(57)【要約】電磁界の放射を抑圧し、高いＱをもったＴＭＯ１０モード共振器装置、発振器装置および送受信装置を提供する。  誘電体基板１の表面１Ａと裏面１Ｂにそれぞれ円形状の共振器電極２Ａ，２Ｂを互いに対向して設け、ＴＭＯ１０モード共振器２を形成する。また、誘電体基板１には、円形状の共振器電極２Ａ，２Ｂに沿って内壁面３Ａの電極が省かれた複数のスルーホール３を設け、これらのスルーホール３によって開放端を形成する。これにより、誘電体基板１内に形成される電磁界をスルーホール３と空気との境界で全反射させることができ、電磁界の放射を抑圧することができる。
2005006483.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体基板と、該誘電体基板の両面に設けられた電極とからなり、該両面の電極のうち少なくとも一方が円形電極によって形成してなるＴＭＯ１０モード共振器装置において、
前記誘電体基板には前記円形電極の周囲に沿って複数のスルーホールを貫通して設けると共に、該各スルーホールの内部は電極を省いた非電極形成部とし、
前記円形電極の周囲には、前記複数のスルーホールを用いて電磁界の閉じ込め性を高めるための開放端を設けたことを特徴とするＴＭＯ１０モード共振器装置。
【請求項２】
前記誘電体基板内の共振周波数による波長をλｇとしたときに、前記隣合うスルーホールの間隔寸法はλｇ／４以下に設定してなる請求項１に記載のＴＭＯ１０モード共振器装置。
【請求項３】
誘電体基板と、該誘電体基板の両面に設けられた電極とからなり、該両面の電極のうち少なくとも一方が円形電極によって形成してなるＴＭＯ１０モード共振器装置において、前記円形電極を取囲んで前記誘電体基板の両面または片面に設けられ前記円形電極との間に隙間を形成した状態で複数の短冊状電極を放射状に配置する構成としたことを特徴とするＴＭＯ１０モード共振器装置。
【請求項４】
前記誘電体基板内の共振周波数による波長をλｇとしたときに、前記短冊状電極は放射状に延びる長さ寸法がλｇ／４となった矩形状に形成してなる請求項３に記載のＴＭＯ１０モード共振器装置。
【請求項５】
前記隣合う短冊状電極の間隔寸法はλｇ／４以下に設定してなる請求項３または４に記載のＴＭＯ１０モード共振器装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載のＴＭＯ１０モード共振器装置を用いた発振器装置。
【請求項７】
請求項１ないし５のいずれかに記載のＴＭＯ１０モード共振器装置を用いた送受信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、例えばマイクロ波、ミリ波等の高周波の電磁波を発振するＴＭＯ１０モード共振器装置、発振器装置および送受信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  一般に、通信機装置、レーダ装置等の送受信装置に用いられるＴＭＯ１０モード共振器装置として、誘電体基板の両面に互いに対向した円形電極を設けたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。【０００３】
【特許文献１】特開平１０−９８３１６号公報
【０００４】  このような従来技術によるＴＭＯ１０モード発振器装置では、誘電体基板の裏面に略全面に亘ってグランド電極が形成されたＴＭＯ１モード共振器装置に比べて、表面波モードであるＴＭＯモードの電磁界と結合しない基板の厚みに対して約２倍の寸法まで誘電体基板の厚み寸法を大きくすることができるから、約２倍の大きさの導体損（Ｑｃ）や無負荷Ｑ（Ｑｏ）を得ることができ、フィルタの低損失化が可能となっていた。【０００５】  ところで、上述した従来技術によるＴＭＯ１０モード共振器装置では、誘電体基板の厚みをさらに増加させてＱ（Ｑｕａｌｉｔｙ  ｆａｃｔｏｒ）を高めるときには、誘電体基板内の電磁界がＴＭＯモードと結合し、放射モードとして周囲に広がってしまう。このため、誘電体基板内部のエネルギ集中度が低下し、放射損（Ｑｒ）によってＱが逆に劣化するから、厚みを増やして導体損（Ｑｃ）を上げる効果を相殺してしまうという問題がある。
【発明の開示】
【０００６】  本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は電磁界の放射を抑圧し、高いＱをもったＴＭＯ１０モード共振器装置、発振器装置および送受信装置を提供することにある。
【０００７】  上述した課題を解決するために、請求項１の発明は、誘電体基板と、該誘電体基板の両面に設けられた電極とからなり、該両面の電極のうち少なくとも一方が円形電極によって形成してなるＴＭＯ１０モード共振器装置において、前記誘電体基板には前記円形電極の周囲に沿って複数のスルーホールを貫通して設けると共に、該各スルーホールの内部は電極を省いた非電極形成部とし、前記円形電極の周囲には、前記複数のスルーホールを用いて電磁界の閉じ込め性を高めるための開放端を設けたことを特徴としている。
【０００８】  このように構成したことにより、誘電体基板の内部のうち円形電極に対応した部位には、共振によって電磁界が形成されると共に、該電磁界を開放端を用いて全反射させることができる。このため、電磁界の放射を抑圧して無負荷Ｑを向上することができると共に、エネルギの閉じ込め性を高めることができる。
【０００９】  また、本発明では、前記誘電体基板には前記円形電極の周囲に沿って複数のスルーホールを貫通して設けると共に、該各スルーホールの内部は電極を省いた非電極形成部とし、前記開放端は前記複数のスルーホールによって形成している。
【００１０】  これにより、スルーホール内には空気が充填されるから、スルーホールの内壁面と空気との境界で電磁界を全反射させることができ、誘電体基板内のうち円形電極に対応した部位に形成される電磁界を閉じ込めることができる。
【００１１】  本発明では、前記誘電体基板内の共振周波数による波長をλｇとしたときに、前記隣合うスルーホールの間隔寸法はλｇ／４以下に設定するのが好ましい。これにより、隣合うスルーホールの間から電磁界が漏れるのを防止でき、エネルギ閉じ込め性を高めることができる。
【００１２】  また、本発明は、誘電体基板と、該誘電体基板の両面に設けられた電極とからなり、該両面の電極のうち少なくとも一方が円形電極によって形成してなるＴＭＯ１０モード共振器装置において、前記円形電極を取囲んで前記誘電体基板の両面または片面に設けられ前記円形電極との間に隙間を形成した状態で複数の短冊状電極を放射状に配置する構成としたことを特徴としている。
【００１３】  この場合、誘電体基板内の共振周波数による波長をλｇとしたときに、例えば短冊状電極の長さ寸法をλｇ／４に設定することによって、各短冊状電極の先端側（最外周端側）を擬似的に短絡することができる。また、例えば短冊状電極の長さ寸法をλｇ／２に設定することによって、各短冊状電極の先端側を擬似的に開放することができる。このとき、放射状に配置された複数の短冊状電極で円形電極を取囲むから、誘電体基板内のうち円形電極に対応した部位に形成された電磁界を、短絡端または開放端をなす短冊状電極の先端側で全反射させることができ、エネルギ閉じ込め性を高めることができる。この結果、誘電体基板の厚さ寸法を大きくしても、電磁界が放射するのを抑圧することができるから、導体損と放射損とを一緒に向上させることができ、無負荷Ｑを有効に高めることができる。
【００１４】  本発明では、前記誘電体基板内の共振周波数による波長をλｇとしたときに、前記短冊状電極は放射状に延びる長さ寸法がλｇ／４となった矩形状に形成するのが好ましい。
【００１５】  これにより、各短冊状電極の先端側（最外周端側）を擬似的に短絡することができる。このため、誘電体基板内のうち円形電極に対応した部位に形成された電磁界を、短絡端をなす短冊状電極の先端側で全反射させることができ、エネルギ閉じ込め性を高めることができる。
【００１６】  本発明では、前記隣合う短冊状電極の間隔寸法はλｇ／４以下に設定するのが好ましい。これにより、隣合う短冊状電極の間から電磁界が漏れるのを防止でき、エネルギ閉じ込め性を高めることができる。
【００１７】  また、本発明によるＴＭＯ１０モード共振器装置を用いて発振器装置を構成してもよく、本発明による発振器装置を用いてレーダ装置、通信装置等の送受信装置を構成してもよい。
【００１８】  本発明によるＴＭＯ１０モード共振器装置を用いて発振器装置や送受信装置を構成した場合には、発振器装置等の構造を簡略化でき、通信機装置全体の製造コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は第１の実施の形態によるＴＭＯ１０モード共振器装置を示す斜視図である。
【図２】図２は図１中のＴＭＯ１０モード共振器装置を示す平面図である。
【図３】図３はＴＭＯ１０モード共振器装置を図２中の矢示ＩＩＩ−ＩＩＩ方向からみた断面図である。
【図４】図４は第２の実施の形態によるＴＭＯ１０モード共振器装置を示す斜視図である。
【図５】図５は図４中のＴＭＯ１０モード共振器装置を示す平面図である。
【図６】図６は図５中のａ部に位置する短冊状電極を示す要部拡大平面図である。
【図７】図７は第２の実施の形態によるＴＭＯ１０モード共振器装置をキャビティ内に収容した状態を示す斜視図である。
【図８】図８は図７中のＴＭＯ１０モード共振器装置とキャビティとの空間高さ寸法と共振周波数の変動率との関係を示す特性線図である。
【図９】図９は第１の変形例による短冊状電極を示す図６と同様位置の要部拡大平面図である。
【図１０】図１０は第２の変形例による短冊状電極を示す図６と同様位置の要部拡大平面図である。
【図１１】図１１は第３の変形例による短冊状電極を示す図６と同様位置の要部拡大平面図である。
【図１２】図１２は第４の変形例による短冊状電極を示す図６と同様位置の要部拡大平面図である。
【図１３】図１３は第５の変形例による短冊状電極を示す図６と同様位置の要部拡大平面図である。
【図１４】図１４は第６の変形例による短冊状電極を示す図６と同様位置の要部拡大平面図である。
【図１５】図１５は第７の変形例による短冊状電極を示す図６と同様位置の要部拡大平面図である。
【図１６】第３の実施の形態によるＴＭＯ１０モード共振器装置を示す平面図である。
【図１７】図１７は図１６中のｂ部に位置する短冊状電極を示す要部拡大平面図である。
【図１８】図１８は第８の変形例による短冊状電極を示す図１７と同様位置の要部拡大平面図である。
【図１９】図１９は第９の変形例による短冊状電極を示す図１７と同様位置の要部拡大平面図である。
【図２０】図２０は第４の実施の形態による発振器装置を示す平面図である。
【図２１】図２１は図２０中の発振器装置を示す電気回路図である。
【図２２】図２２は第５の実施の形態による通信機装置を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００２０】  １，１１  誘電体基板
２，１２  ＴＭＯ１０モード共振器
２Ａ，２Ｂ，１２Ａ，１２Ｂ  共振器電極（円形電極）
３  スルーホール
１３，１４，２１〜２７，３１〜３３  短冊状電極
５６  ＴＭＯ１０モード共振器装置
６１  通信機装置（送受信装置）
７６  発振器装置
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】  以下、本発明の実施の形態による発振器装置および通信装置を、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。【００２２】  まず、図１ないし図３は第１の実施の形態によるＴＭＯ１０モード共振器装置を示し、図において、１はＴＭＯ１０モード共振器装置の本体をなす誘電体基板で、該誘電体基板１は、例えば２４程度の比誘電率εｒ（εｒ＝２４）をもったセラミックス材料等を用いて形成されている。また、誘電体基板１は、例えば略四角形の平板からなり、後述の共振器電極２Ａ，２Ｂよりも一回り大きい程度の面積をもった小片状（チップ状）をなしている。【００２３】  ２は誘電体基板１の中央部に設けられたＴＭＯ１０モード共振器で、該ＴＭＯ１０モード共振器２は、誘電体基板１の中央に位置して表面１Ａと裏面１Ｂとにそれぞれ設けられた円形電極からなる共振器電極２Ａ，２Ｂによって構成されている。また、共振器電極２Ａ，２Ｂは、金属材料等の導電性薄膜を用いて形成され、略円形状をなして互いに対向した位置に配置されると共に、その直径寸法Ｄが誘電体基板１内の共振周波数による波長λｇに応じた値（例えばＤ＝λｇ）に設定されている。【００２４】  そして、誘電体基板１内には、共振器電極２Ａ，２Ｂ間に位置して誘電体基板１の厚さ方向に延びる電界Ｅが形成されると共に、共振器電極２Ａ，２Ｂの中心位置に対して同心円状をなす磁界Ｈが形成される（図２、図３参照）。また、共振器電極２Ａ，２Ｂには、その中心位置と外周縁との間に放射方向に沿った電流Ｉが流れるものである。【００２５】  ３は共振器電極２Ａ，２Ｂの周囲に沿って誘電体基板１を貫通して設けられた複数（例えば１２個）のスルーホールで、該各スルーホール３の内壁面３Ａ（内部）は、電極が省かれた非電極形成部となっている。また、誘電体基板１内の共振周波数による波長λｇに対して、隣合うスルーホール３の間隔寸法Ｐ０（ピッチ）は共振周波数による波長λｇの１／４以下（Ｐ０≦λｇ／４）に設定されている。そして、これら複数のスルーホール３は、共振器電極２Ａ，２Ｂを取囲んで配置され、全体として開放端を形成している。【００２６】  本実施の形態によるＴＭＯ１０モード共振器装置は上述の如き構成を有するもので、ＴＭＯ１０モード共振器２の動作時には、共振器電極２Ａ，２Ｂの中心位置と外周縁位置とに互いに逆向きの電界Ｅが形成されると共に、共振器電極２Ａ，２Ｂの中心位置に対して同心円状をなす磁界Ｈが形成される。これにより、ＴＭＯ１０モード共振器２は、共振器電極２Ａ，２Ｂの直径寸法Ｄを１波長とする周波数で共振する。【００２７】  然るに、ＴＭＯ１０モード自体は、一般的に放射モードであり、そのような特徴を活かしてアンテナ等のアプリケーションに用いられることが多い。しかし、ＴＭＯ１０モード共振器２として用いる場合、放射が大きいために放射損Ｑｒが悪くなり、無負荷Ｑ（Ｑｏ）自体も悪くなるという問題がある。【００２８】  これに対し、本実施の形態では、誘電体基板１には共振器電極２Ａ，２Ｂの周囲に沿って内壁面３Ａの電極が省かれた複数のスルーホール３を設けたから、共振器電極２Ａ，２Ｂ間に形成された電磁界をスルーホール３の内壁面３Ａと空気との境界で全反射させることができる。この結果、電磁界の放射を抑圧して無負荷Ｑ（Ｑｏ）を高めることができると共に、エネルギ閉じ込め性を向上することができる。【００２９】  また、隣合うスルーホール３の間隔寸法Ｐ０を共振周波数の波長λｇの１／４以下に設定したから、隣合うスルーホール３の間から電磁界が漏れるのを防止でき、電磁界の閉じ込め性を高めることができる。【００３０】  次に、図４ないし図６は第２の実施の形態によるＴＭＯ１０モード共振器装置を示し、本実施の形態の特徴は、誘電体基板の両面には、共振器電極を取囲んで複数の短冊状電極を放射状に配置したことにある。【００３１】  １１は第１の実施の形態による誘電体基板１とほぼ同様の誘電体基板で、該誘電体基板１１は、例えば２５程度の比誘電率εｒ（εｒ＝２５）をもったセラミックス材料等を用いて略四角形の平板状に形成されている。【００３２】  １２は誘電体基板１１の中央部に設けられたＴＭＯ１０モード共振器で、該ＴＭＯ１０モード共振器１２は、第１の実施の形態によるＴＭＯ１０モード共振器２とほぼ同様に、誘電体基板１１の中央に位置して表面１１Ａと裏面１１Ｂとにそれぞれ設けられた円形電極からなる共振器電極１２Ａ，１２Ｂによって構成されている。また、共振器電極１２Ａ，１２Ｂは、導電性薄膜を用いて互いに対向した位置に配置されると共に、その直径寸法Ｄが誘電体基板１１内の共振周波数による波長λｇに応じた値（例えばＤ＝λｇ）に設定されている。【００３３】  そして、共振器電極１２Ａ，１２Ｂの中心位置と外周縁位置とは擬似的に開放され、これらの位置には互いに逆向きの電界が形成される。また、共振器電極１２Ａ，１２Ｂとの間には、共振器電極２Ａ，２Ｂの中心位置に対して同心円状をなす磁界が形成される。これにより、ＴＭＯ１０モード共振器１２は、共振器電極１２Ａ，１２Ｂの直径寸法Ｄを１波長とする周波数で共振する。【００３４】  １３，１４は共振器電極１２Ａ，１２Ｂを取囲んで誘電体基板１１の表面１１Ａ、裏面１１Ｂにそれぞれ設けられた短冊状電極で、該短冊状電極１３は、共振器電極１２Ａとの間に微小な間隔寸法ｄ（例えばｄ＝５０μｍ程度）をもった一定の隙間が形成されると共に、共振器電極１２Ａの周囲に放射状に複数個（例えば２４個）配置されている。同様に、短冊状電極１４は、共振器電極１２Ｂとの間に間隔寸法ｄをもった一定の隙間が形成されると共に、共振器電極１２Ｂの周囲に放射状に複数個配置されている。【００３５】  また、各短冊状電極１３，１４は、略矩形状をなすと共に、放射方向に向けて延びる長さ寸法Ｌが共振周波数による波長λｇの１／４程度の値（Ｌ＝λｇ／４）に設定されている。これにより、短冊状電極１３，１４の先端側（最外周端側）は擬似的に短絡されるから、複数の短冊状電極１３，１４によってＴＭＯ１０モード共振器１２を取囲む円環状の短絡端を形成することができる。【００３６】  さらに、短冊状電極１３の先端側では、周方向に離間した隣合う短冊状電極１３の間隔寸法Ｐ１（ピッチ）は共振周波数による波長λｇの１／４以下（Ｐ１≦λｇ／４）に設定されている。同様に、短冊状電極１４の先端側でも、隣合う短冊状電極１４の間隔寸法Ｐ１（ピッチ）は共振周波数による波長λｇの１／４以下（Ｐ１≦λｇ��４）に設定されている。【００３７】  なお、短冊状電極１３，１４は、誘電体基板１１を挟んで互いに対向する位置に配置してもよく、周方向に位置ずれして配置してもよい。また、短冊状電極１３，１４の個数は、同じ個数としてもよく、互いに異なる個数としてもよい。【００３８】  本実施の形態によるＴＭＯ１０モード共振器装置は上述の如き構成を有するもので、ＴＭＯ１０モード共振器１２の基本的な作動は第１の実施の形態によるＴＭＯ１０モード共振器２と変わるところはない。【００３９】  ここで、ＴＭＯ１０モード共振器１２の無負荷Ｑ（Ｑｏ）を向上させる方法は、放射損Ｑｒを小さくする方法以外に、誘電体基板１１の厚さ寸法ｔを大きくする方法がある。これは、導体損Ｑｃが誘電体基板１１の厚さ寸法ｔと表皮深さ寸法δとの比（Ｑｃ＝ｔ／δ）で表されるからである。例えば、誘電体基板１１の厚さ寸法ｔを０．６ｍｍ（ｔ＝０．６ｍｍ）、表皮深さ寸法δを０．６μｍ（δ＝０．６μｍ）とした場合には、導体損Ｑｃは１０００（Ｑｃ＝１０００）となる。このように、誘電体基板１１の厚さ寸法ｔを大きくすれば、導体損Ｑｃを向上させることができるものの、逆に放射損Ｑｒが大きくなる傾向がある。【００４０】  この結果、例えば誘電体基板１１をチップ状に形成し、その端面によって開放端を形成しても、誘電体基板１１の厚さ寸法ｔを大きくしたときには、放射の影響でエネルギ閉じ込め性が悪化するという問題がある。【００４１】  これに対し、本実施の形態では、誘電体基板１１の表面１１Ａと裏面１１Ｂとには、共振器電極１２Ａ，１２Ｂを取囲んで放射状に延びる複数の短冊状電極１３，１４を設けたから、短冊状電極１３，１４の先端側を擬似的に短絡させ、電界を共振器電極１２Ａ，１２Ｂ間に集中させることができる。このため、本実施の形態では、磁界エネルギを閉じ込めることができ、電磁界の放射を抑圧することができる。【００４２】  このような短冊状電極１３，１４による放射の抑圧効果を確認するために、短冊状電極１３，１４を設けた共振器装置と短冊状電極１３，１４を省いた共振器装置とをそれぞれ略四角形の箱形状（空間）をなすキャビティ１５内に収容した場合を仮定し（図７参照）、それぞれの共振器装置について、３次元電磁界シミュレーションを用いて、キャビティ１５上部（誘電体基板１１の表面１１Ａ側）の空間高さ寸法ｈを変化させたときの共振周波数の変動率Δｆ／ｆ０を計算した。この結果を図８に示す。【００４３】  なお、図８の結果は、共振周波数ｆ０を３８ＧＨｚ（ｆ０＝３８ＧＨｚ）、誘電体基板１１の比誘電率εｒを２５（εｒ＝２５）、誘電体基板１１の厚さ寸法ｔを０．６ｍｍ（ｔ＝０．６ｍｍ）、略正方形状をなす誘電体基板１１の一辺の長さ寸法Ｌ０を２．５ｍｍ（Ｌ０＝２．５ｍｍ）、共振器電極１２Ａ，１２Ｂの直径寸法Ｄを１．６ｍｍ（Ｄ＝１．６ｍｍ）、短冊状電極１３，１４の長さ寸法Ｌを０．２３ｍｍ（Ｌ＝０．２３ｍｍ）、短冊状電極１３，１４の幅寸法Ｗを０．１ｍｍ（Ｗ＝０．１ｍｍ）、短冊状電極１３，１４の個数を２４個、共振器電極１２Ａ，１２Ｂと短冊状電極１３，１４との間の間隔寸法ｄを５０μｍ（ｄ＝５０μｍ）、略正方形状をなすキャビティ１５の一辺の長さ寸法Ｌ１を��ｍｍ（Ｌ１＝３ｍｍ）として計算した。【００４４】  また、誘電体基板１１はキャビティ１５の中央に浮遊状態で配置するものとした。実際には、ＴＭＯ１０モード共振器１２の共振特性に影響を与えないように、誘電体基板１１を低誘電率材料からなる支持台の上に載置する構成となる。【００４５】  図８の結果より、本実施の形態のように短冊状電極１３，１４を設けた場合は、短冊状電極１３，１４を省いた場合に比べて、キャビティ１５の空間高さ寸法ｈを変化させたときでも共振周波数ｆ０の変動が小さいことが分かる。即ち、短冊状電極１３，１４を設けた場合の方が省いた場合に比べて電磁界の放射が少ないから、キャビティ１５の影響が少ないものと考えられ、短冊状電極１３，１４による放射の抑圧効果を確認することができた。【００４６】  かくして、本実施の形態では、誘電体基板１１の表面１１Ａと裏面１１Ｂとには共振器電極１２Ａ，１２Ｂを取囲んで放射状に延びる複数の短冊状電極１３，１４を設けたから、短冊状電極１３，１４の長さ寸法Ｌを共振周波数による波長λｇの１／４に設定することによって、各短冊状電極１３，１４の先端側を擬似的に短絡することができる。このとき、放射状に配置された複数の短冊状電極１３，１４で共振器電極１２Ａ，１２Ｂを取囲むから、共振器電極１２Ａ，１２Ｂ間に形成された電磁界を、短絡端をなす短冊状電極１３，１４の先端側で全反射させることができ、エネルギ閉じ込め性を高めることができる。【００４７】  この結果、誘電体基板１１の厚さ寸法ｔを大きくしても、共振器電極１２Ａ，１２Ｂ間の電磁界が放射するのを抑圧することができるから、導体損Ｑｃと放射損Ｑｒとを一緒に向上させることができ、ＴＭＯ１０モード共振器１２の無負荷Ｑ（Ｑｏ）を高めることができる。【００４８】  また、隣合う短冊状電極１３，１４の間隔寸法Ｐ１は共振周波数による波長λｇの１／４以下（Ｐ１≦λｇ／４）に設定したから、隣合う短冊状電極１３，１４の間から電磁界が漏れるのを防止でき、エネルギ閉じ込め性を高めることができる。【００４９】  なお、第２の実施の形態では、短冊状電極１３，１４の長さ寸法Ｌは共振周波数による波長λｇの１／４に設定し、短冊状電極１３，１４の先端側を擬似的に短絡する構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、例えば短冊状電極の長さ寸法を共振周波数による波長λｇの１／２に設定し、短冊状電極の先端側を擬似的に開放する構成としてもよい。また、短冊状電極の長さ寸法はこれらの値に限らず、その先端側が擬似的に短絡または開放される値であればよい。【００５０】  また、第２の実施の形態では、略矩形状（長方形状）の短冊状電極１３，１４を用いる構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、例えば図９ないし図１５に示す第１ないし第７の変形例のように、略三角形状の短冊状電極２１、略菱形状の短冊状電極２２、略台形状の短冊状電極２３、略六角形状の短冊状電極２４、略五角形状の短冊状電極２５、両端が円弧状をなす略長穴形状の短冊状電極２６、略楕円形状の短冊状電極２７等をそれぞれ用いる構成としてもよい。【００５１】  次に、図１６および図１７は第３の実施の形態によるＴＭＯ１０モード共振器装置を示し、本実施の形態の特徴は、短冊状電極の長さ方向の途中位置でインピーダンスがステップ状に変化するステップインピーダンス形に形成したことにある。なお、本実施の形態では、第２の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。【００５２】  ３１は共振器電極１２Ａ，１２Ｂを取囲んで誘電体基板１１の表面１１Ａ、裏面１１Ｂにそれぞれ設けられた短冊状電極で、該短冊状電極３１は、第２の実施の形態による短冊状電極１３，１４とほぼ同様に、共振器電極１２Ａ，１２Ｂとの間に微小な間隔寸法ｄをもった一定の隙間が形成されると共に、共振器電極１２Ａ，１２Ｂの周囲に放射状に複数個（例えば２４個）配置されている。【００５３】  また、短冊状電極３１は、長さ方向の途中位置（中間位置）が広幅となり、両端が狭幅となった略十字形状をなし、長さ方向のインピーダンスがステップ状に変化すると共に、短冊状電極３１の先端側（最外周端側）は擬似的に短絡される構成となっている。これにより、複数の短冊状電極３１は、第２の実施の形態による短冊状電極１３，１４とほぼ同様に、ＴＭＯ１０モード共振器１２を取囲む円環状の短絡端を形成している。さらに、短冊状電極３１の先端側では、周方向に離間した隣合う短冊状電極３１の間隔寸法Ｐ１（ピッチ）は共振周波数による波長λｇの１／４以下（Ｐ１≦λｇ／４）に設定されている。【００５４】  なお、短冊状電極３１は、誘電体基板１１を挟んで互いに対向する位置に配置してもよく、周方向に位置ずれして配置してもよい。また、短冊状電極３１の個数は、同じ個数としてもよく、互いに異なる個数としてもよい。【００５５】  本実施の形態によるＴＭＯ１０モード共振器装置は上述の如き構成を有するもので、ＴＭＯ１０モード共振器１２の基本的な作動は第２の実施の形態によるＴＭＯ１０モード共振器１２と変わるところはない。【００５６】  しかし、本実施の形態では、長さ方向の途中位置でインピーダンスがステップ状に変化する略十字形状の短冊状電極３１を用いるから、例えば第２の実施の形態にように略矩形状の短冊状電極１３，１４を用いた場合に比べて、長さ方向の寸法を短縮することができる。このため、共振器装置全体を小型化することができる。【００５７】  なお、第３の実施の形態では、ステップインピーダンス形として略十字形状の短冊状電極３１を用いる構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、例えば図１８に示す第８の変形例のように、長さ方向の両端が広幅となり、中間位置が狭幅となった略ダンベル形状の短冊状電極３２を用いる構成としてもよい。また、例えば図１９に示す第９の変形例のように、長さ方向の片端が広幅となり、他の部位が狭幅となった略Ｔ字形状の短冊状電極３３を用いる構成としてもよい。【００５８】  また、第２および第３の実施の形態では、短冊状電極１３，１４，２１〜２７，３１〜３３は誘電体基板１１の表面１１Ａと裏面１１Ｂとの両面にそれぞれ設ける構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、例えば誘電体基板の表面と裏面とのうちいずれか一方の面にだけ短冊状電極を設ける構成としてもよい。この場合、電磁界の放射抑圧効果は半減するものと考えられる。【００５９】  さらに、前記第１ないし第３の実施の形態では、ＴＭ���１０モード共振器２，１２の共振器電極２Ａ，２Ｂ，１２Ａ，１２Ｂはいずれも円形状に形成するものとしたが、少なくともいずれか一方が円形状であれば足りるものである。【００６０】  また、前記第１ないし第３の実施の形態では、ＴＭＯ１０モード共振器装置の誘電体基板１，１１は四角形状をなすものとしたが、例えば円形状、楕円形状等の他の形状に形成してもよい。【００６１】  次に、図２０および図２１は本発明の第４の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、ＴＭＯ１０モード共振器装置を用いて発振器装置を構成したことにある。なお、本実施の形態では、第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。【００６２】  ４１は誘電体材料からなる発振回路基板で、該発振回路基板４１は、例えばＴＭＯ１０モード共振器装置５６の誘電体基板１に比べて低い誘電率をもったセラミックス材料、樹脂材料等を用いて形成され、略四角形の平板状をなしている。【００６３】  ４２は発振回路基板４１の表面に設けられた発振回路部で、該発振回路部４２は、電界効果トランジスタ４３（以下、ＦＥＴ４３という）、マイクロストリップ線路４４、バイアス回路４５等によって構成されている。そして、発振回路部４２は、電源端子４１Ａを通じて電源電圧が供給され、ＴＭＯ１０モード共振器２によって設定された所定の発振周波数の信号を発振すると共に、この信号を出力端子４１Ｂを通じて出力している。【００６４】  ここで、ＦＥＴ４３のゲート端子Ｇは、マイクロストリップ線路４４の基端側に接続されている。また、ＦＥＴ４３のソース端子Ｓは、ソース側のバイアス回路４５に接続されると共に、帰還周波数を制御するインダクタとしての誘導性スタブ４６に接続されている。【００６５】  一方、ＦＥＴ４３のドレイン端子Ｄは、誘導性スタブ４７Ａとコンデンサ４７Ｂとからなるフィルタ回路４７とバイアス抵抗４８とを介して電源端子４１Ａに接続されると共に、直流成分を遮断するためのカップルドライン４９を介して出力端子４１Ｂに接続されている。また、電源端子４１Ａにはサージ除去用のコンデンサ５０が接続されている。【００６６】  さらに、マイクロストリップ線路４４の先端側には終端抵抗５１が接続されると共に、長さ方向途中位置には後述の誘電体基板１に向けて略Ｔ字状に分岐して延び、その先端側がＴＭＯ１０モード共振器２を励振する励振電極４４Ａとなっている。【００６７】  ５２は発振回路基板４１の表面に設けられた周波数制御回路部で、該周波数制御回路部５２は、誘電体基板１を挟んで発振回路部４２の反対側に配置されている。また、周波数制御回路部５２は、一端側がＴＭＯ１０モード共振器２の近傍に配置されたマイクロストリップ線路５３と、該マイクロストリップ線路５３の他端側に接続された変調素子としての可変容量ダイオード５４（バラクタダイオード）とによって大略構成されている。【００６８】  ここで、可変容量ダイオード５４は、そのカソード端子がマイクロストリップ線路５３に接続されると共に、アノード端子がグランドに接続されている。また、可変容量ダイオード５４のカソード端子はチョークコイルをなす誘導性スタブ５５を介して制御入力端子４１Ｃが接続さ���ている。さらに、マイクロストリップ線路５３の先端側はＴＭＯ１０モード共振器２を励振する励振電極５３Ａとなっている。【００６９】  そして、周波数制御回路部５２は、制御入力端子４１Ｃに印加される制御電圧に応じて可変容量ダイオード５４の静電容量を変化させて、発振周波数（共振周波数）を制御している。【００７０】  ５６は発振回路部４２と周波数制御回路部５２との間に設けられた第１の実施の形態によるＴＭＯ１０モード共振器装置で、該ＴＭＯ１０モード共振器装置５６の誘電体基板１は、発振回路部４２と周波数制御回路部５２との間に位置して発振回路基板４１の表面側に積み重ねて取付けられている。【００７１】  また、ＴＭＯ１０モード共振器２の共振器電極２Ａ，２Ｂのうち誘電体基板１の裏面側に設けられた共振器電極２Ｂは、発振回路基板４１の表面に設けられたランド（図示せず）等を通じてグランドに接続されている。そして、ＴＭＯ１０モード共振器２は、マイクロストリップ線路４４，５３の励振電極４４Ａ，５３Ａを介して発振回路部４２と周波数制御回路部５２に接続されている。【００７２】  本実施の形態による発振器装置は上述の如き構成を有するもので、次にその作動について説明する。【００７３】  電源端子４１Ａに駆動電圧が印加されると、ＦＥＴ４３のゲート端子Ｇには、ＴＭＯ１０モード共振器２の共振周波数に応じた信号が入力される。これにより、発振回路部４２とＴＭＯ１０モード共振器装置５６とは帯域反射型発振回路を構成するから、ＦＥＴ４３は、ＴＭＯ１０モード共振器２の共振周波数に応じた信号を増幅し、出力端子４１Ｂを通じて外部に向けて出力する。【００７４】  また、ＴＭＯ１０モード共振器装置５６には可変容量ダイオード５４からなる周波数制御回路部５２が接続されているから、制御入力端子４１Ｃに印加する制御電圧の値に応じて、ＴＭＯ１０モード共振器２の共振周波数を可変に設定することができる。これにより、発振器装置全体は電圧制御発振器（ＶＣＯ）として機能する。【００７５】  かくして、本実施の形態では、第１の実施の形態によるＴＭＯ１０モード共振器装置５６を用いて発振器装置を構成したから、ＴＭＯ１０モード共振器２の電磁界が外部に放射されるのを抑圧することができ、例えばＴＭＯ１０モード共振器装置５６を取囲むキャビティを省くことができる。このため、発振器装置の低背化、簡略化を図ることができ、製造コストを低減することができる。【００７６】  なお、第４の実施の形態では、ＴＭＯ１０モード共振器装置５６として第１の実施の形態によるＴＭＯ１０モード共振器装置を用いる構成としたが、第２または第３の実施の形態によるＴＭＯ１０モード共振器装置を用いる構成としてもよい。【００７７】  次に、図２２は本発明の第５の実施の形態を示し、本実施の形態の特徴は、本発明のＴＭＯ１０モード共振器装置を備えた発振器装置を用いて送受信装置としての通信機装置を構成したことにある。【００７８】  ６１は本実施の形態による通信機装置で、該通信機装置６１は、例えば信号処理回路６２と、信号処理回路６２に接続され高周波の信号を出力または入力する高周波モジュール６３と、該高周波モジュール６３に接続して設けられアンテナ共用器６��（デュプレクサ）を介して高周波の信号を送信または受信するアンテナ６５とによって構成されている。【００７９】  そして、高周波モジュール６３は、信号処理回路６２の出力側とアンテナ共用器６４との間に接続された帯域通過フィルタ６６、増幅器６７、ミキサ６８、帯域通過フィルタ６９、電力増幅器７０によって送信側が構成されると共に、アンテナ共用器６４と信号処理回路６２の入力側に接続された帯域通過フィルタ７１、低雑音増幅器７２、ミキサ７３、帯域通過フィルタ７４、増幅器７５によって受信側が構成されている。そして、ミキサ６８，７３には例えば第４の実施の形態のように本発明のＴＭＯ１０モード共振器装置を用いた発振器装置７６が接続されている。【００８０】  本実施の形態による通信機装置は上述の如き構成を有するもので、次にその作動について説明する。【００８１】  まず、送信時には、信号処理回路６２から出力された中間周波信号（ＩＦ信号）は、帯域通過フィルタ６６で不要な信号が除去された後、増幅器６７によって増幅されてミキサ６８に入力される。このとき、ミキサ６８は、この中間周波信号と発振器装置７６からの搬送波とを掛け合わせて高周波信号（ＲＦ信号）にアップコンバートする。そして、ミキサ６８から出力された高周波信号は、帯域通過フィルタ６９で不要な信号が除去された後、電力増幅器７０によって送信電力に増幅された後、アンテナ共用器６４を介してアンテナ６５から送信される。【００８２】  一方、受信時には、アンテナ６５から受信された高周波信号は、アンテナ共用器６４を介して帯域通過フィルタ７１に入力される。これにより、高周波信号は、帯域通過フィルタ７１で不要な信号が除去された後、低雑音増幅器７２によって増幅されてミキサ７３に入力される。このとき、ミキサ７３は、この高周波信号と発振器装置７６からの搬送波とを掛け合わせて中間周波信号にダウンコンバートする。そして、ミキサ７３から出力された中間周波信号は、帯域通過フィルタ７４で不要な信号が除去され、増幅器７５によって増幅された後、信号処理回路６２に入力される。【００８３】  かくして、本実施の形態によれば、放射が抑圧された本発明のＴＭＯ１０モード共振器装置からなる発振器装置７６を用いて通信機装置を構成するから、発振器装置７６の構造を簡略化でき、通信機装置全体の製造コストを低減することができる。【００８４】  なお、前記第５の実施の形態では、本発明によるＴＭＯ１０モード共振器装置を用いた発振器装置７６を通信機装置６１に適用した場合を例を挙げて説明したが、例えばレーダ装置等に適用してもよい。
【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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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【国際調査報告】
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