(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに平行に対向する２つの端面を有する所定の柱形状をそれぞれ有する第１と第２の誘電体と、
上記第１の誘電体の一方の端面と上記第２の誘電体の一方の端面とによって挟設され、入力端子または出力端子と電磁気的に結合している平板電極と、
第１の導体板の縁端部が上記第１の誘電体の他方の面の外周から所定の距離だけ離れるようにかつ第１の導体板の一部が上記第１の誘電体の他方の面の全面に接するように形成された第１の導体板と、
第２の導体板の縁端部が上記第２の誘電体の他方の面の外周から所定の距離だけ離れるようにかつ第２の導体板の一部が上記第２の誘電体の他方の面の全面に接するように形成された第２の導体板とを備えたことを特徴とするＴＭ２重モード誘電体共振器。
【請求項２】
上記第１と第２の誘電体は、円柱形状を有することを特徴とする請求項１記載のＴＭ２重モード誘電体共振器。
【請求項３】
上記平板電極の外周の全周に連結されるように形成され、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器を励起したときに上記平板電極の外周部に集中する電流を分散するための電極をさらに備えたことを特徴とする請求項１又は２記載のＴＭ２重モード誘電体共振器。
【請求項４】
上記第１と第２の誘電体の外周の一部分の誘電率を上記一部分以外の部分の誘電率と異ならせることにより、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器における２重に縮退したモードを互いに異なる共振周波数を有する２つのモードに分離するための縮退分離手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１乃至３のうちの１つに記載のＴＭ２重モード誘電体共振器。
【請求項５】
上記縮退分離手段は、上記第１と第２の誘電体の外周の一部に形成された切り欠きであることを特徴とする請求項４記載のＴＭ２重モード誘電体共振器。
【請求項６】
上記第１の導体板と上記第２の導体板とを含んで構成され、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器の電磁界をキャビティ内に閉じ込めるためのキャビティーをさらに備えたことを特徴とする請求項１乃至５のうちの一つに記載のＴＭ２重モード誘電体共振器。
【請求項７】
上記請求項１乃至６記載のＴＭ２重モード誘電体共振器と、
上記ＴＭ２重モード誘電体共振器に高周波信号を入力する入力端子と、
上記ＴＭ２重モード誘電体共振器から出力される高周波信号を出力する出力端子とを備え、上記入力端子及び出力端子は上記平板電極と電磁気的に結合していることを特徴とする高周波帯域通過フィルタ装置。
【請求項８】
上記請求項１乃至６記載の少なくとも２つのＴＭ２重モード誘電体共振器と、
上記平板電極に電磁気的に結合して、互いに隣接する上記各２つのＴＭ２重モード誘電体共振器を結合させるための結合手段と、
上記平板電極に電磁気的に結合し上記ＴＭ２重モード誘電体共振器に高周波信号を入力する入力端子と、
上記平板電極に電磁気的に結合し上記ＴＭ２重モード誘電体共振器から出力される高周波信号を出力する出力端子とを備えたことを特徴とする高周波帯域通過フィルタ装置。
【請求項９】
上記結合手段のうちの少なくとも一つは、誘導結合によって上記平板電極に結合することを特徴とする請求項８記載の高周波帯域通過フィルタ装置。
【請求項１０】
上記結合手段のうちの少なくとも一つは、容量結合によって上記平板電極に結合することを特徴とする請求項８記載の高周波帯域通過フィルタ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、マイクロ波で使用されるＴＭ２重モード誘電体共振器及び高周波帯域通過フィルタ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
移動体通信に使用される各機器は、近年通信方式のデジタル化やマイクロセル化等、システムの発展とともに小型化、高性能化が求められている。無線基地局に使用されるマイクロ波フィルタやアンテナ共用器についても、ますます小型化、薄型化、低損失化が求められている。
【０００３】
本発明者らは、以前に、外表面がメタライズされた正方筒形状の誘電体の中央部に上記誘電体と一体に形成された十字形状の誘電体が設けられて構成されたＴＭ２重モード誘電体共振器を特願昭６２−１５００２１号公報において提案した。そして、上記従来例のＴＭ２重モード誘電体共振器を用いて構成された従来例のＴＭ２重モード誘電体フィルタは、無線基地局の高電力に耐え、小型低損失性を実現できる技術のひとつとして本発明者らによって、すでに実用化の段階にある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来例のＴＭ２重モード誘電体共振器は、共振周波数に応じて共振器の寸法が一意的に決定され、これによって、無負荷Ｑが一意的に決定されるために、無負荷Ｑを上記決定される無負荷Ｑより高く設定することができないという問題点があった。また、共振周波数に応じて共振器の寸法が一意的に決定されるために、共振器の厚さを、上記決定される厚さより薄く設定することができず、薄型化が困難であるという問題点があった。
【０００５】
本発明の第１の目的は、従来例に比較して小型化、薄型化ができ、かつ比較的無負荷Ｑを高くできるＴＭ２重モード誘電体共振器を提供することにある。
【０００６】
本発明の第２の目的は、従来例に比較して小型化、薄型化ができ、かつ比較的通過帯域における損失が比較的小さく阻止帯域における減衰量が比較的大きい高周波帯域通過フィルタを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る請求項１記載のＴＭ２重モード誘電体共振器は、互いに平行に対向する２つの端面を有する所定の柱形状をそれぞれ有する第１と第２の誘電体と、
上記第１の誘電体の一方の端面と上記第２の誘電体の一方の端面とによって挟設され、入力端子または出力端子と電磁気的に結合している平板電極と、
第１の導体板の縁端部が上記第１の誘電体の他方の面の外周から所定の距離だけ離れるようにかつ第１の導体板の一部が上記第１の誘電体の他方の面の全面に接するように形成された第１の導体板と、
第２の導体板の縁端部が上記第２の誘電体の他方の面の外周から所定の距離だけ離れるようにかつ第２の導体板の一部が上記第２の誘電体の他方の面の全面に接するように形成された第２の導体板とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２記載のＴＭ２重モード誘電体共振器は、請求項１記載のＴＭ２重モード誘電体共振器において、上記第１と第２の誘電体は、円柱形状を有することを特徴とする。
【０００９】
請求項３記載のＴＭ２重モード誘電体共振器は、請求項１又は２記載のＴＭ２重モード誘電体共振器において、さらに上記平板電極の外周の全周に連結されるように形成され、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器を励起したときに上記平板電極の外周部に集中する電流を分散するための電極を備えたことを特徴とする。
【００１０】
請求項４記載のＴＭ２重モード誘電体共振器は、請求項１乃至３のうちの１つに記載のＴＭ２重モード誘電体共振器において、さらに上記第１と第２の誘電体の外周の一部分の誘電率を上記一部分以外の部分の誘電率と異ならせることにより、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器における２重に縮退したモードを互いに異なる共振周波数を有する２つのモードに分離するための縮退分離手段をさらに備えたことを特徴とする。
【００１１】
請求項５記載のＴＭ２重モード誘電体共振器は、請求項４記載のＴＭ２重モード誘電体共振器において、上記縮退分離手段は、上記第１と第２の誘電体の外周の一部に形成された切り欠きであることを特徴とする。
【００１２】
請求項６記載のＴＭ２重モード誘電体共振器は、請求項１乃至５のうちの１つに記載のＴＭ２重モード誘電体共振器において、さらに上記第１の導体板と上記第２の導体板とを含んで構成され、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器の電磁界をキャビティ内に閉じ込めるためのキャビティーをさらに備えたことを特徴とする。
【００１３】
本発明に係る請求項７記載の高周波帯域通過フィルタ装置は、上記請求項１乃至６記載のＴＭ２重モード誘電体共振器と、
上記ＴＭ２重モード誘電体共振器に高周波信号を入力する入力端子と、
上記ＴＭ２重モード誘電体共振器から出力される高周波信号を出力する出力端子とを備え、上記入力端子及び出力端子は上記平板電極と電磁気的に結合していることを特徴とする。
【００１４】
請求項８記載の高周波帯域通過フィルタ装置は、上記請求項１乃至６記載の少なくとも２つのＴＭ２重モード誘電体共振器と、
上記平板電極に電磁気的に結合して、互いに隣接する上記各２つのＴＭ２重モード誘電体共振器を結合させるための結合手段と、
上記平板電極に電磁気的に結合し上記ＴＭ２重モード誘電体共振器に高周波信号を入力する入力端子と、
上記平板電極に電磁気的に結合し上記ＴＭ２重モード誘電体共振器から出力される高周波信号を出力する出力端子とを備えたことを特徴とする。
【００１５】
請求項９記載の高周波帯域通過フィルタ装置は、請求項８記載の高周波帯域通過フィルタ装置において、上記結合手段のうちの少なくとも一つは、誘導結合によって上記平板電極に結合することを特徴とする。
請求項１０記載の高周波帯域通過フィルタ装置は、請求項８記載の高周波帯域通過フィルタ装置において、上記結合手段のうちの少なくとも一つは、容量結合によって上記平板電極に結合することを特徴とする。
【００１６】
【作用】
本発明に係る請求項１記載のＴＭ２重モード誘電体共振器においては、上記平板電極が第１の誘電体の一方の端面と第２の誘電体の一方の端面とによって挟設され、上記第１と第２の誘電体の各他方の端面には、当該各他方の端面の全面に接するようにかつ当該各他方の端面の外周から上記第１と第２の導体板のそれぞれの縁端部が所定の距離だけ離れるように、第１の導体板と第２の導体板が設けられる。これによって、上記第１と第２の誘電体の側面の外側には、電磁界エネルギーが減衰して電磁波が伝搬しない減衰領域が形成されるので、所定の周波数を有する高周波信号の電磁界は、例えば図４，図５に示すように、上記第１と第２の誘電体の内部とその近傍に分布して上記ＴＭ２重モード誘電体共振器は共振する。
【００１７】
請求項２記載のＴＭ２重モード誘電体共振器は、請求項１記載のＴＭ２重モード誘電体共振器において、上記第１と第２の誘電体は円柱形状を有する。
【００１８】
請求項３記載のＴＭ２重モード誘電体共振器は、請求項１又は２記載のＴＭ２重モード誘電体共振器において、さらに上記平板電極の外周の全周に連結されるトーラス電極をさらに備える。これによって、上記平板電極の縁端部に集中する電流は、上記トーラス電極の断面の円周部に分散して分布して、上記平板電極の縁端部で失われるエネルギーを減少させて、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器の無負荷Ｑを向上させる。
【００１９】
請求項４記載のＴＭ２重モード誘電体共振器は、請求項１乃至３のうちの１つに記載のＴＭ２重モード誘電体共振器において、縮退分離手段をさらに備える。これによって、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器における２重に縮退したモードを互いに異なる共振周波数を有する２つのモードに分離する。
【００２０】
請求項５記載のＴＭ２重モード誘電体共振器は、請求項４記載のＴＭ２重モード誘電体共振器において、上記第１と第２の誘電体の外周の一部に切り欠きを形成している。これによって、上記第１と第２の誘電体の外周の一部分の誘電率を上記一部分以外の部分の誘電率と異ならせて、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器における２重に縮退したモードを互いに異なる共振周波数を有する２つのモードに分離する。
【００２１】
請求項６記載のＴＭ２重モード誘電体共振器は、請求項１乃至５のうちの１つに記載のＴＭ２重モード誘電体共振器において、さらに上記第１の導体板と上記第２の導体板を含んで構成されるキャビティーを備える。これによって、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器の電磁界をキャビティ内に閉じ込めて、上記ＴＭ２重モードの誘電体共振器の無負荷Ｑを向上させるとともに、共振周波数の変動を少なくできる。
【００２２】
本発明に係る請求項７記載の高周波帯域通過フィルタ装置は、上記請求項１乃至６記載のＴＭ２重モード誘電体共振器と、上記入力端子と、上記出力端子とを備える。これによって、上記入力端子から入力された所定の周波数を有する高周波信号は、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器を通過して上記出力端子から出力される。
【００２３】
請求項８記載の高周波帯域通過フィルタ装置は、上記請求項１乃至６記載の少なくとも２つのＴＭ２重モード誘電体共振器と上記結合手段と上記入力端子と上記出力端子とを備え、上記結合手段は、互いに隣接する２つのＴＭ２重モード誘電体共振器を互いに結合させる。これによって、上記入力端子から入力された所定の周波数を有する高周波信号は、上記各ＴＭ２重モード誘電体共振器を通過して上記出力端子から出力される。
【００２４】
請求項９記載の高周波帯域通過フィルタ装置において、上記結合手段は互いに隣接する２つのＴＭ２重モード誘電体共振器を互いに誘導結合させる。
請求項１０記載の高周波帯域通過フィルタ装置において、上記結合手段は上記結合手段は互いに隣接する２つのＴＭ２重モード誘電体共振器を互いに容量結合させる。
【００２５】
【実施例】
以下、図面を参照して本発明による実施例について説明する。なお、添付図面において同一のものについては同一の参照符号を付す。
【００２６】
＜第１の実施例＞
図１は、本発明に係る第１の実施例のＴＭ２重モード誘電体共振器の一部破断斜視図である。図２は、図１のＡ−Ａ’線における図１のＴＭ２重モード誘電体共振器の断面図である。
【００２７】
この第１の実施例のＴＭ２重モード誘電体共振器は、誘電体１と誘電体２と平板電極３とトーラス電極４とケース８とを備え、上記誘電体１と上記誘電体２とによって上記平板電極３を挟設しかつ上記平板電極３の外周の全周に上記トーラス電極４を連結して一体化して形成したことを特徴とする。
【００２８】
第１の実施例のＴＭ２重モード誘電体共振器においては、図１及び図２に示すように、まず、上端面に円形の端面電極６が形成されかつ直径ｄと軸方向の長さｈを有する円柱形状の誘電体１と、下端面に円形の端面電極７が形成されかつ上記誘電体１と同じ直径ｄと軸方向の長さｈを有する円柱形状の誘電体２とによって、所定の厚さｔと上記誘電体１，２と同じ直径ｄを有する円形の平板電極３が同軸で挟設される。ここで、上記平板電極３は、その上面が上記誘電体１の下端面と接するようにかつ上記平板電極３の下面が上記誘電体２の上端面と接するように誘電体１と誘電体２とに挟設される。そして、上記平板電極３の外周の全周に、上記平板電極３の厚さｔより大きい直径２Ｒの円形断面を有するトーラス電極４が上記平板電極３の外周の全周に一体化して連結形成される。ここで、トーラス電極４は、トーラス電極４の内周（内側の面）が上記平板電極３の外周に接するように連結形成され、誘電体１，２の外周面とトーラス電極４の内周は接する。さらに、互いに対向する導体板９ａと導体板９ｂとを含んで構成されかつ所定の内径Ｄと軸方向の所定の長さＫの円柱形状の空洞であるキャビティー８ａを形成する導体ケース８が、上記導体板９ａの下面が上記誘電体１に形成された端面電極６に接して電気的に導通するようにかつ上記導体板９ｂの上面が上記誘電体２に形成された端面電極７に接して電気的に導通するように設けられる。ここで、上記キャビティー８ａと上記誘電体１，２とは同軸になるように設けられ、かつ上記キャビティー８ａの外周面と上記誘電体１，２の外周面との距離は所定の一定値になるように設定される。以上のようにして第１の実施例のＴＭ２重モード誘電体共振器は構成される。
【００２９】
以上のように構成されたＴＭ２重モード誘電体共振器において、上記キャビティー８ａは、電磁界エネルギーが減衰して電磁波の伝搬しない減衰領域として働き、所定の周波数を有する高周波信号の電磁界は、上記誘電体１，２の内部とその近傍に分布する。これによって、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器を高周波信号で励振したときに、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器は、それぞれ固有の共振周波数を有する種々のＴＭモードで共振する。このとき上記誘電体１，２の側面は、近似的に開放条件を満足する磁気的壁として動作する。
【００３０】
次に、以上のように構成されたＴＭ２重モード誘電体共振器の共振モードについて説明する。上記ＴＭ２重モード誘電体共振器の電磁界分布は、平衡型円板共振器の電磁界分布と基本的には同様であるが、上記平板電極３の径方向の外側は、誘電体１，２の誘電率より低い誘電率を有する自由空間であるために、当該ＴＭ２重モード誘電体共振器では、上記誘電体１，２の内部に電磁界エネルギーが集中する。ここで、上記平衡型円板共振器とは、互いに同じ径と同じ厚さを有する２つの円形の誘電体基板によって、上記誘電体基板より小さい径の円形の電極を同軸で挟設し、上記各誘電体基板の上記電極と接する面と反対側の各面に接地導体を形成して構成される円板共振器のことである。
【００３１】
以下の図面を用いた説明においては、必要に応じて上記平板電極３の軸上の中心点Ｏを原点とし、上記平板電極３の軸方向ｚ軸とする直交座標を用いて説明する。本明細書において、ｘ軸について対称な電磁界を有する共振器をｘ軸共振器と呼び、その固有モードをｘモードと呼ぶ。また、ｙ軸について対称な電磁界の分布を有する共振器をｙ軸共振器と呼び、その固有モードをｙモードと呼ぶ。図３は、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器が、ＴＭ１１０モードで共振したときの平板電極３の上面における上記ｘ軸共振器の電流分布を示す平面図である。図３に示すように上記平板電極３の上面において、電流Ｉは、上記平板電極３の外周がｘ軸と交わる一方の点である縁端部３１から上記平板電極３の外周がｘ軸と交わる他方の点である縁端部３２に向かって流れる。また、中心点Ｏを流れる電流以外の電流は外側に湾曲して流れる。
【００３２】
また、図４は、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器がＴＭ１１０モードで共振したときの上記ＴＭ２重モード誘電体共振器のｘ軸に沿った縦断面における上記ｘ軸共振器の電界分布を示す断面図である。図４に示すように、当該断面において、ｘが負の誘電体１の領域では、上記平板電極３の上面から上記端面電極６に向かうｚ軸方向に電界Ｅが分布し、ｘが負の誘電体２の領域では、上記平板電極３の下面から上記端面電極７に向かうｚ軸方向に電界Ｅが分布する。また、ｘが正の誘電体１の領域では、上記端面電極６から上記平板電極３の上面に向かうｚ軸方向に電界Ｅが分布し、ｘが正の誘電体２の領域では、上記端面電極７から平板電極３の下面に向かうｚ軸方向に電界Ｅが分布する。ここで、図４において上記電界Ｅを示す矢印の長さは、上記電界Ｅの強度を表し、上記電界Ｅの強度は、誘電体１，２の外周に近いほど強くなる。
【００３３】
図５は、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器がＴＭ１１０モードで共振したときのＴＭ２重モード誘電体共振器のｙ軸に沿った縦断面における上記ｘ軸共振器の磁界分布を示す断面図である。図５に示すように、磁界Ｈは、当該断面において、誘電体１の中ではｙの負から正に向かい、また、誘電体２の中ではｙの正から負に向かって上記トーラス電極４が連結された平板電極３を取り囲むように分布する。ここで、上記磁界Ｈは、平板電極３にほぼ平行になるように分布する。
【００３４】
また、ｙ軸共振器も同様の電磁界の分布を有し、そして、上記ｘモードと上記ｙモードは、互いに同じ共振周波数を有して縮退している。
【００３５】
図５に示すように、ｘモードの磁界はｘ軸の周りを一周し、特にｙ軸上の平板電極３の縁端部で磁界強度が大きくなる。すなわち電流Ｉが当該縁端部に集中する縁端効果が生じるので、当該縁端部において導体損失が大きくなる。また、同様にｙモードの磁界はｙ軸の周りを一周し、特にｘ軸上の平板電極３の縁端部で磁界強度が大きくなる。すなわち電流Ｉが当該縁端部に集中する縁端効果が生じるので、当該縁端部において導体損失が大きくなる。そこで第１の実施例のＴＭ２重モード共振器では、ＴＭ１１０モードの縁端効果による損失を低減するために平板電極３の外周にトーラス電極４を設け、上記トーラス電極４の縦断面の外周部に電流を分散させて電流集中を緩和している。これによって、平板電極３の縁端部で生じる導体損失を低減している。
【００３６】
図６は、トーラス電極４の半径Ｒと上記ＴＭ２重モード誘電体共振器の無負荷Ｑ及び共振周波数ｆ０の関係について二次元有限要素法を用いて計算した結果を示したグラフである。
ここで、以上の計算において各パラメータは以下のように設定した。
（１）誘電体１，２の比誘電率εｒ＝４０、
（２）誘電体１，２の直径ｄ＝３０ｍｍ、
（３）誘電体１，２の厚さｈ＝１０ｍｍ、
（４）キャビティー８ａの内径Ｄ＝５０ｍｍ、
（５）キャビティー８ａの軸方向の長さＫ＝２０ｍｍ。
【００３７】
図６から明らかなように、トーラス電極４の半径Ｒが大きくなると平板電極３の縁端部での導体損失が低減され、無負荷Ｑは大きくなる。しかしながら、上記半径Ｒがある値より大きくなると、トーラス電極４とケース８との距離が小さくなり、ケース８による導体損失が大きくなるため、逆に無負荷Ｑは劣化する。従って、図６より無負荷Ｑが最大となる最適な半径Ｒが存在することがわかる。
【００３８】
図７は、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器のＴＭ１１０モードの共振周波数ｆ０と誘電体１，２の直径ｄとの関係を、比誘電率εｒがそれぞれ２０，４０，６０の場合について示したグラフである。図７の共振周波数ｆ０と誘電体１，２の直径ｄとの関係は、二次元有限要素法を用いて計算した。
ここで、以上の計算において各パラメータは以下のように設定した。
（１）誘電体１，２の厚さｈ＝１０ｍｍ、
（２）誘電体１，２の直径ｄとキャビティー８ａの内径Ｄとの比ｄ／Ｄ＝１．２、
（３）トーラス電極４の半径Ｒとキャビティー８ａの内径Ｄとの比Ｒ／Ｄ＝０．０３。
以上の結果から、基本モードであるＴＭ１１０モードの共振周波数ｆ０は誘電体１，２の直径ｄにほぼ反比例し、比誘電率εｒの平方根にほぼ反比例することがわかる。
【００３９】
図８は、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器の誘電体１，２の厚さｈと無負荷Ｑおよび共振周波数ｆ０の関係を示したグラフである。
ここで、以上の計算において各パラメータは以下のように設定した。
（１）誘電体１，２の比誘電率εｒ＝４０、
（２）誘電体１，２の直径ｄ＝３０ｍｍ、
（３）キャビティー８ａの内径Ｄ＝５０ｍｍ、
（４）キャビティー８ａの軸方向の長さＫ＝２０ｍｍ。
図８から明らかなように、上記誘電体１，２の厚さｈが大きくなるにしたがって無負荷Ｑは大きくなる。一方、共振周波数ｆ０は上記誘電体１，２の厚さｈにはほとんど依存しない。
【００４０】
図９は、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器の誘電体１，２の比誘電率εｒと無負荷Ｑ及び上記２重モード誘電体共振器のキャビティー８ａの体積の関係を示したグラフである。
ここで、以上の計算において各パラメータは以下のように設定した。
（１）誘電体１，２の厚さｈ＝１０ｍｍ、
（２）誘電体１，２の直径ｄとキャビティー８ａの内径Ｄとの比ｄ／Ｄ＝１．２、
（３）キャビティー８ａの軸方向の長さＫ＝２０ｍｍ、
（４）ＴＭ２重モード誘電体共振器の共振周波数ｆ０＝１０００ＭＨｚ。
図９から明らかなように、比誘電率εｒが大きくなると上記体積は小さくなるが、無負荷Ｑはほとんど変化しない。つまり上記ＴＭ２重モード誘電体共振器の無負荷Ｑは、ほぼ誘電体１，２の厚さｈで決定され、誘電率εｒにはよらない。
【００４１】
次に、第１の実施例のＴＭ２重モード誘電体共振器を試作して評価した結果について説明する。
【００４２】
試作したＴＭ２重モード誘電体共振器の各パラメータは、次の表１に示すように設定した。試作したＴＭ２重モード誘電体共振器の無負荷Ｑ０の測定結果は、Ｑ０＝３１００であった。これに対して、二次元有限要素法により計算した結果は、導電率がσ＝４．９７×１０７Ｓ／ｍで誘電体１，２の誘電正接を１ＧＨｚにおいてｔａｎδ＝２．２×１０−５とした場合、共振器の無負荷ＱはＱ０＝３３００であった。測定結果は計算値の約９４％であった。
【００４３】
また、測定されたスプリアスモードの共振周波数とスプリアス特性をそれぞれ表２と図１４に示す。表２には二次元有限要素法による各モードの共振周波数の計算結果も合わせて示す。図１４に示すように、基本モードであるＴＭ１１０モードに次いで、高次モードであるＴＭ２１０，ＴＭ０１０，ＴＭ３１０モードがスプリアスモードとして存在する。基本モードであるＴＭ１１０モードの共振周波数と隣接するＴＭ２１０モードの共振周波数は、ＴＭ１１０モードの共振周波数ｆ０から７００ＭＨｚ以上離れているので、上記ＴＭ１１０モードを用いて帯域通過フィルタを構成しても、スプリアス共振は帯域通過フィルタの所望の特性にほとんど影響することはない。
【００４４】
【表１】
0003569995.tif 000002
【００４５】
ここで、上記誘電体１，２は、誘電体セラミクス（Ｚｒ，Ｓｎ）ＴｉＯ４からなり、平板電極３と端面電極６，７は、上記誘電体１，２の上端面と下端面にそれぞれ銀ペーストを焼き付けて形成した。
【００４６】
【表２】
0003569995.tif 000003
【００４７】
以上詳述した第１の実施例のＴＭ２重モード誘電体共振器によれば、当該ＴＭ２重モード誘電体共振器の無負荷Ｑを３０００から３５００の間の値に設定したとき、当該ＴＭ２重モード誘電体共振器の厚さを２３．５ｍｍにでき、無負荷Ｑを７０００から８０００の間の値に設定したときに厚さが５０．０ｍｍ以上になる従来例のＴＭ２重モード共振器の比較して薄くすることができる。
【００４８】
以上の第１の実施例のＴＭ２重モード誘電体共振器によれば、共振周波数ｆ０をほとんど変化させずに、誘電体１，２の厚さｈを所定の値に設定することによって所望の無負荷Ｑに設定することができる。
【００４９】
以上の第１の実施例のＴＭ２重モード誘電体共振器によれば、上記誘電体１，２を比誘電率εｒの比較的大きな材料を用いて構成することにより、比誘電率εｒの比較的小さい材料を用いて構成したときに比べてほとんど無負荷Ｑを劣化させないで直径方向の小型化ができる。
【００５０】
＜第２の実施例＞
図１０は第２の実施例のＴＭ２重モード誘電体共振器の横断面図であり、図２５は、図１０におけるＢ−Ｂ’線についての縦断面図である。上記第２の実施例のＴＭ２重モード誘電体共振器は、第１の実施例のＴＭ２重モード誘電体共振器において、上記誘電体１，２の外周に切り欠き１１，１２，１３，１４を設けたことを特徴とする。
【００５１】
第２の実施例のＴＭ２重モード誘電体共振器において、図１０に示すように、上記誘電体２の軸を中心としてｘ軸と４５度だけ隔てた上記誘電体２の外周の互いに対向する位置に、それぞれ上記誘電体２の上端面から下端面まで半円形の溝状に誘電体を除去して形成した切り欠き１３と切り欠き１４を設ける。また、図２５に示すように、上記誘電体１の外周の互いに対向する位置に、それぞれ上記誘電体１の上端面から下端面まで半円形の溝状に誘電体を除去して形成した切り欠き１１と切り欠き１２を、それぞれ上記切り欠き１３，１４と同軸になるように設ける。これによって、上記第２の実施例のＴＭ２重モード誘電体共振器を、ｘ軸，ｙ軸に対してそれぞれ非対称になるように構成している。
【００５２】
以上のように構成した第２の実施例のＴＭ２重モード誘電体共振器において、第１の実施例の説明において詳述したｘ軸共振器とｙ軸共振器とは、上記誘電体１に設けられた切り欠き１１，１２と上記誘電体２に設けられた切り欠き１３，１４によって互いに結合して、互いに共振周波数が異なる２つの独立したモードである偶モードと奇モードを発生する。すなわち、上記切り欠き１１，１２，１３，１４は、２重に縮退したｘモードとｙモードの縮退を分離して互いに共振周波数が異なる２つの独立したモードである偶モードと奇モードを発生する縮退分離手段を構成する。
【００５３】
また、図１１（ａ）に、上記奇モードの上記平板電極３の上面における電流分布を示す。上記奇モードの上記平板電極３の上面における電流は、上記切り欠き１２に対向する上記平板電極３の外周上の縁端部３４から上記切り欠き１１に対向する上記平板電極３の外周上の縁端部３３に向かう方向に分布する。図１１（ｂ）に、上記偶モードの上記平板電極３の上面における電流分布を示す。上記偶モードの上記平板電極３の上面における電流は、上記縁端部３３，３４から互いに上記平板電極３の中心を中心として互いに９０度だけ隔てた上記外周上の対向する２つの縁端部のうちの１つである縁端部３５から他方の縁端部３６に向かう方向に分布する。
【００５４】
図１２は、第２の実施例のＴＭ２重モード誘電体共振器の等価回路を示す回路図である。図１２の等価回路は、分布定数線路ＬＮ１乃至ＬＮ８をリング状に直列接続して構成される回転対称のリング分布定数線路を備える。ここで、上記分布定数線路ＬＮ１乃至ＬＮ８は、それぞれ共振周波数における１／４波長の長さに設定される。従って、上記リング分布定数線路は２πの電気長を有する。上記分布定数線路ＬＮ１と分布定数線路ＬＮ２との接続点が内部結合キャパシタＣ３を介して接地され、上記分布定数線路ＬＮ５と分布定数線路ＬＮ６との接続点が内部結合キャパシタＣ４を介して接地されて構成される。ここで、上記内部結合キャパシタＣ３，Ｃ４は、上記ｘ軸共振器と上記ｙ軸共振器を結合させる為のキャパシタであって、上記縮退分離手段に対応する。
【００５５】
図１２の等価回路において、ｘ軸上に位置する入出力端子Ｔ１，Ｔ３は、それぞれｘ軸共振器の励振点と一致し、それぞれｘ軸共振器の入出力端子であり、ｙ軸上に位置する入出力端子Ｔ２，Ｔ４は、それぞれｙ軸共振器の励振点と一致し、それぞれｙ軸共振器の入出力端子である。すなわち、ｘ軸共振器は、分布定数線路ＬＮ１乃至ＬＮ４を直列に接続してなりかつ電気長がπの分布定数線路と、分布定数線路ＬＮ４乃至ＬＮ８を直列に接続してなりかつ電気長がπの分布定数線路とを並列接続した半波長共振器として構成される。また、ｙ軸共振器は、分布定数線路ＬＮ３，ＬＮ４，ＬＮ５，ＬＮ６を直列に接続してなりかつ電気長がπの分布定数線路と分布定数線路ＬＮ７，ＬＮ８，ＬＮ１，ＬＮ２を直列に接続してなりかつ電気長がπの分布定数線路とを並列接続した半波長共振器として構成される。
【００５６】
ここで、図１２の等価回路の内部結合キャパシタＣ３，Ｃ４の静電容量は、互いに等しい負の静電容量を有し、次に示す数１で与えられる静電容量ΔＣを用いて、−ΔＣで与えられる。ここで、数１中のω０は、上記２重モード誘電体共振器の共振周波数ｆ０に対応する角周波数であって、数２で与えられる。また、各分布定数線路ＬＮ１乃至ＬＮ８の電気長θは、以下に示す数３で与えられる。さらに、数１，数３におけるｋは、所定の通過帯域特性と所帯の阻止帯域特性を有する高周波帯域通過フィルタを設計するときに与えられる結合係数であって、次の数４で与えられる。数２，数４中のｆｏｄｄとｆｅｖｅｎはそれぞれ、奇モードと偶モードの共振周波数である。
【００５７】
【数１】
ΔＣ＝（２Ｙａ／ω０）・ｔａｎ｛πｋ／（２−ｋ）｝
【数２】
ω０＝２πｆ０＝π（ｆｅｖｅｎ＋ｆｏｄｄ）
【数３】
θ＝（π／４）・（１  ＋  ｋ／２）
【数４】
ｋ＝２（ｆｅｖｅｎ−ｆｏｄｄ）／（ｆｅｖｅｎ＋ｆｏｄｄ）＝１．４１８（２ΔＣ／Ｃ０）
【００５８】
ここで、数４におけるＣ０は、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器において、端面電極６と平板電極３とによって挟設された誘電体１の静電容量である。また、誘電体２は、上記誘電体１と同じ形状に形成されているので、上記端面電極７と上記平板電極３とによって挟設された誘電体２の静電容量もＣ０である。当該ＴＭ２重モード誘電体共振器では誘電体１，２を有することを考慮すると次の数５で与えられる。数５におけるε０は、真空中の誘電率であり、ａは誘電体１，２の半径であり、ａ＝ｄ／２である。
【００５９】
【数５】
Ｃ０＝（２  ε０εｒ・πａ２）／ｈ
【００６０】
図１３のグラフに数４で与えられるΔＣとｋの関係を実線で示した。また、図１３のグラフには、理想的な開放モデルを用いて２次元有限要素法によって計算した結果と測定結果とを合わせて示している。図１３から明らかなように、数４で与えられるΔＣとｋの関係と上記２次元有限要素法によって計算した結果と測定結果とはよく一致している。ここで、上記測定に用いたＴＭ２重モード誘電体共振器は、上述したように誘電体１，２の外周の低誘電率領域は誘電体の一部を切削することによって低誘電率底領域を形成した。
【００６１】
数３で与えられる電気長θは結合後の偶モードと奇モードの共振周波数の平均値を結合前の共振周波数ｆ０に一致させるための補正係数（π／４）×（  ｋ／２）を含んでいる。また、線路の特性アドミタンスＹａは、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器のサセプタンスを周波数で微分したサセプタンススロープｂを用いて次の数６で与えられる。
【００６２】
【数６】
Ｙａ＝ｂ／π
【００６３】
ここで、ＴＭ２重モード誘電体共振器のサセプタンススロープｂは、誘電体１，２内部への電気エネルギーの集中度が９６％程度と高いことから理想的な開放条件を満たす解析解を用いた摂動計算により、近似的に次の数７で与えられる。また、上記摂動計算は、文献「Ｓｈｕｈ−Ｈａｎ  Ｃｈａｏ，“Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ  ｏｆ  ｍｉｃｒｏｗａｖｅ  ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ  ａｎｄ  ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｃｏｎｓｔａｎｔ  ｂｙ  ｔｈｅ  ｃａｖｉｔｙ  ｐｅｒｔｕｒｂａｔｉｏｎ  ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  ｔｈｅｉｒ    ｅｒｒｏｒｓ”，  ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎ  ｏｎ  Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ  Ｔｈｅｏｒｙ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｖｏｌ．ＭＴＴ−３３，Ｎｏ．６，  ｐｐ．  ５１９−５２６  １９８５年」を参照して行った。ここで、Ｊ０（・）は、０次の第１種ベッセル関数であり、Ｊ１（・）は、１次の第１種ベッセル関数である。また、ｋｃは、動径方向の境界条件から決まる固有値である。
【００６４】
【数７】
0003569995.tif 000004
【００６５】
次に、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器の無負荷Ｑ０は、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器の無負荷Ｑを上記分布定数線路ＬＮ１乃至ＬＮ８の伝送Ｑと対応させることにより、上記分布定数線路ＬＮ１乃至ＬＮ８の減衰定数αと位相定数βを用いて次の数８で与られる。
【００６６】
【数８】
Ｑ０＝β／（２α）
【００６７】
以上のように構成した第２の実施例のＴＭ２重モード誘電体共振器は、誘電体１，２の側面に上記切り欠き１１，１２，１３，１４を形成しているので、上記ｘ軸共振器と上記ｙ軸共振器を結合させることができ、２つの独立したモードである偶モードと奇モードを発生することができる。
【００６８】
＜第３の実施例＞
図１５は本発明に係る第３の実施例の高周波帯域通過フィルタ装置の縦断面図である。また、図１６は、上記第３の実施例の高周波帯域通過フィルタ装置の図１５におけるＣ−Ｃ’線での横断面図である。
【００６９】
上記第３の実施例の高周波帯域通過フィルタ装置は、第２の実施例のＴＭ２重モード誘電体共振器と同様に構成された３つのＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３と、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１と上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ２とを誘導結合させる結合ループインダクタ２１と、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ２と上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ３とを容量結合させる結合キャパシタ２３，２４とを備えたことを特徴とする。
【００７０】
以下、図面を用いて第３の実施例の高周波帯域通過フィルタ装置の構成を詳細に説明する。上記第３の実施例の高周波帯域通過フィルタ装置において、図１５，１６に示すように、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１は、円柱形状の誘電体１ａと、円柱形状の誘電体２ａと、平板電極３ａと、トーラス電極４ａと、導体ケース８０に形成されたキャビティー８０ａとを備えて、上記第２の実施例のＴＭ２重モード誘電体共振器と同様に構成される。ここで、上記誘電体１ａは、上端面に形成された端面電極６ａと、外周の互いに対向する位置に形成された切り欠き１１ａ，１２ａを備え、上記誘電体２ａは、下端面に形成された端面電極７ａと、外周の互いに対向する位置に形成された切り欠き１３ａ，１４ａを備える。図１６において、上記切り欠き１３ａ，１４ａの符号は、それぞれ切り欠き１１ａ，１２ａの符号の上又は下の括弧内に示している。
【００７１】
上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ２は、同様に、誘電体１ｂと、誘電体２ｂと、平板電極３ｂと、トーラス電極４ｂと、導体ケース８０に形成されたキャビティー８０ｂとを備えて構成され、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ３は、同様に、誘電体１ｃと、誘電体２ｃと、平板電極３ｃと、トーラス電極４ｃと、導体ケース８０に形成されたキャビティー８０ｃとを備えて構成される。また、上記誘電体１ｂは、上端面に形成された端面電極６ｂと、外周の互いに対向する位置に形成された切り欠き１１ｂ，１２ｂを備え、上記誘電体２ｂは、下端面に形成された端面電極７ｂと、外周の互いに対向する位置に形成された切り欠き１３ｂ，１４ｂを備える。図１６において、上記切り欠き１３ｂ，１４ｂの符号は、それぞれ切り欠き１１ｂ，１２ｂの符号の上又は下の括弧内に示している。上記誘電体１ｃは、上端面に形成された端面電極６ｃと、外周の互いに対向する位置に形成された切り欠き１１ｃ，１２ｃを備え、上記誘電体２ｃは、下端面に形成された端面電極７ｃと、外周の互いに対向する位置に形成された切り欠き１３ｃ，１４ｃを備える。図１６において、上記切り欠き１３ｃ，１４ｃの符号は、それぞれ切り欠き１１ｃ，１２ｃの符号の上又は下の括弧内に示している。ここで、上記キャビティー８０ａ，８０ｂ，８０ｃは、上記導体ケース８０に所定の間隔だけ隔てて並置して形成される。従って、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３は、上記導体ケース８０の両端面の間に、所定の間隔だけ隔てて並置して設けられる。
【００７２】
上記導体ケース８０の長手方向の一方の端面の中央部には、上記高周波帯域通過フィルタ装置を外部回路と接続するための入力コネクタ４１が設けられる。上記入力コネクタ４１の中心導体は、上記端面と電気的に絶縁されて上記端面を貫通して入力キャパシタ２２の一方の電極に接続される。また、上記入力キャパシタ２２の他方の電極は、上記切り欠き１１ａから４５度隔てた上記トーラス電極４ａのｘ軸上の外周（外側の面）に接続される。以上のように接続されて、上記入力コネクタ４１は、入力キャパシタ２２を介して上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１のｘ軸共振器と容量結合する。ここで、上記入力キャパシタ２２は、円柱形状のセラミック誘電体の両端面に電極が形成されて構成される。
【００７３】
また、上記結合ループインダクタ２１は、５つの導体線２１１，２１２，２１３，２１４，２１５からなり、上記導体線２１１，２１２，２１３，２１４が略四角形のループを形成するように直列に接続され、上記導体線２１５の両端がそれぞれ導体線２１２と導体線２１４の略中央点に接続されて構成される。そして、上記結合ループインダクタ２１は、上記平板電極３ａ，３ｂと略同一平面上に位置するようにかつ上記導体線２１１と上記導体線２１３と上記導体線２１５とが上記キャビティー８０ａと上記キャビティー８０ｂとを隔てる上記導体ケース８０の導体壁の中央部を長手方向に貫通するように設けられる。ここで、上記導体線２１１，２１３は、上記導体壁を上記導体ケース８０の長手方向に貫通するように設けられた貫通孔（図示せず。）によって上記導体壁と電気的に絶縁されて貫通する。また、上記導体線２１５は、上記壁と電気的に導通するように上記導体壁を貫通し、これによって、上記導体線２１５はその中央部で接地される。以上のように構成することにより、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１のｙ軸共振器の磁界の一部は、上記導体線２１２を廻って上記結合ループインダクタ２１のループ内部を横切り、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ２のｙ軸共振器の磁界の一部は、上記導体線２１４を廻って上記結合ループインダクタ２１のループ内部を横切る。これによって、上記結合ループインダクタ２１を介して、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１のｙ軸共振器と上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ２のｙ軸共振器とは誘導結合する。
【００７４】
さらに、上記結合ループインダクタ２１の反対側に位置するｘ軸上のトーラス電極４ｂの外周表面に結合キャパシタ２３が接続される。ここで、上記結合キャパシタ２３は、円柱形状の誘電体の両端面に電極が形成されて構成され、一端面に形成された電極と上記トーラス電極４ｂが接続される。また、上記結合キャパシタ２３と対向するｘ軸上のトーラス電極４ｃの外周表面に結合キャパシタ２４が接続される。ここで、上記結合キャパシタ２４は、上記結合キャパシタ２３と同様に、円柱形状の誘電体の両端面に電極が形成されて構成され、一端面に形成された電極と上記トーラス電極４ｃが接続される。また、上記結合キャパシタ２３の他方の端面に形成された電極と上記結合キャパシタ２４の他方の端面に形成された電極は互いに導体線２３４によって接続される。そして、上記導体線２３４は、上記キャビティー８０ｂと上記キャビティー８０ｃを隔てる導体壁を当該導体壁に設けられた貫通孔（図示せず。）を介して電気的に絶縁されて当該導体壁を貫通する。以上のように構成された上記結合キャパシタ２３，２４と上記導体線２３４とによって、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ２のｘ軸共振器と上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ３のｘ軸共振器とは容量結合する。
【００７５】
上記導体ケース８０の幅方向の一方の側面には、中心導体と接地導体とを有する出力コネクタ４２が、上記中心導体が上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ３のｙ軸と一致するように設けられる。そして、上記出力コネクタ４２の中心導体は、電気的に絶縁されて上記導体ケース８０の側面を貫通して出力キャパシタ２５の一方の電極に接続される。また、上記出力キャパシタ２５の他方の電極は、上記出力コネクタ４２と対向するｙ軸上のトーラス電極４ｃの外周上に接続される。以上のように接続されて、上記出力コネクタ４２は、出力キャパシタ２５を介して上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ３のｙ軸共振器と容量結合する。
【００７６】
上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１のｘ軸と４５度だけ隔てかつ上記切り欠き１３ａに近接して、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１のｘ軸共振器とｙ軸共振器との結合量を徴調整するための結合調整ねじ２６ａが導体ケース８０の下底面に設けられる。上記結合調整ねじ２６ａは、上記切り欠き１３ａの形成方向と平行になるように設けられ、上記結合調整ねじ２６ａのキャビティー８１ａ内の突出長が変化すると上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１のｘ軸共振器とｙ軸共振器との結合量が変化するので、上記結合調整ねじ２６ａの突出長を変化させることによって上記結合量を調整することができる。また、同様に上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ２のｘ軸と４５度だけ隔てかつ上記切り欠き１４ｂに近接して、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ２のｘ軸共振器とｙ軸共振器との結合量を徴調整するための結合調整ねじ２６ｂが上記切り欠き１４ｂの形成方向と平行になるように下底面に設けられ、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ３のｘ軸と４５度だけ隔てかつ上記切り欠き１４ｃに近接して、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ３のｘ軸共振器とｙ軸共振器との結合量を徴調整するための結合調整ねじ２６ｃが上記切り欠き１４ｃの形成方向と平行になるように下底面に設けられる。
【００７７】
また、上記導体ケース８０の幅方向の他方の側面には、それぞれ上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の各ｘ軸共振器の共振周波数を徴調整するための周波数調整ねじ５１，５２，５３が、それぞれのねじの軸が上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の各ｙ軸に一致するように設けられる。上記周波数調整ねじ５１，５２，５３のキャビティー８１ａ，８１ｂ，８１ｃ内の突出長が変化すると上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の各ｘ軸共振器の共振周波数が変化するので、上記周波数調整ねじ５１，５２，５３の突出長を変えることによって各ｘ軸共振器の共振周波数を調整することができる。さらに、上記導体ケース８０の他方の端面には、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ３のｙ軸共振器の共振周波数を徴調整するための周波数調整ねじ５４が、周波数調整ねじ５４の軸が上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ３のｘ軸に一致するように設けられる。上記周波数調整ねじ５４のキャビティー８１ｃ内の突出長が変化すると上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ３のｙ軸共振器の共振周波数が変化するので、上記周波数調整ねじ５４の突出長を変えることによって当該共振周波数を調整することができる。
【００７８】
以上のように、第３の実施例の高周波帯域通過フィルタ装置は、３つのＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３を備えている。そして、当該高周波帯域通過フィルタ装置において、上記入力コネクタ４１は、入力キャパシタ２２によって、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１のｘ軸共振器と容量結合する。そして、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１のｘ軸共振器は、上記誘電体１ａに設けられた切り欠き１１ａ，１２ａと上記誘電体２ａに設けられた切り欠き１３ａ，１４ａとによって、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１のｙ軸共振器と電磁的に結合する。また、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１のｙ軸共振器は、上記結合ループインダクタ２１によって、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ２のｙ軸共振器と誘導結合する。上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ２のｙ軸共振器は、上記誘電体１ｂに設けられた切り欠き１１ｂ，１２ｂと上記誘電体２ｂに設けられた切り欠き１３ｂ，１４ｂとによって、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ２のｘ軸共振器と電磁的に結合する。さらに、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ２のｘ軸共振器は、結合キャパシタ２３，２４によって、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ３のｘ軸共振器と容量結合する。上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ３のｘ軸共振器は、上記誘電体１ｃに設けられた切り欠き１１ｃ，１２ｃと上記誘電体２ｃに設けられた切り欠き１３ｃ，１４ｃとによって、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ３のｙ軸共振器と電磁的に結合する。またさらに、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ３のｙ軸共振器は、上記出力キャパシタ２５によって、上記出力コネクタ４２と容量結合する。以上のように構成することにより、入力コネクタ４１と出力コネクタ４２との間に、ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３を備えた６段の高周波帯域通過フィルタ装置が構成される。
【００７９】
次に以上のように構成された高周波帯域通過フィルタ装置の動作を等価回路を用いて説明する。
【００８０】
図１７は高周波帯域通過フィルタ装置の等価回路を示す回路図である。当該等価回路において、各ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３は、図１２の第２の実施例のＴＭ２重モード誘電体共振器の等価回路と同様に表わすことができる。すなわち各ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の等価回路は、それぞれｘ軸共振器とｙ軸共振器が結合した２重モードの等価回路であって、それぞれ各共振周波数における１／４波長の長さを有する分布定数線路ＬＮ１ａ乃至ＬＮ８ａ，分布定数線路ＬＮ１ｂ乃至ＬＮ８ｂ，分布定数線路ＬＮ１ｃ乃至ＬＮ８ｃが直列に接続された２πの電気長を有する回転対称の各リング分布定数線路を備える。そして、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１の等価回路においては、上記分布定数線路ＬＮ１ａと分布定数線路ＬＮ２ａとの接続点が内部結合キャパシタＣ３ａを介して接地され、上記分布定数線路ＬＮ５ａと分布定数線路ＬＮ６ａとの接続点が内部結合キャパシタＣ４ａを介して接地される。
【００８１】
また、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ２の等価回路においては、上記分布定数線路ＬＮ１ｂと分布定数線路ＬＮ２ｂとの接続点が内部結合キャパシタＣ３ｂを介して接地され、上記分布定数線路ＬＮ５ｂと分布定数線路ＬＮ６ｂとの接続点が内部結合キャパシタＣ４ｂを介して接地される。さらに、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ３の等価回路においては、上記分布定数線路ＬＮ１ｃと分布定数線路ＬＮ２ｃとの接続点が内部結合キャパシタＣ３ｃを介して接地され、上記分布定数線路ＬＮ５ｃと分布定数線路ＬＮ６ｃとの接続点が内部結合キャパシタＣ４ｃを介して接地される。以上のようにして各ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の等価回路は、構成される。
【００８２】
また、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１のｘ軸上に位置する分布定数線路ＬＮ１ａと分布定数線路ＬＮ８ａの接続点は、一端が入力端子Ｔ１１である入力キャパシタ２２の他端に接続されるとともに、キャパシタＣ２ａを介して接地される。ここで、キャパシタＣ２ａは、入力キャパシタ２２が上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１のｘ軸共振器と結合することにより変化する当該ｘ軸共振器の共振周波数を補正するための静電容量であって、負の静電容量値を有する。分布定数線路ＬＮ２ａと分布定数線路ＬＮ３ａの接続点と、分布定数線路ＬＮ６ａと分布定数線路ＬＮ７ａの接続点は、それぞれキャパシタＣ５ａ，Ｃ６ａを介して接地される。ここで、上記キャパシタＣ５ａ，Ｃ６ａは、後述するように結合ループインダクタ２１が上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１のｙ軸共振器と結合することにより変化する当該ｙ軸共振器の共振周波数を補正するための静電容量であって、それぞれ負の静電容量値を有する。
【００８３】
さらに、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１の分布定数線路ＬＮ４ａと分布定数線路ＬＮ５ａとの間にはインダクタＬ１が接続され、上記インダクタＬ１はインダクタＬ１１と誘導結合する。上記インダクタＬ１は、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１のｙ軸共振器によって発生する磁界のうちの上記結合ループインダクタ２１に誘導結合する磁界を発生するための等価的なインダクタを表わす。また、上記インダクタＬ１１とインダクタＬ１２とインダクタＬ１３は、並列に接続されて、結合ループインダクタ２１を構成し、上記結合ループインダクタ２１の一端は接地される。そして、上記インダクタＬ１３は、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ２の分布定数線路ＬＮ１ｂと分布定数線路ＬＮ８ｂとの間に接続されたインダクタＬ２と誘導結合する。ここで、上記インダクタＬ２は、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ２のｙ軸共振器によって発生する磁界のうちの上記結合ループインダクタ２１に誘導結合する磁界を発生するための等価的なインダクタを表わす。これによって、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１のｙ軸共振器と上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ２のｙ軸共振器は誘導結合する。
【００８４】
上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ２の分布定数線路ＬＮ２ｂと分布定数線路ＬＮ３ｂの接続点と、分布定数線路ＬＮ６ｂと分布定数線路ＬＮ７ｂの接続点は、それぞれキャパシタ５ｂ，６ｂを介して接地される。ここで、上記キャパシタ５ｂ，６ｂは、結合ループインダクタ２１が上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ２のｙ軸共振器と結合することにより変化する当該ｙ軸共振器の共振周波数を補正するための静電容量であって、それぞれ負の静電容量値を有する。
【００８５】
上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ２の分布結合線路ＬＮ４ｂと分布定数結合線路ＬＮ５ｂの接続点は、キャパシタＣ７ｂを介して接地されるとともに、結合キャパシタＣ８の一端に接続される。ここで、上記結合キャパシタＣ８は、図１６の結合キャパシタ２３，２４とが直列に接続されて構成されるキャパシタに対応する。また、上記結合キャパシタＣ８の他端は、キャパシタ７ｃを介して接地されるとともに、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ３の分布定数線路ＬＮ１ｃと分布定数線路ＬＮ８ｃとの接続点に接続される。これによって、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ２のｘ軸共振器と上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ３のｘ軸共振器とは容量結合する。ここで、上記キャパシタＣ７ｂは、上記結合キャパシタＣ８が上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ２のｘ軸共振器と結合することによって変化する当該ｘ軸共振器の共振周波数を補正するための静電容量であって、負の静電容量値を有する。また、同様に上記キャパシタＣ７ｃは、上記結合キャパシタＣ８が上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ３のｘ軸共振器と結合することによって変化する当該ｘ軸共振器の共振周波数を補正するための静電容量であって、負の静電容量値を有する。
【００８６】
上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ３の上記分布結合線路ＬＮ６ｃと上記分布定数結合線路ＬＮ７ｃの接続点は、キャパシタＣ２ｃを介して接地されるとともに、一端が出力端子Ｔ１２である出力キャパシタ２５の他端に接続される。これによって、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ３のｙ軸共振器を外部回路と容量結合させる。
【００８７】
以上のようにして第３の実施例の高周波帯域通過フィルタ装置の等価回路は構成される。すなわち、第３の実施例の高周波帯域通過フィルタ装置において、入力端子Ｔ１１に、入力された所定の周波数を有する高周波信号は、入力キャパシタ２２を介して上記２重モード誘電体共振器Ｒ１のｘ軸共振器に入力され、上記高周波信号は、内部結合キャパシタＣ３ａ，Ｃ４ａによって上記２重モード誘電体共振器Ｒ１のｙ軸共振器に伝送される。上記２重モード誘電体共振器Ｒ１のｙ軸共振器に伝送された高周波信号は、上記結合ループインダクタ２１を介して上記２重モード誘電体共振器Ｒ２のｙ軸共振器に伝送され、さらに内部結合キャパシタＣ３ｂ，Ｃ４ｂによって上記２重モード誘電体共振器Ｒ２のｘ軸共振器に伝送される。上記２重モード誘電体共振器Ｒ２のｘ軸共振器に伝送された高周波信号は、上記結合キャパシタＣ８を介して上記２重モード誘電体共振器Ｒ３のｘ軸共振器に伝送され、さらに内部結合キャパシタＣ３ｃ，Ｃ４ｃによって上記２重モード誘電体共振器Ｒ３のｙ軸共振器に伝送される。そして、上記２重モード誘電体共振器Ｒ３のｙ軸共振器に伝送された高周波信号は、上記出力キャパシタ２５を介して出力端子Ｔ１２から出力される。以上のようにして、第３の実施例の高周波帯域通過フィルタ装置は、入力された所定の周波数を有する信号を通過させて出力する。
【００８８】
次に、図１７の等価回路における各回路定数の設定方法を示す。
【００８９】
上記第３の実施例の高周波帯域通過フィルタ装置において、上記各ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３におけるｘ軸共振器とｙ軸共振器の内部結合と、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の間における結合は、それぞれＫインバータおよびＪインバータを用いたフィルタ設計手法と同様の回路によって表わすことができる。従って、図１７に示した等価回路の各回路定数はチェビシェフ設計の外部Ｑｅおよび結合係数ｋを用いて求められる。ここで、図１７の等価回路では、ＫインバータおよびＪインバータはそれぞれ集中定数回路表現を変形したうえで用いている。
【００９０】
これによると、まず、入力キャパシタ２２の静電容量Ｃ０１と出力キャパシタ２５の静電容量Ｃ６７は、次の数９で表わすことができ、キャパシタＣ２ａの静電容量Ｃ１１とキャパシタＣ２ｃの静電容量Ｃ６６は、次の数１０で表わすことができる。ここで、Ｊは入出力部のアドミタンス・インバータ・パラメータであり次の数１１で表され、ＺＬは入出力インピーダンスであり、ここでは、入力インピーダンスと出力インピーダンスとはともにＺＬ＝５０Ωに設定した。
【００９１】
【数９】
Ｃ０１＝Ｃ６７＝（Ｊ／ω０）・｛１／√（１−Ｊ２ＺＬ２）｝
【数１０】
Ｃ１１＝Ｃ６６＝（Ｊ／ω０）・√（１−Ｊ２ＺＬ２）
【数１１】
Ｊ＝√｛（πＹａ）／（ＺＬＱｅ）｝
【００９２】
また、内部結合キャパシタＣ３ａ，Ｃ４ａの静電容量Ｃ１２と、内部結合キャパシタＣ３ｂ，Ｃ４ｂの静電容量Ｃ３４と、内部結合キャパシタＣ３ｃ，Ｃ４ｃの静電容量Ｃ５６は、次の数１２で表される。ここで、数１２と数１３において添え字の（ｉ，ｊ）は、それぞれ静電容量Ｃ１２，Ｃ３４，Ｃ５６の添え字（１，２），（３，４），（５，６）に対応させている。また、ｋ１２，ｋ３４，ｋ５６は、それぞれ上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３におけるｘ軸共振器とｙ軸共振器との結合係数である。
【００９３】
【数１２】
Ｃｉｊ＝（−２Ｙａ／ω０）・ｔａｎ｛（πｋｉｊ）／（２−ｋｉｊ）｝，（ｉ，ｊ）＝（１，２），（３，４），（５，６）
【００９４】
さらに、ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１の各分布定数線路ＬＮ１ａ乃至ＬＮ８ａの電気長θ１２と、ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ２の各分布定数線路ＬＮ１ｂ乃至ＬＮ８ｂの電気長θ３４と、ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ３の各分布定数線路ＬＮ１ｃ乃至ＬＮ８ｃの電気長θ５６は、次の数１３で表される。
【００９５】
【数１３】
θｉｊ＝（π／４）・（１＋ｋｉｊ／２），（ｉ，ｊ）＝（１，２），（３，４），（５，６）
【００９６】
またさらに、結合ループインダクタ２１のインダクタンスＬ２３と、結合キャパシタＣ８の静電容量Ｃ４５は、それぞれ次の数１４，数１５で表される。また、キャパシタ５ａ，５ｂ，６ａ，６ｂの静電容量Ｃ２３０は、次の数１６で表される静電容量Ｃ２３を用いて数１７で表される。ここで、数１４乃至数１６におけるｋ２３とｋ４５は、それぞれ上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１のｙ軸共振器と上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ２のｙ軸共振器との結合係数と、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ２のｘ軸共振器と上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ３のｘ軸共振器との結合係数である。また、Ｚａは、全て等しく設定された分布定数伝送線路ＬＮ１ａ乃至ＬＮ８ａ、分布定数伝送線路ＬＮ１ｂ乃至ＬＮ８ｂ、分布定数伝送線路ＬＮ１ｃ乃至ＬＮ８ｃの特性インピーダンスである。
【００９７】
【数１４】
Ｌ２３＝（ｋ２３πＺａ）／ω０
【数１５】
Ｃ４５＝（ｋ４５πＹａ）／ω０
【数１６】
Ｃ２３＝（ｋ２３πＹａ）／ω０
【数１７】
Ｃ２３０＝−Ｃ２３／２
【００９８】
以上のようにして図１７の等価回路の各回路定数は設定される。
【００９９】
次に、上記第３の実施例の高周波帯域通過フィルタ装置の電気設計例を示す。上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３を用いたフィルタ設計においてもチェビシェフ型フィルタの設計理論を適用することができる。チェビシェフ型フィルタの設計理論に従うと、表３に示したフィルタ設計仕様より外部Ｑおよび結合係数ｋ１２，ｋ２３，ｋ３４，ｋ４５，ｋ５６が表４のように求められる。表４の各パラメータと上述した回路定数の設定方法を用いて、図１７の等価回路の各回路定数は表５のように計算される。表５には、チェビシェフ型フィルタの設計理論を用いて計算した図１７の等価回路の各回路定数と、これらの回路定数を初期値として、チェビシェフ型フィルタの設計理論により求めた出力端伝送係数Ｓ２１と入力端反射係数Ｓ１１に一致するように回路シミュレータ（ヒューレット・パッカード社製ＭＤＳ）により最適化した各回路定数を表５に合わせて示す。そのときの出力端伝送係数Ｓ２１と入力端反射係数Ｓ１１と、チェビシェフ型フィルタの設計理論により求めた出力端伝送係数Ｓ２１と入力端反射係数Ｓ１１を図１８に示す。出力端伝送係数Ｓ２１は減衰領域で若干異なるが、通過帯域内では良く一致している。入力端反射係数Ｓ１１は全ての周波数領域にわたって良く一致している。
【０１００】
【表３】
0003569995.tif 000005
【０１０１】
【表４】
0003569995.tif 000006
【０１０２】
【表５】
0003569995.tif 000007
【０１０３】
本発明者は、表３に示したフィルタ設計仕様に従って上記高周波帯域通過フィルタ装置を試作して、その特性をネットワークアナライザ（ＨＰ８７５３Ｃ）を用いて評価した。図１９に上記試作した高周波帯域通過フィルタ装置の特性評価結果と当該高周波帯域通過フィルタ装置の等価回路を用いて行ったシミュレーション結果を示す。当該高周波帯域通過フィルタ装置の中心周波数は９８５ＭＨｚ、通過帯域幅は１２ＭＨｚである。上記測定結果によると中心周波数における挿入損失は１．３ｄＢ、反射損失は２２ｄＢである。また、３ｄＢ減衰点の帯域幅は１３．３ＭＨｚ、中心周波数である９８５ＭＨｚから２０ＭＨｚ離れた点での減衰量は６２．８ｄＢである。図１９から明らかなように、測定結果と等価回路のシミュレーション結果が良く一致していることがわかる。また挿入損失の値より、結合機構や調整機構を実装した状態で各段の共振器の無負荷Ｑは約２７００で動作していることが推察される。試作した高周波帯域通過フィルタ装置の外形寸法は１５８×５４×２３．５ｍｍであり、従来の高周波帯域通過フィルタ装置に比較して小型薄型化が実現できた。
【０１０４】
以上の第３の実施例の高周波帯域通過フィルタ装置は、従来例の高周波帯域通過フィルタ装置に比較して、小型でかつ薄型にできる。
【０１０５】
以上の第３の実施例の高周波帯域通過フィルタ装置では、入力端子Ｔ１１とＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１のｘ軸共振器との結合と、ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ３のｙ軸共振器と出力端子Ｔ１２との結合を、それぞれ入力キヤパシタ２２と出力キャパシタ２５による結合損失の小さい容量結合を用いているので、当該高周波帯域通過フィルタ装置の通過帯域における損失を小さくすることができる。
【０１０６】
＜第１の変形例＞
図２０（ａ）は、本発明に係る第１の変形例のＴＭ２重モード誘電体共振器の縦断面図であり、図２０（ｂ）は、当該ＴＭ２重モード誘電体共振器の図２０（ａ）のＥ−Ｅ’線についての横断面図である。当該ＴＭ２重モード誘電体共振器が第１の実施例のＴＭ２重モード誘電体共振器と異なる所は、誘電体１０１，１０２と平板電極１０３と導体ケース１０８が形成するキャビティー１０８ａのそれぞれの横断面形状を正方形にして構成している点である。ここで、誘電体１０１，１０２は、それぞれ一方の端面に端面電極１０６，１０７を備える。また、上記平板電極１０３の外周の全周には、上記平板電極１０３の厚さより大きい直径の円形断面を有するトーラス電極１０４を備える。
【０１０７】
以上のように構成した第１の変形例のＴＭ２重モード誘電体共振器は、第１の実施例のＴＭ２重モード誘電体共振器と同様に動作し、かつ同様の効果を有する。
【０１０８】
＜第２の変形例＞
本発明に係る第２の変形例の高周波帯域通過フィルタ装置は、第３の実施例の高周波帯域通過フィルタ装置の結合キャパシタ２３，２４に代えて結合ループインダクタ２１ａを設けたことを特徴とする。図２６（ａ）は、第２の変形例の高周波帯域通過フィルタ装置の概略平面図である。図２６（ａ）に示すように、当該高周波帯域通過フィルタ装置において、上記導体ケース８１は、互いに同一の正方柱形状を有する３つの導体部分８１ａ，８１ｂ，８１ｃからなり、隣接する２つの導体部分８１ａ，８１ｂが互いに１側面を介して連結されかつ導体部分８１ｂ，８１ｃが互いに１側面を介して連結されることによってＬ字型に一体的に形成される。そして、上記導体部分８１ａには、ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１が設けられ、上記導体部分８１ｂには、ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ２が設けられ、上記導体部分８１ｃには、ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ３が設けられる。ここで、上記３つのＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の各ｘ軸は互いに平行になり、ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３のｙ軸は互いに平行になるように、ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３は設けられる。また、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１のｘ軸と上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ２のｘ軸は、１直線に存在する一方、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ２のｙ軸と上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ３のｙ軸は１直線に存在する。また、入力コネクタ４１は、上記導体ケース８１の端面８１ｔａの中央部に設けられ、出力コネクタ４２は、上記導体ケース８１の端面８１ｔｂの中央部に設けられる。さらに、上記結合ループインダクタ２１は、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１と上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ２を隔てる導体ケース８１の導体壁の中央部に設けられ、上記結合ループインダクタ２１ａは、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ２と上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ３を隔てる導体ケース８１の導体壁の中央部に設けられる。
【０１０９】
図２１は、第２の変形例の高周波帯域通過フィルタ装置の等価回路を示す回路図である。図２１の等価回路は、図１７の等価回路と同様に、ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の等価回路を備え、以下のように構成される。
【０１１０】
上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１における分布定数線路ＬＮ１ａ乃至分布定数線路Ｌ８ａの各接続点は、図１７の等価回路と同様な各素子が接続される。また、図１７の等価回路と同様な構成により、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１のｙ軸共振器と上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ２のｙ軸共振器とは、結合ループインダクタ２１を介して誘導結合する。
【０１１１】
上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ２の分布定数線路ＬＮ１ｂの上記インダクタＬ２との接合点は、キャパシタＣ９ｂを介して接地される。分布定数線路ＬＮ２ｂと分布定数線路ＬＮ３ｂの接続点と、分布定数線路ＬＮ４ｂと分布定数線路ＬＮ５ｂの接続点は、それぞれキャパシタ５ｂ，７ｂを介して接地される。分布定数線路ＬＮ６ｂと分布定数線路ＬＮ７ｂの間には、インダクタＬ３が直列に接続され、上記分布定数線路ＬＮ７ｂと上記インダクタＬ３の接続点は、キャパシタＣ６ｂを介して接地される。ここで、上記インダクタＬ３は、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ２のｘ軸共振器によって発生する磁界のうちの上記結合ループインダクタ２１ａに誘導結合する磁界を発生するための等価的なインダクタを表わす。また、上記キャパシタＣ７ｂ、Ｃ９ｂは、結合ループインダクタ２１ａが上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ２のｘ軸共振器と結合することにより変化する当該ｘ軸共振器の共振周波数を補正するための静電容量であって、それぞれ負の静電容量値を有する。
【０１１２】
上記インダクタＬ３はインダクタＬ２１と誘導結合する。また、上記インダクタＬ２１とインダクタＬ２２とインダクタＬ２３は、並列に接続されて、結合ループインダクタ２１ａを構成し、上記結合ループインダクタ２１ａの一端は接地される。そして、上記インダクタＬ２３は、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ３の分布定数線路ＬＮ２ｃと分布定数線路ＬＮ３ｃとの間に接続されたインダクタＬ４と誘導結合する。ここで、上記インダクタＬ４は、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ３のｘ軸共振器によって発生する磁界のうちの上記結合ループインダクタ２１ａに誘導結合する磁界を発生するための等価的なインダクタを表わす。以上のようにして、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ２のｘ軸共振器と上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ３のｘ軸共振器は誘導結合する。
【０１１３】
上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ３の分布定数線路ＬＮ１ｃと分布定数線路ＬＮ８ｃの接続点と、分布定数線路ＬＮ４ｃと分布定数線路ＬＮ５ｃの接続点は、それぞれキャパシタＣ９ｃ，Ｃ１０ｃを介して接地される。ここで、上記キャパシタＣ９ｃ，Ｃ１０ｃは、結合ループインダクタ２１ａが上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ３のｘ軸共振器と結合することにより変化する当該ｘ軸共振器の共振周波数を補正するための静電容量であって、それぞれ負の静電容量値を有する。
【０１１４】
上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ３の上記分布結合線路ＬＮ６ｃと上記分布定数結合線路ＬＮ７ｃの接続点は、キャパシタＣ２ｃを介して接地されるとともに、一端が出力端子Ｔ１２である出力キャパシタ２５の他端に接続される。これによって、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ３のｙ軸共振器を外部回路と容量結合させることができる。
【０１１５】
以上のように、第２の変形例の高周波帯域通過フィルタ装置は、３つのＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３を備えている。そして、当該高周波帯域通過フィルタ装置において、上記入力コネクタ４１は、入力キャパシタ２２によって、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１のｘ軸共振器と容量結合する。そして、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１のｘ軸共振器は、上記誘電体１ａに設けられた切り欠き１１ａ，１２ａと上記誘電体２ａに設けられた切り欠き１３ａ，１４ａとによって、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１のｙ軸共振器と電磁的に結合する。また、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１のｙ軸共振器は、上記結合ループインダクタ２１によって、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ２のｙ軸共振器と誘導結合する。上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ２のｙ軸共振器は、上記誘電体１ｂに設けられた切り欠き１１ｂ，１２ｂと上記誘電体２ｂに設けられた切り欠き１３ｂ，１４ｂとによって、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ２のｘ軸共振器と電磁的に結合する。さらに、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ２のｘ軸共振器は、結合ループインダクタ２１ａによって、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ３のｘ軸共振器と誘導結合する。上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ３のｘ軸共振器は、上記誘電体１ｃに設けられた切り欠き１１ｃ，１２ｃと上記誘電体２ｃに設けられた切り欠き１３ｃ，１４ｃとによって、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ３のｙ軸共振器と電磁的に結合する。またさらに、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ３のｙ軸共振器は、上記出力キャパシタ２５によって、上記出力コネクタ４２と容量結合する。以上のように構成することにより、入力コネクタ４１と出力コネクタ４２の間に、ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３を備えた６段の高周波帯域通過フィルタ装置が構成される。これによって、第２の変形例の高周波帯域通過フィルタ装置は、第３の実施例の高周波帯域通過フィルタ装置と同様の動作をして同様の効果を有する。
【０１１６】
＜第３の変形例＞
本発明に係る第３の変形例の高周波帯域通過フィルタ装置は、第３の実施例の高周波帯域通過フィルタ装置の結合ループインダクタ２１に代えてＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１とＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ２とを容量結合する結合キャパシタ２３ａ，２４ａを設けたことを特徴とする。図２６（ｂ）は、第３の変形例の高周波帯域通過フィルタ装置の概略平面図である。図２６（ｂ）に示すように、当該高周波帯域通過フィルタ装置は、第２の変形例と同様に、Ｌ字型に形成された導体ケース８１を備え、ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３が第２の変形例と同様に構成される。そして、入力コネクタ４１は、入力コネクタ４１の中心導体が上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１のｙ軸上に位置するように上記導体ケース８１の側面８１ｓａに設けられ、出力コネクタ４２は、出力導体４２の中心導体が上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ３のｘ軸上に位置するように上記導体ケース８１の側面８１ｓｂに設けられる。さらに、上記結合キャパシタ２３ａ，２４ａはそれぞれ、互いに対向する上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１のトーラス電極４ａの外周面と上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ２のトーラス電極４ｂの外周面に設けられ、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１と上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ２を隔てる導体ケース８１の導体壁の中央部を、電気的に絶縁されて貫通する導体線によって接続される。上記結合キャパシタ２３，２４はそれぞれ、互いに対向する上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ２のトーラス電極４ｂの外周面と上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ３のトーラス電極４ｃの外周面に設けられ、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ２と上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ３を隔てる導体ケース８１の導体壁の中央部を、電気的に絶縁されて貫通する導体線によって接続される。
【０１１７】
図２２は、第３の変形例の高周波帯域通過フィルタ装置の等価回路を示す回路図である。図２２の等価回路は、図１７の等価回路と同様に、ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の等価回路を備え、以下のように構成される。
【０１１８】
上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１の分布定数線路ＬＮ２ａと分布定数線路ＬＮ３ａの接続点は、一端が入力端子Ｔ１１である入力キャパシタ２２の他端が接続されるとともに、キャパシタＣ２ａを介して接地される。
【０１１９】
また、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１の分布定数線路ＬＮ４ａと分布定数線路ＬＮ５ａの接続点には、キャパシタＣ１１ａを介して接地されるとともに、結合キャパシタＣ１２の一端が接続される。ここで、上記結合キャパシタＣ１２は、上記結合キャパシタ２３ａ，２４ａが直列に接続されて構成される結合キャパシタに対応して設けられる。そして、上記結合キャパシタＣ１２の他端には、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ２の分布定数線路ＬＮ１ｂと分布定数線路ＬＮ８ｂとの接続点が接続される。さらに、分布定数線路ＬＮ１ｂと分布定数線路ＬＮ８ｂとの接続点は、キャパシタＣ１１ｂを介して接地される。これによって、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１のｘ軸共振器と上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ２のｘ軸共振器とは容量結合する。ここで、キャパシタＣ１１ａは、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１のｘ軸共振器が上記結合キャパシタＣ１２と結合することにより変化する当該ｘ軸共振器の共振周波数を補正するための静電容量であって、負の静電容量値を有する。また、キャパシタＣ１１ｂは、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ２のｘ軸共振器が上記結合キャパシタＣ１２と結合することにより変化する当該ｘ軸共振器の共振周波数を補正するための静電容量であって、負の静電容量値を有する。
【０１２０】
さらに、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ２の分布定数線路ＬＮ６ｂと分布定数線路ＬＮ７ｂの接続点は、キャパシタＣ７ｂを介して接地されるとともに、結合キャパシタＣ８の一端が接続される。上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ３の分布定数線路ＬＮ２ｃと分布定数線路ＬＮ３ｃの接続点は、キャパシタＣ７ｃを介して接地されるとともに、結合キャパシタＣ８の他端が接続される。これによって、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ２のｙ軸共振器と上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ３のｙ軸共振器とは容量結合する。
【０１２１】
上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ３の上記分布結合線路ＬＮ４ｃと上記分布定数結合線路ＬＮ５ｃの接続点は、キャパシタＣ２ｃを介して接地されるとともに、一端が出力端子Ｔ１２である出力キャパシタ２５の他端に接続される。これによって、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ３のｘ軸共振器を外部回路と容量結合させることができる。
【０１２２】
以上のように、第３の変形例の高周波帯域通過フィルタ装置は、３つのＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３を備えている。そして、当該高周波帯域通過フィルタ装置において、上記入力コネクタ４１は、入力キャパシタ２２によって、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１のｙ軸共振器と容量結合する。そして、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１のｙ軸共振器は、上記誘電体１ａに設けられた切り欠き１１ａ，１２ａと上記誘電体２ａに設けられた切り欠き１３ａ，１４ａとによって、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１のｘ軸共振器と電磁的に結合する。また、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１のｘ軸共振器は、上記結合キャパシタＣ１２によって、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ２のｘ軸共振器と容量結合する。上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ２のｘ軸共振器は、上記誘電体１ｂに設けられた切り欠き１１ｂ，１２ｂと上記誘電体２ｂに設けられた切り欠き１３ｂ，１４ｂとによって、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ２のｙ軸共振器と電磁的に結合する。さらに、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ２のｙ軸共振器は、結合キャパシタＣ８によって、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ３のｙ軸共振器と容量結合する。上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ３のｙ軸共振器は、上記誘電体１ｃに設けられた切り欠き１１ｃ，１２ｃと上記誘電体２ｃに設けられた切り欠き１３ｃ，１４ｃとによって、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ３のｘ軸共振器と電磁的に結合する。またさらに、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ３のｘ軸共振器は、上記出力キャパシタ２５によって、上記出力コネクタ４２と容量結合する。以上のように構成することにより、入力コネクタ４１と出力コネクタ４２の間に、ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３を備えた６段の高周波帯域通過フィルタ装置が構成される。これによって、第３の変形例の高周波帯域通過フィルタ装置は、第３の実施例の高周波帯域通過フィルタ装置と同様の動作をして同様の効果を有する。
【０１２３】
＜第４の変形例＞
本発明に係る第４の変形例の高周波帯域通過フィルタ装置は、第３の実施例の高周波帯域通過フィルタ装置の入力キャパシタ２２に代えて入力ループインダクタ３１を備え、かつ出力キャパシタ２５に代えて出力ループインダクタ４３を備えたことを特徴とする。図２７（ａ）は、第４の変形例の高周波帯域通過フィルタ装置の概略平面図である。図２７（ａ）に示すように、当該高周波帯域通過フィルタ装置は、上記第３の実施例の高周波帯域通過フィルタ装置と同様の導体ケース８０を備え、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３が互いに所定の間隔を隔てて並置されて構成される。そして、上記第４の変形例の高周波帯域通過フィルタ装置において、入力コネクタ４１は、上記導体ケース８０の一方の側面に、上記入力コネクタ４１の中心導体が上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１のｙ軸に一致するように設けられ、出力コネクタ４２は、上記導体ケース８０の上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ３に隣接する端面の中央部に設けられる。
【０１２４】
図２３は、第４の変形例の高周波帯域通過フィルタ装置の等価回路を示す回路図である。図２３の等価回路は、図１７の等価回路と同様に、ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の等価回路を備え、以下のように構成される。
【０１２５】
入力端子Ｔ１１に、一端が接地されたインダクタＬ５の他端が接続される。ここで、上記インダクタＬ５は、例えば上記入力コネクタの中心導体の先端を接地させて構成されるループに対応したインダクタである。そして、上記インダクタＬ５にはインダクタＬ３１が誘導結合する。上記インダクタＬ３１とインダクタＬ３２とインダクタＬ３３は、並列に接続されて、入力ループインダクタ３１を構成し、上記入力ループインダクタ３１の一端は接地される。そして、上記インダクタＬ３３は、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１の分布定数線路ＬＮ６ａと分布定数線路ＬＮ７ａとの間に接続されたインダクタＬ６と誘導結合する。ここで、上記インダクタＬ６は、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１のｘ軸共振器によって発生する磁界のうちの上記結合ループインダクタ３１に誘導結合する磁界を発生するための等価的なインダクタを表わす。これによって、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１のｘ軸共振器と上記入力端子Ｔ１１は誘導結合する。
【０１２６】
上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１の分布定数線路ＬＮ７ａと上記インダクタＬ６の接続点は、キャパシタＣ６ａを介して接地される。
【０１２７】
また、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１の分布定数線路ＬＮ８ａと分布定数線路ＬＮ１ａの接続点は、キャパシタＣ１３ａを介して接地される。分布定数線路ＬＮ２ａと分布定数線路ＬＮ３ａの接続点は、キャパシタＣ５ａを介して接地される。そして、分布定数線路ＬＮ４ａと分布定数線路ＬＮ５ａの間にはインダクタＬ１が直列に接続され、上記分布定数線路ＬＮ４ａとインダクタＬ１の接続点は、キャパシタＣ１４ａを介して接地される。ここで、上記キャパシタＣ１３ａ，Ｃ１４ａは、入力ループインダクタＬ３０が上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１のｘ軸共振器と結合することにより変化する当該ｘ軸共振器の共振周波数を補正するための静電容量であって、それぞれ負の静電容量値を有する。
【０１２８】
上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１のｙ軸共振器と上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ２のｙ軸共振器は、図１７の等価回路と同様に構成されて、誘導結合する。また、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ２の分布定数線路ＬＮ１ｂ乃至ＬＮ８ｂの各接続点には、図１７の等価回路と同様の各素子が接続される。
【０１２９】
上記２重モード誘電体共振器Ｒ３の分布定数線路ＬＮ１ｃと分布定数線路ＬＮ８ｃの接続点は、キャパシタＣ７ｃを介して接地されるとともに、上記結合キャパシタＣ８の他端が接続される。これによって、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ２のｘ軸共振器と上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ３のｘ軸共振器とは容量結合する。
【０１３０】
さらに、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ３の分布定数線路ＬＮ２ｃと分布定数線路ＬＮ３ｃの接続点と、分布定数線路ＬＮ６ｃと分布定数線路ＬＮ７ｃの接続点は、それぞれキャパシタＣ１５ｃとキャパシタ１６ｃを介して接地される。そして、分布定数線路ＬＮ４ｃと分布定数線路ＬＮ５ｃの間にはインダクタＬ７が直列に接続される。ここで、上記インダクタＬ７は、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ３のｙ軸共振器によって発生する磁界のうちの上記結合ループインダクタ４３に誘導結合する磁界を発生するための等価的なインダクタを表わす。そして、上記インダクタＬ７にはインダクタＬ４１が誘導結合する。上記インダクタＬ４１とインダクタＬ４２とインダクタＬ４３は、並列に接続されて、出力ループインダクタ４３を構成し、上記出力ループインダクタ４３の一端は接地される。そして、上記インダクタＬ４３は、一端に出力端子Ｔ１２が接続され他端が接地されたインダクタＬ８と誘導結合する。ここで、上記インダクタＬ８は、例えば上記出力コネクタ４２の中心導体の先端を接地させて構成されるループに対応したインダクタである。これによって、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ３のｙ軸共振器は、上記出力ループインダクタ４３を介して出力端子Ｔ１２と誘導結合する。ここで、上記キャパシタＣ１５ｃ，１６ｃは、上記出力ループインダクタ４３が上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ３のｙ軸共振器と結合することにより変化する当該ｙ軸共振器の共振周波数を補正するための静電容量であって、それぞれ負の静電容量値を有する。
【０１３１】
以上のように、第４の変形例の高周波帯域通過フィルタ装置は、３つのＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３を備えている。そして、当該高周波帯域通過フィルタ装置において、上記入力コネクタ４１は、入力ループインダクタ３１によって、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１のｘ軸共振器と誘導結合する。そして、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１のｘ軸共振器は、上記誘電体１ａに設けられた切り欠き１１ａ，１２ａと上記誘電体２ａに設けられた切り欠き１３ａ，１４ａとによって、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１のｙ軸共振器と電磁的に結合する。また、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１のｙ軸共振器は、上記結合ループインダクタ２１によって、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ２のｙ軸共振器と誘導結合する。上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ２のｙ軸共振器は、上記誘電体１ｂに設けられた切り欠き１１ｂ，１２ｂと上記誘電体２ｂに設けられた切り欠き１３ｂ，１４ｂとによって、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ２のｘ軸共振器と電磁的に結合する。さらに、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ２のｘ軸共振器は、結合キャパシタＣ８によって、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ３のｘ軸共振器と容量結合する。上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ３のｘ軸共振器は、上記誘電体１ｃに設けられた切り欠き１１ｃ，１２ｃと上記誘電体２ｃに設けられた切り欠き１３ｃ，１４ｃとによって、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ３のｙ軸共振器と電磁的に結合する。またさらに、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ３のｙ軸共振器は、上記出力ループインダクタ４３によって、上記出力コネクタ４２と誘導結合する。以上のように構成することにより、入力コネクタ４１と出力コネクタ４２の間に、ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３を備えた６段の高周波帯域通過フィルタ装置が構成される。これによって、第４の変形例の高周波帯域通過フィルタ装置は、第３の実施例の高周波帯域通過フィルタ装置と同様の動作をして同様の効果を有する。
【０１３２】
＜第５の変形例＞
本発明に係る第５の変形例の高周波帯域通過フィルタ装置は、第３の実施例の高周波帯域通過フィルタ装置の出力キャパシタ２５に代えて出力ループインダクタ４３を備えたことを特徴とする。図２７（ｂ）は、第５の変形例の高周波帯域通過フィルタ装置の概略平面図である。図２７（ｂ）に示すように、当該高周波帯域通過フィルタ装置は、上記第３の実施例の高周波帯域通過フィルタ装置と同様の導体ケース８０を備え、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３が互いに所定の間隔を隔てて並置されて構成される。そして、上記第５の変形例の高周波帯域通過フィルタ装置において、入力コネクタ４１は、上記導体ケース８０の上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１に隣接する一方の端面の中央部に設けられ、出力コネクタ４２は、上記導体ケース８０の上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ３に隣接する端面の中央部に設けられる。
【０１３３】
図２４は、第５の変形例の高周波帯域通過フィルタ装置の等価回路を示す回路図である。図２４の等価回路において、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１の分布定数線路ＬＮ１ａ乃至ＬＮ８ａの各接続点には、図１７の等価回路と同様の素子が接続され、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ２の分布定数線路ＬＮ１ｂ乃至ＬＮ８ｂの各接続点には、図１７の等価回路と同様の素子が接続される。また、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ３の分布定数線路ＬＮ１ｃ乃至ＬＮ８ｃの各接続点には、図２３の等価回路と同様の素子が接続される。
【０１３４】
以上のように、第５の変形例の高周波帯域通過フィルタ装置は、３つのＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３を備えている。そして、当該高周波帯域通過フィルタ装置において、上記入力コネクタ４１は、入力キャパシタ２２によって、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１のｘ軸共振器と容量結合する。そして、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１のｘ軸共振器は、上記誘電体１ａに設けられた切り欠き１１ａ，１２ａと上記誘電体２ａに設けられた切り欠き１３ａ，１４ａとによって、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１のｙ軸共振器と電磁的に結合する。また、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１のｙ軸共振器は、上記結合ループインダクタ２１によって、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ２のｙ軸共振器と誘導結合する。上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ２のｙ軸共振器は、上記誘電体１ｂに設けられた切り欠き１１ｂ，１２ｂと上記誘電体２ｂに設けられた切り欠き１３ｂ，１４ｂとによって、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ２のｘ軸共振器と電磁的に結合する。さらに、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ２のｘ軸共振器は、結合キャパシタＣ８によって、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ３のｘ軸共振器と容量結合する。上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ３のｘ軸共振器は、上記誘電体１ｃに設けられた切り欠き１１ｃ，１２ｃと上記誘電体２ｃに設けられた切り欠き１３ｃ，１４ｃとによって、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ３のｙ軸共振器と電磁的に結合する。またさらに、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ３のｙ軸共振器は、上記結合ループインダクタ４３によって、上記出力コネクタ４２と誘導結合する。以上のように構成することにより、入力コネクタ４１と出力コネクタ４２の間に、ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３を備えた６段の高周波帯域通過フィルタ装置が構成される。これによって、第５の変形例の高周波帯域通過フィルタ装置は、第３の実施例の高周波帯域通過フィルタ装置と同様の動作をして同様の効果を有する。
【０１３５】
以上詳述した第３の実施例の高周波帯域通過フィルタ装置と第２及至５の変形例の高周波帯域通過フィルタ装置とを含む、本発明に係る種々の高周波帯域通過フィルタ装置の動作について図２８乃至図３３を参照して説明する。図２８乃至図３３において、Ｒ１ｘ，Ｒ２ｘ，Ｒ３ｘはそれぞれＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１のｘ軸共振器、ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ２のｘ軸共振器、ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ３のｘ軸共振器を表し、Ｒ１ｙ，Ｒ２ｙ，Ｒ３ｙはそれぞれＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１のｙ軸共振器、ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ２のｙ軸共振器、ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ３のｙ軸共振器を表す。また、図２８乃至図３３において、Ｃ結合は容量結合のことをいい、Ｌ結合は誘導結合のことをいう。以下の説明において、ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１のｘ軸共振器、ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ２のｘ軸共振器、ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ３のｘ軸共振器はそれぞれ、共振器Ｒ１ｘ，共振器Ｒ２ｘ，共振器Ｒ３ｘと称し、ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１のｙ軸共振器、ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ２のｙ軸共振器、ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ３のｙ軸共振器はそれぞれ、共振器Ｒ１ｙ，共振器Ｒ２ｙ，共振器Ｒ３ｙと称する。
【０１３６】
図２８は、第３の実施例の高周波帯域通過フィルタ装置の動作説明図である。図２８において、上記入力コネクタ４１は共振器Ｒ１ｘに容量結合し、上記共振器Ｒ１ｘは上記共振器Ｒ１ｙに電磁的に結合する。次に上記共振器Ｒ１ｙは上記共振器Ｒ２ｙに誘導結合する。上記共振器Ｒ２ｙは上記共振器Ｒ２ｘに電磁的に結合して、上記共振器Ｒ２ｘは上記共振器Ｒ３ｘに容量結合する。そして、上記共振器Ｒ３ｘは上記共振器Ｒ３ｙに電磁的に結合して、上記共振器Ｒ３ｙは上記出力コネクタ４２に容量結合する。以上のように入力コネクタ４１と出力コネクタ４２の間に上記各共振器を結合させたとき、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３は、図１６にしめすように上記導体ケース８０の長手方向に並置されて設けられ、入力コネクタ４１は、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１に隣接する上記ケース８０の端面に設けられ、上記出力コネクタ４２は、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ３のｙ軸上の上記導体ケース８０の側面に設けられる。
【０１３７】
また、図２８において、第３の実施例とはとって代わり、上記入力コネクタ４１を共振器Ｒ１ｘに誘導結合させるとともに、上記出力コネクタ４２を上記共振器Ｒ３ｙに誘導結合させると、図２８の結合方法は、図２７（ａ）に示す第４の変形例の高周波帯域通過フィルタ装置の結合方法と同じになる。以上のように入力コネクタ４１と出力コネクタ４２の間に上記各共振器を結合させたとき、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３は、上記導体ケース８０の長手方向に並置されて設けられ、入力コネクタ４１は、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１のｙ軸上の上記導体ケース８０の側面に設けられ、上記出力コネクタ４２は、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ３に隣接する上記導体ケース８０の端面に設けられる。
【０１３８】
さらに、図２８において、第３の実施例とはとって代わり、上記入力コネクタ４１を共振器Ｒ１ｘに容量結合させるとともに、上記出力コネクタ４２を上記共振器Ｒ３ｙに誘導結合させると、図２８の結合方法は、図２７（ｂ）に示す第５の変形例の高周波帯域通過フィルタ装置の結合方法と同じになる。以上のように入力コネクタ４１と出力コネクタ４２の間に上記各共振器を結合させたとき、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３は、上記導体ケース８０の長手方向に並置され、入力コネクタ４１は、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１に隣接する上記導体ケース８０の端面に設けられ、上記出力コネクタ４２は、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ３に隣接する上記導体ケース８０の端面に設けられる。
【０１３９】
またさらに、図２８において、上記入力コネクタ４１を共振器Ｒ１ｘに誘導結合させるとともに、上記出力コネクタ４２を上記共振器Ｒ３ｙに容量結合させると、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３は、上記導体ケース８０の長手方向に並置されて設けられ、入力コネクタ４１は、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１のｙ軸上の上記導体ケース８０の側面に設けられ、上記出力コネクタ４２は、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ３のｙ軸上の上記導体ケース８０の側面に設けられる。
【０１４０】
図２９は、図２８の結合方法とは異なる結合方法を用いて構成した動作説明図である。図２９において、上記入力コネクタ４１は共振器Ｒ１ｙに容量結合し、上記共振器Ｒ１ｙは上記共振器Ｒ１ｘと電磁的に結合する。次に上記共振器Ｒ１ｘは上記共振器Ｒ２ｘに容量結合する。上記共振器Ｒ２ｘは上記共振器Ｒ２ｙに電磁的に結合して、上記共振器Ｒ２ｙは上記共振器Ｒ３ｙに誘導結合する。そして、上記共振器Ｒ３ｙは上記共振器Ｒ３ｘに電磁的に結合して、上記共振器Ｒ３ｘは上記出力コネクタ４２と容量結合する。以上のように入力コネクタ４１と出力コネクタ４２の間に上記各共振器を結合させたとき、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３は、上記導体ケース８０の長手方向に並置されて設けられ、入力コネクタ４１は、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１のｙ軸上の上記導体ケース８０の側面に設けられ、上記出力コネクタ４２は、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ３に隣接する上記導体ケース８０の端面に設けられる。
【０１４１】
また、図２９において、上記入力コネクタ４１と共振器Ｒ１ｙとを容量結合にに代えて誘導結合させるとともに、上記出力コネクタ４２と上記共振器Ｒ３ｘとを容量結合に代えて誘導結合させると、入力コネクタ４１は、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１に隣接する上記導体ケース８０の端面に設けられ、上記出力コネクタ４２は、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ３のｙ軸上の上記導体ケース８０の側面に設けられる。
【０１４２】
さらに、図２９において、上記出力コネクタ４２と上記共振器Ｒ３ｘとを容量結合に代えて誘導結合させると、入力コネクタ４１は、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１のｙ軸上の上記導体ケース８０の側面に設けられ、上記出力コネクタ４２は、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ３のｙ軸上の上記導体ケース８０の側面に設けられる。
【０１４３】
またさらに、図２９において、上記入力コネクタ４１と共振器Ｒ１ｙとを容量結合にに代えて誘導結合させると、入力コネクタ４１は、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１に隣接する上記導体ケース８０の端面に設けられ、上記出力コネクタ４２は、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ３に隣接する上記導体ケース８０の端面に設けられる。
【０１４４】
以上詳述したように、本発明に係るＴＭ２重モード誘電体共振器は、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１と上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ２との間の結合方法と、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ２と上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ３との間の結合方法のうちの一方を容量結合として、他方を誘導結合にすることにより、上記３つのＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３を一列に並置して構成することができる。すなわち、各ＴＭ２重モード誘電体共振器を一列に並置して構成する高周波帯域通過フィルタ装置において、隣接する各ＴＭ２重モード誘電体共振器のｘ軸又はｙ軸共振器は、誘導結合と容量結合を用いて隣接する結合方法を互いに異ならせている。
【０１４５】
また、本発明に係るＴＭ２重モード誘電体共振器は、上記入力コネクタ４１と上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１との間の結合方法と、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１と上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ２との間の結合方法のうちの一方を容量結合として、他方を誘導結合にすることにより、上記入力コネクタ４１を上記導体ケース８０の端面に設けることができる。同様に、上記出力コネクタ４２と上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１との間の結合方法と、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１と上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ２との間の結合方法のうちの一方を容量結合として、他方を誘導結合にすることにより、上記出力コネクタ４２を上記導体ケース８０の端面に設けることができる。また、上記入力コネクタ４１と上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１との間の結合方法と、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１と上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ２との間の結合方法とをともに容量結合又は誘導結合とすることにより、上記入力コネクタ４１を上記導体ケース８０の側面に設けることができる。同様に、上記出力コネクタ４２と上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ３との間の結合方法と、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ２と上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ３との間の結合方法をともに容量結合又は誘導結合にすることにより、上記出力コネクタ４２を上記導体ケース８０の側面に設けることができる。
【０１４６】
以上の説明では、３つのＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３を備えた高周波帯域通過フィルタ装置について説明したが、さらに多くのＴＭ２重モード誘電体共振器を備えた高周波帯域通過フィルタ装置においても同様に説明できる。すなわち、上記入力コネクタ４１と初段のＴＭ２重モード誘電体共振器との間の結合方法と、隣接する各ＴＭ２重モード誘電体共振器間の結合方法と、終段のＴＭ２重モード誘電体共振器と上記出力コネクタ４２の間の結合方法とを、誘導結合と容量結合が交互になるように構成することにより、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器ＴＭを一列に並置するように設けることができ、かつ上記入力コネクタ４１と上記出力コネクタ４２とを上記導体ケース８０の両端面に設けることができる。
【０１４７】
図３０は、第２の変形例の高周波帯域通過フィルタ装置の動作説明図である。図３０において、上記入力コネクタ４１は共振器Ｒ１ｘに容量結合し、上記共振器Ｒ１ｘは上記共振器Ｒ１ｙと電磁的に結合する。次に上記共振器Ｒ１ｙは上記共振器Ｒ２ｙに誘導結合する。上記共振器Ｒ２ｙは上記共振器Ｒ２ｘに電磁的に結合して、上記共振器Ｒ２ｘは上記共振器Ｒ３ｘに誘導結合する。そして、上記共振器Ｒ３ｘは上記共振器Ｒ３ｙに電磁的に結合して、上記共振器Ｒ３ｙは上記出力コネクタ４２と容量結合する。以上のように入力コネクタ４１と出力コネクタ４２の間に上記各共振器を結合させたとき、図２６（ａ）に示すように、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３はＬ字型に設けられる。そして、入力コネクタ４１は、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１に隣接する上記導体ケース８１の端面８１ｔａに設けられ、上記出力コネクタ４２は、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ３に隣接する端面８１ｔｂに設けられる。
【０１４８】
図３０において、第２の変形例とはとって代わり、入力コネクタ４１と共振器Ｒ１ｘとを誘導結合させ、上記出力コネクタ４２と共振器Ｒ３ｙとを誘導結合させると、上記入力コネクタ４１は、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１のｙ軸上の上記導体ケース８１の側面８１ｓａに設けられ、上記出力コネクタ４２は、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ３のｘ軸上の上記導体ケース８１の側面８１ｓｂに設けられる。
【０１４９】
図３０において、第２の変形例とはとって代わり、入力コネクタ４１と共振器Ｒ１ｘとを誘導結合させると、上記入力コネクタ４１は、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１のｙ軸上の上記導体ケース８１の側面８１ｓａに設けられ、上記出力コネクタ４２は、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ３に隣接する端面８１ｔｂに設けられる。
【０１５０】
図３０において、第２の変形例とはとって代わり、上記出力コネクタ４２と共振器Ｒ３ｙとを誘導結合させると、上記入力コネクタ４１は、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１に隣接する上記導体ケース８１の端面８１ｔａに設けられ、上記出力コネクタ４２は、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ３のｘ軸上の側面８１ｓｂに設けられる。
【０１５１】
図３１は、図３０とは異なる結合方法の組み合わせを用いて構成した高周波帯域通過フィルタ装置の動作説明図である。図３１において、図３０と異なる部分は、上記共振器Ｒ１ｙを上記共振器Ｒ２ｙに容量結合させていることと、上記共振器Ｒ２ｘを上記共振器Ｒ３ｘに容量結合させている点である。以上のように入力コネクタ４１と出力コネクタ４２の間に上記各共振器を結合させたとき、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３はＬ字型に設けられる。そして、上記入力コネクタ４１は、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１のｙ軸上の上記導体ケース８１の側面８１ｓａに設けられ、上記出力コネクタ４２は、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ３のｘ軸上の上記導体ケース８１の側面８１ｓｂに設けられる。
【０１５２】
図３１において、入力コネクタ４１と共振器Ｒ１ｘとを容量結合に代えて誘導結合させ、上記出力コネクタ４２と共振器Ｒ３ｙとを容量結合に代えて誘導結合させると、入力コネクタ４１は、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１に隣接する上記導体ケース８１の端面８１ｔａに設けられ、上記出力コネクタ４２は、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ３に隣接する端面８１ｔｂに設けられる。
【０１５３】
また、図３１において、入力コネクタ４１と共振器Ｒ１ｘとを容量結合に代えて誘導結合させると、入力コネクタ４１は、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１に隣接する導体ケース８１の端面８１ｔａに設けられ、上記出力コネクタ４２は、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ３のｘ軸上の上記導体ケース８１の側面８１ｓｂに設けられる。
【０１５４】
図３１において、上記出力コネクタ４２と共振器Ｒ３ｙとを容量結合に代えて誘導結合させると、入力コネクタ４１は、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１のｙ軸上の上記導体ケース８１の側面８１ｓａに設けられ、上記出力コネクタ４２は、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ３に隣接する端面８１ｔｂに設けられる。
【０１５５】
図３２は、さらに異なる結合方法の組み合わせを用いて構成した高周波帯域通過フィルタ装置の動作説明図である。図３２において、上記入力コネクタ４１は、共振器Ｒ１ｙに容量結合し、上記共振器Ｒ１ｙは上記共振器Ｒ１ｘと電磁的に結合する。次に上記共振器Ｒ１ｘは上記共振器Ｒ２ｘに誘導結合する。上記共振器Ｒ２ｘは上記共振器Ｒ２ｙに電磁的に結合して、上記共振器Ｒ２ｙは上記共振器Ｒ３ｙに誘導結合する。そして、上記共振器Ｒ３ｙは上記共振器Ｒ３ｘに電磁的に結合して、上記共振器Ｒ３ｘは上記出力コネクタ４２と容量結合する。以上のように入力コネクタ４１と出力コネクタ４２の間に上記各共振器を結合させたとき、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３はＬ字型に設けられる。そして、入力コネクタ４１は、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１に隣接する上記導体ケース８１の端面８１ｔａに設けられ、上記出力コネクタ４２は、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ３に隣接する端面８１ｔｂに設けられる。
【０１５６】
図３２において、入力コネクタ４１と共振器Ｒ１ｙとを容量結合に代えて誘導結合させ、上記出力コネクタ４２と共振器Ｒ３ｘとを容量結合に代えて誘導結合させると、上記入力コネクタ４１は、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１のｙ軸上の上記導体ケース８１の側面８１ｓａに設けられ、上記出力コネクタ４２は、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ３のｘ軸上の上記ケース８１ｓｂの側面に設けられる。
【０１５７】
図３２において、入力コネクタ４１と共振器Ｒ１ｙとを容量結合に代えて誘導結合させると、上記入力コネクタ４１は、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１のｙ軸上の上記導体ケース８１の側面８１ｓａに設けられ、上記出力コネクタ４２は、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ３に隣接する端面８１ｔｂに設けられる。
【０１５８】
図３２において、上記出力コネクタ４２と共振器Ｒ３ｘとを容量結合に代えて誘導結合させると、上記入力コネクタ４１は、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１に隣接する上記ケース８１の端面８１ｔａに設けられ、上記出力コネクタ４２は、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ３のｘ軸上の上記導体ケース８１の側面８１ｓｂに設けられる。
【０１５９】
図３３は、第３の変形例の高周波帯域通過フィルタ装置の動作説明図である。図３３において、図３２と異なる部分は、上記共振器Ｒ１ｘを上記共振器Ｒ２ｘに容量結合させている点と、上記共振器Ｒ２ｙを上記共振器Ｒ３ｙに容量結合させている点である。以上のように入力コネクタ４１と出力コネクタ４２の間に上記各共振器を結合させたとき、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３はＬ字型に設けられる。そして、入力コネクタ４１は、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１のｙ軸上の上記導体ケース８１の側面８１ｓａに設けられ、上記出力コネクタ４２は、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ３のｘ軸上の上記導体ケース８１の側面８１ｓｂに設けられる。
【０１６０】
図３３において、入力コネクタ４１と共振器Ｒ１ｙとを容量結合に代えて誘導結合させ、上記出力コネクタ４２と共振器Ｒ３ｘとを容量結合に代えて誘導結合させると、入力コネクタ４１は、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１に隣接する上記導体ケース８１の端面８１ｔａに設けられ、上記出力コネクタ４２は、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ３に隣接する端面８１ｔｂに設けられる。
【０１６１】
図３３において、入力コネクタ４１と共振器Ｒ１ｙとを容量結合に代えて誘導結合させると、入力コネクタ４１は、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１に隣接する上記導体ケース８１の端面８１ｔａに設けられ、上記出力コネクタ４２は、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ３のｘ軸上の上記導体ケース８１の側面８１ｓｂに設けられる。
【０１６２】
図３３において、上記出力コネクタ４２と共振器Ｒ３ｘとを容量結合に代えて誘導結合させると、入力コネクタ４１は、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１のｙ軸上の上記導体ケース８１の側面８１ｓａに設けられ、上記出力コネクタ４２は、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ３に隣接する端面８１ｔｂに設けられる。
【０１６３】
以上詳述したように、本発明に係る高周波帯域通過フィルタ装置は、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１と上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ２との間の結合方法と、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ２と上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ３との間の結合方法とをともに容量結合させることにより、又は上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１と上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ２との間の結合方法と、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ２と上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ３との間の結合方法とをともに誘導結合させることにより、上記３つのＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３をＬ字型にして構成することができる。すなわち、各ＴＭ２重モード誘電体共振器をＬ字型にして構成する高周波帯域通過フィルタ装置において、隣接する各ＴＭ２重モード誘電体共振器のｘ軸又はｙ軸共振器は、誘導結合と容量結合を用いて隣接する結合方法を互いに同一にしている。
【０１６４】
また、本発明に係る高周波帯域通過フィルタ装置は、上記入力コネクタ４１と上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１との間の結合方法と、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１と上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ２との間の結合方法のうちの一方の結合方法を容量結合として、他方の結合方法を誘導結合にすることにより、上記入力コネクタ４１を上記導体ケース８０の端面に設けることができる。同様に、上記出力コネクタ４２と上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ３との間の結合方法と、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ２と上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ３との間の結合方法のうちの一方を容量結合として、他方を誘導結合にすることにより、上記出力コネクタ４２を上記導体ケース８０の端面に設けることができる。また、上記入力コネクタ４１と上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１との間の結合方法と、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１と上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ２との間の結合方法とをともに容量結合又は誘導結合とすることにより、上記入力コネクタ４１を上記導体ケース８０の側面に設けることができる。同様に、上記出力コネクタ４２と上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ３との間の結合方法と、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ２と上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ３との間の結合方法をともに容量結合又は誘導結合にすることにより、上記出力コネクタ４２を上記導体ケース８０の側面に設けることができる。
【０１６５】
以上詳述したように、本発明に係るＴＭ２重モード誘電体共振器は、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１と上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ２との間の結合方法と、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ２と上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ３との間の結合方法を、容量結合と誘導結合とを各種組み合わせて、上記高周波帯域通過フィルタ装置を構成することにより、導体ケース８０，８１の形状を直方体又はＬ字型等の各種形状で構成することができるとともに、上記形状において入力コネクタ４１と出力コネクタ４２を、端面に設けるようにもでき、側面に設けるようにもできる。
【０１６６】
＜他の変形例＞
以上の第１乃至第３の実施例及び第１乃至第５の変形例においては、誘電体１，２，１０１，１０２を円柱形状又は端面が正方形の柱形状に形成したが、本発明はこれに限らず、端面の断面形状が楕円又は辺の数が偶数の正多角形である柱形状に形成してもよい。以上のように構成しても第１乃至第３の実施例及び第１乃至第５の変形例と同様な動作をし同様な効果を有する。
【０１６７】
以上の第１乃至第３の実施例及び第１乃至第５の変形例は、導体ケース８，８０，１０８によって形成されるキャビティー８ａ，８０ａ，８０ｂ，８０ｃ，１０８ａを用いて構成したが、本発明はこれに限らず、上記誘電体１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１０１の上端面に接する導体板と、上記誘電体２，２ａ，２ｂ，２ｃ，１０２の下端面に接する導体板とを用いて、上記各導体板の縁端部が上記誘電体１，２，１ａ，２ａ，１ｂ，２ｂ，１ｃ，２ｃ，１０１，１０２の外周から所定の距離だけ離れるように形成することにより構成してもよい。以上のように構成することにより、上記２つの導体板の間の自由空間は、電磁界エネルギーが減衰して電磁波が伝搬しない減衰領域として作用するので、第１乃至第３の実施例及び第１乃至第５の変形例と同様な動作をし同様な効果を有する。
【０１６８】
以上の第１乃至第３の実施例及び第１乃至第５の変形例においては、上記誘電体１，２の側面に上記切り欠きを形成することにより縮退を分離したが、本発明はこれに限らず、上記誘電体の側面に誘電率の異なる部分を設けても縮退を分離してもよいし、また上記切り欠きに代えて上記誘電体１，２の側面に凸部を設けてもよい。以上のように構成しても第１乃至第３の実施例及び第１乃至第５の変形例と同様な動作をし同様な効果を有する。
【０１６９】
以上の第１乃至第３の実施例及び第１乃至第５の変形例において、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器の共振モードは、基本モードでありかつ２重に縮退したＴＭ１１０モードを用いることが好ましいが、本発明はこれに限らず、ＴＭ２１０モードやＴＭ３１０モード等の他の２重縮退モードを用いもてもよい。以上のように構成しても第３の実施例及び第２乃至第５の変形例と同様な動作をし同様な効果を有する。
【０１７０】
以上の第３の実施例と第２乃至第５の変形例の高周波帯域通過フィルタ装置では、３つの上記ＴＭ２重モード誘電体共振器Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３を用いて構成したが、本発明はこれに限らず、少なくとも１つの上記ＴＭ２重モード誘電体共振器を用いて構成してもよい。以上のように構成しても第３の実施例及び第２乃至第５の変形例と同様な動作をし同様な効果を有する。この場合においても、入力コネクタ４１とＴＭ２重モード誘電体共振器の結合及び出力コネクタ４２とＴＭ２重モード誘電体共振器の結合とを、容量結合と誘導結合とを各種組み合わせて構成することにより、上記入力コネクタ４１と上記出力コネクタ４２を設ける側面を自由に選ぶことができる。
【０１７１】
以上の第１乃至第３の実施例と第１乃至第５の変形例のＴＭ２重モード誘電体共振器及び高周波帯域通過フィルタ装置では、トーラス電極４，４ａ，４ｂ，４ｃ，１０４を、それぞれ平板電極３，３ａ，３ｂ，３ｃ，１０３に一体的に連結して形成したが、本発明はこれに限らず、トーラス電極４，４ａ，４ｂ，４ｃ，１０４が連結されていない平板電極３，３ａ，３ｂ，３ｃ，１０３を用いて構成してもよい。また、トーラス電極４，４ａ，４ｂ，４ｃ，１０４が連結された平板電極３，３ａ，３ｂ，３ｃ，１０３に代えて、図３４（ａ）に示すように、外周部の縦断面を半円形状に形成した平板電極３ｄを、平板電極３ｄのうちの半円形状に形成された部分３ｄａが、誘電体１，２の外周面から突出するように設けて構成してもよい。また、トーラス電極４，４ａ，４ｂ，４ｃ，１０４が連結された平板電極３，３ａ，３ｂ，３ｃ，１０３に代えて、図３４（ｂ）に示すように、外周部の縦断面を台形形状に形成した平板電極３ｅを、平板電極３ｅのうちの台形形状に形成された部分３ｅａが、誘電体１，２の外周面から突出するように設けて構成してもよい。以上のように構成しても、平板電極３ｄに形成された部分３ｄａ、又は平板電極３ｅに形成された部分３ｅａに電流を分散させることができるので、第１乃至第３の実施例及び第１乃至第５の変形例と同様な動作をし同様な効果を有する。
【０１７２】
以上の第１乃至第３の実施例と第１乃至第５の変形例のＴＭ２重モード誘電体共振器及び高周波帯域通過フィルタ装置では、縦断面が円形のトーラス電極４，４ａ，４ｂ，４ｃ，１０４を用いて構成したが、本発明はこれに限らず、図３４（ｃ）に示すように、縦断面が８角形状に形成された電極４ｄを用いて構成してもよいし、縦断面が８角形状以外の多角形に形成された電極を用いて構成してもよい。以上のように構成しても、当該電極４ｄの外周部に電流を分散させることができるので、第１乃至第３の実施例及び第１乃至第５の変形例と同様な動作をし同様な効果を有する。
【０１７３】
以上の第１乃至第３の実施例と第１乃至第５の変形例のＴＭ２重モード誘電体共振器及び高周波帯域通過フィルタ装置では、平板電極３，３ａ，３ｂ，３ｃ，１０３の直径を誘電体１，２の直径と同一になるように設定して、それぞれ平板電極３，３ａ，３ｂ，３ｃ，１０３に連結されたトーラス電極４，４ａ，４ｂ，４ｃ，１０４の内周が、誘電体１，２の外周面に接するように構成した。しかしながら、本発明はこれに限らず、図３５（ａ）に示すように、平板電極３の直径とトーラス電極４の縦断面の直径の２倍とを加えたトーラス電極４の外周の直径が、誘電体１，２の直径と同一になるように設定して、トーラス電極４の外周が誘電体１，２の外周面と一致するように構成してもよい。また、図３５（ｂ）に示すように、トーラス電極４の縦断面の外側の半円部分だけが誘電体１，２の外周面から突出するように構成してもよい。また、図３５（ｃ）に示すように、平板電極３の直径を誘電体１，２の直径より大きく設定して、トーラス電極４の内周が誘電体１，２の外周面から離れるように構成してもよい。以上のように構成しても、第１乃至第３の実施例及び第１乃至第５の変形例と同様な動作をし同様な効果を有する。
【０１７４】
【発明の効果】
本発明に係る請求項１記載のＴＭ２重モード誘電体共振器は、上記第１と第２の誘電体によって挟設された上記平板電極と、上記第１の誘電体の端面に形成された上記第１の導体板と、上記第２の誘電体の端面に形成された上記第２の導体板とを備えているので、比較的高い無負荷Ｑを有し、従来例に比較して小型でかつ薄型にできる。
【０１７５】
請求項２記載のＴＭ２重モード誘電体共振器は、第１と第２の誘電体は円柱形状を有するので、他の形状を有する誘電体を用いた場合に比較して、容易に構成できる。
【０１７６】
請求項３記載のＴＭ２重モード誘電体共振器は、上記平板電極の外周の全周に連結される上記トーラス電極をさらに備えているので、上記平板電極の縁端部で失われるエネルギーを減少させることができ、上記トーラス電極を備えない場合に比較して無負荷Ｑを高くすることができる。
【０１７７】
請求項４記載のＴＭ２重モード誘電体共振器は、縮退分離手段を備えているので、２重に縮退したモードを互いに異なる共振周波数を有する２つのモードに分離することができる。
【０１７８】
請求項５記載のＴＭ２重モード誘電体共振器は、上記第１と第２の誘電体の外周の一部に切り欠きを形成しているので、上記ＴＭ２重モード誘電体共振器における２重に縮退したモードを互いに異なる共振周波数を有する２つのモードに分離することができる。
【０１７９】
請求項６記載のＴＭ２重モード誘電体共振器は、上記キャビティーを備えているので、キャビティーを備えない場合に比較して、無負荷Ｑを高くすることができるとともに、共振周波数の変動を少なくできる。
【０１８０】
本発明に係る請求項７記載の高周波帯域通過フィルタ装置は、上記請求項１乃至６記載のＴＭ２重モード誘電体共振器を備えているので、小型でかつ薄型にできる。
【０１８１】
請求項８記載の高周波帯域通過フィルタ装置は、上記請求項１乃至６記載の少なくとも２つのＴＭ２重モード誘電体共振器と上記結合手段を備えているので、小型でかつ薄型にできるとともに、阻止帯域における減衰量を比較的大きくできる。
【０１８２】
請求項９記載の高周波帯域通過フィルタ装置は、誘導結合させる結合手段を備えているので、互いに隣接する上記各２つのＴＭ２重モード誘電体共振器を容易に結合させることができる。
【０１８３】
請求項１０記載の高周波帯域通過フィルタ装置は、容量結合させる上記結合手段を備えているので、互いに隣接する上記各２つのＴＭ２重モード誘電体共振器を容易に結合させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１の実施例のＴＭ２重モード誘電体共振器の一部破断斜視図である。
【図２】図１のＴＭ２重モード誘電体共振器のＡ−Ａ’における断面図である。
【図３】図１のＴＭ２重モード誘電体共振器の平板電極３の上面における電流分布を示す平面図である。
【図４】図１のＴＭ２重モード誘電体共振器の図３に示すｘ軸に沿った縦断面における電界分布を示す断面図である。
【図５】図１のＴＭ２重モード誘電体共振器の図３に示すｙ軸に沿った縦断面における磁界分布を示す断面図である。
【図６】図１のＴＭ２重モード誘電体共振器におけるトーラス電極４の半径Ｒの値と無負荷Ｑ及び共振周波数の関係を示したグラフである。
【図７】図１のＴＭ２重モード誘電体共振器において、上記誘電体１，２の誘電率εｒが２０，４０，６０のそれぞれの場合について、誘電体１，２の直径ｄと共振周波数ｆ０の関係を示したグラフである。
【図８】図１のＴＭ２重モード誘電体共振器における上記誘電体１，２の厚さｈと無負荷Ｑ及び共振周波数ｆ０の関係を示したグラフである。
【図９】図１のＴＭ２重モード誘電体共振器における上記誘電体１，２の比誘電率εｒと無負荷Ｑ及び比誘電率εｒとＴＭ２重モード誘電体共振器の体積の関係を示したグラフである。
【図１０】図１０は、本発明に係る第２の実施例のＴＭ２重モード誘電体共振器の横断面図である。
【図１１】（ａ）は、図１０のＴＭ２重モード誘電体共振器の平板電極３の表面における奇モードの電流分布を示す平面図であり、（ｂ）は、図１０のＴＭ２重モード誘電体共振器の平板電極３の表面における偶モードの電流分布を示す平面図である。
【図１２】図１０のＴＭ２重モード誘電体共振器の等価回路を示す回路図である。
【図１３】図１０のＴＭ２重モード誘電体共振器の負性容量の割合と結合係数を示すグラフである。
【図１４】図１の第１の実施例のＴＭ２重モード誘電体共振器の周波数０．５ＧＨｚから周波数２．５ＧＨｚにおける出力端伝送係数Ｓ２１の測定値を示すグラフである。
【図１５】本発明に係る第３の実施例の高周波帯域通過フィルタ装置の縦断面図である。
【図１６】図１５の高周波帯域通過フィルタ装置のＣ−Ｃ’における横断面図である。
【図１７】図１５の高周波帯域通過フィルタ装置の等価回路を示す回路図である。
【図１８】図１７の等価回路に基づいて計算した図１５の高周波帯域通過フィルタ装置の出力端伝送係数Ｓ２１と入力端反射係数Ｓ１１のシミュレーション結果を示すグラフである。
【図１９】図１５の高周波帯域通過フィルタ装置の出力端伝送係数Ｓ１２と入力端反射係数Ｓ１１の測定値を示すグラフである。
【図２０】（ａ）は、本発明に係る第１の変形例のＴＭ２重モード誘電体共振器の縦断面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＴＭ２重モード誘電体共振器の横断面図である。
【図２１】本発明に係る第２の変形例の高周波帯域通過フィルタ装置の等価回路を示す回路図である。
【図２２】本発明に係る第３の変形例の高周波帯域通過フィルタ装置の等価回路を示す回路図である。
【図２３】本発明に係る第４の変形例の高周波帯域通過フィルタ装置の等価回路を示す回路図である。
【図２４】本発明に係る第５の変形例の高周波帯域通過フィルタ装置の等価回路を示す回路図である。
【図２５】図１０のＢ−Ｂ’線についての第２の実施例のＴＭ２重モード誘電体共振器の縦断面図である。
【図２６】（ａ）は、第２の変形例の高周波帯域通過フィルタ装置の概略平面図であり、（ｂ）は、第３の変形例の高周波帯域通過フィルタ装置の概略平面図である。
【図２７】（ａ）は、第４の変形例の高周波帯域通過フィルタ装置の概略平面図であり、（ｂ）は、第５の変形例の高周波帯域通過フィルタ装置の概略平面図である。
【図２８】第３の実施例の高周波帯域通過フィルタ装置の動作説明図である。
【図２９】図２８に示した結合方法とは異なる結合方法を用いて構成した高周波帯域通過フィルタ装置の動作説明図である。
【図３０】第２の変形例の高周波帯域通過フィルタ装置の動作説明図である。
【図３１】図３０に示した結合方法とは異なる結合方法を用いて構成した高周波帯域通過フィルタ装置の動作説明図である。
【図３２】図３０，図３１に示した結合方法とは異なる結合方法を用いて構成した高周波帯域通過フィルタ装置の動作説明図である。
【図３３】第３の変形例の高周波帯域通過フィルタ装置の動作説明図である。
【図３４】（ａ）は、平板電極３，３ａ，３ｂ，３ｃ，１０３とは異なる平板電極３ｄを用いて構成したＴＭ２重モード誘電体共振器の部分縦断面図であり、（ｂ）は、（ａ）とは異なる平板電極３ｅを用いて構成したＴＭ２重モード誘電体共振器の部分縦断面図であり、（ｃ）は、トーラス電極４に代えて縦断面が８角形の電極４ｄを用いて構成したＴＭ２重モード誘電体共振器の部分縦断面図である。
【図３５】（ａ）は、トーラス電極４の設ける位置を変えたときのＴＭ２重モード誘電体共振器の部分縦断面図であり、（ｂ）は、さらにトーラス電極４の設ける位置を変えたときのＴＭ２重モード誘電体共振器の部分縦断面図であり、（ｃ）は、またさらにトーラス電極４の設ける位置を変えたときのＴＭ２重モード誘電体共振器の部分縦断面図である。
【符号の説明】
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３…ＴＭ２重モード誘電体共振器、
１，１ａ，１ｂ，１ｃ，２，２ａ，２ｂ，２ｃ，１０１，１０２…誘電体、
３，３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ，１０３…平板電極、
４，４ａ，４ｂ，４ｃ，１０４…トーラス電極、
４ｄ…電極、
６，６ａ，６ｂ，６ｃ，７，７ａ，７ｂ，７ｃ，１０６，１０７…端面電極、
８，８０，８１，１０８…導体ケース、
８ａ，８０ａ，８０ｂ，８０ｃ，１０８ａ…キャビティー、
９ａ，９ｂ…導体板、
１１，１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１２，１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１３，１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１４，１４ａ，１４ｂ，１４ｃ…切り欠き、
２１，２１ａ…結合ループインダクタ、
２２…入力キャパシタ、
２３，２３ａ，２４，２４ａ…結合キャパシタ、
２５…出力キャパシタ、
２６ａ，２６ｂ，２６ｃ…結合調整ねじ、
３１…入力ループインダクタ、
４１…入力コネクタ、
４２…出力コネクタ、
４３…出力ループインダクタ、
５１，５２，５３，５４…周波数調整ねじ、
２１１，２１２，２１３，２１４，２１５，２３４…導体線。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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