(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体ブロックの第１の端面から該第１の端面に対向した第２の端面に貫通する複数個の共振器孔を有し、該共振器孔の内壁面に内導体を形成するとともに、前記誘電体ブロックの外面に外導体を形成して、前記誘電体ブロック内に複数の誘電体共振器を構成した誘電体フィルタにおいて、
前記誘電体ブロックの第１の端面が前記誘電体共振器の短絡面であり、該短絡面上の外導体を、前記共振器孔のうち互いに隣接する共振器孔を略囲む帯状の導体非形成部によって、前記互いに隣接する共振器孔を内側に含む内側部と、この内側部の周囲に配設された周辺部とに電気的に分離し、前記内側部と周辺部とを微小インダクタンス発生手段にて接続したことを特徴とする誘電体フィルタ。
【請求項２】
前記微小インダクタンス発生手段が、前記互いに隣接する共振器孔のそれぞれから略等しい距離の位置に配設されていることを特徴とする請求項１記載の誘電体フィルタ。
【請求項３】
前記微小インダクタンス発生手段が導体パターンであることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の誘電体フィルタ。
【請求項４】
前記微小インダクタンス発生手段が金属リード線であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の誘電体フィルタ。
【請求項５】
前記互いに隣接する共振器孔のうち少なくとも一つの共振器孔が内部に段差部を有していることを特徴とする請求項１ないし請求項４記載の誘電体フィルタ。
【請求項６】
前記誘電体ブロックの第２の端面が前記誘電体共振器の開放面であり、この開放面上に前記内導体又は前記外導体のいずれか一方から延在した周波数微調整用パターンを設けたことを特徴とする請求項１ないし請求項５記載の誘電体フィルタ。
【請求項７】
前記誘電体ブロックの第２の端面上に外導体を延在させて、前記共振器孔の内部にて内壁面に形成された内導体との間にギャップを設けたことを特徴とする請求項１ないし請求項５記載の誘電体フィルタ。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７記載の誘電体フィルタの少なくともいずれか一つを備えていることを特徴とするデュプレクサ。
【請求項９】
請求項１ないし請求項７記載の誘電体フィルタ、又は、請求項８記載のデュプレクサの少なくともいずれか一つを備えていることを特徴とする通信機装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、誘電体フィルタ、デュプレクサ及び通信機装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、単一の誘電体ブロックに複数の誘電体共振器を設けた誘電体フィルタとして、例えば図２１に示すものが知られている。この誘電体フィルタは、誘電体ブロック１の互いに対向する端面１ａ，１ｂを貫通して二つの共振器孔２ａ，２ｂを設けたものである。誘電体ブロック１の外面の略全面には、外導体５が形成されている。１対の入出力電極６，６は、この外導体５に対して所定の間隔を確保して、外導体５に非導通の状態で誘電体ブロック１の外面に形成されている。共振器孔２ａ，２ｂの略内周全面には内導体７が形成されており、共振器孔２ａ，２ｂの手前側の開口内に延在している外導体５との間にギャップ８を設けている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の誘電体フィルタでは、隣り合う共振器孔２ａと２ｂとの間の電磁界結合強度の強さを調整するためには、共振器孔２ａ，２ｂ間の軸間距離を変えたり、誘電体ブロックの外形寸法を変えたりしなければならなかった。そのため、誘電体ブロックを製造するための金型を種々の寸法で製作しておく必要があり、誘電体共振器の電磁界結合強度の調整が煩雑で、設計変更に対して柔軟性が欠けるばかりでなく、誘電体フィルタの製造コストも高くなるといった問題があった。
【０００４】
そこで、本発明の目的は、誘電体ブロックの外形や寸法を変えることなく、隣り合う誘電体共振器間の電磁界結合強度を簡単に調整することができる誘電体フィルタ、デュプレクサ及び通信機装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段及び作用】
以上の目的を達成するため、本発明に係る誘電体フィルタは、誘電体ブロックの第１の端面が誘電体共振器の短絡面であり、該短絡面上の外導体を、互いに隣接する共振器孔を略囲む帯状の導体非形成部によって、前記互いに隣接する共振器孔を内側に含む内側部と、この内側部の周囲に配設された周辺部とに電気的に分離し、前記内側部と周辺部とを微小インダクタンス発生手段にて接続したことを特徴とする。ここに、微小インダクタンス発生手段は、例えば導体パターンや金属リード線である。また、帯状の導体非形成部が共振器孔を略囲むという意味は、導体非形成部が完全に共振器孔を囲む場合と、僅かな一部分を残して導体非形成部が共振器孔を囲む場合との両方が含まれるという意味である。
【０００６】
以上の構成により、短絡面上の外導体の内側部に含まれた互いに隣接する共振器孔をそれぞれ有した、互いに隣接する誘電体共振器は、その短絡端側が微小インダクタンス発生手段を介して共にアースに接続される。つまり、互いに隣接する誘電体共振器は、微小インダクタンス発生手段により相互に結合される。従って、微小インダクタンス発生手段のインダクタンスを変化させることにより、互いに隣接する誘電体共振器の結合度が調整される。
【０００７】
また、本発明に係る誘電体フィルタは、微小インダクタンス発生手段が、互いに隣接する共振器孔のそれぞれから略等しい距離の位置に配設されている。これにより、微小インダクタンス発生手段は、互いに隣接する共振器孔によりそれぞれ形成される２個の誘電体共振器に対して均等に作用する。
【０００８】
また、本発明に係る誘電体フィルタは、共振器孔のうち少なくとも一つの共振器孔が段差部を有していることを特徴とする。ここに、段差部は、例えば共振器孔を大径孔部とこの大径孔部に連通した小径孔部とで構成することにより、大径孔部と小径孔部との境界部分に形成される。あるいは、共振器孔を横断面の形状が異なる少なくとも二つの連通された部分で構成することにより、横断面の形状が異なる境界部分に段差部が形成される。これらの段差により誘電体共振器の共振器長が長くなり、誘電体共振器の結合もコントロールされる。
【０００９】
さらに、本発明に係る誘電体フィルタは、第２の端面が誘電体共振器の開放面であり、この第２の端面上に内導体又は外導体のいずれか一方から延在した周波数微調整用パターンを設けたことを特徴とする。ここに、周波数微調整は、例えば中心周波数や帯域幅の微調整である。微調整用パターンは、隣接する誘電体共振器の内導体との間の結合容量及び各誘電体共振器と外導体との間の容量の一部を構成する。従って、微調整用パターンの形状を変化させることにより、互いに隣接する誘電体共振器の結合容量及び誘電体共振器の共振周波数を変化させることができる。
【００１０】
さらに、本発明に係る誘電体フィルタは、誘電体ブロックの第２の端面上に外導体を延在させて、共振器孔の内部にて内壁面に形成された内導体との間にギャップを設けたことを特徴とする。これにより、誘電体共振器の開放端が共振器孔内部に形成される。
【００１１】
また、本発明に係るデュプレクサは、前述の特徴を有する誘電体フィルタの少なくともいずれか一つを備えていることを特徴とする。デュプレクサは、無線通信機器の送信系の誘電体フィルタと受信系の誘電体フィルタとから構成される。送信系の誘電体フィルタは、無線通信機器の送信回路系から出力される信号を所定の周波数及び帯域幅を有する送信信号としてアンテナに供給する。一方、受信系の誘電体フィルタは、アンテナから受信回路系に供給される信号から所定の周波数を有する信号を選択して、受信回路系に供給する。送信系及び受信系の誘電体フィルタを構成している誘電体共振器の結合は微小インダクタンス発生手段により調整される。
【００１２】
また、本発明に係る通信機装置は、前述の特徴を有する誘電体フィルタやデュプレクサの少なくともいずれか一つを備えることにより、誘電体ブロックの形状や寸法等を変えることなく、誘電体共振器の結合を簡単かつ広範囲に調整することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る誘電体フィルタ、デュプレクサ及び通信機装置の実施形態について添付図面を参照して説明する。
【００１４】
［第１実施形態、図１及び図２］
本発明に係る誘電体フィルタの一実施形態を図１及び図２に示す。誘電体フィルタ１１は、直方体形状を有する単一の誘電体ブロック１２を備え、誘電体ブロック１２は、その互いに対向する端面１２ａ，１２ｂの一方から他方にそれぞれ貫通する二つの共振器孔１３ａ，１３ｂを有する。図１は誘電体フィルタ１１を端面１２ｂ側から見た斜視図であり、図２は誘電体フィルタ１１を端面１２ａ側から見た斜視図である。これら二つの共振器孔１３ａ，１３ｂは、その軸が互いに平行になるように誘電体ブロック１２に形成されている。二つの共振器孔１３ａ，１３ｂの内壁面にはそれぞれ内導体１４が形成されている。誘電体ブロック１２は、端面１２ａを残して、外壁面に外導体１５、入力電極１７及び出力電極１８が形成されている。共振器孔１３ａ，１３ｂのそれぞれの内導体１４は、端面１２ａで外導体１５から電気的に開放（分離）され、端面１２ｂで外導体１５に電気的に短絡（導通）されている。
【００１５】
共振器孔１３ａとその内壁面に形成された内導体１４は、誘電体ブロック１２及び外導体１５とともに、一つの１／４波長（λ／４）の誘電体共振器１６ａを構成している。同様に、共振器孔１３ｂとその内壁面に形成された内導体１４は、誘電体ブロック１２及び外導体１５とともに、いま一つの１／４波長（λ／４）の誘電体共振器１６ｂを構成している。誘電体共振器１６ａ、１６ｂは、それぞれ誘電体ブロック１２の端面１２ａを開放面、端面１２ｂを短絡面としている。誘電体ブロック１２は、これら誘電体共振器１６ａ，１６ｂがλ／４共振器として動作するようにするため、端面１２ａと端面１２ｂとの間の距離（いわゆる誘電体共振器１６ａ，１６ｂの長さ）Ｄが１／４波長に等しくなるように設定されている。
【００１６】
入力電極１７及び出力電極１８は、誘電体ブロック１２の端面１２ａ寄りの位置に、外導体１５に対して所定の間隔を確保して、外導体１５に非導通の状態で形成されている。入力電極１７と誘電体共振器１６ａの内導体１４との間、並びに、出力電極１８と誘電体共振器１６ｂの内導体１４との間には、それぞれ外部結合容量Ｃｅが形成される。
【００１７】
外導体１５は、誘電体ブロック１２の端面１２ｂ（短絡面）上の部分が、共振器孔１３ａ，１３ｂを略矩形に囲む帯状の導体非形成部１９によって、共振器孔１３ａ，１３ｂを内側に含む内側部２１と、この内側部２１の周囲に配設された周辺部２２とに電気的に分離されている。すなわち、第１実施形態は、導体非形成部１９が僅かな一部分を残して、共振器孔１３ａ，１３ｂを囲む例である。そして、内側部２１と周辺部２２は、導体パターン２３にて電気的に接続している。導体パターン２３は、二つの共振器孔１３ａ，１３ｂのそれぞれから略等しい距離に位置している。この導体パターン２３は、外導体１５の形成の際に併せて形成される。
【００１８】
以上の構成を有する図１及び図２の誘電体フィルタ１１は、図３に実線で示すような等価回路を有する。即ち、二つの誘電体共振器１６ａ，１６ｂは、その短絡面側が導体パターン２３が有する微小インダクタンスを介してアースに接続される。また、誘電体共振器１６ａの開放面側が外部結合容量Ｃｅにより入力電極１７に接続され、誘電体共振器１６ｂの開放面側が外部結合容量Ｃｅにより出力電極１８に接続される。
【００１９】
導体パターン２３は、その厚みや形状及び寸法によってインダクタンスが決まる。従って、導体パターン２３の厚みや形状もしくは図１においてＷで示す幅等を変えることにより、隣接する誘電体共振器１６ａ，１６ｂの結合を調整することができる。
【００２０】
表１は、誘電体ブロック１２の誘電率Ｅｒが９２、誘電体共振器１６ａ，１６ｂのインピーダンスＺａが１０．７Ω、誘電体共振器１６ａ，１６ｂの長さＤが８ｍｍである場合の、導体パターン２３のインダクタンスと二つの誘電体共振器１６ａ，１６ｂの結合度ｋの関係を示したものである。図４は表１をグラフにプロットしたものである。
【００２１】
【表１】
0003577954.tif 000002
【００２２】
表１及び図４から、導体パターン２３のインダクタンスが０．０１ｎＨから０．９ｎＨまで変化すると、結合度ｋが０．６パーセントから４５．０パーセントに増加することが分かる。一方、既に述べたように、導体パターン２３の厚みや形状もしくは寸法を変化させれば、そのインダクタンスが変化する。導体パターン２３の厚みや形状もしくは寸法は、導体パターン２３を削る等の簡単な手法で変化させることができる。従って、誘電体共振器１６ａ，１６ｂの結合度ｋを簡単に調整することができる。
【００２３】
［第２実施形態、図５］
本発明に係る誘電体フィルタの別の実施形態を図５に示す。誘電体フィルタ３１は、図１及び図２にて説明した誘電体フィルタ１１において、導体パターン２３に代えて、誘電体ブロック１２の端面１２ｂ（短絡面）上で分離されている外導体１５の内側部２１と周辺部２２とを、金属リード線２４によって接続したものである。端面１２ｂ上の外導体１５は、共振器孔１３ａ，１３ｂを完全に囲む矩形環状の導体非形成部１９によって、共振器孔１３ａ，１３ｂを内側に含む内側部２１と、この内側部２１の周囲に配設された周辺部２２とに電気的に分離されている。金属リード線２４は、その断面積や長さを変化させたり、屈曲させることにより、そのインダクタンスが変化する。従って、金属リード線２４を屈曲させる等により、誘電体共振器１６ａ，１６ｂの結合度ｋを簡単に調整することができる。なお、図５において、図１及び図２に対応する部分には対応する符号を付して示し、重複した説明は省略する。
【００２４】
［第３実施形態、図６］
本発明に係るデュプレクサの一実施形態を図６に示す。デュプレクサ３２は無線通信機器のアンテナと送信回路系及び受信回路系との間に介装されるものである。このデュプレクサ３２は、無線通信機器のアンテナと送信回路系との間に介装される送信系の誘電体フィルタ１１Ｔと、アンテナと受信回路系との間に介装される受信系の誘電体フィルタ１１Ｒとが、単一の誘電体ブロック４１に構成されている。送信系の誘電体フィルタ１１Ｔ及び受信系の誘電体フィルタ１１Ｒの各々は、図１及び図２において説明した誘電体フィルタ１１と同様の構成を有している。
【００２５】
すなわち、デュプレクサ３２は単一の誘電体ブロック４１を備え、誘電体ブロック４１は、その互いに対向する端面４１ａ，４１ｂの一方から他方にそれぞれ貫通する四つ共振器孔１３ａＴ，１３ｂＴ，１３ａＲ，１３ｂＲを有する。これら四つの共振器孔１３ａＴ〜１３ｂＲは、誘電体ブロックの長手方向に一列に並び、かつその軸が互いに平行となるように誘電体ブロック４１に形成されている。四つの共振器孔１３ａＴ〜１３ｂＲの内壁面にはそれぞれ内導体１４が形成されている。誘電体ブロック４１は、奥側の端面４１ａを残して、外壁面に外導体１５、送信回路接続電極Ｔｘ、受信回路接続電極Ｒｘ及びアンテナ接続電極ＡＮＴが形成されている。共振器孔１３ａＴ〜１３ｂＲのそれぞれの内導体１４は、端面４１ａで外導体１５から電気的に開放（分離）され、端面４１ｂで外導体１５に電気的に短絡（導通）されている。
【００２６】
共振器孔１３ａＴとその内壁面に形成された内導体１４は、誘電体ブロック４１及び外導体１５とともに一つの１／４波長の誘電体共振器１６ａＴを構成している。同様に、共振器孔１３ａＴに隣接した共振器孔１３ｂＴとその内壁面に形成された内導体１４は、誘電体ブロック４１及び外導体１５とともに、いま一つの１／４波長の誘電体共振器１６ｂＴを構成している。これら二つの誘電体共振器１６ａＴ，１６ｂＴは、送信系の誘電体フィルタ１１Ｔを構成している。
【００２７】
受信系の誘電体共振器１６ａＲ，１６ｂＲも、送信系の誘電体共振器１１Ｔの二つの誘電体共振器１６ａＴ，１６ｂＴと全く同じ構成を有する。これら二つの誘電体共振器１６ａＲ，１６ｂＲは、受信系の誘電体フィルタ１１Ｒを構成している。
【００２８】
外導体１５は、誘電体ブロック４１の端面４１ｂ（短絡面）上の部分が、送信系の誘電体共振器１１Ｔの共振器孔１３ａＴ，１３ｂＴを略矩形に囲む帯状の導体非形成部１９Ｔによって、共振器孔１３ａＴ，１３ｂＴを内側に含む内側部２１と、この内側部２１の周囲に配設された周辺部２２とに電気的に分離されている。すなわち、第３実施形態の導体非形成部１９Ｔは、僅かな一部分を残して、共振器孔１３ａＴ，１３ｂＴを囲むものである。そして、内側部２１と周辺部２２は、導体パターン２３Ｔにて電気的に接続している。導体パターン２３Ｔは、二つの共振器孔１３ａＴ，１３ｂＴのそれぞれから略等しい距離に位置している。
【００２９】
さらに、外導体１５は、誘電体ブロック４１の端面４１ｂ（短絡面）上の部分が、受信系の誘電体共振器１１Ｒの共振器孔１３ａＲ，１３ｂＲを略矩形に囲む帯状の導体非形成部１９Ｒによって、共振器孔１３ａＲ，１３ｂＲを内側に含む内側部２１と、この内側部２１の周囲に配設された周辺部２２とに電気的に分離されている。すなわち、第３実施形態の導体非形成部１９Ｒは、僅かな一部分を残して、共振器孔１３ａＲ，１３ｂＲを囲むものである。そして、内側部２１と周辺部２２は、導体パターン２３Ｒにて電気的に接続している。導体パターン２３Ｒは、二つの共振器孔１３ａＲ，１３ｂＲのそれぞれから略等しい距離に位置している。
【００３０】
送信回路接続電極Ｔｘ及び受信回路接続電極Ｒｘは、誘電体ブロック４１の端面４１ａ寄りの位置に、外導体１５に対して所定の間隔を確保して、外導体１５に非導通の状態で形成されている。送信回路接続電極Ｔｘと誘電体共振器１６ｂＴの内導体１４との間、並びに、受信回路接続電極Ｒｘと誘電体共振器１６ａＲの内導体１４との間に、それぞれ外部結合容量Ｃｅが形成される。さらに、アンテナに接続されるアンテナ接続電極ＡＮＴは、誘電体ブロック４１の端面４１ｂ中央部の位置に、外導体１５に対して所定の間隔を確保して、外導体１５に非導通の状態で形成されている。つまり、アンテナ接続電極ＡＮＴは、送信系の誘電体フィルタ１１Ｔと受信系の誘電体フィルタ１１Ｒとの間に設けられている。そして、アンテナ接続電極ＡＮＴには励振用穴４２が設けられ、その励振用穴４２の内壁面に内導体が形成されている。送信系の誘電体フィルタ１１Ｔの誘電体共振器１６ａＴとアンテナ接続電極ＡＮＴの励振用穴４２との間、並びに、受信系の誘電体フィルタ１１Ｒの誘電体共振器１６ｂＲとアンテナ接続電極ＡＮＴの励振用穴４２との間は、それぞれ電磁界結合している。
【００３１】
以上の構成を有する図６のデュプレクサ３２では、送信系の誘電体フィルタ１１Ｔを構成している二つの誘電体共振器１６ａＴ，１６ｂＴは、その短絡面側が導体パターン２３Ｔが有する微小インダクタンスを介してアースに接続される。また、受信系の誘電体フィルタ１１Ｒを構成している二つの誘電体共振器１６ａＲ，１６ｂＲもその短絡面側が導体パターン２３Ｒが有する微小インダクタンスを介してアースに接続される。従って、導体パターン２３Ｔの形状、寸法等を変えることにより、送信系の誘電体フィルタ１１Ｔを構成している誘電体共振器１６ａＴ，１６ｂＴの結合度ｋを調整することができる。また、いま一つの導体パターン２３Ｒの形状、寸法等を変えることにより、受信系の誘電体フィルタ１１Ｒを構成している誘電体共振器１６ａＲ，１６ｂＲの結合度ｋを調整することができる。
【００３２】
［第４実施形態、図７及び図８］
本発明にかかる誘電体フィルタの別の実施形態を図７及び図８に示す。図７は誘電体フィルタ３３を端面１２ａ（開放面１２ａ）側から見た斜視図であり、図８は誘電体フィルタ３３を端面１２ｂ（短絡面１２ｂ）側から見た斜視図である。誘電体フィルタ３３は、その中心周波数及び帯域幅を微調整するため、図１及び図２にて説明した誘電体フィルタ１１において、図７に示すように、誘電体フィルタ３３の開放面１２ａ側に、共振器孔１３ａ，１３ｂの内導体１４，１４にそれぞれ導通する微調整用パターン４３ａ，４３ｂ及び外導体１５に導通する微調整用パターン４４を形成してなるものである。
【００３３】
図８に示すように、外導体１５は、誘電体ブロック１２の短絡面１２ｂ上の部分が、共振器孔１３ａ，１３ｂを略矩形に囲む帯状の導体非形成部１９によって、共振器孔１３ａ，１３ｂを内側に含む内側部２１と、この内側部２１の周囲に配設された周辺部２２とに電気的に分離されている。そして、内側部２１と周辺部２２は、導体パターン２３にて電気的に接続している。なお、図７及び図８において、図１及び図２に対応する部分には対応する符号を付して示し、重複した説明は省略する。
【００３４】
この構成を有する誘電体フィルタ３３では、導体パターン２３の形状や寸法等を変えることにより二つの誘電体共振器１６ａ，１６ｂの結合度ｋを調整することができるが、微調整用パターン４３ａ，４３ｂの間の静電容量は、二つの誘電体共振器１６ａ，１６ｂの結合容量の一部を構成している。従って、微調整用パターン４３ａ，４３ｂの互いに対向する突出部ｍ１とｍ１の間隔を変化させたり、微調整用パターン４３ａ，４３ｂの突出部ｍ１とｍ１が対向する部分に張り出している微調整用パターン４４の突出部ｍ３の張り出し量を変化させることにより、二つの誘電体共振器１６ａ，１６ｂの結合を微調整することができ、帯域幅を調整することができる。また、微調整用パターン４３ａ，４３ｂの突出部ｍ２，ｍ２と微調整用パターン４４との間隔を調整することにより、誘電体共振器１６ａ，１６ｂの中心周波数を調整することができる。
【００３５】
［第５実施形態、図９及び図１０］
本発明にかかる誘電体フィルタのさらに別の実施形態を図９及び図１０に示す。図９は誘電体フィルタ３４を端面１２ａ（開放面１２ａ）側から見た斜視図であり、図１０は誘電体フィルタ３４を端面１２ｂ（短絡面１２ｂ）側から見た斜視図である。誘電体フィルタ３４は、図１及び図２にて説明した誘電体フィルタ１１において、誘電体共振器１６ａ，１６ｂの共振器孔１３ａ，１３ｂを、それぞれ開放面１２ａ側に配設した横断面矩形の部分と、この横断面矩形の部分に連通しかつ短絡面１２ｂ側に配設した横断面円形の部分とで構成したものである。
【００３６】
横断面矩形の部分と横断面円形の部分の境界部には、段差部４５が形成されている。段差部４５の形成位置は、共振器孔１３ａ，１３ｂの軸方向に任意である。図１０に示すように、外導体１５は、誘電体ブロック１２の短絡面１２ｂ上の部分が、共振器孔１３ａ，１３ｂを略矩形に囲む帯状の導体非形成部１９によって、共振器孔１３ａ，１３ｂを内側に含む内側部２１と、この内側部２１の周囲に配設された周辺部２２とに電気的に分離されている。そして、内側部２１と周辺部２２は、導体パターン２３にて電気的に接続している。なお、図９及び図１０において、図１及び図２に対応する部分には対応する符号を付して、重複した説明は省略する。
【００３７】
このような構成を有する誘電体フィルタ３４では、共振器孔１３ａ，１３ｂの段差部４５により、隣接する誘電体共振器１６ａ，１６ｂの結合度ｋをコントロールすることができるばかりでなく、誘電体共振器１６ａ，１６ｂの共振器長を変えることもできる。
【００３８】
［第６実施形態、図１１］
本発明に係る誘電体フィルタのさらに別の実施形態を図１１に示す。誘電体フィルタ３５は、二つの１／２波長の誘電体共振器４６ａ，４６ｂから構成されている。単一の誘電体ブロック１２’には、二つの共振器孔１３ａ’，１３ｂ’が形成されている。共振器孔１３ａ’とその内壁面に形成された内導体１４’は、誘電体ブロック１２’及び外導体１５’とともに、一つの１／２波長（λ／２）の誘電体共振器４６ａを構成している。同様に、共振器孔１３ｂ’とその内壁面に形成された内導体１４’は、誘電体ブロック１２’及び外導体１５’とともに、いま一つの１／２波長（λ／２）の誘電体共振器４６ｂを構成している。誘電体共振器４６ａ、４６ｂは、それぞれ誘電体ブロック１２’の二つの端面１２ａ’，１２ｂ’を短絡面としている。誘電体ブロック１２’は、これら誘電体共振器４６ａ，４６ｂがλ／２共振器として動作するようにするため、端面１２ａ’と端面１２ｂ’との間の距離（いわゆる誘電体共振器４６ａ，４６ｂの長さ）が１／２波長に等しくなるように設定されている。
【００３９】
入力電極１７’及び出力電極１８’は、誘電体ブロック１２’の両端面１２ａ’と１２ｂ’の中間位置に、外導体１５’に対して所定の間隔を確保して、外導体１５’に非導通の状態で形成されている。入力電極１７’と誘電体共振器４６ａの内導体１４’との間、並びに、出力電極１８’と誘電体共振器４６ｂの内導体１４’との間には、それぞれ外部結合容量Ｃｅが形成される。
【００４０】
外導体１５’は、誘電体ブロック１２’の端面１２ｂ’（短絡面）上の部分が、共振器孔１３ａ’，１３ｂ’を略矩形に囲む帯状の導体非形成部１９によって、共振器孔１３ａ’，１３ｂ’を内側に含む内側部２１と、この内側部２１の周囲に配設された周辺部２２とに電気的に分離されている。すなわち、第６実施形態は、導体非形成部１９が僅かな一部分を残して、共振器孔１３ａ’，１３ｂ’を囲む例である。そして、内側部２１と周辺部２２は、導体パターン２３にて電気的に接続している。導体パターン２３は、二つの共振器孔１３ａ’，１３ｂ’のそれぞれから略等しい距離に位置している。この導体パターン２３は、外導体１５’の形成の際に併せて形成される。さらに、外導体１５’は、誘電体ブロック１２’の端面１２ａ’（短絡面）上の部分においても前記と同様に、導体非形成部１９が、形成される。
【００４１】
以上の構成を有する図１１の誘電体フィルタ３５は、導体パターン２３の厚みや形状及び寸法によってインダクタンスが決まる。従って、導体パターン２３の厚みや形状もしくは幅等を変えることにより、隣接する誘電体共振器４６ａ，４６ｂの結合を調整することができる。従って、導体パターン２３のインダクタンスを変化させることにより、誘電体ブロック１２’の形状や寸法等を変えることなく、誘電体共振器４６ａ，４６ｂの結合を簡単かつ広範囲に調整することができる。また、誘電体ブロック１２’は外導体１５’によってほぼ全面が覆われているので、誘電体フィルタ３５から周囲への高周波のリークが少なくなる。
【００４２】
［第７実施形態、図１２及び図１３］
本発明にかかる誘電体フィルタのさらに別の実施形態を図１２及び図１３に示す。図１２は誘電体フィルタ３６を端面１２ａ（開放面１２ａ）側から見た斜視図であり、図１３は誘電体フィルタ３６を端面１２ｂ（短絡面１２ｂ）側から見た斜視図である。誘電体フィルタ３６は、誘電体ブロック１２の互いに対向する端面１２ａ，１２ｂを貫通して二つの共振器孔１３ａ，１３ｂを設けたものである。誘電体ブロック１２の外面の略全面には、外導体１５が形成されている。入力電極１７及び出力電極１８は、この外導体１５に対して所定の間隔を確保して、外導体１５に非導通の状態で誘電体ブロック１２の外面に形成されている。共振器孔１３ａ，１３ｂの略内周全面にはそれぞれ内導体１４が形成されている。この内導体１４は、誘電体ブロック１２の端面１２ａ側（開放面１２ａ）において、共振器孔１３ａ，１３ｂの開口内に延在している外導体１５との間にギャップ５１を設けている。
【００４３】
外導体１５は、誘電体ブロック１２の端面１２ｂ（短絡面１２ｂ）上の部分が、共振器孔１３ａ，１３ｂを略矩形に囲む帯状の導体非形成部１９によって、共振器孔１３ａ，１３ｂを内側に含む内側部２１と、この内側部２１の周囲に配設された周辺部２２とに電気的に分離されている。そして、内側部２１と周辺部２２は、導体パターン２３にて電気的に接続している。以上の構成を有する誘電体フィルタ３６は、導体パターン２３の厚みや形状及び寸法によってインダクタンスが決まる。従って、導体パターン２３の厚みや形状もしくは幅等を変えることにより、隣接する誘電体共振器１６ａ，１６ｂの結合を調整することができる。また、誘電体ブロック１２は外導体１５によってほぼ全面が覆われているので、誘電体フィルタ３６から周囲への高周波のリークが少なくなる。なお、図１２及び図１３においても、図１及び図２と対応する部分には対応する符号を付して示し、重複した説明は省略する。
【００４４】
［第８実施形態、図１４及び図１５］
本発明にかかる誘電体フィルタのさらに別の実施形態を図１４及び図１５に示す。図１４は誘電体フィルタ３７を端面１２ａ（開放面１２ａ）側から見た斜視図であり、図１５は誘電体フィルタ３７を端面１２ｂ（短絡面１２ｂ）側から見た斜視図である。誘電体フィルタ３７は、図１及び図２にて説明した誘電体フィルタ１１において、入力電極１７及び出力電極１８が誘電体共振器１６ａ，１６ｂの開放端側で内導体１４に直接、接続されるようにしたものである。これら入力電極１７及び出力電極１８は、外導体１５に対して所定の間隔を確保して、外導体１５に非導通の状態で誘電体ブロック１２の外面に形成されている。
【００４５】
外導体１５は、誘電体ブロック１２の端面１２ｂ（短絡面１２ｂ）上の部分が、共振器孔１３ａ，１３ｂを略矩形に囲む帯状の導体非形成部１９によって、共振器孔１３ａ，１３ｂを内側に含む内側部２１と、この内側部２１の周囲に配設された周辺部２２とに電気的に分離されている。そして、内側部２１と周辺部２２は、導体パターン２３にて電気的に接続している。
【００４６】
以上の構成を有する誘電体フィルタ３７では、図３に点線で示すように、誘電体共振器１６ａは入力電極１７に直接接続され、誘電体共振器１６ｂは出力電極１８に直接、接続されており、外部回路のインピーダンスＺ０と誘電体共振器１６ａ，１６ｂのインピーダンスＺａとの差によって発生するＱｅ（＝πＺ０／４Ｚａ）によって外部結合する。そして二つの誘電体共振器１６ａ，１６ｂは、導体パターン２３の形状や寸法等を変化させることにより、誘電体共振器の結合度ｋを簡単に調整することができる。なお、図１４及び図１５においても、図１及び図２に対応する部分には対応する符号を付して示し、重複した説明は省略する。
【００４７】
［第９実施形態、図１６］
本発明にかかる誘電体フィルタのさらに別の実施形態を図１６に示す。図１６は誘電体フィルタ３８を端面１２ｂ（短絡面１２ｂ）側から見た斜視図である。誘電体フィルタ３８は、図１及び図２にて説明した誘電体フィルタ１１において、誘電体ブロック１２の端面１２ｂ（短絡面１２ｂ）に凹部４８を設け、この凹部４８に共振器孔１３ａ，１３ｂの短絡側開口部が形成されている。
【００４８】
外導体１５は、端面１２ｂ（短絡面１２ｂ）の部分において、凹部４８の内側壁に共振器孔１３ａ，１３ｂを略囲むように設けた帯状の導体非形成部１９によって、共振器孔１３ａ，１３ｂを内側に含む内側部２１と、この内側部２１の周囲に配設された周辺部２２とに電気的に分離されている。そして、内側部２１と周辺部２２は、導体パターン２３にて電気的に接続している。
【００４９】
以上の構成を有する誘電体フィルタ３８において、誘電体共振器１６ａ，１６ｂの短絡面が、誘電体ブロック１２の端面１２ｂから後退しているため、誘電体フィルタ３８内に発生した高周波が外部へリークしにくくなる。また、外部環境からの高周波によって誘電体フィルタ３８が受ける影響も低減される。
【００５０】
［第１０実施形態、図１７］
第１０実施形態は、本発明に係る通信機装置の一実施形態を示すもので、携帯電話を例にして説明する。
【００５１】
図１７は携帯電話１２０のＲＦ部分の電気回路ブロック図である。図１７において、１２２はアンテナ素子、１２３はデュプレクサ、１３１は送信側アイソレータ、１３２は送信側増幅器、１３３は送信側段間用バンドパスフィルタ、１３４は送信側ミキサ、１３５は受信側増幅器、１３６は受信側段間用バンドパスフィルタ、１３７は受信側ミキサ、１３８は電圧制御発振装置（ＶＣＯ）、１３９はローカル用バンドパスフィルタである。
【００５２】
ここに、デュプレクサ１２３として、例えば前記第３実施形態のデュプレクサ３２を使用することができる。また、送信側段間用バンドパスフィルタ１３３、受信側段間用バンドパスフィルタ１３６及びローカル用バンドパスフィルタ１３９として、例えば前記第１、第２、第４〜第９実施形態の誘電体フィルタ１１，３１，３３〜３８を使用することができる。これらのフィルタ１１，３１，３３〜３８やデュプレクサ３２を実装することにより、誘電体共振器の電磁界結合強度の調整が簡単で、設計変更に対して柔軟に対応でき、製造コストの安価な携帯電話１２０を実現することができる。
【００５３】
［他の実施形態］
なお、本発明に係る誘電体フィルタ、デュプレクサ及び通信機装置は前記実施形態に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。
【００５４】
例えば、誘電体フィルタやデュプレクサの共振器孔の形状や径は、個々に異なってもよい。つまり、一つの誘電体フィルタ内に設けられた複数の共振器孔が、個々にその形状や径を異ならせていたり、デュプレクサの送信系の誘電体フィルタの共振器孔と受信系の誘電体フィルタの共振器孔との間で相互にその形状や径が異なっていてもよい。さらに、誘電体フィルタやデュプレクサの小型化のために、共振器孔を大径孔部とこの大径孔部に連通する小径孔部にて構成し、大径孔部と小径孔部の境界に段差部を設け、内導体の導体路長を長くするようにしてもよい。
【００５５】
【実施例】
次に、本発明の実施例について説明する。前記第８実施形態における図１４及び図１５の構成を有する誘電体フィルタ３７を製作し、図３において矢印Ｓ１１及びＳ２１で示されるように流れるマイクロ波エネルギーのＳ行列（散乱マトリックス）要素Ｓ１１及びＳ２１を測定した。その結果を図１８に示す。測定結果から、誘電体フィルタ３７は、所定の周波数の信号を通過させるバンドパスフィルタとして機能していることがわかった。
【００５６】
また、前記第８実施形態の誘電体フィルタ３７において、図１５においてＰ１の位置に導体パターン２３を形成する代わりにＰ２の位置に導体パターン２３を形成した誘電体フィルタと、図１５においてＰ１の位置に導体パターン２３を形成する代わりにＰ３及びＰ４で示す二つの位置に導体パターン２３を形成した誘電体フィルタとをそれぞれ製作し、そのＳ行列成分Ｓ１１及びＳ１２を測定した。その結果を図１９及び図２０に示す。測定結果から、いずれの誘電体フィルタ３７も、所定の周波数の信号を通過させるバンドパスフィルタとして機能していることがわかった。
【００５７】
【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、誘電体ブロックの第１の端面が誘電体共振器の短絡面であり、該短絡面上の外導体を、共振器孔のうち互いに隣接する共振器孔を略囲む帯状の導体非形成部によって、互いに隣接する共振器孔を内側に含む内側部と、この内側部の周囲に配設された周辺部とに電気的に分離し、内側部と周辺部とを微小インダクタンス発生手段にて接続したことにより、互いに隣接する誘電体共振器が微小インダクタンス発生手段により相互に結合される。従って、微小インダクタンス発生手段のインダクタンスを変化させることにより、誘電体ブロックの形状や寸法等を変えることなく、誘電体共振器の結合を簡単かつ広範囲に調整することができる。
【００５８】
また、微小インダクタンス発生手段を、互いに隣接する共振器孔のそれぞれから略等しい距離の位置に配設したことにより、微小インダクタンス発生手段のインダクタンスはこれら共振器孔により形成される誘電体共振器に対して均等に作用し、誘電体共振器の結合度をより効果的に調節することができる。
【００５９】
さらに、微小インダクタンス発生手段を、導体パターンや金属リード線により形成すれば、その厚みや形状及び寸法を変えることにより、誘電体ブロックの形状や寸法を変えることなく、隣接する誘電体共振器の結合を簡単に調整することができる。
【００６０】
また、互いに隣接する共振器孔のうち少なくとも一つの共振器孔が内部に段差部を有していることにより、段差部の位置調整によって、誘電体共振器の共振器長を調整したり、誘電体共振器の結合を微調整することができる。
【００６１】
さらに、誘電体ブロックの第２の端面を誘電体共振器の開放面とし、この開放面上に内導体又は外導体のいずれか一方から延在した周波数微調整用パターンを設けることにより、この周波数微調整用パターンは、隣接する誘電体共振器の内導体との間の結合容量及び各誘電体共振器と外導体との間の容量の一部を構成する。従って、周波数微調整用パターンの形状を変化させると、互いに隣接する誘電体共振器の結合容量及び誘電体共振器の共振周波数が変化し、結合度や共振周波数を簡単に微調整することができる。
【００６２】
また、誘電体ブロックの第２の端面上に外導体を延在させて、共振器孔の内部にて内壁面に形成された内導体との間にギャップを設けることにより、誘電体共振器の開放端を共振器孔内部に形成することができる。
【００６３】
さらに、デュプレクサを構成している送信系及び受信系の誘電体フィルタの誘電体共振器の結合を微小インダクタンス発生手段により調整するようにすれば、送信系の誘電体フィルタ及び受信系の誘電体フィルタの誘電体共振器の結合を、誘電体ブロックの形状や寸法等を変えることなく簡単かつ広範囲に調整することができる。
【００６４】
また、本発明に係る通信機装置は、前述の特徴を有する誘電体フィルタやデュプレクサを少なくともいずれか一つを備えることにより、誘電体ブロックの形状や寸法等を変えることなく、誘電体共振器の結合を簡単かつ広範囲に調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る誘電体フィルタの一実施形態を短絡面側から見た斜視図。
【図２】図１の誘電体フィルタを開放面側から見た斜視図。
【図３】図１の誘電体フィルタの等価回路図。
【図４】図１の誘電体フィルタの誘電体共振器の結合度の測定結果を示すグラフ。
【図５】本発明に係る誘電体フィルタの別の実施形態を短絡面側から見た斜視図。
【図６】本発明に係るデュプレクサの一実施形態を示す斜視図。
【図７】本発明に係る誘電体フィルタの別の実施形態を開放面から見た斜視図。
【図８】図７の誘電体フィルタを短絡面側から見た斜視図。
【図９】本発明に係る誘電体フィルタのさらに別の実施形態を開放面側から見た斜視図。
【図１０】図９の誘電体フィルタを短絡面側から見た斜視図。
【図１１】本発明に係る誘電体フィルタのさらに別の実施形態を示す斜視図。
【図１２】本発明に係る誘電体フィルタのさらに別の実施形態を開放面側から見た斜視図。
【図１３】図１２の誘電体フィルタを短絡面側から見た斜視図。
【図１４】本発明に係る誘電体フィルタのさらに別の実施形態を開放面側から見た斜視図。
【図１５】図１４の誘電体フィルタを短絡面側から見た斜視図。
【図１６】本発明に係る誘電体フィルタのさらに別の実施形態を短絡面側から見た斜視図。
【図１７】本発明に係る通信機装置の一実施形態を示すブロック図。
【図１８】図１４及び図１５の構成を有する誘電体フィルタの通過及び反射特性を示すグラフ。
【図１９】図１４及び図１５の構成を有する誘電体フィルタにおいて、導体パターンの位置を変えたときの通過及び反射特性を示すグラフ。
【図２０】図１４及び図１５の構成を有する誘電体フィルタにおいて、導体パターンの位置をさらに変えたときの通過及び反射特性を示すグラフ。
【図２１】従来の誘電体フィルタの斜視図。
【符号の説明】
１１，１１Ｔ，１１Ｒ…誘電体フィルタ
１２，１２’…誘電体ブロック
１２ａ，１２ｂ，１２ａ’，１２ｂ’…端面
１３ａ，１３ｂ，１３ａ’，１３ｂ’…共振器孔
１３ａＴ，１３ｂＴ，１３ａＲ，１３ｂＲ…共振器孔
１４，１４’…内導体
１５，１５’…外導体
１６ａ，１６ｂ…誘電体共振器
１６ａＴ，１６ｂＴ，１６ａＲ，１６ｂＴ…誘電体共振器
１７，１７’…入力電極
１８，１８’…出力電極
１９…導体非形成部
２１…内側部
２２…周辺部
２３，２３Ｔ，２３Ｒ…導体パターン（微小インダクタンス発生手段）
２４…金属リード線（微小インダクタンス発生手段）
３１…誘電体フィルタ
３２…デュプレクサ
３３〜３７…誘電体フィルタ
４１…誘電体ブロック
４１ａ，４１ｂ…端面
４３ａ，４３ｂ，４４…微調整用パターン
４５…段差部
４６ａ，４６ｂ…誘電体共振器
１２０…携帯電話
１２３…デュプレクサ
１３３…送信側段間用バンドパスフィルタ
１３６…受信側段間用バンドパスフィルタ
１３９…ローカル用バンドパスフィルタ
【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】
0003577954.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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