(57)【要約】  【課題】  構造が単純で製造が容易な誘電体共振器と、それを用いた誘電体フィルタおよび通信装置とを提供する。  【解決手段】  誘電体５０は、表面２１，２２を有する第１部分５１、表面２３，２４を有する第２部分５２を有し、誘電体５０を取り囲む導体１１は、表面２１，２２，２３，２４と対向する内面３１，３２，３３，３４を有し、導体１２は表面２１，内面３１間に配置され、導体１３は表面２２，内面３２間に配置され、導体１６は表面２３，内面３３間に配置され、導体１７は表面２４，内面３４間に配置され、誘電体５０は、導体１２，１３で挟まれていない第３部分５３と、導体１６，１７で挟まれていない第４部分５４とを有する誘電体共振器とする。【選択図】  図１
2015087974.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体と、第１導体と、第２導体と、第３導体と、第４導体と、第５導体とを有しており、
前記誘電体は、
第１方向の端部に位置する第１表面と、前記第１方向と反対方向である第２方向の端部に位置する第２表面と、を有する柱状の第１部分と、
前記第１方向に垂直な第３方向の端部に位置する第３表面と、前記第３方向と反対方向である第４方向の端部に位置する第４表面と、を有する柱状の第２部分と、
を有しており、
前記第１部分と前記第２部分とが互いに交差した形状を有しており、
前記第１導体は、
内部に形成された空洞内に前記誘電体を収容し、間隔を開けて前記誘電体を取り囲むように配置されており、
前記第１表面と対向する第１内面と、前記第２表面と対向する第２内面と、前記第３表面と対向する第３内面と、前記第４表面と対向する第４内面と、を有しており、
前記第２導体は、
前記第１表面に設けられており、前記第１方向の端部が前記第１内面に電気的に接続されており、
前記第３導体は、
前記第２表面に設けられており、前記第２方向の端部が前記第２内面に電気的に接続されており、
前記第４導体は、
前記第３表面に設けられており、前記第３方向の端部が前記第３内面に電気的に接続されており、
前記第５導体は、
前記第４表面に設けられており、前記第４方向の端部が前記第４内面に電気的に接続されており、
前記誘電体は、
前記第１部分において前記第２導体と前記第３導体とで挟まれていない部分である第３部分と、前記第２部分において前記第４導体と前記第５導体とで挟まれていない部分である第４部分と、を有している
ことを特徴とする誘電体共振器。
【請求項２】
第６導体と、第７導体と、を更に有しており、
前記第６導体は、
前記第１方向および前記第３方向に垂直な第５方向において、前記第２導体と前記第１導体との間に配置されており、
前記第５方向の端部が前記第１導体に電気的に接続されており、前記第５方向と反対方向の端部が前記第２導体に電気的に接続されており、前記第１方向の端部が前記第１内面に電気的に接続されており、
前記第７導体は、
前記第５方向において、前記第３導体と前記第１導体との間に配置されており、
前記第５方向の端部が前記第１導体に電気的に接続されており、前記第５方向と反対方向の端部が前記第３導体に電気的に接続されており、前記第２方向の端部が前記第２内面に電気的に接続されている
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３】
第８導体と、第９導体と、を更に有しており、
前記第８導体は、
前記第１方向および前記第３方向に垂直な第６方向において、前記第４導体と前記第１導体との間に配置されており、
前記第６方向の端部が前記第１導体に電気的に接続されており、前記第６方向と反対方向の端部が前記第４導体に電気的に接続されており、前記第３方向の端部が前記第３内面に電気的に接続されており、
前記第９導体は、
前記第６方向において、前記第５導体と前記第１導体との間に配置されており、
前記第６方向の端部が前記第１導体に電気的に接続されており、前記第６方向と反対方向の端部が前記第５導体に電気的に接続されており、前記第４方向の端部が前記第４内面に電気的に接続されている、
ことを特徴とする請求項２記載の誘電体共振器。
【請求項４】
前記第５方向と前記第６方向とが互いに反対方向であることを特徴とする請求項３に記載の誘電体共振器。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の誘電体共振器と、第１０導体と、第１１導体とを有しており、
前記第１０導体は、
線状の導体であり、一方端である第１端部と、他方端である第２端部と、を有しており、
前記第１端部が前記第２導体または前記第３導体に接続され、前記第２端部が前記第１導体に設けられた第１の貫通孔を介して外部へ露出しており、前記第１部分と電磁気的に結合し、
前記第１１導体は、
線状の導体であり、一方端である第３端部と、他方端である第４端部と、を有しており、
前記第３端部が前記第４導体または前記第５導体に接続され、前記第４端部が前記第１導体に設けられた第２の貫通孔を介して外部へ露出しており、前記第２部分と電磁気的に結合する
ことを特徴とする誘電体フィルタ。
【請求項６】
アンテナと、通信回路と、前記アンテナと前記通信回路とを接続する請求項５に記載の誘電体フィルタと、を有していることを特徴とする通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気特性の優れた誘電体共振器，誘電体フィルタおよび通信装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複数の柱が交差した形状を有する誘電体をシールドケース内に収容した多重モード誘電体共振器が知られている（例えば、特許文献１を参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−１６７３１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１にて提案されたような従来の誘電体共振器では、３重モード共振器を作製する場合には、誘電体の形状を、３本の柱が交差したような形状とする必要があるため、形状が複雑になり製造が困難であるという問題があった。【０００５】
本発明はこのような従来の技術における問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的は、構造が単純で製造が容易な誘電体共振器と、それを用いた誘電体フィルタおよび通信装置と、を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の誘電体共振器は、誘電体と、第１導体と、第２導体と、第３導体と、第４導体と、第５導体とを有しており、前記誘電体は、第１方向の端部に位置する第１表面と、前記第１方向と反対方向である第２方向の端部に位置する第２表面と、を有する柱状の第１部分と、前記第１方向に垂直な第３方向の端部に位置する第３表面と、前記第３方向と反対方向である第４方向の端部に位置する第４表面と、を有する柱状の第２部分と、を有しており、前記第１部分と前記第２部分とが互いに交差した形状を有しており、前記第１導体は、内部に形成された空洞内に前記誘電体を収容し、間隔を開けて前記誘電体を取り囲むように配置されており、前記第１表面と対向する第１内面と、前記第２表面と対向する第２内面と、前記第３表面と対向する第３内面と、前記第４表面と対向する第４内面と、を有しており、前記第２導体は、前記第１表面に設けられており、前記第１方向の端部が前記第１内面に電気的に接続されており、前記第３導体は、前記第２表面に設けられており、前記第２方向の端部が前記第２内面に電気的に接続されており、前記第４導体は、前記第３表面に設けられており、前記第３方向の端部が前記第３内面に電気的に接続されており、前記第５導体は、前記第４表面に設けられており、前記第４方向の端部が前記第４内面に電気的に接続されており、前記誘電体は、前記第１部分において前記第２導体と前記第３導体とで挟まれていない部分である第３部分と、前記第２部分において前記第４導体と前記第５導体とで挟まれていない部分である第４部分と、を有するものである。【０００７】
本発明の誘電体フィルタは、前記誘電体共振器と、第１０導体と、第１１導体とを有しており、前記第１０導体は、線状の導体であり、一方端である第１端部と、他方端である第２端部と、を有しており、前記第１端部が前記第２導体または前記第３導体に接続され、前記第２端部が前記第１導体に設けられた第１の貫通孔を介して外部へ露出しており、前記第１部分と電磁気的に結合し、前記第１１導体は、線状の導体であり、一方端である第３端部と、他方端である第４端部と、を有しており、前記第３端部が前記第４導体または前記第５導体に接続され、前記第４端部が前記第１導体に設けられた第２の貫通孔を介して外部へ露出しており、前記第２部分と電磁気的に結合するものである。【０００８】
本発明の通信装置は、アンテナと、通信回路と、前記アンテナと前記通信回路とを接続する前記誘電体フィルタと、を有するものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の誘電体共振器によれば、構造が単純で製造が容易な誘電体共振器を得ることができる。本発明の誘電体フィルタによれば、構造が単純で製造が容易な誘電体フィルタを得ることができる。本発明の通信装置によれば、製造が容易な通信装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１実施形態の誘電体共振器を模式的に示す斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ’線断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ’線断面図である。
【図４】図１のＣ−Ｃ’線断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態の誘電体フィルタを模式的に示す斜視図である。
【図６】図５のＤ−Ｄ’線断面図である。
【図７】図５のＥ−Ｅ’線断面図である。
【図８】図５のＦ−Ｆ’線断面図である。
【図９】本発明の第３実施形態の通信装置を模式的に示すブロック図である。
【図１０】比較例の誘電体共振器を模式的に示す斜視図である。
【図１１】本発明の第２実施形態の誘電体フィルタの電気特性のシミュレーション結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の誘電体共振器と、それを用いた誘電体フィルタおよび通信装置とを添付の図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１２】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態の誘電体共振器を模式的に示す斜視図である。図２は、図１のＡ−Ａ’線断面図（Ａ−Ａ’線を含むｙｚ平面に平行な切断面（導体１１を＋ｘ方向に２等分する切断面）を＋ｘ方向から見た図）である。図３は、図１のＢ−Ｂ’線断面図（Ｂ−Ｂ’線を含むｘｙ平面に平行な切断面（導体１１を＋ｚ方向に２等分する切断面）を＋ｚ方向から見た図）である。図４は、図１のＣ−Ｃ’線断面図（Ｃ−Ｃ’線を含むｘｚ平面に平行な切断面（導体１１を＋ｙ方向に２等分する切断面）を＋ｙ方向から見た図）である。なお、図１においては、構造をわかりやすくするために、導体１１を透視した状態を示している。
【００１３】
本実施形態の誘電体共振器は、図１〜図４に示すように、誘電体５０と、導体１１と、導体１２と、導体１３と、導体１４と、導体１５と、導体１６と、導体１７と、導体１８と、導体１９とを有している。
【００１４】
誘電体５０は、第１部分５１と第２部分５２とが互いに交差した形状を有している。第１部分５１は、第１方向（＋ｚ方向）に伸びる柱状の部分であり、第１方向（＋ｚ方向）の端部に位置する表面２１と、第１方向と反対方向である第２方向（−ｚ方向）の端部に位置する表面２２とを有している。第２部分５２は、第１方向に垂直な第３方向（＋ｘ方向）に伸びる柱状の部分であり、第３方向（＋ｘ方向）の端部に位置する表面２３と、第３方向と反対方向である第４方向（−ｘ方向）の端部に位置する表面２４とを有している。
【００１５】
誘電体５０の材質としては、誘電体セラミックス等の既知の誘電体材料を用いることができる。例えば、ＢａＴｉＯ３，Ｐｂ４Ｆｅ２Ｎｂ２Ｏ１２，ＴｉＯ２等を含有する誘電体セラミック材料を好適に用いることができる。場合によっては、エポキシ樹脂等の樹脂を用いることもできる。なお、本実施形態では、第１部分５１および第２部分５２が４角柱である場合を示しているが、例えば、６角柱や円柱のような他の形状であっても良い。
【００１６】
導体１１は、直方体の箱状の形状を有している。また、導体１１は、内部に形成された空洞４５内に誘電体５０を収容しており、間隔を開けて誘電体５０を取り囲むように配置されている。また、導体１１は、誘電体５０の表面２１と対向する内面３１と、誘電体５０の表面２２と対向する内面３２と、誘電体５０の表面２３と対向する内面３３と、誘電体５０の表面２４と対向する内面３４とを有している。なお、本実施形態では、導体１１の外形が直方体状である場合を示しているが、例えば、球体や十二面体のような他の形状であっても良い。
【００１７】
導体１２は、＋ｚ方向に伸びる柱状の導体である。また、導体１２は、誘電体５０の表面２１に設けられている。そして、導体１２の第１方向（＋ｚ方向）の端部が、導体１１の内面３１に接合または接触することによって、導体１１の内面３１に電気的に接続されている。
【００１８】
導体１３は、＋ｚ方向に伸びる柱状の導体である。また、導体１３は、誘電体５０の表面２２に設けられている。そして、導体１３の第２方向（−ｚ方向）の端部が、導体１１の内面３２に接合または接触することによって、導体１１の内面３２に電気的に接続されている。
【００１９】
導体１４は、直方体状の形状を有している。また、導体１４は、第１方向および第３方向に垂直な第５方向（＋ｙ方向）において導体１２と導体１１との間に配置されている。導体１４の第５方向（＋ｙ方向）の端部は、導体１１に接合または接触することによって、導体１１に電気的に接続されている。導体１４の第５方向と反対方向（−ｙ方向）の端部は、導体１２に接合または接触することによって、導体１２に電気的に接続されている。導体１４の第１方向（＋ｚ方向）の端部は、導体１１の内面３１に接合または接触することによって、導体１１に電気的に接続されている。
【００２０】
導体１５は、直方体状の形状を有している。また、導体１５は、第５方向（＋ｙ方向）において導体１３と導体１１との間に配置されている。導体１５の第５方向（＋ｙ方向）の端部は、導体１１に接合または接触することによって、導体１１に電気的に接続されている。導体１５の第５方向と反対方向（−ｙ方向）の端部は、導体１３に接合または接触することによって、導体１３に電気的に接続されている。導体１５の第２方向（−ｚ方向）の端部は、導体１１の内面３２に接合または接触することによって、導体１１に電気的に接続されている。
【００２１】
導体１６は、＋ｘ方向に伸びる柱状の導体である。また、導体１６は、誘電体５０の表面２３に設けられている。そして、導体１６の第３方向（＋ｘ方向）の端部が、導体１１の内面３３に接合または接触することによって、導体１１の内面３３に電気的に接続されている。導体１６の第４方向（−ｘ方向）の端部が、誘電体５０の表面２３に接合または接触している。
【００２２】
導体１７は、＋ｘ方向に伸びる柱状の導体である。また、導体１７は、誘電体５０表面２４に設けられている。そして、導体１７の第４方向（−ｘ方向）の端部は、導体１１の内面３４に接合または接触することによって、導体１１の内面３４に電気的に接続されている。
【００２３】
導体１８は、直方体状の形状を有している。また、導体１８は、第１方向および第３方向に垂直な第６方向（−ｙ方向）において、導体１６と導体１１との間に配置されている。そして、導体１８の第６方向（−ｙ方向）の端部は、導体１１に接合または接触することによって、導体１１に電気的に接続されている。また、導体１８の第６方向と反対方向（＋ｙ方向）の端部は、導体１６に接合または接触することによって、導体１６に電気的に接続されている。導体１８の第３方向（＋ｘ方向）の端部は、導体１１の内面３３に接合または接触することによって、導体１１の内面３３に電気的に接続されている。
【００２４】
導体１９は、直方体状の形状を有している。また、導体１９は、第６方向（−ｙ方向）において、導体１７と導体１１との間に配置されている。そして、導体１９の第６方向（−ｙ方向）の端部は、導体１１に接合または接触することによって、導体１１に電気的に接続されている。また、導体１９の第６方向と反対方向（＋ｙ方向）の端部は、導体１７に接合または接触することによって、導体１７に電気的に接続されている。また、導体１９の第４方向（−ｘ方向）の端部は、導体１１の内面３４に接合または接触することによって、導体１１の内面３４に電気的に接続されている。
【００２５】
また、誘電体５０は、第３部分５３と第４部分５４とを有している。第３部分５３は、第１部分５１において導体１２と導体１３とで挟まれていない部分であり、第１部分５１における第５方向と反対方向（−ｙ方向）側に位置している。また、第４部分５４は、第２部分５２において導体１６と導体１７とで挟まれていない部分であり、第２部分５２における第６方向と反対方向（＋ｙ方向側）に位置している。
【００２６】
また、図４に示すように、誘電体５０には、溝５５が形成されている。溝５５は、第１部分５１と第２部分５２とが交わる部分に形成されており、＋ｙ方向の全体に渡って形成されている。このような溝５５は、２つの共振モードの縮退を解く機能を有しており、溝５５の形状は、所望する特性に応じて適宜調整する。
【００２７】
なお、本実施形態では、導体１２，導体１３，導体１６，導体１７が四角柱である場合を示しているが、例えば、６角柱や円柱のような他の形状であっても良い。但し、導体１２および導体１３は、＋ｚ方向に垂直な平面で切断したときの断面形状が、第１部分５１における第３部分５３以外の部分と同じであることが望ましい。また、導体１６および導体１７は、＋ｘ方向に垂直な平面で切断したときの断面形状が、第２部分５２における第４部分５４以外の部分と同じであることが望ましい。
【００２８】
また、導体１１〜１９（導体１１、導体１２、導体１３、導体１４、導体１５、導体１６、導体１７、導体１８、導体１９）が相互に接触している部分については、電気的には接触していればよいが、信頼性上は接合されていることが望ましい。接合する場合には、電気的に導通するように接合する必要があるため、半田や導電性接着剤を用いて接合しても良く、ネジやボルト等を用いて接合しても構わない。また、導体１１〜１９の全てまたは一部が一体的に形成されていても構わない。また、導体１１〜１９の全てまたは一部が、複数の構成要素によって形成されていても構わない。なお、図１〜図４では、導体１２と導体１４とが一体的に形成され、導体１３と導体１５とが一体的に形成され、導体１６と導体１８とが一体的に形成され、導体１７と導体１９とが一体的に形成された場合を示している。
【００２９】
また、導体１２，導体１３，導体１６，導体１７の各々と、誘電体５０との接触部についても、電気的には接触していればよいが、信頼性上は接合されていることが望ましい。導体１２，導体１３，導体１６，導体１７の各々と、誘電体５０とは、例えば、導電性接着剤を用いて接合することができる。
【００３０】
また、例えば、誘電体５０の表面２１に第１の板状導体を焼き付け、誘電体５０の表面２２に第２の板状導体を焼き付け、誘電体５０の表面２３に第３の板状導体を焼き付け、誘電体５０の表面２４に第４の板状導体を焼き付けるとともに、第１の板状導体に第１の柱状導体を半田等で接合し、第２の板状導体に第２の柱状導体を半田等で接合し、第３の板状導体に第３の柱状導体を半田等で接合し、第４の板状導体に第４の柱状導体を半田等で接合するようにしても構わない。その場合には、第１の板状導体と第１の柱状導体との複合体が本実施形態における導体１２に該当し、第２の板状導体と第２の柱状導体との複合体が本実施形態における導体１３に該当し、第３の板状導体と第３の柱状導体との複合体が本実施形態における導体１６に該当し、第４の板状導体と第４の柱状導体との複合体が本実施形態における導体１７に該当する。
【００３１】
導体１１〜１９は、金属や非金属導電性材料のような既知の種々の導電性材料を用いて形成することができるが、誘電体共振器の特性を向上させるためには、例えば、Ａｇ，Ａｇ−Ｐｄ，Ａｇ−Ｐｔ等のＡｇ合金を主成分とする導電材料やＣｕ系，Ｗ系，Ｍｏ系，Ｐｄ系導電材料等を用いることが望ましい。
【００３２】
なお、空洞４５内は、空気で満たされているが、真空であっても良く、また、空気以外の気体で満たされていても構わない。
【００３３】
このような構成を有する本実施形態の誘電体共振器は、誘電体５０が、第１部分５１において導体１２と導体１３とで挟まれていない部分である第３部分５３と、第２部分５２において導体１６と導体１７とで挟まれていない部分である第４部分５４とを有している。これにより、第１部分５１における導体１２と導体１３とで挟まれた領域の体積と、第２部分５２における導体１６と導体１７とで挟まれた領域の体積との増加を抑制しつつ、誘電体５０の体積を増加させることができる。これにより、第１共振モードおよび第２共振モードにおける共振周波数の低下を抑制しつつ、第３共振モードの共振周波数を低下させることができる。そして、これにより、第３共振モードの共振周波数を、第１共振モードの共振周波数および第２共振モードの共振周波数に近接させて、３重モード共振器として機能させることができる。このようにして、構造が単純で製造が容易な３重モード共振器を得ることができる。なお、第１共振モードおよび第２共振モードは、第１部分５１内に＋ｚ方向または−ｚ方向に向かう電界が生じるとともに第２部分５２内に＋ｘ方向または−ｘ方向に向かう電界が生じるモードであり、第３共振モードは、誘電体５０内に＋ｙ方向または−ｙ方向に向かう電界が生じるモードである。
【００３４】
また、本実施形態の誘電体共振器は、特許文献１に記載されたような導体１２〜１９を有さない従来の誘電体共振器と比較して、共振周波数が最も低いスプリアスモードの共振周波数を高くすることができるので、基本モードの共振周波数とスプリアスモードの共振周波数との間隔が広い良好な電気特性を有する誘電体共振器を得ることができる。なお、本実施形態の誘電体共振器は、共振周波数が最も低いスプリアスのモードが従来の誘電体共振器と異なっており、共振モードの変化によってこの効果が得られたと考えられる。
【００３５】
また、本実施形態の誘電体共振器は、導体１４および導体１５を有していることから、導体１４および導体１５を有さない場合と比較して、基本モード共振におけるＱ値を高くすることができる。導体１４および導体１５を有さない場合には、導体１２および導体１３をそれぞれ取り囲むように生じる磁界によって、導体１２および導体１３に電流損失が発生し、この作用によってＱ値が低下する。本実施形態の誘電体共振器では、導体１４および導体１５によって、導体１２および導体１３をそれぞれ取り囲むように生じる磁界を低減することができるので、導体１２，導体１３における電流損失が減少してＱ値が向上すると推測される。
【００３６】
同様に、本実施形態の誘電体共振器は、導体１８および導体１９を有していることから、導体１８および導体１９を有さない場合と比較して、基本モード共振におけるＱ値を高くすることができる。導体１８および導体１９を有さない場合には、導体１６および導体１７をそれぞれ取り囲むように生じる磁界によって、導体１６および導体１７に電流損失が発生し、この作用によってＱ値が低下する。本実施形態の誘電体共振器では、導体１８および導体１９によって、導体１６および導体１７を取り囲むように生じる磁界を低減することができるので、導体１６および導体１７における電流損失が減少してＱ値が向上すると推測される。
【００３７】
なお、図１，図２に示すように、導体１４は、導体１２よりも第５方向（＋ｙ方向）側における導体１２と導体１１との間であり、且つ第１方向（＋ｚ方向）において表面２１と内面３１との間である領域の全体に渡って存在することが望ましい。また、導体１５は、導体１３よりも第５方向（＋ｙ方向）側における導体１３と導体１１との間であり、且つ第１方向（＋ｚ方向）において表面２２と内面３２との間である領域の全体に渡って存在することが望ましい。これらにより、導体１２および導体１３をそれぞれ取り囲むように生じる磁界をさらに低減することができるので、導体１２および導体１３における電流損失をさらに減少して、Ｑ値をさらに向上させることができる。
【００３８】
また、図１，図３に示すように、導体１８は、導体１６よりも第６方向（−ｙ方向）側における導体１６と導体１１との間であり、且つ第３方向（＋ｘ方向）において表面２３と内面３３との間である領域の全体に渡って存在することが望ましい。また、導体１９は、導体１７よりも第６方向（−ｙ方向）側における導体１７と導体１１との間であり、且つ第３方向（＋ｘ方向）において表面２４と内面３４との間である領域の全体に渡って存在することが望ましい。これらにより、導体１６および導体１７をそれぞれ取り囲むように生じる磁界をさらに低減することができるので、導体１６および導体１７における電流損失をさらに減少して、Ｑ値をさらに向上させることができる。
【００３９】
また、本実施形態の誘電体共振器では、第５方向（＋ｙ方向）と第６方向（−ｙ方向）とが互いに反対方向である。すなわち、導体１２および導体１３に対する導体１４および導体１５が位置する方向と、導体１６および導体１７に対する導体１８および導体１９が位置する方向とが、互いに反対方向である。これにより、電磁界分布の対称性の低下による電気特性の劣化を防止することができるとともに、電磁気的な結合が容易な誘電体共振器を得ることができる。
【００４０】
（第２実施形態）
図５は、本発明の第２実施形態の誘電体フィルタを模式的に示す斜視図である。図６は、図５のＤ−Ｄ’線断面図（Ｄ−Ｄ’線を含むｙｚ平面に平行な切断面（導体１１を＋ｘ方向に２等分する切断面）を＋ｘ方向から見た図）である。図７は、図５のＥ−Ｅ’線断面図（Ｅ−Ｅ’線を含むｘｙ平面に平行な切断面（導体１１を＋ｚ方向に２等分する切断面）を＋ｚ方向から見た図）である。図８は、図５のＦ−Ｆ’線断面図（Ｆ−Ｆ’線を含むｘｚ平面に平行な切断面（導体１１を＋ｙ方向に２等分する切断面）を＋ｙ方向から見た図）である。なお、図５においては、構造をわかりやすくするために、導体１１を透視した状態を示している。また、本実施形態においては、上述した第１実施形態と異なる部分について説明し、同様の構成要素には同様の符号を付して重複する説明を省略する。本実施形態の誘電体フィルタは、図５〜図８に示すように、前述した第１実施形態の誘電体共振器と、導体６１と、導体６２とを有している。
【００４１】
導体６１は、線状の導体であり、一方端である端部６１ａと、他方端である端部６１ｂと、第１部分５１に沿って第１方向（＋ｚ方向）へ伸びる部分である結合部６１ｃと、を有している。結合部６１ｃは、第１部分５１と主に磁界によって結合する部分である。そして、端部６１ａは、導体１２に接続されており、端部６１ｂは、導体１１に形成された貫通孔４１を介して外部へ露出している。なお、端部６１ａは、導体１２の代わりに導体１３に接続されても構わない。このようにして、導体６１は、第１部分５１と電磁気的に結合する。
【００４２】
導体６２は、線状の導体であり、一方端である端部６２ａと、他方端である端部６２ｂと、第２部分５２に沿って第３方向（＋ｘ方向）へ伸びる部分である結合部６２ｃと、を有している。結合部６２ｃは、第２部分５２と主に磁界によって結合する部分である。そして、端部６２ａは、導体１６に接続されており、端部６２ｂは、導体１１に形成された貫通孔４２を介して外部へ露出している。なお、端部６２ａは、導体１６の代わりに導体１７に接続されても構わない。このようにして、導体６２は、第２部分５２と電磁気的に結合する。
【００４３】
なお、結合部６１ｃは、＋ｚ方向と平行に形成されていることが望ましいが、＋ｚ方向の成分を有していれば良く、＋ｚ方向に対して傾いていても構わない。同様に、結合部６２ｃは、＋ｘ方向と平行に形成されていることが望ましいが、＋ｘ方向の成分を有していれば良く、＋ｘ方向に対して傾いていても構わない。また、結合部６１ｃおよび結合部６２ｃの位置および長さについては、所望する磁界結合の大きさによって適宜調整することができる。
【００４４】
このような構成を有する本実施形態の誘電体フィルタは、例えば、導体６１の端部６１ｂから電気信号が入力されると、誘電体５０が共振し、導体６２の端部６２ｂから電気信号が出力される。このとき、前述した第１共振モード，第２共振モードおよび第３共振モードの共振周波数を含む周波数帯の信号が選択的に通過するため、バンドパスフィルタとして機能する。
【００４５】
本実施形態の誘電体フィルタは、構造が単純で製造が容易な第１実施形態の誘電体共振器を用いてフィルタを構成している。これにより、構造が単純で製造が容易な誘電体フィルタを得ることができる。また、本実施形態の誘電体フィルタは、基本モードの共振におけるＱ値が高く、また、基本モードの共振周波数とスプリアスモードの共振周波数との間隔が広い、良好な電気特性を有する第１実施形態の誘電体共振器を用いてフィルタを構成している。これにより、通過帯域における挿入損失が小さく、通過帯域近傍の減衰量が大きい、優れた電気特性を有する誘電体フィルタを得ることができる。
【００４６】
（第３実施形態）
図９は、本発明の第３実施形態の通信装置を模式的に示すブロック図である。本実施形態の通信装置は、アンテナ８２と、通信回路８１と、アンテナ８２と通信回路８１とを接続する誘電体フィルタ８０とを有している。誘電体フィルタ８０は、前述した第２実施形態の誘電体フィルタである。アンテナ８２および通信回路８１は、既知の従来のものである。
【００４７】
このような構成を有する本実施形態の通信装置は、構造が単純で製造が容易な第２実施形態の誘電体フィルタを用いて不要な電気信号を除去することから、製造が容易な通信装置を得ることができる。
【実施例】
【００４８】
（第１実施例）
図１〜図４に示した第１実施形態の誘電体共振器の電気特性をシミュレーションによって算出した。シミュレーションにおいて、誘電体５０を構成する誘電体は、比誘電率を６０とし、誘電正接を０．００００５とした。導体１１〜１９の導電率は４６．４×１０６Ｓ／ｍとした。導体１１の内側の形状（空洞４５の外形）は、＋ｘ方向の寸法が２４ｍｍ，＋ｙ方向の寸法が２４ｍｍ，＋ｚ方向の寸法が２０ｍｍの直方体とし、空洞４５の中央に誘電体５０を配置した。第１部分５１および第２部分５２の各々は、直交する３方向の寸法が、３．７ｍｍ，５．７ｍｍ，１０ｍｍの四角柱状とした。誘電体５０は、第１部分５１および第２部分５２が、各々の中央で交差した形状とした。導体１２，導体１３，導体１６および導体１７は、直交する３方向の寸法が、３．７ｍｍ，３．７ｍｍ，５ｍｍの四角柱状とした。導体１４，導体１５，導体１８および導体１９は、全て同じ形状とした。その結果、３つの基本モード（第１共振モード，第２共振モードおよび第３共振モード）の共振周波数が、１．９５６ＧＨｚ，１．９７３ＧＨｚ，２．０５８ＧＨｚであった。また、最も周波数が低いスプリアスモードの共振周波数は、５．０３５ＧＨｚであった。【００４９】
また、図１０に示す比較例の誘電体共振器の電気特性をシミュレーションによって算出した。比較例の誘電体共振器は、図１０に示すように、導体１２，導体１３，導体１４，導体１５，導体１６，導体１７，導体１８および導体１９を有さない形状とし、誘電体５７を、３本の柱状誘電体が各々の中央で交差した形状とした。また、基本モードの共振周波数を第１実施形態の誘電体共振器と略一致させるために、３本の柱状誘電体は、直交する３方向の寸法が６ｍｍ，６ｍｍ，２０ｍｍの四角柱状とした。導体１１の内側の形状（空洞４５の外形）が、＋ｘ方向の寸法が２０ｍｍ，＋ｙ方向の寸法が２０ｍｍ，＋ｚ方向の寸法が２０ｍｍの直方体状とした。その結果、３つの基本モードは、共振周波数が、２．０４４ＧＨｚ，２．０４５ＧＨｚ，２．０５０ＧＨｚであった。また、最も周波数が低いスプリアスモードの共振周波数は、２．５４６ＧＨｚであった。【００５０】
この結果によれば、第１実施形態の誘電体共振器は、従来の誘電体共振器である比較例の誘電体共振器と比較して、最も周波数が低いスプリアスモードの共振周波数を大幅に高くできており、基本モードの共振周波数とスプリアスモードの共振周波数との間隔を大きく確保できていることがわかる。これにより本発明の有効性が確認できた。【００５１】
（第２実施例）
また、図５〜図８に示した第２実施形態の誘電体フィルタの電気特性をシミュレーションによって算出した。シミュレーションにおいて、誘電体５０を構成する誘電体は、比誘電率を６０とし、誘電正接を０．００００５とした。誘電体５０の形状は、第１実施例と同じ形状とした。導体１１〜１９，導体６１および導体６２の導電率は４６．４×１０６Ｓ／ｍとした。導体１１〜１９の形状は、第１実施例と同じ形状とした。その結果を図１１のグラフに示す。グラフにおいて、横軸は周波数を示し、縦軸は減衰量を示している。また、実線が伝送特性（Ｓ２１）を示し、破線が反射特性（Ｓ１１）を示している。グラフによれば、２ＧＨｚ付近の通過帯域中に、Ｓ１１の３つのピークが確認でき、３重モード共振が生じていることがわかる。また、グラフによれば、通過帯域の挿入損失が小さく、且つ通過帯域近傍の減衰量が大きい優れた電気特性が得られていることがわかる。これにより本発明の更なる有効性が確認できた。
【符号の説明】
【００５２】
１１，１２，１３，１４，１５，１６，１７，１８，１９，６１，６２：導体
４１，４２：貫通孔
４５：空洞
５０，５７：誘電体
５１：第１部分
５２：第２部分
５３：第３部分
５４：第４部分
８０：誘電体フィルタ
８１：通信回路
８２：アンテナ
【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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【国際調査報告】
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