(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体基板の両主面に略同一形状の開口部を有する電極を前記開口部が互いに対向するように形成するとともに、前記誘電体基板を該誘電体基板から所定間隔隔てて互いに対向する第１、第２の導体板の間に配置して、前記誘電体基板の前記対向する開口部間を共振領域とし、前記電極の前記開口部から露出している誘電体基板上に共振周波数調整用の誘電体が付着されていることを特徴とする誘電体共振器。
【請求項２】
前記共振周波数調整用の誘電体が複数の島形状に形成されていることを特徴とする請求項１記載の誘電体共振器。
【請求項３】
誘電体基板の両主面に略同一形状の開口部を有する電極を前記開口部が互いに対向するように形成するとともに、前記誘電体基板を該誘電体基板から所定間隔隔てて互いに対向する第１、第２の導体板の間に配置して、前記誘電体基板の前記対向する開口部間を共振領域とした誘電体共振器の共振周波数調整方法であって、前記電極の前記開口部から露出している誘電体基板上に共振周波数調整用の誘電体を部分的に付着させることにより共振周波数を変化させることを特徴とする誘電体共振器の共振周波数調整方法。
【請求項４】
前記開口部から露出した誘電体基板上に形成した前記共振周波数調整用の誘電体を部分的に除去することにより共振周波数を変化させることを特徴とする請求項３記載の誘電体共振器の共振周波数調整方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マイクロ波帯やミリ波帯で使用される誘電体共振器及び誘電体共振器の共振周波数調整方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、移動体通信システムの需要の急速な増加およびマルチメディア化に対応して大容量で且つ高速な通信システムが要求されている。このような通信すべき情報量の拡大に伴って、マイクロ波帯からミリ波帯へ使用共振周波数帯域が拡大されようとしている。このようなミリ波帯でも、従来から知られている円柱形状の誘電体からなるＴＥ０１δ モード誘電体共振器をマイクロ波帯と同様に使用することが可能である。この時、ＴＥ０１δ モード誘電体共振器の共振周波数は円柱形状の誘電体の外形寸法で決定されていたため厳しい加工精度が必要となっていた。
【０００３】
また、ＴＥ０１δ モード誘電体共振器を複数個、所定間隔を隔てて金属ケース内に配置することによって誘電体フィルタを構成した場合、金属ループ等の入出力手段と誘電体共振器、または、誘電体共振器と誘電体共振器との結合は、相互間の距離によって決定されるため、高い位置精度で配置されることが必要であった。  そこで本願出願人は特願平７−６２６２５号においてこれらの問題を解消した加工精度に優れた誘電体共振器及び位置精度に優れた誘電体フィルタを提案している。
【０００４】
上記出願に係る誘電体共振器の基本的な構成を図５、図６に示す。図５は上記出願に係る誘電体共振器の断面図、図６は上記出願の誘電体共振器に用いられる誘電体基板の拡大斜視図である。
【０００５】
図５、図６に示すように、誘電体基板１０２は一定の比誘電率を有する基板であり、その両主面には所定寸法の円形の開口部を除いて全面に電極１０２ａ、１０２ｂが形成されており、両主面の開口部は図４に示すように対向している。導体板１０４ａ、１０４ｂは誘電体基板２から所定間隔隔てて、誘電体基板２を挟むように配置されている。
【０００６】
この時、電極１０２ａ、１０２ｂの対向する開口部に挟まれた部分付近に電磁界エネルギーが閉じ込められ、共振領域１０３が形成され共振器として使用可能になる。したがって、図４、図５に示す電極１０２ａ、１０２ｂの開口部を複数個連続的に配置することによって誘電体フィルタが構成できる。
【０００７】
この構成により、共振領域を電極の開口部の大きさで規定できるので、製造時にエッチング等の手法を用いることができ、共振周波数に対する共振器の寸法精度を極めて正確に再現した誘電体共振器を作製することができるようになった。
【０００８】
このような誘電体共振器の共振周波数の調整は、作製された誘電体共振器を構成する誘電体基板の両主面に形成された電極の開口部の大きさを変化させることによって行っていた。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、電極の開口部の大きさを変化させると、開口部の形状によっては電磁界が乱れて、不要なスプリアスが発生することがある。
【００１０】
また、開口部を複数個配置した誘電体フィルタの場合、電極の開口部の大きさを変化させると開口部間の距離が変化することになって共振領域間の結合度が変化してしまうため、単に適当に電極の開口部の大きさを変化させることはできず、全体のフィルタ特性を確かめつつ、開口部の大きさを変化させるという繁雑な手法を用いていた。
【００１１】
さらに、開口部の大きさを変化させることによって共振周波数を変化させた場合、共振周波数の変化幅が大きいため、共振周波数の微調整を行うことができなかった。
【００１２】
本発明は、これらの問題点を鑑みてなされたもので、共振周波数調整が容易で微調整が可能な誘電体共振器及び誘電体共振器の共振周波数調整方法を提供することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
そこで、請求項１に係る発明では、誘電体基板の両主面に略同一形状の開口部を有する電極を前記開口部が互いに対向するように形成するとともに、前記誘電体基板を該誘電体基板から所定間隔隔てて互いに対向する第１、第２の導体板の間に配置して、前記誘電体基板の前記対向する開口部間を共振領域とし、前記電極の前記開口部から露出している誘電体基板上に共振周波数調整用の誘電体が付着されている。これにより、共振周波数調整用の誘電体を増減させることによって共振周波数が変化するため、共振周波数の調整を容易に行うことができる。
【００１４】
また、請求項２に係る発明では、前記共振周波数調整用の誘電体が複数の島形状に形成されている。これにより、共振周波数調整は複数の島形状誘電体膜のうち一つずつもしくはいくつかをまとめて除去することによって、段階的に行うことができる。
【００１５】
さらに、請求項３に係る発明では、誘電体基板の両主面に略同一形状の開口部を有する電極を前記開口部が互いに対向するように形成するとともに、前記誘電体基板を該誘電体基板から所定間隔隔てて互いに対向する第１、第２の導体板の間に配置して、前記誘電体基板の前記対向する開口部間を共振領域とした誘電体共振器の共振周波数調整方法であって、前記電極の前記開口部から露出している誘電体基板上に誘電体を部分的に付着させることにより共振周波数を変化させている。これにより、電極の前記開口部から露出している誘電体基板上に形成する誘電体の量または誘電率を調整することによって所定の共振周波数に調整することができる。
【００１６】
次に、請求項４に係る発明では、前記開口部から露出した誘電体基板上に形成した前記共振周波数調整用の誘電体を部分的に除去することにより共振周波数を変化させている。これにより、誘電体の量が多すぎるまたは誘電率が高すぎる所定のフィルタ特性よりもずれた場合でも、所定のフィルタ特性を得ることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施の形態を説明する。本実施の形態では上記図５で説明した誘電体共振器を複数個配置した、すなわち、誘電体基板の電極の開口部を複数個並べて共振領域を複数個配置して構成した誘電体フィルタを用いて説明する。
【００１８】
図１に示すように、誘電体フィルタ１は、両主面に電極を形成した誘電体基板２と導体板４ａ、４ｂから構成されている。
【００１９】
誘電体基板２は一定の比誘電率を有する基板で、その両主面に３つの円形状の開口部を有する電極２ａ、２ｂが、両主面の開口部が互いに対向するように配置して形成されている。また、誘電体基板２の一方主面側（図４における上側）には、３つの開口部のうち両端の開口部に近接するように入力用スロットライン５ａと出力用スロットライン５ｂが形成されている。
【００２０】
導体板４ａ、４ｂは、開口部付近で誘電体基板２から所定間隔隔てて、誘電体基板２を挟むように配置固定されており、入力用スロットライン５ａと出力用スロットライン５ｂとが導体板４ａ、４ｂから突出している。
【００２１】
また、誘電体基板２の一方主面側（図４における上側）の電極２ａ、２ｂの開口部から露出した誘電体基板上に共振周波数調整用誘電体膜６が形成されている。
【００２２】
このような誘電体フィルタ１に用いられる誘電体基板２は、以下のような製造工程で作製される。
【００２３】
まず、図２（Ａ）に示すように所定の比誘電率を有する誘電体母基板１０を用意する。
【００２４】
次に、図２（Ｂ）に示すように誘電体母基板１０の両主面に蒸着等の手法で両主面に電極１０ａ、１０ｂを形成する。
【００２５】
さらに、図２（Ｃ）に示すように、一方主面側で２つのスロットラインと３つの開口部をからなるフィルタパターン１ａを複数個配列するようにエッチングする。さらに、その後、図示していないが、他方主面側で一方主面側の開口部と対向する位置、３つの開口部を形成する。
【００２６】
そして、図２（Ｄ）に示すように２つのスロットラインと３つの開口部をからなるフィルタパターン１ａごとに切断して誘電体基板２を得ている。
【００２７】
なお、誘電体膜６は、図２（Ｃ）もしくは図２（Ｄ）の段階で開口部から露出している誘電体上にスピニング形成により、例えばポリイミド樹脂等を変化させる共振周波数に応じて選択し、所定の量だけ膜状に付着させることによって形成する。もちろん、付着方法はスピニング形成だけでなく、プラズマＣＶＤ等により例えば窒化シリコン・酸化シリコン等を付着させても良く、付着方法・付着材料は問わない。
【００２８】
このように誘電体膜６を形成することによって、誘電体フィルタ１の開口部付近の各共振領域の電界に影響を与えているため、共振周波数を各共振領域ごとに変化させることができ、誘電体膜６の誘電率・厚み・大きさで共振周波数を調整することができる。
【００２９】
次に、第２の実施の形態について図３を用いて説明する。図３は、図１に示す誘電体基板２の電極２ａ、２ｂの一つの開口部付近を拡大した斜視図である。
【００３０】
本実施の形態では、開口部から露出した誘電体基板上に設けた誘電体膜６をレーザー８によって焼き飛ばしている。したがって、誘電体膜６が所定量以上に付着しても所定の共振周波数に調整することができる。
【００３１】
なお、本実施の形態ではレーザー８による焼き飛ばしを用いたがこれに限るものではなく、機械的に削り取る、あるいは、エッチング等で科学的に除去するという手法を用いても良く、要は誘電体膜を除去できればどのような手法を用いても良い。もちろん、この場合の誘電体膜の除去とは、誘電体膜の特性を変質させることによる特性から見た実質的な除去も含むものである。
【００３２】
次に、第３の実施の形態について図４を用いて説明する。図４は、図３と同様に図１に示す誘電体基板３の電極２ａ、２ｂの一つの開口部付近を拡大した斜視図である。
【００３３】
本実施の形態では、共振周波数調整用誘電体膜を複数の島形状の誘電体膜７の集合で形成している。このような誘電体膜７を形成することによって、共振周波数調整のためにレーザー８で焼き飛ばす際に島形状の誘電体膜７の一つ一つを完全に焼き飛ばすことができる。したがって、焼き飛ばした誘電体膜の周縁の誘電体膜が炭化して、共振器のＱが低下することを防止することができる。しかも、段階的に共振周波数の微調整を行うことができる。
【００３４】
なお、第１、第２、第３の実施の形態では誘電体基板の一方主面側の電極の開口部から露出した誘電体基板上に誘電体膜を形成しているが、これに限るものではなく、他方主面側の開口部から露出した誘電体基板上に形成しても良く、それら両方に形成しても良い。
【００３５】
【発明の効果】
以上のように、本発明では誘電体基板の電極の開口部から露出した誘電体基板上に誘電体膜を形成しているので、加工精度・位置精度に優れた誘電体共振器の共振周波数調整を容易に行うことができる。誘電体共振器を複数個配置した誘電体フィルタでは、他の共振器（共振領域）に影響を与えることなく個別に共振周波数調整ができるので、共振周波数調整作業を容易に行うことができる。また、誘電体膜の大きさや誘電率によって調整できるため、調整が容易である。
【００３６】
また、請求項２記載の誘電体共振器によれば、共振周波数調整用誘電体膜を島形状にして複数個形成しているので、誘電体膜を一つずつあるいは幾つかまとめて、形成、除去することによって段階的に共振周波数調整することができる。さらに、島形状にした誘電体膜の大きさをレーザーで完全に焼き飛ばせる程度の大きさにすれば、焼き飛ばした誘電体膜周縁の誘電体膜が炭化することに起因するＱの劣化を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態を説明するための誘電体フィルタの断面図である。
【図２】図１の誘電体フィルタを構成する誘電体基板の製造工程を示す斜視図である。
【図３】第２の実施形態を説明するための一部拡大斜視図である。
【図４】第３の実施形態を説明するための一部拡大斜視図である。
【図５】本願出願人が先に提案した誘電体共振器の断面図である。
【図６】図５の誘電体共振器を構成する誘電体基板の斜視図である。
【符号の説明】
１  誘電体フィルタ
１ａ  フィルタパターン
２  誘電体基板
２ａ、２ｂ、  電極
３  共振領域
４ａ、４ｂ  導体板
５ａ  入力用スロットライン
５ｂ  出力用スロットライン
６、７  誘電体膜
８  レーザー
１０  誘電体母基板
１０ａ、１０ｂ、  電極
【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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