(57)【要約】【課題】エネルギー損失を招くことなく、また、隙間、チューニングねじ、チューニング板を要することなく低コストでチューニングできる誘電体共振器回路の提供。【解決手段】誘電体共振器の位置は、室内で垂直方向及び水平方向を含む複数通りに互いに対して調整可能である。また、誘電体共振器は互いに対して傾斜することができる。さらに、１個以上の誘電体共振器に中心から外れた縦孔を機械加工することができ、誘電体共振器の電磁場を不均一にする。この結果、誘電体共振器は縦軸の回りに回転可能であり、誘電体共振器間の結合を変更する。周波数のチューニングは、一方の上に他方を配置された互いに隣接する２個の個別の誘電体共振器を使用して得られ、誘電体共振器間の垂直方向の間隔を調整すると、誘電体共振器対内の所望の中心周波数が得られる。【選択図】図６
2005260976.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、
互いに対して配置される複数の誘電体共振器であって、間に結合を提供する誘電体共振器とを具備し、
前記誘電体共振器が互いに対して調整可能であることを特徴とする誘電体共振器回路。
【請求項２】
前記誘電体共振器の各々は、該誘電体共振器の基本モードの場に対して直交して定められた縦軸を有し、
前記誘電体共振器は少なくとも前記縦軸に沿って調整可能であることを特徴とする請求項１記載の誘電体共振器回路。
【請求項３】
前記誘電体共振器は筒状であり、
前記縦軸は前記筒状誘電体共振器の高さに沿っていることを特徴とする請求項２記載の誘電体共振器回路。
【請求項４】
前記誘電体共振器は円錐状であり、
前記縦軸は前記円錐状誘電体共振器の高さに沿っていることを特徴とする請求項３記載の誘電体共振器回路。
【請求項５】
前記誘電体共振器は、前記縦軸がほぼ同一平面内にあり、中心点で交差する放射状に実装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回路。
【請求項６】
前記ハウジングは放射状壁を具備し、
前記誘電体共振器の各々は、前記放射状壁のねじ部付き孔に実装されたねじ部付き柱を介して前記ハウジングに実装されており、
前記誘電体共振器の位置は、前記ハウジングに対する前記ねじの回転により前記縦軸に沿って調整可能であることを特徴とする請求項５記載の誘電体共振器回路。
【請求項７】
前記ハウジングの前記放射状壁の前記孔は、前記柱が前記ハウジングから外側に突出するようにスルーホールであることを特徴とする請求項６記載の誘電体共振器回路。
【請求項８】
前記誘電体共振器は、前記縦軸に平行な平面内で互いに重なるように互いに対して配置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回路。
【請求項９】
前記誘電体共振器が円錐形であることを特徴とする請求項８記載の誘電体共振器回路。
【請求項１０】
前記誘電体共振器は複数の層からなることを特徴とする請求項９記載の誘電体共振器回路。
【請求項１１】
前記誘電体共振器の基本モードの場の平面における前記誘電体共振器間の距離が調整可能であることを特徴とする請求項１記載の誘電体共振器回路。
【請求項１２】
前記誘電体共振器の各々は、該誘電体共振器の基本モードの場に直交して定められた縦軸を有し、
前記誘電体共振器は、該誘電体共振器の前記縦軸が互いに対して可変であるように傾斜が調整可能であることを特徴とする請求項１記載の誘電体共振器回路。
【請求項１３】
前記誘電体共振器の各々は、該誘電体共振器の基本モードの場に直交して定められた縦軸を有し、
調整機能は、前記場の平面内にあって前記誘電体共振器の間の方向にあることを特徴とする請求項１記載の誘電体共振器回路。
【請求項１４】
前記ハウジングの壁に配置された少なくとも１個のスロットをさらに具備し、
前記誘電体共振器は、横方向の調整機能を提供するように前記少なくとも１個のスロット内で前記ハウジング上に摺動可能に支持されることを特徴とする請求項１３記載の誘電体共振器回路。
【請求項１５】
前記誘電体共振器の各々は、柱を介して前記スロット内に支持され、
前記柱は、前記スロット内に摺動可能に係合することを特徴とする請求項１４記載の誘電体共振器回路。
【請求項１６】
前記柱の各々は、ねじが切られていると共に、前記スロット内の固定位置に前記柱を選択的にロックするためのナットをさらに具備することを特徴とする請求項１５記載の誘電体共振器回路。
【請求項１７】
前記柱の各々は前記スロットに摩擦嵌めを形成することを特徴とする請求項１５記載の誘電体共振器回路。
【請求項１８】
前記柱の各々はギア組立体を介して前記スロット内に結合されることを特徴とする請求項１５記載の誘電体共振器回路。
【請求項１９】
前記誘電体共振器は、第１及び第２の誘電体共振器間の最短直線距離を定める少なくとも一平面内で傾斜可能であることを特徴とする請求項１２記載の誘電体共振器回路。
【請求項２０】
前記ハウジング内の前記第１及び第２の誘電体共振器間に内部壁をさらに具備し、
該内部壁が隙間を有することを特徴とする請求項１９記載の誘電体共振器回路。
【請求項２１】
前記誘電体共振器は筒状であり、
前記縦軸は該筒状誘電体共振器の高さに沿っており、
前記誘電体共振器は、縦寸法を横切る平面内よりも縦寸法が大きく、
前記誘電体共振器回路は、第１及び第２の基本モードを有する二重モードフィルタであり、
前記第１及び第２の基本モードは直交した極性が付与されたＨ11モードであることを特徴とする請求項１２記載の誘電体共振器回路。
【請求項２２】
複数の柱をさらに具備し、
前記誘電体共振器の各々は、前記柱の１本を介して前記ハウジングに実装されており、
前記柱の各々は、該柱上に実装された前記誘電体共振器と、前記ハウジングとのうち少なくとも一方に対して調整可能であり、この結果、前記誘電体共振器が互いに対して傾斜が調整可能であることを許容することを特徴とする請求項１２記載の誘電体共振器回路。
【請求項２３】
前記柱の各々及び対応する前記誘電体共振器間のボールジョイントをさらに具備することを特徴とする請求項２２記載の誘電体共振器回路。
【請求項２４】
前記誘電体共振器の各々は、該誘電体共振器の基本モードの場に直交して定められた縦軸を有すると共に、前記縦軸に直交して前記場を非対称にする非対称性を有し、
前記誘電体共振器は前記縦軸の回りに回転可能であることを特徴とする請求項１記載の誘電体共振器回路。
【請求項２５】
複数の柱をさらに具備し、
前記誘電体共振器の各々は、前記柱の１本を介して前記ハウジングに実装されており、
前記柱の各々は、対応する前記誘電体共振器の前記縦軸に平行に配向された縦軸を有し、
前記柱の各々は、該柱上に実装された前記誘電体共振器と、前記ハウジングとのうち少なくとも一方に対して回転可能であることを特徴とする請求項２４記載の誘電体共振器回路。
【請求項２６】
前記柱の各々及び対応する前記誘電体共振器間のボールジョイントをさらに具備し、
該ボールジョイントは、前記誘電体共振器の前記縦軸が互いに対して可変であるように前記誘電体共振器間の傾斜調整機能と同様に回転調整機能を提供することを特徴とする請求項２５記載の誘電体共振器回路。
【請求項２７】
前記誘電体共振器は、前記縦軸に沿って互いに対してさらに調整可能であることを特徴とする請求項２６記載の誘電体共振器回路。
【請求項２８】
前記誘電体共振器の前記基本モードの前記場の一平面における前記誘電体共振器間の横方向の距離が調整可能であることを特徴とする請求項２６記載の誘電体共振器回路。
【請求項２９】
前記誘電体共振器の前記基本モードの前記場の一平面における前記誘電体共振器間の距離が調整可能であることを特徴とする請求項２７記載の誘電体共振器回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は誘電体共振器回路、特に誘電体共振器フィルタに関する。より詳細には、本発明は帯域幅及び周波数でこのような回路をチューニングするための技法に関する。
【背景技術】
【０００２】
誘電体共振器は、電場を集中させる多くの回路で使用される。これら共振器は、衛星通信用途及び携帯通信用途等の高周波無線通信システムにおいてフィルタとして広く使用されている。これら共振器は、フィルタに加え、発振器、三重器（triplexer）及び他の回路を形成するのに使用可能である。
【０００３】
図１は、従来技術の代表的な誘電体共振器の斜視図である。図から理解されるように、共振器１０は、円形の縦スルーホール１４を有する誘電材料の筒１２として形成される。図２は、複数の誘電体共振器１０を使用した従来のマイクロ波誘電体共振器フィルタ２０の斜視図である。共振器１０は導電性エンクロージャ２４の室２２内に配列されている。導電性エンクロージャ２４は矩形であるのが代表的である。エンクロージャ２４はアルミニウムで形成され銀めっきされるのが一般的であるが、他の材料を使用することも周知である。共振器１０は、接着剤等によりエンクロージャの床に取り付けることができるが、柱（ポスト）又はロッド等の低損失の誘電体支持体によりエンクロージャの床上で吊られてもよい。
【０００４】
マイクロ波エネルギーは、同軸ケーブル等の導電性媒体により入力エネルギー源に結合された入力カプラ２８により室内に導入される。そのエネルギーは、入力カプラ及び第１誘電体共振器間を電磁結合する。結合は電気的、磁気的、或いは両方であってもよい。導電性分離壁３２は、共振器を互いに分離し、物理的に隣接する共振器１０間の結合を（部分的又は完全に）ブロックする。特に、壁３２の隙間（irises）３０は、隣接する共振器１０間の結合を制御する。隙間がない壁部分は一般的に、これら壁により分離された隣接する共振器間の結合を防ぐ。隙間は、壁により分離された隣接する共振器間の結合を許容する。例示のために、図２の誘電体共振器１０は互いに順に電磁結合し、すなわち入力カプラ２８からのエネルギーは共振器１０ａ内に結合し、共振器１０ａは隙間３０ｂを通って次の共振器１０ｃと結合するというように、最後の共振器１０ｄから出力カプラ４０までエネルギーが結合するまでこの連鎖が続く。隙間を有していない壁３２ａは、物理的には隣接しているが順序としては隣接していない、壁３２ａの反対側の共振器１０ｄと共振器１０ａの場が結合することを防止する。誘電体共振器回路は、順序として隣接していない共振器間の交差結合（cross coupling）が望ましいので許容される又は起こるという点が公知である。しかし、交差結合は図１に示される典型的な誘電体共振器フィルタ回路には図示されていない。
【０００５】
出力カプラ４０は、フィルタ２０からのマイクロ波エネルギーを結合するために最後の共振器１０ｄに隣接して配置される。また、信号は、共振器に隣接するエンクロージャ２４の底面４４に位置するマイクロストリップなどの他の技法により誘電体共振器回路に結合され、且つこの誘電体共振器から結合されてもよい。
【０００６】
一般的に、フィルタの帯域幅及び中心周波数の両方は非常に精確に設定されなければならない。
【０００７】
このような回路を微チューニングする方法の一部として、フィルタの中心周波数の設定を補助するために、共振器の場に影響を与えるよう対応する共振器１０とほぼ同軸状に１枚以上の金属板４２を最上カバー板（図示せず）に取り付けてもよい。特に板４２は、エンクロージャ２４の最上カバー板のねじ穴を通るねじ４３に取り付けてもよい。ねじは、板４２及び共振器１０間の隙間を変更するよう回転され、共振器の中心周波数を調整することができる。
【０００８】
さらに、チューニングねじは、フィルタの帯域幅をチューニングするために、隣接する共振器間の隙間に配置されて共振器間の結合に影響を与えてもよい。
【０００９】
誘電体共振器回路の周波数及び帯域幅は非常に多くの要素に依存する。共振器１０の寸法、その相対的間隔、共振器の数、室２２の寸法、チューニング板の寸法及び一、隙間３０の寸法及び形状、チューニングねじの寸法、形状及び位置のこれら全ては、フィルタの所望の中心波長及び帯域幅を設定するための非常に精確に制御する必要がある。
【００１０】
当業界で周知であるように、誘電体共振器及び誘電体共振器フィルタは、異なる中心周波数に集中した複数モードの電場及び磁場を有する。或るモードは、マックスウェル方程式により決定されたシステムの共振周波数に対応した場構成である。或る誘電体共振器において、基本共振モード周波数、すなわち最下周波数は通常、横電場モードＴＥ01（以下ＴＥと称する）である。基本ＴＥモードは代表的には共振器が組み込まれる回路又はシステムの所望モードである。２番目に低い周波数モードは代表的にはハイブリッドモードＨ11である。このＨ11モードは誘電体共振器から励起されるが、かなりの量の電場が共振器の外側にあるので、室に大きく影響される。このＨ11モードは誘電体共振器及び室の相互作用の結果である。室は、その中にエンクロージャが配置され２つの極性を有する。このＨ11モードの場はＴＥモードの場に直交する。いくつかの誘電体共振器回路は、Ｈ11モードが基本モードであるように設計される。例えば、異なる周波数に２信号がある二重モードフィルタにおいて、２信号に対してＨ11モードの２極性を利用することが公知である。
【特許文献１】特開平５−１８３３０９号公報
【特許文献２】米国特許第６１００７０３号明細書
【特許文献３】米国特許第６２５４７０８号明細書
【特許文献４】米国特許第６３３７６６４号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ＴＭ01モードを含むさらに高次のモードがあるが、それらは使用されることが稀であり、あるとしても基本的に干渉を構成する。ＴＥモード（すなわちそのモードを使用するフィルタにおけるＨ11モード）以外のモードの全ては、望ましくなく、干渉を構成する。
【００１２】
誘電体共振器フィルタ及び他の回路の周波数及び帯域幅の一方又は両方をチューニングするための従来の技法及び機構は多くの欠点を有する。例えば、誘電体共振器フィルタの帯域幅は、フィルタ内にある個々の誘電体共振器間の場結合の関数である。誘電体共振器間の結合及び回路の帯域幅は、共振器間の隙間の寸法及び形状、並びに隙間内に配置されたチューニングねじの寸法及び形状によって主に制御される。室の寸法及び形状も帯域幅に影響を与える。隙間、チューニングねじ及び室を調整することによって帯域幅をチューニングすることは、主に試行錯誤で行われ、面倒で労働集約的であり、何週間も要することが多い。特に、試行錯誤の繰返しは、室、隙間及びチューニングねじを新たな寸法に再加工するためにフィルタ回路を機械加工現場に戻すことを要する。
【００１３】
さらに、チューニング方法は、隙間、チューニングねじ及び室の寸法及び形状の非常に細かく精確な調整を含む。このため、機械加工自体はコスト高で間違いが発生し易い。
【００１４】
また、隙間が形成された壁、チューニングねじ及び室は全てシステムに対して損失を生じ、システムのＱ値を減少させ、システムの挿入損失を増加させる。Ｑ値は基本的には、システムの効率評定であり、特にシステムの損失エネルギーに対する貯蔵エネルギーの比である。誘電体共振器が発生し誘電体共振器の外側に存在する場の部分は、エンクロージャ２０、チューニング板４２、内壁３２，３４及びチューニングねじ４３等のシステムの全導電部品に接触し、本質的にこれら導電性要素内に電流を発生させる。場の特異点は、フィルタの電磁場に存在する導電性部品のどの鋭利な角又は縁にも存在する。このような特異点は、システムの挿入損失を増加、すなわちシステムのＱ値を減少させる。このため、隙間を有する壁及びチューニングねじはチューニングには必要であるが、これら部品はシステム内のエネルギー損失の原因である。
【００１５】
隙間内にチューニングねじを使用することの別の不利益は、このような技法が誘電体共振器間の結合強度の大きな変化を許容しないことである。チューニングねじは、代表的な通信用途で帯域幅の１〜２％を超えない範囲で変化を調整するのが代表的である。ここで、信号の帯域幅は一般に搬送周波数の約１％である。例えば、無線通信システムにおいて2000ＭHzの搬送波に搬送された20ＭHz帯域幅信号を有することは珍しくない。チューニングねじを使用して21又は22ＭHzよりかなり大きい周波数の信号の帯域幅を調整することは非常に困難である。
【００１６】
さらに、上述の従来技術のチューニング技法を使用して複数の誘電体共振器間のクロス結合を実施することは困難である。
【００１７】
本発明は、改良された誘電体共振器回路を提供することを目的とする。
【００１８】
本発明は、誘電体共振器フィルタ回路を提供することを別の目的とする。
【００１９】
本発明は、誘電体共振器回路の中心周波数をチューニングする、改良された機構及び技法を提供することを更に別の目的とする。
【００２０】
本発明は、誘電体共振器回路の帯域幅をチューニングする、改良された機構及び技法を提供することを更に別の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明は、フィルタ等の誘電体共振器回路が、隙間、チューニングねじ及びチューニング板を要することなく周波数及び帯域幅の両方をチューニングできる技法を実施するための技法及び関連する機構からなる。これにより、誘電体共振器の場内に導電性部品が無いことにより、挿入損失をほぼ低減し回路のＱ値の改良を補助する。
【００２２】
本発明によれば、誘電体共振器の位置（又は少なくともそれら位置のいくつか）が、垂直方向（すなわち誘電体共振器の縦軸に沿った方向）及び水平方向（誘電体共振器の縦軸を横切る方向）を含む複数通りで室（cavity）内において互いに対して調整可能である。誘電体共振器は、垂直方向の次元で互いに重なるように互いに対して配置可能である。本発明の別の側面によれば、誘電体共振器はさらに、互いに対して選択的に傾斜することが可能である。この技法は、隣接する共振器間に隙間が配置され誘電体共振器が隙間の平面に対して横切る垂直平面内で傾斜可能である二重モード誘電体共振器において特に有用である。
【００２３】
本発明の別の側面によれば、誘電体共振器の外側の電磁場を不均一にするように中心から外れた縦孔を１個以上の誘電体共振器内に機械加工することができる。誘電体共振器におけるこの不規則性のため、縦軸の回りの共振器の回転により誘電体共振器間の結合をさらに調整することができる。
【００２４】
本発明の別の側面によれば、極当たり１個の誘電体共振器を使用する代わりに、互いに隣接する２個の個別の誘電体共振器を上下に積み重ね、それらの間の垂直方向の間隔を調整して誘電体共振器対の所望の中心周波数を得ることにより、周波数チューニングを達成することができる。次に、垂直方向の調整、水平方向の調整、傾斜、非中心縦孔が誘電体共振器に設けられる場合は垂直軸の回りの回転を含む上述の方法のいずれかでフィルタの帯域幅を調整するために、隣接する誘電体共振器対の結合を調整することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、添付図面を参照して本発明を説明する。
【００２６】
米国特許出願第10／268415号は、新たな誘電体共振器を使用する回路と共にその新たな誘電体共振器を開示する。この米国特許出願に開示された新たな誘電体共振器の一つの重要な特徴は、誘電体共振器の外側の及び誘電体共振器に隣接するＴＥモード場の場強度は、誘電体共振器の縦寸法に沿って変化する。上述の特許出願に開示されているように、この目標の達成を補助するこれら新たな誘電体共振器の重要な特徴は、ＴＥモードの場の線に対して平行に測定した誘電体共振器の断面領域が、誘電体共振器の縦線に沿って、すなわちＴＥモード場の線に直交して変化する。好適な実施形態において、断面は、誘電体共振器の縦寸法の関数として単調に変化する。特に好適な一実施形態において、誘電体共振器は円錐形であり、以下に詳細に説明する。より好適には、円錐は円錐台である。
【００２７】
図３は、上述の特許出願に掲示された誘電体共振器の典型的な一実施形態の斜視図である。図示されているように、誘電体共振器３００は、中心縦スルーホール３０２を有する円錐台３０１の形状に形成される。この設計形状は、ＴＥモードからのＨ11モードの物理的分離及びＨ11モードをほぼ完全に無くすことを含み、従来の筒状誘電体共振器を超える多くの利点を有する。特に、ＴＥモード電場は誘電体共振器の基部３０３に集中する傾向があるのに対し、Ｈ11モード電場は誘電体共振器の上部３０５（狭い部分）に集中する傾向がある。これら２モードの縦変位は誘電体共振器（又はこのような誘電体共振器を使用する回路）の性能を改良する。というのは、円錐形誘電体共振器のＴＥモード電場が互いに閉じて強く係合するように（他の誘電体共振器、マイクロストリップ、チューニング板及び入力／出力結合ループ等の）他のマイクロ波デバイスに隣接して配置することができる一方、円錐形誘電体共振器の各Ｈ11モード電場は互いにさらに離れたままであるので、互いに強くは結合しない。従って、Ｈ11モードは従来技術と同程度には隣接するマイクロストリップデバイスと結合しない。ここで、ＴＥモード及びＨ11モードは互いに非常に物理的に近接して位置する。
【００２８】
さらに、モード分離（すなわち周波数の間隔）は円錐形誘電体共振器において増大する。さらに、誘電体共振器の上部は、Ｈ11モード場が集中する誘電体共振器の部分を無くすために切られ、これにより、ＴＥ基本モード場から離れた周波数において上方へ押圧することに加え、Ｈ11モードの強度をほぼ減衰する。
【００２９】
本発明の技法及び機構は、隙間、チューニングねじ及び広帯域でのチューニング板、高周波誘電フィルタ及び他の回路の必要性を大いに無くす。特に、帯域幅及び周波数を設定する（チューニングねじ、チューニング板及び隙間付き壁等の）特別な部品の使用よりむしろ、本発明は、回路の周波数及び帯域幅をチューニングするためにエネルギー貯蔵庫自体、すなわち誘電体共振器自体を使用する。
【００３０】
帯域幅チューニングの事項に最初にチューニングすると、誘電体共振器フィルタの帯域幅は、フィルタ内の個々の誘電体共振器が発生する場間の結合強度により大きく影響することが周知である。一般的には、誘電体共振器間の結合が強いほど、回路の帯域幅はより広い。
【００３１】
図４は、本発明の第１実施形態を示す。本実施形態において、互いに電磁結合する誘電体共振器は互いに対して垂直方向に調整可能である。本明細書の文脈において、「垂直方向」の用語は、誘電体共振器の縦軸、或いはＴＥモードの線に直交する方向に沿った次元を指す。このため、例えば図４において、誘電体共振器４０１は矢印４０２の方向に調整可能である。多くの機構は、当業者には明らかであろう縦調整機能を提供するのに使用され得る。一つの特定機構は、保持柱上、好ましくはエンクロージャの壁４０４のねじ孔４０５内に螺合されるねじ４０７上に、誘電体共振器４０１を実装することである。或いは、孔４０５は有底穴とすることができる。また、誘電体共振器４０３はねじ４０７上に調整可能に実装してもよい。特に、誘電体共振器４０１の縦の中心孔４０６も、ねじ４０７と嵌合するためにねじを切ってもよい。従って、エンクロージャ４０４の対応する孔４０５又は誘電体共振器４０１の対応する縦孔４０６の一方又は両方に対してねじ４０７を回転することにより、誘電体共振器の位置を縦方向に容易に調整することができる。
【００３２】
好適な一実施形態において、誘電体共振器はねじに固定実装され、ねじはエンクロージャの孔内でのみ回転可能である。エンクロージャ内の孔４０５がスルーホールの場合、誘電体共振器の間隔及びこれによるフィルタの帯域幅は、エンクロージャ４０４を開けることなくエンクロージャから突出するねじを回転させることにより、調整可能である。また、隙間、結合ねじ、又は誘電体共振器間の分離壁が無いので、誘電体共振器及びシステムの設計は、隣接する誘電体共振器間の結合の広い柔軟性を本質的に提供し、エンクロージャ４０４が若干遊ぶか回路の電磁性能に役に立たないシステムが容易に設計することができる。従って、適当な電磁特性を提供するために、導電性材料（例えば金属）から極端に精確なハウジングを製造する必要の代わりに、エンクロージャは、低コストの成形法又は鋳造工程を使用して、低コスト材料を用いて精確性を要することなく製造することができるので、製造コストを実質的に低減する。さらに、エンクロージャ内に誘電体共振器を実装するためのねじ４０７も、システムの電磁特性に影響を与える心配の無い非導電性材料から形成されてもよい。
【００３３】
誘電体共振器が実装されるねじ４０７は、フィルタを離れてチューニングするよう電子制御された機械的回転手段（図示せず）に結合することができる。例えば、ねじ４０７は、ローカルステッピングモータと有線又は無線通信システムを介して命令を受けるデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）とを使用してフィルタをチューニングするよう遠隔操作することができる。フィルタの動作パラメータは、付加的なＤＳＰによって監視でき、さらに有線又は無線通信システムを介して遠隔地に送られて正しいチューニングを確認することができるので、正に遠隔操作サーボフィルタを形成する。
【００３４】
ハウジングに誘電体共振器を実装する他の可能性として、単純な摩擦嵌めによりハウジングの孔に配置された柱がある。
【００３５】
図４に示された調整可能なねじに誘電体共振器を実装するコンセプトは、図示された従来の筒状誘電体共振器に適用可能であるが、円錐状誘電体共振器等の他の形状の誘電体共振器に関連して適用可能である。また、縦方向の調整可能性を与える機構は単なる典型例であり、誘電体共振器を縦方向に調整できるようにする任意の適当な機構も容認できることを理解すべきである。
【００３６】
図５は、誘電体共振器が互いに対して水平方向に調整可能である、本発明の第２実施形態を示す。水平方向の調整機能は任意の適当な手段により提供することができる。図５は、誘電体共振器５０１が柱５０５に実装され、柱５０５が誘電体共振器ホルダ５０７に実装された実施形態を示す。このホルダ５０７は、柱５０５が係合する１個以上のスロットを有してもよい。柱は摩擦嵌めでスロットと嵌合してもよい。或いは支持柱の底は、スロットの嵌合ギアでギア組立体を形成するラジアルギアを有してもよい。より簡単に、柱５０５の底は、ねじが切られてナット又は選択的に締付けることができるロックワッシャ５０８によってスロットにきつく保持される。柱は、締付けされると、スロット内で固定される。柱を水平方向に摺動可能にし、好適には次に所定位置にロックする任意の適当な機械的接続機構も容認できる。
【００３７】
本発明の好適な一実施形態において、垂直方向の調整機能及び水平方向の調整機能の双方は単一のフィルタ回路内で提供される。
【００３８】
図６は、誘電体共振器６０１を互いに垂直方向に調整できる柱６０３に誘電体共振器６０１が実装された、本発明の別の実施形態を示す。この特定実施形態において、誘電体共振器６０１は、筒状共振器であると共に、垂直平面（すなわち誘電体共振器の縦軸に平行な平面）内で互いに重なることができるように垂直方向に互いにオフセットしている。垂直に重なる誘電体共振器を有する実施形態は、上述の米国特許出願に説明されている理由のために円錐状誘電体共振器に関連して特に適当である。
【００３９】
図７は、誘電体共振器７０１が垂直方向に重なり垂直方向の調整機能を有する円錐状誘電体共振器である、本発明の別の実施形態を示す。この特定実施形態において、誘電体共振器７０１は複数の積層された層７０１ａ，７０１ｂ等からなる。実際、誘電体共振器は、任意の形状とすることができ、任意の数の層で構成することができる。
【００４０】
図８は、本発明の別の実施形態を示す概略側面図であり、２個の筒状共振器のパック８０１からなる２極共振器回路８００を示す。しかし、このコンセプトは、異なる形状の共振器及び異なる数の極及び誘電体共振器パックのフィルタに拡張できる。本実施形態において、誘電体共振器８０１は、矢印８０４に示される正面の平面内で回転（傾斜）可能となるように、すなわち誘電体共振器の８０１ａが互いに対して可変であるようにハウジング８０３に実装される。
【００４１】
この正面の平面回転機構は、任意の適当な機械的接続部により提供することができる。図９は、ハウジング壁８０３ａに実装された横柱８０６を使用する一枠組を概略的に示す典型的な誘電体共振器回路を示す斜視図である。柱８０６は、８０６ａ，８０６ｂで示されるような嵌合ねじ又は摩擦嵌め等の回転接続部によって一方又は両方のパックに実装することができる。他のオプションでは、ロックナット、ワッシャ、嵌合ギア組立体等を有する。
【００４２】
さらに、正面平面内での傾斜も、図４及び図５の実施形態に示された上述の垂直方向及び水平方向の調整構造と組み合わせることができる。例えば、図９は上述の傾斜を可能にすることに加えて垂直方向及び水平方向の一方又は両方の調整を可能にする、柱８０６がスロット８０８内のハウジングに実装された一実施形態を概略的に示す。
【００４３】
図１０に例示された本発明の別の好適な実施形態において、誘電体共振器パックは、全方向への傾斜が可能なボールジョイント８０９によりパック８０１が柱８０６の端部に取り付けられた状態で柱８０６により実装可能である。図１０は、パック８０１が垂直方向及び水平方向にも調整可能なスロット８０８に配置された横実装された柱を示す。しかし、これらの柱は、縦方向すなわち底壁８０３ｂ内に実装でき、（パックが１個の場合）ボールジョイントがパックの縦スルーホール内に配置された状態で誘電体共振器パック内へ上方に突出できる。
【００４４】
図１１、図１２、図１３及び図１４は、傾斜構造が特に適当である誘電体共振器フィルタを示す。特に図１１ないし図１４は、基本モードが互いに直交するＨ11モードである二重モード誘電体共振器フィルタ９００を示す。フィルタの基本モードとして２つのＨ11モードが使用されている二重モードフィルタは、当業界で公知である。例えば、二重モード共振器回路は衛星通信システムで使用されることが多い。図１２の斜視図を参照すると、高い共振器の場合、ハイブリッドＨ11モードが基本モードになるので、二重モード共振器フィルタは高い共振器９０１を使用する傾向がある。特にマックスウェル方程式によれば、一般に共振器が高いほど、その共振器のＨ11モード周波数は低くなる。また、２つの極性を有する１モードすなわちＨ11モードがある。図１１ないし図１４の回路は４極（又は４モード）を有する。第１モードは、図１１の第１共振器９０１ａ内の矢印９１１で示される。この共振器９０１ａは、第１モードに直交する、矢印９１３で示された第２Ｈ11モードを有する。同様に、第２共振器９０１ｂは矢印９１５で示された第１モードと、矢印９１７で示された第２直交Ｈ11モードを有する。入力及び出力カプラは（明瞭にするために）図に示されていないが、第１共振器９０１ａの第１モード９１１は入力モードであり、第１共振器９０１ａの第２モード９１３は、隙間９２１を通って第２共振器９０１ｂの第１モード９１５と結合する。第２共振器の第２モード９１７は出力カプラ（明瞭にするために図示せず）に結合する。
【００４５】
図１２に最もよく見えるように、２個の共振器９０１ａ，９０１ｂは、上半分に隙間９２１を有する分離壁９１８により分離されている。当業界で周知であるように、２つの直交するモードは一般的に、開放空間内で周波数が互いに識別不可能に接近する。しかし、エンクロージャ内に摂動（perturbation）を提供することにより、２モードは、互いに識別可能となるように周波数が互いに分離することができる。再度明瞭にするために摂動は図示されていないが、分離壁９１８から４５°の角度で水平方向に延びる１個以上の導電性柱を一般的に有するかもしれない。摂動は、柱を９０°だけ分離させる２つの極性と相互作用する。
【００４６】
図１２は、縦軸が互いに平行な状態の２個の共振器９０１ａ，９０１ｂを示す。図１３は、縦軸の中間点の回りに傾けることにより２個の共振器間の結合強度を増加させて、互いに向かって頂上を移動（すなわち頂上が隙間付近の端部として任意に定義）することができる。結合強度を増加させることは、もちろんフィルタの帯域幅を増加させる。一般的に、要求事項ではないが、傾斜機能により、２個の共振器間の最短直線距離を定める少なくとも平面、例えば図１１ないし図１４の実施形態における分離壁の平面に直交する垂直平面内での傾斜を可能にする。図１１ないし図１４は傾斜を可能にするための機構を示していないが、図８に関連して上述した任意の機構であってもよい。
【００４７】
図１５及び図１６は、本発明のさらに別の実施形態を示す。本実施形態において、縦孔１００３は、縦軸１００５から中心がずれた筒状共振器１００１内で機械加工される。これにより、基本モードの場の分布が変更される。特に、水平方向平面において非対称にする。このため、場が水平方向平面内で非対称であるので、縦軸１００５の回りに互いに対して共振器１００１を回転することにより結合強度が変わる。それ故、別の実施形態によれば、１個以上の共振器１００１が水平方向平面内で（すなわち縦軸の回りに）回転可能となるように、共振器がハウジング１００７に実装される。従来どおり、この種の調整機能は、上述の垂直方向の調整機能、水平方向の調整機能、及び正面平面内の傾斜調整機能のいくつか又は全てを組み合わせることができる。実際、正面平面内に傾斜を提供するボールジョイントの使用により、水平平面内に回転調整機能をも同時に提供する。
【００４８】
図１７は、本発明の別の実施形態を示す。本実施形態において、個々の共振器パックは、一方が他方の上に配置された２個の隣接するパック１１０１ａ，１１０１ｂにより置き換えられる。２個の等しい寸法及び形状の共振器パック１１０１ａ，１１０１ｂで図示されているが、本発明のこの側面は図示されたものと異なる形状及び寸法の共振器パックでも適用可能であり、実際には、各パック対における各パックは、パック対の他方のパックと異なる寸法、形状とすることができる。本発明の本実施形態によれば、各パック対の２個のパックは、互いに対して垂直方向に調整可能であって互いからの分離量を増減するようにエンクロージャ１１０３に実装されている。各パック対はフィルタの一モードに対応する。各モードの中心周波数は、パック対のパック間の分離距離を変更することにより調整可能である。縦方向の調整機能は、他のいかなる適当な機構と同様に前に説明した任意の機構により提供することができる。また、本発明のこの側面は、他のパック対に対する各パック対を垂直方向、水平方向、回転及び傾斜して調整することによりフィルタの帯域幅が調整可能である本発明の前に説明した他の実施形態のいくつかを組み合わせることができる。
【００４９】
図１８及び図１９は、本発明の別の実施形態を示すそれぞれ平面図及び斜視図である。本実施形態は、ほぼ筒状のエンクロージャ１２０４の内側で共振器パック１２０４が放射状に配置された放射方向の実施形態である。図示されているように、筒状エンクロージャは、内部放射壁１２０４ａ及び外部放射壁１２０４ｂを有する環である。共振器１２０２は、縦軸１２０３ａがほぼ同一平面内にあり、放射状（図１８参照）の中心を定める点１２０５で交差するように配置される。また、共振器１２０２をエンクロージャ１２０４に調整可能に実装する調整ねじ１２０６（図１８にのみ図示）を具備する。ねじ１２０６は、エンクロージャ１２０４の外側から縦軸に沿って共振器の位置を調整できるようにエンクロージャ１２０４の外部放射側壁１２０４ｂ内のねじ部付きスルーホール１２０９と螺合するプラスチック製ねじである。
【００５０】
図１８及び図１９には図示されていないが、この放射状構造での共振器間結合は非常に強いので、隙間を有する内部分離壁が望ましい。さらに、共振器間の結合の低減をさらに助成するために、隙間内に結合調整ねじを有することが望ましい。
【００５１】
隙間、調整ねじを有する分離壁は、比較的低い帯域幅を有するフィルタシステムにおいて望ましい可能性が高い。しかし、非常に強い結合が共振器間にあることが望ましい非常に広帯域の用途には、分離壁も対応する隙間及び調整ねじも不要である。
【００５２】
図１８及び図１９に図示される実施形態は９０°の間隔で配列された４個の筒状の共振器を具備するが、これらの構造は単に典型例である。放射状誘電体共振器フィルタシステムは、互いに任意の角度分布で任意の数の共振器、及び円錐状共振器又は他の形状の共振器を用いて開発することができる。
【００５３】
或いは、エンクロージャを例えば正方形、正五角形、正六角形、正八角形等の内壁及び外壁を有する任意の正多角形とすることができる。実際、最も現実的な形状となるであろうが、多角形は正多角形である必要もない。実際、数学的に純粋な円環は、無限の数の辺を有する正多角形である。エンクロージャが環でない場合、内壁及び外壁の各々の辺の数は通常、回路の数に等しくなるべきであるが、これは要求事項ではない。
【００５４】
本発明の特定実施形態をいくつか説明したが、当業者には種々の変形、変更及び改良が容易に思いつくであろう。本明細書の開示により明白になされるこのような変形、変更及び改良は、本明細書において明示されていないが本明細書の一部となることを意図されており、本発明の真髄及び範囲内であることを意図されている。従って、前述の説明は例示のみを目的としており、限定するものではない。本発明は、特定の例示実施形態に限定することを意図されていないが、特許請求の範囲に定義されたもの及びその等価物に限定される。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】従来技術の筒状誘電体共振器を示す斜視図である。
【図２】従来技術の典型的なマイクロ波誘電体共振器フィルタを示す斜視図である。
【図３】本発明に関連する円錐状誘電体共振器の斜視図である。
【図４】誘電体共振器が互いに対して垂直方向に調整可能である本発明の一実施形態による誘電体共振器フィルタの側面図である。
【図５】誘電体共振器が互いに対して水平方向に調整可能である本発明の一実施形態による誘電体共振器フィルタの側面図である。
【図６】誘電体共振器を互いに垂直方向に調整可能であり、且つ互いに垂直方向に重なる誘電体共振器を示す側面図である。
【図７】誘電体共振器を互いに垂直方向に調整可能であり、複数の層が互いに垂直方向に重なるように円錐状に形成された誘電体共振器フィルタを示す側面図である。
【図８】正面平面内で傾けることにより誘電体共振器が互いに垂直方向に調整可能である、本発明の別の実施形態による誘電体共振器フィルタを示す側面図である。
【図９】本発明の別の実施形態による誘電体共振器フィルタを示す斜視図である。
【図１０】本発明の別の実施形態による誘電体共振器フィルタを示す斜視図である。
【図１１】本発明のさらに別の実施形態による二重モード誘電体共振器フィルタを示す平面図である。
【図１２】図１１の実施形態の斜視図である。
【図１３】垂直方向に互いに平行に配向した誘電体共振器を示す、図１１及び図１２の実施形態の側面図である。
【図１４】互いに傾斜した誘電体共振器を示す、図１１ないし図１３の実施形態の側面図である。
【図１５】誘電体共振器が中心から外れた縦孔を有し縦軸の回りに回転可能である、本発明の別の実施形態による誘電体共振器フィルタを示す側面図である。
【図１６】図１５の誘電体共振器フィルタの平面図である。
【図１７】１対の隣接する誘電体共振器によりフィルタの各極が形成された、本発明の別の実施形態による誘電体共振器フィルタを示す斜視図である。
【図１８】本発明の別の実施形態による放射状誘電体共振器フィルタを示す平面図である。
【図１９】図１８の放射状誘電体共振器フィルタの斜視図である。
【符号の説明】
【００５６】
３００，４０１，５０１，６０１，７０１，８０１，９０１ａ，９０１ｂ，１００１，１１０１ａ，１１０１ｂ，１２０２  誘電体共振器
３０２，１２０９  スルーホール
４０４，８０３，１００７  ハウジング
４０５，４０６  孔
４０７，５０５，６０３，８０６，１２０６  柱
８０１ａ，１００５，１２０３ａ  縦軸
８０８  スロット
９１８  壁
９２１  隙間
【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】
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【図１８】
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【図１９】
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