(57)【要約】      （修正有）【課題】低損失かつ小型、低コスト、高スプリアス性能の新しい誘電体共振器及び新しい誘電体共振器フィルタを提供する。【解決手段】筐体３０と、筐体３０内に固定される誘電体素子１を備え、誘電体素子１は、誘電体層１０と金属層２０が交互に積層されていることを特徴とする誘電体共振器３。積層された誘電体素子１は、最外側の少なくとも一方に誘電体層１０を有している。積層された誘電体素子１は、最外側の少なくとも一方において筐体３０に接触している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体と、
前記筐体内に固定される誘電体素子を備え、
前記誘電体素子は、誘電体層と金属層が交互に積層されていることを特徴とする誘電体共振器。
【請求項２】
前記誘電体素子は、最外側の少なくとも一方に前記誘電体層を有することを特徴とする請求項１に記載の誘電体共振器。
【請求項３】
前記誘電体素子は、最外側の少なくとも一方において前記筐体と接触していることを特徴とする請求項１に記載の誘電体共振器。
【請求項４】
前記誘電体素子が最外側の少なくとも一方において前記筐体と接触しないよう支持する支持部をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の誘電体共振器。
【請求項５】
請求項１から４に記載の誘電体共振器から構成された誘電体共振器フィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、誘電体共振器及び誘電体共振器フィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話の基地局等に用いるフィルタには、信号を劣化させない低損失と小型化が要求される。
【０００３】
マイクロ波・ミリ波用のフィルタとしては、一般に共振素子として金属又は誘電体を用いたものが使用される。金属素子を用いた場合には、Ｑ値が低いため、フィルタの損失が大きくなり、一方、誘電体素子を用いた場合には、コスト高で、スプリアス性能が悪くなるという、それぞれ短所を有する。これらの短所を克服するために、コムライン構造の誘電体フィルタが提案されており、例として、８極楕円関数誘電体共振器コムラインフィルタの構成が開示されている（例えば、非特許文献１参照）。ここでは、従来型のコムライン共振器においてすべて金属製であった８つの共振器の内、いくつかまたは全部を誘電体製に置き換えた誘電体共振器コムラインフィルタとすることにより、小型化が達成されている。この誘電体共振器コムラインフィルタでは、構成によっては、同じ幾何学的形状、寸法の金属共振器コムラインフィルタに比べて損失は約１／２とすることも可能であり、又、従来の誘電体共振器フィルタに比べて大きさが改善される。
【０００４】
ここで、図１（ａ）及び（ｂ）は、従来０．１〜２０ＧＨｚ程度の周波数領域で用いられてきた誘電体共振器フィルタの誘電体素子の断面構成を示したものである。従来は、図１（ａ）に示した誘電体素子７のように、長さＬにわたって単一組成の誘電体層１０のみから構成されるか、または、図１（ｂ）に示した誘電体素子８のように、異なる誘電率を有する第１誘電体層１１と第２誘電体層１２を２層で構成された、誘電体素子が用いられてきた。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Ｗａｎｇ,Ｃｈｉ;Ｚａｋｉ，Ｋ.Ａ.; Ａｔｉａ,Ａ.Ｅ.;Ｄｏｌａｎ,Ｔ.Ｇ.著、「誘電体コムライン共振器及びフィルタ（ＤｉｅｌｅｃｔｒｉｃＣｏｍｂｌｉｎｅ Ｒｅｓｏｎａｔｏｒｓ ａｎｄ Ｆｉｌｔｅｒｓ）」、ＩＥＥＥＭＴＴ、１９９８年１２月発行、ｖｏｌ. ４６、ｐｐ.２５０１−２５０６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、非特許文献１に提案されている誘電体共振器コムラインフィルタでは、従来の金属共振器コムラインフィルタに比べて低損失であるが複数の誘電体素子が配置されるため、コストが高く、従来の誘電体共振器フィルタに比べて大きさが小型であるがスプリアス性能が十分に改善されないという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであって、低損失かつ小型、低コスト、高スプリアス性能の新しい誘電体共振器及び新しい誘電体共振器フィルタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、
（１）本発明の誘電体共振器は、筐体と筐体内に固定される誘電体素子を備え、その誘電体素子は、誘電体層と金属層が交互に積層されている（以下、積層された誘電体素子と称す）。
（２）上記（１）の発明において、積層された誘電体素子は、最外側の少なくとも一方に誘電体層を有している。
（３）上記（１）の発明において、積層された誘電体素子は、最外側の少なくとも一方において筐体に接触している。
（４）上記（１）の発明において、積層された誘電体素子が最外側の少なくとも一方において筐体と接触しないよう支持する支持部をさらに備える。
（５）本発明の誘電体共振器フィルタは、上記（１）から（４）に記載の誘電体共振器から構成されている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、低損失かつ小型、低コスト、高スプリアス性能の誘電体共振器及び誘電体共振器フィルタを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】従来の誘電体素子を説明する図である。
【図２】本発明の実施形態に係る誘電体共振器を説明する図である。
【図３】本発明の実施形態に係る誘電体素子を説明する図である。
【図４】本発明の実施形態に係る誘電体共振器フィルタを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態（以下、実施形態という。）について詳細に説明する。
【００１２】
図２は、本発明の実施形態に係る誘電体共振器の例を説明する図である。図２（ａ）は、両端短絡型誘電体共振器を示す断面図、図２（ｂ）及び（ｃ）は片端開放型誘電体共振器を示す断面図、図２（ｄ）は両端開放型誘電体共振器を示す断面図である。図２（ａ）に示したように、ケース３０は、蓋部３１、底部３２、底部３３から構成される。図２（ｂ）のケース４０、図２（ｃ）のケース４０、図２（ｄ）のケース５０も同様の構成である。誘電体層１０と金属層２０を交互に積層して構成した一体型の誘電体素子１をケース内に収納固定することにより、誘電体共振器３、４ａ、４ｂ、５を構成することができる。
【００１３】
図２（ａ）に示したように、誘電体素子１の誘電体層１０をケース３０の蓋部３１に密着させて固定し、金属層２０をケース３０の底部３２に密着させて固定することにより、両端短絡型誘電体共振器３が構成される。
【００１４】
図２（ｂ）に示したように、誘電体素子１の誘電体層１０とケース４０の蓋部４１の間に空間を設け、金属層２０をケース４０の底部４２に密着させて固定することにより、片端開放型誘電体共振器４ａが構成される。図２（ｃ）に示したように、誘電体素子１の誘電体層１０とケース４０の底部４２の間に空間を設け、誘電体層１０をケース４０の蓋部４１に密着させて固定することにより、片端開放型誘電体共振器４ｂが構成される。
【００１５】
図２（ｄ）に示したように、誘電体素子１の誘電体層１０とケース５０の蓋部５１の間に空間を設け、金属層２０とケース５０の底部５２の間に空間を設けることにより、両端開放型誘電体共振器５が構成される。この場合、誘電体素子１は、最外層がケース５０と接触しないよう支持する支持部１４によってケース５０に固定される。尚、上記の誘電体層１０と金属層２０は入れ替えてもよい。
【００１６】
図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）は本発明の実施形態に係る誘電体共振器に用いられる一体型の誘電体素子の例について断面図を示したものである。
【００１７】
誘電体素子１は、誘電体層１０と金属層２０を交互に積層して構成されている。図３（ａ）及び（ｂ）は、誘電体層１０と金属層２０を１つずつ積層したものであり、図３（ａ）と図３（ｂ）では、誘電体層１０と金属層２０の積層順が逆になっている。図３（ｃ）では、２つの誘電体層１０の間に１つの金属層２０を挟んで積層した構造となっている。図３（ｄ）及び（ｅ）の誘電体素子１では、誘電体層１０と金属層２０が交互に積層された構造となっている。図３（ｄ）及び（ｅ）の誘電体素子１は、最外層に誘電体層１０が配置されている。尚、最外層に配置される誘電体層１０はどちらか一方でもよい。
【００１８】
本発明の実施形態においては、図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）に示したように、誘電体層１０と金属層２０を交互に積層して一体型の誘電体素子１を構成する。
【００１９】
誘電体層１０は、従来の機能性セラミックスと同様の成分の機能性セラミックスの他、温度安定性の良い公知の機能性セラミックスから構成することができ、プレス成形、焼成によってブロック状に仕上げることができる。
【００２０】
金属層２０の材料は特に限定されず、Ｃｕ、Ｆｅ、Ａｌ等及びそれらの合金等を用いることができる。
【００２１】
金属の比誘電率εｒは∞（無限大）とみなすことができるので、誘電体層１０と金属層２０とを交互に積層してなる誘電体素子１の実効比誘電率εｒeffは、構成材料の誘電体の比誘電率εｒと比較して、とても大きくなる。一般的には、誘電体内部では、電磁波の波長が自由空間の１／（εｒ）１／２に圧縮されるため、誘電体素子においては、比誘電率εｒが大きくなると、共振器の体積が小さくなる傾向にある。誘電体層１０と金属層２０とを交互に積層してある誘電体素子においては、従来の誘電体素子より実効比誘電率εｒeffが遥かに大きくなる為、従来の誘電体素子よりもさらに共振器の体積を小さく(小型化)することが可能となる。
【００２２】
本発明の誘電体素子は、マイクロ波・ミリ波通信機器に用いるフィルタに応用することができる。図４は、本発明の実施形態に係る誘電体共振器フィルタを説明する図である。図４（ａ）は本発明の実施形態に係る誘電体共振器フィルタの断面図、図４（ｂ）は本発明の実施形態に係る誘電体共振器フィルタの上面図である。図４の誘電体共振器フィルタ６では、図２（ｂ）に示した片端開放型誘電体共振器を用いた場合の例を示している。
【００２３】
誘電体素子１ａ〜１ｄの誘電体層１０とケース６０の蓋部６１の間に空間を設け、金属層２０をケース６０の底部６２に密着させて固定することにより、片端開放型誘電体共振器を備えた誘電体共振器フィルタ６が構成される。誘電体共振器フィルタ６は、入出力端子６４、６５、入出力プローブ、周波数調整ねじ６６をとりつけることにより、それぞれの誘電体素子の共振周波数が適宜調整可能となり、誘電体共振器フィルタを実現することができる。
【００２４】
また、この誘電体共振器フィルタは、従来の金属共振器フィルタよりも低損失かつ小型であり、又、従来の誘電体共振器コムラインフィルタ・誘電体共振器フィルタよりもスプリアス性能が改善され、低コストを実現ことが可能である。
【００２５】
以上、実施形態を用いて本発明を説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されないことは言うまでもない。上記実施形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが明らかである。またその様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【符号の説明】
【００２６】
１，１ａ〜１ｄ  誘電体素子
１０  誘電体層
１１  第１誘電体層
１２  第２誘電体層
１４  支持部
２０  金属層
３  両端短絡型誘電体共振器
３０  ケース（筐体）
３１  蓋部
３２  底部
３３  側壁部
４ａ,４ｂ  片端開放型誘電体共振器
４０  ケース（筐体）
４１  蓋部
４２  底部
４３  側壁部
５  両端開放型誘電体共振器
５０  ケース（筐体）
５１  蓋部
５２  底部
５３  側壁部
６  誘電体共振器フィルタ
６０  ケース（筐体）
６１  蓋部
６２  底部
６３  側壁部
６４，６５  入出力端子
６６  周波数調整ねじ
７，８  誘電体素子
Ｌ  誘電体素子の長さ
【図１】
2015005876.tif 000003
【図２】
2015005876.tif 000004
【図３】
2015005876.tif 000005
【図４】
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