(57)【要約】  【課題】  温度変化が生じても安定して動作する誘電体フィルタ、誘電体共振素子の支持方法を提供すること。  【解決手段】  開口部を有する金属製の筐体１０４と、前記開口部を覆う金属製のカバー１０５と、筐体１０４の底部にその一方が当接する、対向する平坦面１０９、１１２を有する誘電体共振素子１０３と、を備え、カバー１０５および底部１１０の少なくともいずれかは、誘電体共振素子１０３を支持し、温度変化による前記誘電体共振素子１０３の伸縮に追随するようにいずれかの平坦面１０９、１１２を付勢力をもって押す弾性部を有しており、弾性部が及ぼす付勢力は、いずれかの平坦面１０９、１１２、またはその縁部が接するカバー１０５の一部または底部１１０の一部が反ることにより得られる、誘電体共振器である。【選択図】  図１
2005073242.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口部を有する金属製の筐体と、
前記開口部を覆う金属製のカバーと、
前記筐体の底部にその一方が当接する、対向する平坦面を有する誘電体共振素子と、を備え、
前記カバーおよび前記底部の少なくともいずれかは、前記誘電体共振素子を支持し、温度変化による前記誘電体共振素子の伸縮に追随するように前記いずれかの平坦面を付勢力をもって押す弾性部を有しており、
前記弾性部が及ぼす付勢力は、前記いずれかの平坦面またはその縁部が接する前記カバーの一部または前記底部の一部が反ることにより得られる、誘電体共振器。
【請求項２】
前記平坦面の他方またはその縁部は、導電性膜により覆われている、請求項１に記載の誘電体共振器。
【請求項３】
前記導電性膜は、メタライズ処理により形成されている、請求項２に記載の誘電体共振器。
【請求項４】
前記弾性部および前記他方の平坦面の縁部は線接触している、請求項２に記載の誘電体共振器。
【請求項５】
前記カバーに前記他方の平坦面の大きさを超えない大きさを有する穴が形成されており、
前記穴を塞ぐように前記他方の平坦面またはその縁部が前記穴の周囲部に当接されており、
温度変化による前記誘電体共振素子の軸方向の相対的膨張に従って、前記カバーの穴の周囲部が反ることにより前記付勢力が増加する、請求項１に記載の誘電体共振器。
【請求項６】
前記穴の周囲部の肉厚は、前記カバーの他の部分の肉厚よりも小さい、請求項５に記載の誘電体共振器。
【請求項７】
前記穴の周囲部は、前記平坦面の他方が接する方から前記カバーにザグリ加工することにより形成されている、請求項６に記載の誘電体共振器。
【請求項８】
前記穴を覆うように、前記カバーにさらに別のカバーが設けられている、請求項５に記載の誘電体共振器。
【請求項９】
前記穴の周囲部と前記カバーの他の部分とは、前記筐体の内部にエッジが形成されないように丸み付けがなされて接続されている、請求項６に記載の誘電体共振器。
【請求項１０】
開口部を有する金属性の筐体と、
前記開口部を覆うカバーと、
前記筐体の底部にその一方が連結されている、対向する平坦面を有する誘電体共振素子と、を備え、
前記カバーおよび前記底部の少なくともいずれかの少なくとも一部は、温度変化による前記誘電体共振素子の伸縮に対応する展性を有しており、前記他方の平坦面は前記カバーに連結されている誘電体共振器。
【請求項１１】
前記カバーには、前記他方の平坦面の大きさを超える大きさを有する凹部が形成され、前記凹部を覆って、導電性で展性を有する薄膜が張られており、
前記誘電体共振素子の前記他方の平坦面に隣接する側部の一部には導電性膜が形成されており、
前記導電性膜が前記薄膜に半田または導電性接着剤により接合されている、請求項１０に記載の誘電体共振器。
【請求項１２】
前記導電性膜は、メタライズ処理により形成されている、請求項１１に記載の誘電体共振器。
【請求項１３】
前記カバーに前記他方の平坦面の大きさと実質上同じ大きさを有する穴が形成されており、
前記誘電体共振素子の前記他方の平坦面および前記他方の平坦面に隣接する側部の一部には導電性膜が形成されており、
前記導電性膜が前記穴の周囲部に半田または導電性接着剤により接合されている、請求項１０に記載の誘電体共振器。
【請求項１４】
前記穴の周囲部の肉厚は、前記カバーの他の部分の肉厚よりも小さい、請求項１３に記載の誘電体共振器。
【請求項１５】
請求項１に記載の誘電体共振器、または請求項１０に記載の誘電体共振器が複数段接続されている、誘電体フィルタ。
【請求項１６】
開口部を有する金属製の筐体の底部に、対向する平坦面を有する誘電体共振素子の一方の平坦面を当接する工程と、
前記開口部を覆う金属製のカバーおよび前記底部の少なくともいずれかが、温度変化による前記誘電体共振素子の伸縮に追随するように前記いずれかの平坦面もしくはその縁部を付勢力をもって押す工程と、を備える誘電体共振素子の支持方法であって、
前記付勢力は、前記他方の平坦面またはその縁部が接する前記カバーの一部が反ることにより得られる、誘電体共振素子の支持方法。
【請求項１７】
開口部を有する金属性の筐体の底部に、対向する平坦面を有する誘電体共振素子の一方の平坦面を連結する工程と、
前記他方の平坦面を、前記開口部を覆うカバーに連結する工程と、を備える誘電体共振素子の支持方法であって、
前記金属製の筐体の底部および前記カバーの少なくともいずれかの少なくとも一部は、温度変化による前記誘電体共振素子の伸縮に対応する展性を有している、誘電体共振素子の支持方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話などの移動体通信基地局や、放送電波送信局などに使用される誘電体共振器、誘電体フィルタ、およびそれらに用いられる誘電体共振素子の支持方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話システムでは、高感度の送受信性能や、良好な通話品質が必須となっており、基地局のフィルタには信号成分を殆ど劣化させない低損失な通過特性かつ、不要な妨害波成分を確実に除去できる急峻な減衰特性が要求されている。さらに高性能な電気特性と共に小型化の要求も高まってきている。このような要求を満たすフィルタとしては、Ｑ値の高いＴＭモード誘電体共振器を用いたＴＭモード誘電体フィルタが挙げられる。
【０００３】
以下に図面を参照しながら、従来の誘電体共振器及びそれらを用いた誘電体フィルタの一例について説明する。図９（ａ）は従来のＴＭモード誘電体共振器の断面図、図９（ｂ）は図９（ａ）のＢ−Ｂ’面で上方から見た従来のＴＭモード誘電体共振器の断面図、図１０は従来の誘電体共振器の電磁界分布を示すものである。７０１ａ、７０１ｂは入出力端子、７０２ａ、７０２ｂは入出力プローブ、７０３は誘電体共振素子、７０４は金属製の筐体、７０５は金属カバー、７０６は接続ねじ、７０７は周波数調整ねじ、８０１は電気力線、８０２は磁力線である。入出力端子７０１ａ、７０１ｂの中心導体に入出力プローブ７０２ａ、７０２ｂが半田づけ等で接続されている。
【０００４】
誘電体共振素子７０３は円筒形状であり、筐体７０４のほぼ中央に位置するように配置され、誘電体共振素子７０３の上部平坦面７０９および下部平坦面７１２は筐体７０４の底面７１０と金属カバー７０５で挟持されている。誘電体共振素子７０３の下部平坦面７１２と筐体７０４の底面７１０との間の接続、及び誘電体共振素子７０３の上部平坦面７０９と金属カバー７０５との間での接続の密接度を高める為と、筐体７０４と金属カバー７０５との接続を確実にしてこの部分を流れる電流の不連続を低減するために、接続ねじ７０６により筐体７０４と金属カバー７０５とが固定されている。
【０００５】
円筒形状の誘電体共振素子７０３には内孔７１１が設けられており、電気力線８０１が集中するこの内孔７１１に筐体７０４と接続された周波数調整ねじ７０７を挿入することにより、誘電体共振器の共振周波数を変化させている。入出力端子７０１ａに入力された信号は、入出力プローブ７０２ａと誘電体共振素子７０３との間の電磁界結合及び誘電体共振素子７０３と入出力プローブ７０２ｂとの間の電磁界結合を介して入出力端子７０１ｂから出力され、これによりこの誘電体共振器はＴＭ０１０モード誘電体共振器として動作する（例えば、特許文献１、特許文献２、および特許文献３参照。）。
【特許文献１】特公昭６３−２２７２７号公報
【特許文献２】特公昭６３−２２７２８号公報
【特許文献３】特公昭６３−２２７２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら上記のような構成では、周囲温度が変化した場合、誘電体共振素子７０３と金属製の筐体７０４との線膨張係数の違いから、これらの間に隙間が生じていた。このため、共振周波数やＱ値に著しい変化がもたらされてしまい、安定した共振器及びフィルタの実現が困難になっていた。そこで、誘電体共振素子７０３と金属製の筐体７０４との線膨張係数の差を吸収するために、筐体７０４を誘電体共振素子７０３と同じ誘電体材料で構成し、内壁に導電膜を配する構成が提案されている（上記特許文献１および３参照。）。しかし、筐体７０４を誘電体共振素子７０３と同じ誘電体材料で構成すると製作難度が高く製作コストが高くなっていた。
【０００７】
また内壁に設置された導電膜は導電率が比較的高い材料を使用しても、そのコンダクタンスは金属製の筐体７０４のコンダクタンスよりも小さく、上記導電膜を流れる電流による損失が共振器の性能に与える影響が著しいことから共振器の性能を表すＱ値が低くなっていた。このため、高性能な誘電体共振器及びフィルタの実現が困難であるという問題点を有していた。
【０００８】
本発明は上記問題点に鑑み、温度変化が生じても安定して動作する誘電体共振器、誘電体フィルタ、誘電体共振素子の支持方法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】
【０００９】
上記課題を解決するために、第１の本発明は、開口部を有する金属製の筐体と、
前記開口部を覆う金属製のカバーと、
前記筐体の底部にその一方が当接する、対向する平坦面を有する誘電体共振素子と、を備え、
前記カバーおよび前記底部の少なくともいずれかは、前記誘電体共振素子を支持し、温度変化による前記誘電体共振素子の伸縮に追随するように前記いずれかの平坦面を付勢力をもって押す弾性部を有しており、
前記弾性部が及ぼす付勢力は、前記いずれかの平坦面またはその縁部が接する前記カバーの一部または前記底部の一部が反ることにより得られる、誘電体共振器である。
【００１０】
第２の本発明は、前記平坦面の他方またはその縁部は、導電性膜により覆われている、第１の本発明の誘電体共振器である。
【００１１】
第３の本発明は、前記導電性膜は、メタライズ処理により形成されている、第２の本発明の誘電体共振器である。
【００１２】
第４の本発明は、前記弾性部および前記他方の平坦面の縁部は線接触している、第２の本発明の誘電体共振器である。
【００１３】
第５の本発明は、前記カバーに前記他方の平坦面の大きさを超えない大きさを有する穴が形成されており、
前記穴を塞ぐように前記他方の平坦面またはその縁部が前記穴の周囲部に当接されており、
温度変化による前記誘電体共振素子の軸方向の相対的膨張に従って、前記カバーの穴の周囲部が反ることにより前記付勢力が増加する、第１の本発明の誘電体共振器である。
【００１４】
第６の本発明は、前記穴の周囲部の肉厚は、前記カバーの他の部分の肉厚よりも小さい、第５の本発明の誘電体共振器である。
【００１５】
第７の本発明は、前記穴の周囲部は、前記平坦面の他方が接する方から前記カバーにザグリ加工することにより形成されている、第６の本発明の誘電体共振器である。
【００１６】
第８の本発明は、前記穴を覆うように、前記カバーにさらに別のカバーが設けられている、第５の本発明の誘電体共振器である。
【００１７】
第９の本発明は、前記穴の周囲部と前記カバーの他の部分とは、前記筐体の内部にエッジが形成されないように丸み付けがなされて接続されている、第６の本発明の誘電体共振器である。
【００１８】
第１０の本発明は、開口部を有する金属性の筐体と、
前記開口部を覆うカバーと、
前記筐体の底部にその一方が連結されている、対向する平坦面を有する誘電体共振素子と、を備え、
前記カバーおよび前記底部の少なくともいずれかの少なくとも一部は、温度変化による前記誘電体共振素子の伸縮に対応する展性を有しており、前記他方の平坦面は前記カバーに連結されている誘電体共振器である。
【００１９】
第１１の本発明は、前記カバーには、前記他方の平坦面の大きさを超える大きさを有する凹部が形成され、前記凹部を覆って、導電性で展性を有する薄膜が張られており、
前記誘電体共振素子の前記他方の平坦面に隣接する側部の一部には導電性膜が形成されており、
前記導電性膜が前記薄膜に半田または導電性接着剤により接合されている、第１０の本発明の誘電体共振器である。
【００２０】
第１２の本発明は、前記導電性膜は、メタライズ処理により形成されている、第１１の本発明の誘電体共振器である。
【００２１】
第１３の本発明は、前記カバーに前記他方の平坦面の大きさと実質上同じ大きさを有する穴が形成されており、
前記誘電体共振素子の前記他方の平坦面および前記他方の平坦面に隣接する側部の一部には導電性膜が形成されており、
前記導電性膜が前記穴の周囲部に半田または導電性接着剤により接合されている、第１０の本発明の誘電体共振器である。
【００２２】
第１４の本発明は、前記穴の周囲部の肉厚は、前記カバーの他の部分の肉厚よりも小さい、第１３の本発明の誘電体共振器である。
【００２３】
第１５の本発明は、第１の本発明の誘電体共振器、または第１０の本発明の誘電体共振器が複数段接続されている、誘電体フィルタである。
【００２４】
第１６の本発明は、開口部を有する金属製の筐体の底部に、対向する平坦面を有する誘電体共振素子の一方の平坦面を当接する工程と、
前記開口部を覆う金属製のカバーおよび前記底部の少なくともいずれかが、温度変化による前記誘電体共振素子の伸縮に追随するように前記いずれかの平坦面もしくはその縁部を付勢力をもって押す工程と、を備える誘電体共振素子の支持方法であって、
前記付勢力は、前記他方の平坦面またはその縁部が接する前記カバーの一部が反ることにより得られる、誘電体共振素子の支持方法である。
【００２５】
第１７の本発明は、開口部を有する金属性の筐体の底部に、対向する平坦面を有する誘電体共振素子の一方の平坦面を連結する工程と、
前記他方の平坦面を、前記開口部を覆うカバーに連結する工程と、を備える誘電体共振素子の支持方法であって、
前記金属製の筐体の底部および前記カバーの少なくともいずれかの少なくとも一部は、温度変化による前記誘電体共振素子の伸縮に対応する展性を有している、誘電体共振素子の支持方法である。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、温度変化が生じても安定して動作する誘電体共振器、誘電体フィルタ、誘電体共振素子の支持方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
（実施の形態１）
以下本発明の実施の形態１の誘電体共振器について、図面を参照しながら説明する。
【００２８】
図１（ａ）は、本発明の実施の形態１におけるＴＭモード誘電体共振器の断面図、図１（ｂ）はその上面図であり、図２は本発明の実施の形態１における誘電体共振器に用いられる誘電体共振素子１０３の、本発明の導電性膜に一例として対応するメタライズ面１０８の断面拡大図を示すものである。図１（ａ）、図１（ｂ）、および図２において、１０１ａ、１０１ｂは入出力端子、１０２（ａ）、１０２（ｂ）は入出力プローブ、１０３は誘電体共振素子、１０４は金属筐体、１０５は金属カバー、１０６は接続ねじ、１０７は周波数調整ねじ、１０８はメタライズ面、２０１は肉厚部、２０２は肉薄部である。また、誘電体共振素子１０３は、その上部に、本発明の平坦面の他方に一例として対応する上部平坦面１０９と、その下部に上部平坦面１０９に対向して配置されている、本発明の平坦面の一方に一例として対応する下部平坦面１１２とを有する。金属カバー１０５に肉薄部２０２を設ける為には、肉厚部２０１と肉薄部２０２との厚みの差の分だけ肉厚部２０１の厚みの板の上部からザグリ加工を行う。
【００２９】
金属筐体１０５の材料としては、例えば、銅（線膨張係数：１６．５ｐｐｍ／℃）、アルミニウム（２３．１ｐｐｍ／℃）、銀（１８．９ｐｐｍ／℃）、真鍮（１７．５ｐｐｍ／℃）、鉄（１１．８ｐｐｍ／℃）、リン青銅（１７ｐｐｍ／℃）が使用される。また、誘電体共振素子１０３の材料としては、その線膨張係数が例えば、３〜１５程度のものが使用される。
【００３０】
入出力端子１０１ａ、１０１ｂの中心導体に入出力プローブ１０２ａ、１０２ｂが半田づけ等で接続されている。誘電体共振素子１０３は、例えば円柱形状であり、図２のように上部平坦面１０９および下部平坦面１１２には、金、銀、銅などの高い導電率を有する金属でメタライズ処理が施されている。また、誘電体共振素子１０３の側面においても、上部平坦面１０９および下部平坦面１１２にそれぞれ接続される一部の側面領域においても同様のメタライズ処理が施されている。
【００３１】
ＴＭモード共振器においては、ＴＭモードの特徴から金属筐体１０４の内壁に流れる電流が共振器の性能を表すＱに大きく影響する。この点から、金属筐体１０４の材質には銅やアルミに銀メッキを施したものが使用され。金属筐体１０４の底面１１０の中心には誘電体共振素子１０３の平坦面より若干大きい程度のザグリが設けられる。誘電体共振素子１０３はこのザグリに嵌合され、金属筐体１０４の中央に位置するように配置される。このように誘電体共振素子１０３を金属筐体１０４に配置し、その上から金属カバー１０５を被せ、金属筐体１０４と金属カバー１０５とを接続ねじ１０６で接続する。
【００３２】
誘電体共振素子１０３の高さは、金属筐体１０４の上端枠部よりわずかに突出するように設定する。この高さは、使用が想定される温度範囲において上記の突出が維持されるように設定する。これにより接続ねじ１０６で金属筐体１０４と金属カバー１０５とを螺合することにより、上記の突出した長さに応じて金属カバー１０５の肉薄部２０２が反る。すなわち、このように肉薄部２０２が反ることにより肉薄部２０２は誘電体共振素子１０３の上部平坦面１０９を付勢力をもって押している。
【００３３】
また金属カバー１０５の肉薄部２０２の反りの量を調整し、この付勢力を調整するために金属カバー１０５には肉薄部２０２に隣接して肉厚部２０１を設けている。肉薄部２０２に前記反りを生じたさせたときに金属の歪みの逃がす為に、金属カバー１０５中央部には誘電体共振素子１０３の外径より小径の穴１２０が形成されている。このように肉薄部２０２（穴１２０の周囲の誘電体共振素子１０３が当接する部分）が、または肉薄部２０２と肉厚部２０１（上記穴１２０の周囲部以外の部分）が協働して本発明の弾性部を形成し、誘電体共振素子１０３の伸縮に追随するように上部平坦面１０９を付勢力をもって押している。典型的には、誘電体共振素子１０３の膨張係数よりも金属筐体１０４の膨張係数が大きいため、周囲温度が低下したときには、誘電体共振素子１０３にはその軸方向の相対的な膨張に従って、弾性部からさらに大きな付勢力が加えられる。しかし、誘電体共振素子１０３の膨張係数よりも金属筐体１０４の膨張係数の方が小さい場合も考えられ、その場合は、周囲温度の上昇に従って、誘電体共振素子１０３に大きな弾性力が加えられる。
【００３４】
金属カバー１０５とメタライズ面１０８とを接続する電流経路はメタライズ面１０８の外周部分（縁部）のみとなる。すなわち、金属カバー１０５とメタライズ面１０８とは、線接触しており、周囲温度が変化してもこの線接触は維持されるため、電気的特性に問題が生じず好ましい。すなわち、もし、金属カバー１０５とメタライズ面１０８とが面接触しているとすると、周囲温度が変化したときに、メタライズ面１０８が剥離し、電気的特性に変化が生じてしまう。図４（ａ）は、金属カバー１０５とメタライズ面１０８とが面接触してる状態を示す模式図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）の状態で周囲温度が変化した場合の上記の面接触の状態を示す模式図である。周囲温度が変化すると、誘電体共振素子１０３が例えば膨張するため、金属カバー１０５には、それに伴って図４（ｂ）の点線で示すように、メタライズ面１０８の上方で変形しようとする力が加わる。この力が加わることにより、メタライズ面１０８は、誘電体共振素子１０３から剥離しやすくなる。
【００３５】
また誘電体共振素子１０３には非貫通の内孔１１１が設けられている。電界が集中するこの内孔１１１に金属筐体１０４と接続された周波数調整ねじ１０７を挿入することにより、誘電体共振器の共振周波数を変化させることができる。入出力端子１０１ａに入力された信号は、入出力プローブ１０２ａと誘電体共振素子１０３と間の電磁界結合及び誘電体共振素子１０３と入出力プローブ１０２ｂとの間の電磁界結合を介して入出力端子１０１ｂから出力され。このような動作により、本実施の形態の誘電体共振器は、ＴＭ０１０モード誘電体共振器として動作する。
【００３６】
一般的に高周波デバイスをはじめ誘電体共振器には温度安定性が求められる。本発明の誘電体共振器においては誘電体共振素子１０３の上部平坦面１０９および下部平坦面１１２にはそれぞれメタライズ処理がされている。このため、周囲温度が変化してもグランド電極として作用するメタライズ面１０８と誘電体共振素子１０３の上部平坦面１０９との間、およびメタライズ面１０８と下部平坦面１１２との間にギャップが生じることがない。また、誘電体共振素子１０３と金属筐体１０４との線膨張係数には相違があるため、周囲温度が変化すると、誘電体共振素子１０３は金属筐体１０４に対してその軸方向へ例えば伸張する。しかし、その伸張分は金属カバー１０５の肉薄部２０２の反りにより吸収されるため、温度変化を伴っても常に安定した特性を得ることが可能である。
【００３７】
ＴＭモード誘電体共振器では誘電体共振素子１０３の上部平坦面１０９、下部平坦面１１２とグランド電極との接触が非常に重要であり、ここに隙間が生じることにより共振周波数やＱ値も大きく変動してしまう。またＴＭ０１０モードの波数ベクトルは半径方向成分しか存在せず、誘電体共振器の共振周波数は誘電体共振素子１０３の高さに依存しない。従って、本発明の実施の形態１の誘電体共振器においては、誘電体共振素子１０３の上部平坦面１０９、下部平坦面１１２と、グランド電極との接触を常に安定に獲得する方法として、誘電体共振素子１０３の半径方向ではなくその高さ方向に特徴をもたせることにより、誘電体共振器の共振周波数の安定化を可能としている。
【００３８】
このように本実施の形態の誘電体共振器によれば、金属カバー１０５に形成された弾性部の付勢力により誘電体共振素子１０３のメタライズ面１０８の外周部と金属カバー１０５を如何なる温度条件下においても常に接触させることができる。従って電流経路が途切れることなく、温度特性が良好で信頼性の高い誘電体共振器及び誘電体フィルタを実現することができる。
【００３９】
なお、本発明実施の形態では、誘電体共振素子１０３と金属筐体１０４との線膨張係数の相違を吸収する構造を、誘電体共振素子１０３の上部に設けるとした。この理由は誘電体共振素子１０３の下部には周波数調整ねじ１０７があるためである。従って、誘電体共振素子１０３と金属筐体１０４との線膨張係数の相違を吸収する構造を、誘電体共振素子１０３の下部に配置し、周波数調整ねじ１０７を誘電体共振素子１０３の上部に配置しても同様な効果が得られることは言うまでもない。その場合、金属カバー１０５の一部が反るのではなく、底面１１０（底部）の一部が反ることにより、誘電体共振素子１０３の下部平坦面１１２に付勢力を及ぼす構成であってもよい。
【００４０】
また、金属カバー１０５には穴が設けられているとして説明したが、このような穴が無くても、肉薄部２０２がまたは肉薄部２０２と肉厚部２０１とが協働して本発明の弾性部を形成し、誘電体共振素子１０３の伸縮に追随するように上部平坦面１０９または下部平坦面１１２を付勢力をもって押している構成であれば、上記と同様の効果を得ることができる。
【００４１】
また、上記では、金属カバー１０５とメタライズ面１０８は線接触が好ましいとしたが、面接触であっても、メタライズ面１０８が剥離しやすいという問題以外は、同様の効果を得ることができる。なお、その場合、金属カバー１０５とメタライズ面１０８との接触面積が変化する場合もあり得る。例えば、図５（ａ）に示すように、周囲温度が高い場合は、金属カバー１０５とメタライズ面１０８との接触面積が小さいが、図５（ｂ）に示すように、周囲温度が低くなった場合、金属カバー１０５とメタライズ面１０８とがより大きい面積で接触する。このような場合も、周囲温度の変化により、金属カバー１０５の少なくとも一部が反ることにより、金属カバー１０５が誘電体共振素子１０３の平坦面を付勢するのであれば、上記と同様の効果があるといえる。
【００４２】
また、肉薄部２０２は金属カバー１０５に設けたが、金属筐体１０４に配設しても同様の効果が得られる。
【００４３】
また、金属カバー１０５に肉薄部２０２を設ける為、肉厚部２０１と肉薄部２０２との厚みの差の分だけ肉厚部２０１の厚みの板の上部からザグリ加工を行うとしたが、図３（ａ）、図３（ｂ）のように図１（ａ）、図１（ｂ）の金属カバー１０５を上下逆にし、前記ザグリ部分を金属筐体１０４の内部に向ける構成であってもよい。そのようにすれば、金属筐体１０４の高さが肉厚部２０１と肉薄部２０２の厚みの差の分だけ低くなり、誘電体共振器全体の低背化が図れる。またその際、図２に示す肉厚部２０１と肉薄部２０２とが接続される部分の突起２０３が筐体内に存在すると、電流集中により誘電体共振器のＱ値が劣化する要因なとる。このため、図３（ａ）、図３（ｂ）のようにこの突起２０３に丸みを持たせて丸部３０３を形成することにより誘電体共振器のＱ値を劣化させることなくその低背化が可能となる。
【００４４】
また、金属カバー１０５に肉厚部２０１を設けず全て肉薄部２０２の厚みで構成しても、弾性に違いはあっても、同様に反りを生じる。従って、如何なる温度下においても誘電体共振素子１０３に付勢力をかけ続けることにより安定した特性の誘電体共振器を得ることが上記の場合と同様に可能である。
【００４５】
また、図１（ａ）、図１（ｂ）、図２の説明では、金属カバー１０５の穴１２０からメタライズ面１０８が露出しているが、図３（ａ）、図３（ｂ）のように金属カバー１０５の上に更に金属または非金属製のカバー３０１をカバー接続ねじ３０２で取り付けることことも可能である。これにより、電気的特性が変化することなく、誘電体共振素子１０３のメタライズ面１０８の剥離防止効果を向上させると同時に、誘電体共振器の機構強度の向上が期待される。
【００４６】
また、誘電体共振素子１０３には非貫通の内孔１１１が設けられていると説明したが、これを貫通孔にしても同様に周波数調整ねじ１０７で誘電体共振器の共振周波数を変化させることができる。その場合、誘電体共振素子１０３の製作コストを安くすることが可能である。またこのような構成に上記カバー３０１を取り付けることにより電気的特性安定度を増すことが可能となる。
【００４７】
また、下部平坦面１１２のメタライズ面１０８を取り除いた構成としても、温度変化により高さ方向に誘電体共振素子１０３及び金属筐体１０４が伸縮する際に下部平坦面１１２と金属筐体１０４との間に隙間が生じることはない。従って、このような構成でも安定した温度特性を有し、更には金属筐体１０４のコンダクタンスよりも低いコンダクタンスを有するメタライズ面１０８には電流が流れにくいことから誘電体共振器のＱ値が向上する。
【００４８】
また、誘電体共振素子１０３は円柱状としたが、角柱状としても同様にＴＭモード誘電体共振器として動作する。
【００４９】
また、誘電体共振素子１０３は、高さ方向に設置している場合を説明したが、誘電体共振素子１０３の周囲温度の変化による伸縮を吸収できる構造があれば、誘電体共振素子１０３の設置方向はどのような設置方向であってもよい。
（実施の形態２）
以下本発明の実施の形態２の誘電体共振器について、図面を参照しながら説明する。
【００５０】
図６は本発明の実施の形態２におけるＴＭモード誘電体共振器の断面を示すものである。ただし実施の形態１と同一部分の説明は省略する。図６において、４０１は本発明の薄膜に一例として対応する銅箔、４０２は半田、４０３はカバーである。
【００５１】
図６のように誘電体共振素子１０３の下端のメタライズ面１０８と金属筐体１０４の底面１１０を半田４０２で電気的に接続する。銅箔４０１を誘電体共振素子１０３の上端に配し、銅箔４０１と誘電体共振素子１０３の上端のメタライズ面１０８を半田４０２で電気的に接続する。銅箔４０１と金属筐体１０４とはカバー４０３の上から接続ねじ１０６で確実に接続する。これにより高さ方向の誘電体共振素子１０３と金属筐体１０４の線膨張係数の違いは銅箔４０１のたわみ（すなわち、展性）で吸収することが可能となる。すなわち、周囲温度が変化して誘電体共振素子１０３が伸縮しても、銅箔４０１が上方または下方にたわむことにより、誘電体共振素子１０３の上部平坦面１０９と銅箔４０１との間の連結を維持することができる。従って、誘電体共振素子１０３と上側のメタライズ面１０８との間に隙間が生じないので、共振周波数及びＱ値に著しい影響はなく、またヒートサイクル試験にも耐え得て信頼性が高い。
【００５２】
なおグランド電極における電流経路は、金属筐体１０４と銅箔４０１の内面であるため、カバー４０３には接地電流は流れない。従って、カバー４０３は金属、非金属など材質を問わない。ただし、温度や衝撃等で変形しない程度の堅牢性は必要である。
【００５３】
また、半田４０２の代わりに導電性の接着剤や銀ペーストなどが使用されても同様の効果があるのは言うまでもない。
【００５４】
また、銅箔４０１とメタライズ面１０８との接続し易さを考慮し、銅箔４０１の中央に誘電体共振素子１０３の外径より小さい穴を設け、半田４０２で銅箔４０１とメタライズ面１０８とを接続しても電流経路は異ならないため、上記同様の効果が得られる。また、この場合、さらに半田付け作業難度が軽減されることが期待される。
【００５５】
また、カバー４０３は金属筐体１０４と銅箔４０１とを確実に接続させるためにあり、カバー４０３の中央部は穴があいていても同様に安定した特性が得られる。またこの穴に周波数調整ねじ１０７を挿入してもよい。
【００５６】
また、カバー４０３に設けられたザグリ部４０４の径は金属筐体１０４の内寸より小さく、誘電体共振素子１０３の外径より大きければどのような大きさの径でも同じ効果が得られる。
【００５７】
また、本実施の形態において、銅箔４０１の代わりに薄い鉄板に導電率がよい銀メッキを施したものを使用しても同様の効果がある。
（実施の形態３）
以下本発明の実施の形態３の誘電体共振器について、図面を参照しながら説明する。
【００５８】
図７は、本発明の実施の形態３におけるＴＭモード誘電体共振器の断面を示すものであり、実施の形態１及び２と同じ部分の説明は省略する。
【００５９】
図７のように金属カバー５０１に肉薄部５２２を設け、誘電体共振素子１０３の下端のメタライズ面１０８と金属筐体１０４の底面１１０とを半田４０２で電気的に接続し、誘電体共振素子１０３の上端のメタライズ面１０８と金属カバー５０１の肉薄部５２２とを半田４０２を用い電気的に接続する。
【００６０】
このような構成の誘電体共振器においても、実施の形態２の誘電体共振器と同様、高さ方向での金属筐体１０４と誘電体共振素子１０３との間の伸縮の差を吸収することが可能である。
【００６１】
なお金属カバー５０１の肉薄部５２２と半田づけされるのは、誘電体共振素子１０３の上部平坦面１０９に設けられたメタライズ面１０８であっても、誘電体共振素子１０３の側面に伸びたメタライズ面１０８であってもよい。
（実施の形態４）
以下本発明の実施の形態１の誘電体共振器を使用した誘電体フィルタについて、図面を参照しながら説明する。
【００６２】
図８（ａ）は、本発明の誘電体フィルタの断面であり、図８（ｂ）は図８（ａ）のＡ−Ａ’面を上方から見た断面を示すものであり、実施の形態１と同一部分の説明は省略する。図８（ａ）、図８（ｂ）において、６０１ａ、６０１ｂは入出力端子、６０２ａ、６０２ｂは入出力プローブ６０３、６０３ａ、６０３ｂ、６０３ｃ、６０３ｄは誘電体共振素子、６０４は金属筐体、６０５は金属カバー、６０６は接続ねじ、６０７ａ、６０７ｂ、６０７ｃ、６０７ｄは周波数調整ねじ、６０８はメタライズ面、６０９ａ、６０９ｂ、６０９ｃは段間結合調整ねじ、６１０は仕切り壁である。
【００６３】
入出力端子６０１ａ、６０１ｂは、金属筐体６０４の側方に位置する。入出力端子６０１ａ、６０１ｂの中心導体に接続される入出力プローブ６０２ａ、６０２ｂは、中心導体と同一方向に板状で伸長し、誘電体共振素子６０３に近接した位置で９０度折れ曲がり、金属筐体６０４の底面９１０とねじまたは半田づけ等で電気的に接続される。この入出力プローブ６０２ａ、６０２ｂの板の厚みや幅、および入出力プローブ６０２ａ、６０２ｂと誘電体共振素子６０３ａ、６０３ｄとの距離により入出力結合が決定される。誘電体共振素子６０３ａ〜６０３ｄは、それぞれの間隔及び仕切り壁６１０の長さにより段間結合が決定され。段間結合調整ねじ６０９ａ〜６０９ｃでそれぞれこれらの段間結合が微調整される。周波数調整ねじ６０７ａ〜６０７ｄにより各誘電体共振素子６０３ａ〜６０３ｄの共振周波数が調整される。入出力結合、段間結合、誘電体共振器の共振周波数のそれぞれが適宜調整されることにより、４段のバンドパスフィルタ特性を有する誘電体フィルタが実現する。
【００６４】
以上のように本実施の形態によれば、フィルタの温度を変化させたときにおいても安定した特性が実現し、且つヒートサイクルにも耐え得る信頼性の高い誘電体フィルタを得ることができる。
【００６５】
なお本実施の形態の誘電体フィルタには実施の形態１の誘電体共振器を４段用いる構成としたが、実施の形態２もしくは３の誘電体共振器を用いても同様の効果が得られる。
【００６６】
また本発明の誘電体フィルタは４段に限らず複数段のフィルタとして安定した特性を得ることができる。
【実施例１】
【００６７】
実施の形態１の誘電体共振器において、誘電体共振素子１０３として、その共振周波数が２ＧＨｚ帯にあり、比誘電率が約４０、外径９ｍｍ、高さ３２．０ｍｍの円柱形状のものを使用した。誘電体共振素子１０３の上部平坦面１０９および下部平坦面１１２には、厚さ約１０〜４０μｍの金のメタライズ処理を施した。また、上部平坦面１０９および下部平坦面１１２からそれぞれ側面にかけて０．３〜１ｍｍ程度の領域においても同様のメタライズ処理を施した。
【００６８】
金属筐体１０４の材料としては銅に銀メッキを施したものを使用し、金属筐体１０４の底面１１０の中心には９．２ｍｍで、深さ０．３ｍｍのザグリを設けた。誘電体共振素子１０３をこのザグリに嵌合し、金属筐体１０４の中央に位置するように配置した。金属筐体１０４の上端面から深さ０．３ｍｍのザグリ底面までの距離を３１．７ｍｍとした。誘電体共振素子１０３の高さは３２．０ｍｍであるため、誘電体共振素子１０３が金属筐体１０４の上端枠部より０．３ｍｍ突出する。接続ねじ１０６で金属筐体１０４と金属カバー１０５を螺合することにより、０．３ｍｍの突出分だけ金属カバー１０５の肉薄部２０２が反る構成となった。このような誘電体共振器について、−４０〜８０℃の温度変化を多数繰り返すヒートサイクル試験をした結果、実施の形態１の誘電体共振器は、このような温度変化にも耐え得る信頼性の高いものであることがわかった。
【実施例２】
【００６９】
実施の形態２の誘電体共振器において、誘電体共振素子１０３は実施例１と同一のものを使用し、銅箔４０１として厚み０．０５ｍｍのものを使用した。その結果、周囲温度が変化して誘電体共振素子１０３が伸縮しても、誘電体共振素子１０３と上側のメタライズ面１０８間に隙間は生じず、共振周波数及びＱ値に著しい影響がないことがわかった。また、実施の形態２の誘電体共振器は、ヒートサイクル試験にも耐え得る信頼性の高いものであることもわかった。
【００７０】
なお上記実施例における寸法は周波数が２ＧＨｚ帯で共振する誘電体共振器のサイズ、および材料を用いているが、これは本発明の一例に過ぎず、共振周波数を変えることによりこれらの寸法や材料が変更されても同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００７１】
また、以上までの説明において、各誘電体共振素子の温度による伸縮とは、各金属筐体に比べて相対的に伸縮することを意味する。従って、各誘電体共振素子が温度変化により縮まっていても各金属筐体に比して相対的に伸びている場合もある。また逆に、各誘電体共振素子が温度変化により伸びていても、各金属筐体に比して相対的に縮んでいる場合もある。これらのような場合でも、本発明は上記の説明における同様の動作をする限り同様の効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明にかかる誘電体共振器、または誘電体共振素子の支持方法によれば、温度変化が生じても安定した動作が可能であり、携帯電話などの移動体通信基地局や、放送電波送信局などに使用される誘電体共振器、誘電体フィルタ等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】（ａ）本発明の実施の形態１における誘電体共振器の断面図である。（ｂ）本発明の実施の形態１における誘電体共振器の上面図である。
【図２】本発明の実施の形態１における誘電体共振器の誘電体共振素子のメタライズ面の断面拡大図である。
【図３】（ａ）本発明の実施の形態１における誘電体共振器の断面図である。（ｂ）本発明の実施の形態１における誘電体共振器の上面図である。
【図４】（ａ）本発明の実施の形態１における誘電体共振器の模式図である。（ｂ）本発明の実施の形態１における誘電体共振器の模式図である。
【図５】（ａ）本発明の実施の形態１における誘電体共振器の模式図である。（ｂ）本発明の実施の形態１における誘電体共振器の模式図である。
【図６】本発明の実施の形態２における誘電体共振器の断面図である。
【図７】本発明の実施の形態３における誘電体共振器の断面図である。
【図８】（ａ）本発明の実施の形態４における誘電体フィルタの垂直方向の断面図である。（ｂ）本発明の実施の形態４における誘電体フィルタの水平方向の断面図である。
【図９】（ａ）従来の誘電体フィルタの垂直方向の断面図である。（ｂ）従来の誘電体フィルタの水平方向の断面図である。
【図１０】従来の誘電体共振器の電磁界分布を表す図である。
【符号の説明】
【００７４】
１０１  入出力端子
１０２  入出力プローブ
１０３  誘電体共振素子
１０４  金属筐体
１０５  金属カバー
１０６  接続ねじ
１０７  周波数調整ねじ
１０８  メタライズ面
２０１  肉厚部
２０２  肉薄部
３０１  カバー
３０２  カバー接続ねじ
３０３  丸部
４０１  銅箔
４０２  半田
４０３  カバー
５０１  金属カバー
６０１  入出力端子
６０２  入出力プローブ
６０３  誘電体共振素子
６０４  金属筐体
６０５  金属カバー
６０６  接続ねじ
６０７  周波数調整ねじ
６０８  メタライズ面
６０９  段間結合調整ねじ
６１０  仕切り壁
７０１  入出力端子
７０２  入出力プローブ
７０３  誘電体共振素子
７０４  金属筐体
７０５  金属カバー
７０６  接続ねじ
７０７  周波数調整ねじ
８０１  電気力線
８０２  磁力線
【図１】
2005073242.tif 000003
【図２】
2005073242.tif 000004
【図３】
2005073242.tif 000005
【図４】
2005073242.tif 000006
【図５】
2005073242.tif 000007
【図６】
2005073242.tif 000008
【図７】
2005073242.tif 000009
【図８】
2005073242.tif 000010
【図９】
2005073242.tif 000011
【図１０】
2005073242.tif 000012