(57)【要約】【課題】基本構造が球形状の誘電体共振器本体を用いて、比較的簡単な構造で、トリプルモード等の共振モードを容易に励振可能な誘電体共振器を提供する。【解決手段】本発明の誘電体共振器は、少なくとも３つの共振モードを励振可能であり、導体に囲まれたキャビティー１１内に固定された誘電体共振器本体１０には、球形状の基本構造に対して各共振モード間を結合させる複数の構造２０、２１が形成されている。複数の構造２０、２１は、一方が第１の方向と第２の方向の各共振モードの間を結合させ、他方が第２の方向と第３の方向を結合させ、これら３方向（Ｘ、Ｙ、Ｚ方向）は互いに直交する関係にある。これにより、入力端子１２から出力端子１３に伝送される信号に対して、トリプルモードに基づき周波数特性が付与される。【選択図】図１
2013168868.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも３つの共振モードを励振する誘電体共振器であって、
導体に囲まれたキャビティー内に固定された球形状の誘電体構造物に対し、前記共振モード間を結合させる複数の構造を形成した誘電体共振器本体を備え、
前記複数の構造は、
第１の方向の共振モードと第２の方向の共振モードとの間を結合させる第１の構造と、
前記第２の方向の共振モードと第３の方向の共振モードとの間を結合させる第２の構造と、
を含み、前記第１、第２、第３の各方向は互いに直交する関係にあることを特徴とする誘電体共振器。
【請求項２】
少なくとも３つの共振モードを励振する誘電体共振器であって、
導体に囲まれたキャビティー内に固定された球形状の誘電体構造物に対し、前記共振モード間を結合させる複数の構造を形成した誘電体共振器本体を備え、
前記複数の構造は、
前記球形状の中心から所定方向に位置する第１の構造と、
前記球形状の中心から前記所定方向と６０度をなす方向に位置し、前記第１の構造と同一形状の第２の構造と、
を含むことを特徴とする誘電体共振器。
【請求項３】
各々の前記共振モードは、ＴＥ０１δモードであること特徴とする請求項１又は２に記載の誘電体共振器。
【請求項４】
前記第１及び第２の構造の各々は、前記誘電体共振器本体の外周部を円柱側面状に切り欠いた切り欠き部であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の誘電体共振器。
【請求項５】
前記第１及び第２の構造の各々は、前記誘電体共振器本体の外周部を平面状に切り欠いた切り欠き部であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の誘電体共振器。
【請求項６】
前記切り欠き部は、前記球形状の中心に対して対称的な形状を有する１対の切り欠き部であることを特徴とする請求項４又は５に記載の誘電体共振器。
【請求項７】
前記第１及び第２の構造の各々は、前記誘電体共振器本体の外周部から前記球形状の中心を通って前記誘電体共振器本体を貫通する貫通孔であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の誘電体共振器。
【請求項８】
前記誘電体共振器本体に形成された周波数調整部材を更に備えることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の誘電体共振器。
【請求項９】
前記誘電体共振器本体の近傍に配置され、前記誘電体共振器本体との間の距離を調整可能な誘電体の周波数調整部材を更に備えることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の誘電体共振器。
【請求項１０】
前記誘電体共振器本体の中心から直交する２方向にそれぞれ配置された１対の入出力端子を更に備えることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の誘電体共振器。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか１項に記載の誘電体共振器を備えるバンドパスフィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の共振モードを励振する誘電体共振器と、その誘電体共振器を含むバンドパスフィルタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、携帯電話等の基地局には共振器フィルタが組み込まれている。小型かつ高性能な共振器フィルタを実現するために、複数の共振モードを励振可能な多重モードの誘電体共振器が注目されている。この種の多重モード誘電体共振器は、キャビティー内に誘電体共振器本体を固定して構成され、複数の共振モードを励振させるための多様な構造が提案されている（例えば、特許文献１、２、３参照）。特に、３重の共振モード（トリプルモード）を励振可能な誘電体共振器を実現する場合は、特許文献１、２に開示されているように、誘電体共振器本体の基本構造として球形状を採用することで、その方向性に応じた３重の共振モード（例えば、ＴＥ０１δモード）を容易に励振することができる。このような多重モード誘電体共振器は、方向性に応じた複数の共振モードが多段接続された構成と等価であるため、各モードを段間結合させるための構造が不可欠である。例えば、キャビティーに複数の金属ネジ等を取り付けることで、各モード間の結合を調整し、所望の周波数特性を有する誘電体共振器を実現することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１６０７０２号公報
【特許文献２】特開２００３−１５８４０９号公報
【特許文献３】特開２０１０−２８５９０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、上記従来の多重モード誘電体共振器において、モード結合用の複数の金属ネジを取り付けることは複雑な加工が要求され、製造コストの上昇が避けられない。例えば、トリプルモードの誘電体共振器では、３段の共振モードが連結されるため、少なくとも段間結合を個別に調整可能な２つのモード結合用の金属ネジが必要になる。通常は、モード結合以外にも周波数調整用の金属ネジを設ける必要があるため、全体的に構造が複雑化することになる。また、モード結合用の金属ネジのように導体損を有する部材を設けることになると、伝送信号の損失の増大を招くなど、多重モード誘電体共振器の特性の劣化につながる恐れがある。一方、特許文献３に開示されるように、誘電体共振器本体を部分的に切削して結合調整を行う構造も考えられるが、これは基本構造が球形状ではなく、２段の共振モード間の結合にしか適用することができない。以上のように、基本構造が球形状の誘電体共振器を用いて、複雑な加工や特性劣化を防止しつつ、トリプルモード以上の各モード間の結合を容易に制御し得る誘電体共振器を実現することは困難であった。
【０００５】
本発明はこれらの問題を解決するためになされたものであり、基本構造が球形状の誘電体共振器本体を用いて、複数の共振モード間を確実に結合させ、複雑な加工を要することなく所望の周波数特性を容易に実現可能な誘電体共振器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】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の誘電体共振器は、少なくとも３つの共振モードを励振する誘電体共振器であって、導体に囲まれたキャビティー内に固定された球形状の誘電体構造物に対し、前記共振モード間を結合させる複数の構造を形成した誘電体共振器本体を備え、前記複数の構造は、第１の方向の共振モードと第２の方向の共振モードとの間を結合させる第１の構造と、前記第２の方向の共振モードと第３の方向の共振モードとの間を結合させる第２の構造とを含み、前記第１、第２、第３の各方向は互いに直交する関係にあることを特徴としている。
【０００７】
本発明の誘電体共振器によれば、キャビティー内に固定された球形状の誘電体共振器本体に対し、方向性に応じた複数の構造を形成し、これにより少なくとも３つの共振モードの間を結合させることができる。すなわち、互いに直交する３方向に関し、第１の構造によって第１／第２の方向の各共振モードの間を結合させ、第２の構造によって第２／第３の方向の各共振モードの間を結合させることで、結合関係に対応する所望の周波数特性を実現することができる。よって、球形状の誘電体共振器本体の構造自体によって段間結合の制御が可能となり、キャビティーに金属ネジ等の結合部材を取り付けることを不要として構造を簡素化し、結合部材の伝送損失に起因する特性劣化を防止することができる。なお、基本構造が球形状の誘電体共振器本体により励振される代表的な共振モードは、例えば、ＴＥ０１δモードである。
【０００８】
前記複数の構造は、球形状の中心から所定方向に位置する第１の構造と、球形状の中心から前記所定方向と６０度をなす方向に位置し、前記第１の構造と同一形状の第２の構造とを含んでいてもよい。例えば、上述の３方向に関し、第１の構造が第１／第２の両方向と４５度をなす方向に形成され、第２の構造が第２／第３の両方向と４５度をなす方向に形成された構造は、幾何学的な見地から、第１の構造と第２の構造の各方向が互いに６０度をなす構造と等価である。
【０００９】
前記第１及び第２の構造は、多様な形状で形成することができる。例えば、誘電体共振器本体の外周部を円柱側面状に切り欠いた切り欠き部により、第１及び第２の構造を形成してもよい。また例えば、誘電体共振器本体の外周部を平面状に切り欠いた切り欠き部により、第１及び第２の構造を形成してもよい。この場合、それぞれの切り欠き部は、前記球形状の中心に対して対称的な形状を有する１対の切り欠き部であってもよい。さらには、前記誘電体共振器本体の外周部から球形状の中心を通って前記誘電体共振器本体を貫通する貫通孔により、第１及び第２の構造を形成してもよい。
【００１０】
本発明の誘電体共振器には、共振周波数を調整するための周波数調整部材を設けてもよい。この場合、誘電体共振器本体に形成した周波数調整部材と、誘電体共振器本体の近傍に配置した周波数調整部材のいずれを用いてもよい。前者の周波数調整部材は、例えば、誘電体共振器本体に施す加工量（例えば、切削量）を変化させることで共振周波数を調整可能であるが、後者の周波数調整部材は、例えば、誘電体共振器本体との間の距離を調整することで共振周波数を調整可能である。
【００１１】
本発明の誘電体共振器には、誘電体共振器本体の中心から直交する２方向にそれぞれ配置された１対の入出力端子を設けてもよい。これにより、１対の入出力端子のうち、一方の入出力端子から伝送信号を入力し、誘電体共振器本体によって複数の共振モードを励振させた後、他方の入出力端子から所望の周波数特性が付与された伝送信号を出力することができる。なお、１対の入出力端子は、多様な構造及び配置で形成することができる。
【００１２】
本発明の誘電体共振器は、共振周波数の近傍の周波数成分を通過させ、それ以外の不要な周波数成分を遮断するバンドパスフィルタとして用いることができる。この場合、複数の誘電体共振器を縦続接続することで、不要な周波数成分の減衰量が大きいバンドパスフィルタを実現することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、誘電体共振器本体を構成する球形状の誘電体構造物に対し、方向性に応じて共振モード間を結合させる複数の構造を形成したものであるため、トリプルモード等の複数の共振モードを容易に励振可能な誘電体共振器を実現することができる。よって、キャビティーに金属ネジ等の結合部材を設けることなく、複数の構造の形状と配置によって共振モード間の結合を確実に制御でき、複雑な加工や特性劣化を防止しつつ、多重モードの誘電体共振器及びそれを含むバンドパスフィルタに対して所望の周波数特性を容易に付与することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１実施形態の誘電体共振器の斜視図である。
【図２】図１の誘電体共振器をＡ方向から見た側面図である。
【図３】２つのモード結合用切り欠き部の作用に関し、方向性とモード結合との関係の観点から説明する図である。
【図４】２つのモード結合用切り欠き部が交差する位置から球形状の中心の方向を見たときの誘電体共振器本体の構造を示す図である。
【図５】第１実施形態の誘電体共振器の周波数特性を示す図である。
【図６】第２実施形態の誘電体共振器の斜視図である。
【図７】図６の誘電体共振器をＡ方向から見た側面図である。
【図８】図６の誘電体共振器をＢ方向から見た側面図である。
【図９】第２実施形態の誘電体共振器の周波数特性を示す図である。
【図１０】第３実施形態の誘電体共振器の斜視図である。
【図１１】図１０の誘電体共振器をＡ方向から見た側面図である。
【図１２】図１０の誘電体共振器をＢ方向から見た側面図である。
【図１３】図１０の誘電体共振器を上方から見た上面図である。
【図１４】第３実施形態の誘電体共振器の周波数特性を示す図である。
【図１５】第１実施形態の変形例に係る誘電体共振器の斜視図である。
【図１６】図１５の変形例に係る誘電体共振器をＡ方向から見た側面図である。
【図１７】図１の斜視図において入力プローブ及び出力プローブの配置を変更した構成の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。以下では、３つの共振モード（トリプルモード）を励振することにより、３つのピークを含む周波数特性が付与された誘電体共振器に対して本発明を適用する場合に関し、構造が異なる３つの実施形態を説明する。
【００１６】
［第１実施形態］
第１実施形態の誘電体共振器の構造について図１及び図２を用いて説明する。図１は、第１実施形態の誘電体共振器の斜視図であり、図２は、図１の誘電体共振器をＡ方向から見た側面図である。図１及び図２に示されるように、第１実施形態の誘電体共振器は、誘電体共振器本体１０と、導体ケースであるキャビティー１１と、入力プローブ１２及び出力プローブ１３とを備えて構成されている。
【００１７】
誘電体共振器本体１０は球形状の基本構造を有し、その中心Ｐｃが図２に示される。誘電体共振器本体１０は、その球形状を部分的に切り欠いた２つのモード結合用切り欠き部２０、２１と、球形状の表面から突出する周波数調整用円柱凸部３０をそれぞれ形成したものである。これらのモード結合用切り欠き部２０、２１及び周波数調整用円柱凸部３０はいずれも円柱状であるが、その役割及び構造の詳細は後述する。誘電体共振器本体１０は、所定の比誘電率を有するセラミック等の誘電体材料を用いて形成されている。誘電体共振器本体１０はその周囲をキャビティー１１によって囲まれ、例えば、所定形状の支持台（不図示）によってキャビティー１１内で固定されている。
【００１８】
キャビティー１１は、外形形状が立方体の金属導体から構成され、その内部の誘電体共振器本体１０を外部空間と電気的に遮断するための導体ケースとして機能する。図１では、キャビティー１１は立方体の外周面を有し、その内側に円筒状の内周面１１ａが形成された構造例を示している。ただし、キャビティー１１の内周面１１ａを、外周面と同様、立方体に形成してもよい。また、入力プローブ１２及び出力プローブ１３は、それぞれキャビティー１１の側面に取り付けられている。入力プローブ１２及び出力プローブ１３は同一構造であって、キャビティー１１の側面を貫通する同軸端子の一端が、下方に延びる円筒部１２ａ、１３ａにそれぞれ接続された構造を有する。
【００１９】
ここで、図１の下部に示すように、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸をそれぞれ示している。これらのＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に対し、Ｚが一定のＸＹ平面と、Ｙが一定のＸＺ平面と、Ｘが一定のＹＺ平面をそれぞれ想定する。この場合、キャビティー１１の外周面は、ＸＹ平面、ＸＺ平面、ＹＺ平面のいずれかに平行であり、キャビティー１１の内周面１１ａは、中心軸がＺ軸に平行で、上下の底面がＸＹ平面に平行な円柱状である。また、入力プローブ１２及び出力プローブ１３のそれぞれの同軸端子は、球形状の中心Ｐｃから見てＸＹ平面上で互いに直交する方向を向く関係にある。
【００２０】
２つのモード結合用切り欠き部２０、２１は、いずれも誘電体共振器本体１０の表面を円柱側面状に切削した部分である。すなわち、モード結合用切り欠き部２０、２１の各々は、中心軸が誘電体共振器本体１０の球形状の中心Ｐｃを通る所定の方向に延び、図１には現れない円形の上下の底面を有する円柱構造に形成される。図２の側面図に示すように、一方のモード結合用切り欠き部２０については、円柱構造の各底面が、ＸＺ平面とＸＹ平面とを２等分する平面に平行である。また、他方のモード結合用切り欠き部２１については、円柱構造の両側の底面が、ＹＺ平面とＸＹ平面とを２等分する平面に平行である。換言すると、一方のモード結合用切り欠き部２０は、円柱構造の中心軸が、Ｘ軸と９０度で交差し、かつＹ軸及びＺ軸のそれぞれと４５度で交差する。また、他方のモード結合用切り欠き部２１は、円柱構造の中心軸が、Ｙ軸と９０度で交差し、かつＸ軸及びＺ軸のそれぞれと４５度で交差する。モード結合用切り欠き部２０、２１の作用については後述する。
【００２１】
周波数調整用円柱凸部３０は、誘電体共振器本体１０の表面から円柱状に突出した部分である。すなわち、周波数調整用円柱凸部３０は、中心軸が誘電体共振器本体１０の球形状の中心Ｐｃ（図２）を通ってＺ方向に延び、両側の円形の底面がＸＹ平面に平行に形成され、かつ球形状の中心Ｐｃから対象に配置されている。図２から明らかなように、周波数調整用円柱凸部３０の側面は、ＸＹ平面内の径が誘電体共振器本体１０の径より大きくなるように突出しており、その突出量を変化させることで誘電体共振器の共振周波数を調整することができる。
【００２２】
ここで、図３を参照して、２つのモード結合用切り欠き部２０、２１の作用に関し、方向性とモード結合との関係の観点から説明する。図３（Ａ）は、ＸＺ平面とＸＹ平面とを２等分する結合平面Ｓａを示しており、結合平面ＳａがＸＺ平面及びＸＹ平面のそれぞれと４５度で交差していることがわかる。また、図３（Ｂ）は、ＹＺ平面とＸＹ平面とを２等分する結合平面Ｓｂを示しており、結合平面ＳｂがＹＺ平面及びＸＹ平面のそれぞれと４５度で交差していることがわかる。図２及び図３の対比から明らかなように、図３（Ａ）の結合平面Ｓａは一方のモード結合用切り欠き部２０の円柱構造の両側の底面に対応するとともに、図３（Ｂ）の結合平面Ｓｂは他方のモード結合用切り欠き部２１の円柱構造の両側の底面に対応する。
【００２３】
基本構造が球形状の誘電体共振器本体１０は、共振モードとしてのＴＥ０１δモードを励振し、そのＴＥ０１δモードの方向性に応じて３重の共振モード（トリプルモード）に縮退した状態にある。そして、誘電体共振器本体１０にモード結合用の構造を形成することにより、ＴＥ０１δモードの各モード間を結合させ、その結合量に応じた所望の周波数特性を実現することができる。具体的には、３つの共振モードとしてＸＺ平面、ＹＺ平面、ＸＹ平面のそれぞれの方向の成分を想定したとき、図３（Ａ）の結合平面Ｓａを介してＸＺ平面及びＸＹ平面の各モード間が結合し、図３（Ｂ）の結合平面Ｓｂを介してＹＺ平面及びＸＹ平面の各モード間が結合する。このように、誘電体共振器をトリプルモードの共振器として機能させるには、２つの結合平面Ｓａ、Ｓｂに対応する２つの構造を形成する必要がある。第１実施形態の場合は、第１の構造であるモード結合用切り欠き部２０と、第２の構造であるモード結合用切り欠き部２１とを同一の円柱構造に形成し、それぞれの切削量に応じてモード間の結合量を調整するように構成されている。
【００２４】
具体的には、モード結合用切り欠き部２０、２１の円柱の直径に応じて共振モード間の結合の強さが変化し、それにより誘電体共振器の周波数特性における通過帯域幅を調整することができる。この場合、モード結合用切り欠き部２０、２１に対し、切削量を増やして円柱の直径を小さくするほど、共振モード間の結合が強くなって通過帯域幅が広くなり、切削量を減らして円柱の直径を大きくするほど、共振モード間の結合が弱くなって通過帯域幅が狭くなる。よって、必要な通過帯域幅に応じて、各モード結合用切り欠き部２０、２１の円柱の直径を適切に設定すればよい。また、モード結合用切り欠き部２０、２１の円柱の高さに関しては、誘電体共振器本体１０の球形状との関係で、円柱の直径を小さくするほど円柱の高さが高くなり、円柱の直径を大きくするほど円柱の高さが低くなる。なお、誘電体共振器の周波数特性については後述する。
【００２５】
さらに、図４は、２つのモード結合用切り欠き部２０、２１が交差する位置Ｐｉから球形状の中心Ｐｃの方向を見たときの誘電体共振器本体１０の構造を示している。なお、図４では、理解の容易のため、誘電体共振器本体１０の表面のうち周波数調整用円柱凸部３０の部分は示していない。誘電体共振器本体１０の表面においては、２つのモード結合用切り欠き部２０、２１の各側面が位置Ｐｉを基準として対称的な配置で露出している。２つのモード結合用切り欠き部２０、２１に対し、それぞれ対応する円柱構造の両側の底面から等距離にある断面２０ａ、２１ａを付記している。これらの２つの断面２０ａ、２１ａは、位置Ｐｉにおいて６０度で交差していることがわかる。これは、一方の断面２０ａが図３（Ａ）の結合平面Ｓａに平行であり、他方の断面２１ａが図３（Ｂ）の結合平面Ｓｂに平行であることから、幾何学的な見地から導かれる関係である。換言すれば、誘電体共振器本体１０のモード結合のために、互いに６０度で交差する方向性を有する２つの構造を形成することにより、トリプルモードの共振特性を実現することができる。
【００２６】
次に、図５を参照して、第１実施形態の誘電体共振器の周波数特性について説明する。ここで、キャビティー１１の内周面１１ａが直径９７ｍｍ、高さ８１．３ｍｍの円筒状であり、誘電体共振器本体１０は、球形状の直径が４７．９ｍｍ、比誘電率ε＝４４、２つのモード結合用切り欠き部２０、２１の円柱底面の直径が４５．３ｍｍ（円柱高さが１５．５６７ｍｍ）として図１及び図２の構造に形成し、周波数調整用円柱凸部３０により中心周波数が１０００ＭＨｚの近傍になるように調整した上で、第１実施形態の誘電体共振器のシミュレーションを行った。シミュレーションにおいては、所定の周波数範囲において、入力プローブ１２から出力プローブ１３に至る伝送信号の周波数特性を求めた。
【００２７】
第１実施形態の誘電体共振器の周波数特性によれば、図５に示すＳパラメータＳ２１によって、中心周波数の近傍の周波数成分を通過させ、それ以外の低域及び高域の周波数成分を遮断する周波数特性が確認された。また、図５に示すＳパラメータＳ１１によって、通過帯域において３つのピーク（極）が存在することから、トリプルモードの共振特性が反映されていることが確認された。また、図５に示す通過帯域幅Ｗｐは、上述したように、モード結合用切り欠き部２０、２１の円柱の直径に依存して定まる。このようにトリプルモードの共振特性を有する誘電体共振器を用いることにより、通過帯域の範囲外の周波数成分を急峻に減衰させることができるバンドパスフィルタを実現可能である。なお、図５では１つの誘電体共振器の周波数特性を示しているが、複数の誘電体共振器を縦続接続してバンドパスフィルタを構成することにより、不要な周波数成分を一層減衰させることが可能となる。
【００２８】
［第２実施形態］
次に、第２実施形態の誘電体共振器の構造について図６〜図８を用いて説明する。図６は、第２実施形態の誘電体共振器の斜視図である。また、図７は、図６の誘電体共振器をＡ方向から見た側面図であり、図８は、図６の誘電体共振器をＢ方向から見た側面図である。図６〜図８に示されるように、第２実施形態の誘電体共振器のうち、誘電体共振器本体１０の球形状と、キャビティー１１と、入力プローブ１２及び出力プローブ１３については、第１実施形態（図１及び図２）と同様である。一方、第２実施形態の誘電体共振器のうち、誘電体共振器本体１０の球形状を部分的に切り欠いた２対のモード結合用切り欠き部２２、２３と、周波数調整用円柱切り欠き部３１とについては、第１実施形態とは構造が異なるので、以下では主に異なる点を説明する。
【００２９】
第２実施形態において、１対のモード結合用切り欠き部２２は、誘電体共振器本体１０の表面を平面状に切削した２つの円形平面部を含み、誘電体共振器本体１０の中心Ｐｃを挟んで対向配置される。図７に示すように、１対のモード結合用切り欠き部２２の対向する円形平面部は、図３（Ａ）の結合平面Ｓａと同様、ＸＺ平面及びＸＹ平面のそれぞれと４５度で交差する。一方、１対のモード結合用切り欠き部２３は、誘電体共振器本体１０の表面を平面状に切削した２つの円形平面部を含み、誘電体共振器本体１０の中心Ｐｃを挟んで対向配置される。図８に示すように、１対のモード結合用切り欠き部２３の対向する円形平面部は、図３（Ｂ）の結合平面Ｓｂと同様、ＹＺ平面及びＸＹ平面のそれぞれと４５度で交差する。なお、２対のモード結合用切り欠き部２２、２３に含まれる４つの円形平面部は、同一の径で形成される。
【００３０】
上述したように、第２実施形態のモード結合用切り欠き部２２、２３の方向性は、第１実施形態のモード結合用切り欠き部２０、２１の方向性と共通である。そのため、第１実施形態の図４で説明したように、一方のモード結合用切り欠き部２２の各円形平面部と、他方のモード結合用切り欠き部２３の各円形平面部とが、互いに６０度で交差する方向性を有し、これによりトリプルモードの共振特性を実現することができる。このように、第２実施形態における３つの共振モードとしてのＸＺ平面、ＹＺ平面、ＸＹ平面に関し、モード結合用切り欠き部２２、２３に基づくモード間の結合については、第１実施形態と同様に作用する。
【００３１】
第２実施形態におけるモード間の結合量は、モード結合用切り欠き部２２、２３の切削量に応じて調整される。具体的には、モード結合用切り欠き部２２、２３の各円形平面部同士の間の距離に応じて共振モード間の結合の強さが変化し、それにより誘電体共振器の周波数特性における通過帯域幅を調整することができる。この場合、モード結合用切り欠き部２２、２３に対し、切削量を増やして各円形平面部間の距離を小さくするほど、共振モード間の結合が強くなって通過帯域幅が広くなり、切削量を減らして各円形平面部間の距離を大きくするほど、共振モード間の結合が弱くなって通過帯域幅が狭くなる。よって、必要な通過帯域幅に応じて、各モード結合用切り欠き部２２、２３の各円形平面部間の距離を適切に設定すればよい。また、モード結合用切り欠き部２２、２３の各円形平面部の直径に関しては、誘電体共振器本体１０の球形状との関係で、各円形平面部間の距離を小さくするほど直径が大きくなり、各円形平面部間の距離を大きくするほど直径が小さくなる。
【００３２】
また、第２実施形態における周波数調整用円柱切り欠き部３１は、第１実施形態と方向性が同一であるが、誘電体共振器本体１０の表面を円柱側面状に切削して形成されている。すなわち、周波数調整用円柱切り欠き部３１は、中心軸が誘電体共振器本体１０の球形状の中心Ｐｃ（図２）を通ってＺ方向に延び、両側の円形の底面がＸＹ平面に平行に形成され、かつ球形状の中心Ｐｃから対象に配置されている。よって、周波数調整用円柱切り欠き部３１の円柱側面の切削量を変化させることで誘電体共振器の共振周波数を調整することができる。ただし、第１実施形態の周波数調整用凸部３０と第２実施形態の周波数調整用円柱切り欠き部３１の相違は本質的なものではなく、周波数条件によっては相互に入れ換えて適用することができる。
【００３３】
次に、図９を参照して、第２実施形態の誘電体共振器の周波数特性について説明する。ここで、キャビティー１１の内周面１１ａ及び誘電体共振器本体１０の球形状の寸法条件と比誘電率εについては、第１実施形態の場合と同様とし、モード結合用切り欠き部２２、２３の対向する円形平面部同士の間の距離を４２．９ｍｍとして図６〜図８の構造に形成し、周波数調整用円柱切り欠き部３１により中心周波数が１０００ＭＨｚの近傍になるように調整した上で、第１実施形態の図５と同様の手法で第２実施形態の誘電体共振器のシミュレーションを行った。図９に示すように、第２実施形態の誘電体共振器の周波数特性は、概ね第１実施形態の誘電体共振器の周波数特性（図５）と共通である。よって、第２実施形態においても、第１実施形態と同様、トリプルモードの共振特性を有する誘電体共振器と、それによるバンドパスフィルタとを実現可能である。
【００３４】
［第３実施形態］
次に、第３実施形態の誘電体共振器の構造について図１０〜図１３を用いて説明する。図１０は、第３実施形態の誘電体共振器の斜視図である。また、図１１は、図１０の誘電体共振器をＡ方向から見た側面図であり、図１２は、図１０の誘電体共振器をＢ方向から見た側面図であり、図１３は、図１０の誘電体共振器を上方から見た上面図である。第３実施形態の誘電体共振器のうち、誘電体共振器本体１０の球形状と、キャビティー１１と、入力プローブ１２及び出力プローブ１３については、第１実施形態（図１及び図２）と同様である。一方、第３実施形態の誘電体共振器のうち、誘電体共振器本体１０の球形状に形成した２つの貫通孔である２つのモード結合用スルーホール２４、２５と、４つの周波数調整用切り欠き部３２とについては、第１及び第２実施形態とは構造が異なるので、以下では主に異なる点を説明する。
【００３５】
第３実施形態において、２つのモード結合用スルーホール２４、２５は、いずれも誘電体共振器本体１０を所定の径で貫通し、その経路は誘電体共振器本体１０の球形状の中心Ｐｃ（図２）を通る直線状に形成される。なお、図１０〜図１３の誘電体共振器本体１０には、モード結合用スルーホール２４、２５の各々の一端のみが示されているが、対向する位置には他端が存在する。図１０〜図１３から明らかなように、一方のモード結合用スルーホール２４は、その中心軸がＹ軸及びＺ軸のそれぞれと４５度で交差し、他方のモード結合用スルーホール２５は、その中心軸がＸ軸及びＺ軸のそれぞれと４５度交差する。なお、一方のモード結合用スルーホール２４はＸ軸と直交し、他方のモード結合用スルーホール２５はＹ軸と直交する。図３及び図４と同様の幾何学的見地から、２つのモード結合用スルーホール２４、２５は互いに６０度で交差する関係にあるため、第３実施形態においてもトリプルモードの共振特性を実現することができる。
【００３６】
第３実施形態におけるモード間の結合量は、モード結合用スルーホール２４、２５のそれぞれの直径に応じて調整される。具体的には、モード結合用スルーホール２４、２５の各直径に応じて共振モード間の結合の強さが変化し、それにより誘電体共振器の周波数特性における通過帯域幅を調整することができる。この場合、モード結合用スルーホール２４、２５に対し、直径を大きくするほど、共振モード間の結合が強くなって通過帯域幅が広くなり、直径を小さくするほど、共振モード間の結合が弱くなって通過帯域幅が狭くなる。よって、必要な通過帯域幅に応じて、各モード結合用スルーホール２４、２５の直径を適切に設定すればよい。
【００３７】
また、第３実施形態における周波数調整用切り欠き部３２は、誘電体共振器本体１０の表面の４箇所を平面状に切削して形成されている。すなわち、周波数調整用切り欠き部３２は、ＸＺ平面に平行な１対の円形平面部と、ＹＺ平面に平行な１対の円形平面部を含み、それぞれの円形平面部の中心がＸＹ平面内で対称的な関係で配置されている。周波数調整用切り欠き部３２の４つの円柱平面部は同じ径であり、その切削量を変化させることで誘電体共振器の共振周波数を調整することができる。なお、第３実施形態においても、周波数調整用切り欠き部３２に代え、第１実施形態の周波数調整用凸部３０又は第２実施形態の周波数調整用円柱切り欠き部３１を適用してもよい。
【００３８】
次に、図１４を参照して、第３実施形態の誘電体共振器の周波数特性について説明する。ここで、キャビティー１１の内周面１１ａ及び誘電体共振器本体１０の球形状の寸法条件と比誘電率εについては、第１実施形態の場合と同様とし、モード結合用スルーホール２４、２５の直径をそれぞれ３．３ｍｍとして図１０〜図１３の構造に形成し、周波数調整用切り欠き部３２により中心周波数が１０００ＭＨｚの近傍になるように調整した上で、第１実施形態の図５と同様の手法で第３実施形態の誘電体共振器のシミュレーションを行った。図１４に示すように、第３実施形態の誘電体共振器の周波数特性は、概ね第１実施形態の誘電体共振器の周波数特性（図５）と共通である。よって、第３実施形態においても、第１及び第２実施形態と同様、トリプルモードの共振特性を有する誘電体共振器と、それによるバンドパスフィルタとを実現可能である。
【００３９】
［変形例］
上記各実施形態の誘電体共振器は、第１〜第３実施形態で開示した構造には限定されず、多様な変形例を適用することができる。以下、第１実施形態の誘電体共振器に適用可能な変形例について図１５及び図１６を用いて説明する。図１５は、本変形例に係る誘電体共振器の斜視図であり、図１６は、図１５の誘電体共振器をＡ方向から見た側面図である。本変形例に係る誘電体共振器のうち、誘電体共振器本体１０の球形状と、キャビティー１１と、モード結合用切り欠き部２０、２１については、第１実施形態（図１及び図２）と同様であるため説明を省略する。
【００４０】
本変形例では、誘電体共振器本体１０に形成された周波数調整用円柱凸部３０（図１）を、誘電体共振器本体１０から分離して対向配置される周波数調整部材３３で置き換えた点が特徴的である。周波数調整部材３３は所定の厚さの円板状であり、その中央上部が支持棒３４に取り付けられている。これにより、キャビティー１１の上面から支持棒３４を介して周波数調整部材３３をＸＹ平面内で回転させることにより、周波数調整部材３３と誘電体共振器本体１０との間の距離を調整可能になっている。なお、周波数調整部材３３は誘電体共振器本体１０と同一の誘電体材料を用いて形成される。
【００４１】
また、本変形例では、入力プローブ１２及び出力プローブ１３の形状が図１及び図２とは変更されている。すなわち、入力プローブ１２及び出力プローブ１３の各々は、キャビティー１１の側面を貫通する同軸端子の一端が、下方に延びる直線状の導体部１２ｂ、１３ｂにそれぞれ接続された構造を有する。本変形例における入力プローブ１２及び出力プローブ１３は採用可能な構造上のバリエーションの一例に過ぎず、図１及び図２の構造との相違は本質的なものではなく、第１〜第３実施形態の入力プローブ１２及び出力プローブ１３と同様の役割を果たす。
【００４２】
図１５及び図１６では、本変形例を第１実施形態の誘電体共振器に対して適用する場合を説明したが、本変形例は第２実施形態又は第３実施形態の誘電体共振器に対しても適用可能である。本変形例は、第１〜第３実施形態のいずれに適用した場合であっても、基本的な作用効果は共通であり、トリプルモードの共振特性を有する誘電体共振器と、それによるバンドパスフィルタとを実現可能である。なお、本変形例を適用した誘電体共振器は、誘電体共振器本体１０の構造を直接調整することなく、支持棒３４を介して周波数調整部材３３が回転可能に構成されているため、誘電体共振器の周波数調整を容易に行うことができるメリットがある。
【００４３】
次に、上記各実施形態の誘電体共振器における入力プローブ１２及び出力プローブ１３に関する変形例を説明する。まず、上記各実施形態で示した図１、図６、図１０、図１５の各斜視図において、入力プローブ１２及び出力プローブ１３を互いに入れ換えた構成としてもよい。つまり、図１、図６、図１０、図１５において、入力プローブ１２及び出力プローブ１３を入れ換える場合であっても、同様の誘電体共振器を実現することができる。また、図１７は、図１の斜視図において、上記各実施形態における入力プローブ１２及び出力プローブ１３を、配置が異なる入力プローブ１４及び出力プローブ１５で置き換えた構成の変形例を示している。すなわち、図１７の出力プローブ１５及びその円筒部１５ａは図１の出力プローブ１３及び円筒部１３ａに対応するが、図１７の入力プローブ１４及び円筒部１４ａは、出力プローブ１５と対向する位置においてＸＺ平面内で９０度回転させた構造に対応する。よって、入力プローブ１４に付随する円筒部１４ａはＺ方向ではなくＸ方向に延びる構造になっている。かかる変形例を採用する場合であっても、トリプルモードの共振特性を有する誘電体共振器と、それによるバンドパスフィルタとを実現可能であることは同様である。
【００４４】
以上、本実施形態に基づき本発明の内容を具体的に説明したが、本発明は上述の各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を施すことができる。例えば、上記各実施形態では、誘電体共振器本体１０に形成される複数の構造（２０〜２５）として３通りの構造例を示したが、これらの構造例に限られることなく、共振モード間を結合させ得る多様な形態で、複数の構造を形成することができる。また、その他の点についても上記実施形態により本発明の内容が限定されるものではなく、本発明の作用効果を得られる限り、上記実施形態に開示した内容には限定されることなく適宜に変更可能である。
【符号の説明】
【００４５】
１０…誘電体共振器本体
１１…キャビティー
１２、１４…入力プローブ
１３、１５…出力プローブ
２０〜２３…モード結合用切り欠き部
２４、２５…モード結合用スルーホール
３０…周波数調整用円柱凸部
３１…周波数調整用円柱切り欠き部
３２…周波数調整用切り欠き部
３３…周波数調整部材
３４…支持棒
【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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