(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
共振器に対して少なくとも２つの結合点で励振プローブを結合させて成る共振器装置であって、
前記２つの結合点における第１の共振モードの前記共振器上の位相差と、前記２つの結合点における第１の共振モードでの前記励振プローブ上の位相差とが略等しく、且つ前記２つの結合点における第２共振モードの前記共振器上の位相差と、前記２つの結合点における第２の共振モードでの前記励振プローブ上の位相差とが等しくない関係に定めたことを特徴とする共振器装置。
【請求項２】
前記励振プローブを、１本の線路で構成し、該線路上の２点を前記共振器に対する結合点としたことを特徴とする請求項１に記載の共振器装置。
【請求項３】
前記励振プローブを、２分岐された線路で構成し、該２分岐の分岐点から略等しい距離だけ離れた前記線路上の点を前記共振器に対する結合点とするとともに、当該結合点から前記線路の終端までのそれぞれの電気長を略等しくしたことを特徴とする請求項１に記載の共振器装置。
【請求項４】
前記励振プローブを、２分岐された線路で構成し、該２分岐の分岐点から、抑圧すべき共振モードの共振周波数における電気長で略半波長分の差だけ離れた前記線路上の点を前記共振器に対する結合点とするとともに、当該結合点から前記線路の終端までのそれぞれの電気長を略等しくしたことを特徴とする請求項１に記載の共振器装置。
【請求項５】
前記励振プローブを、２分岐された線路で構成し、該２分岐の分岐点から略等しい距離だけ離れた前記線路上の点を前記共振器に対する結合点とするとともに、当該結合点から前記線路の終端までのそれぞれの電気長の差を、抑圧すべき共振モードの共振周波数における略半波長分としたことを特徴とする請求項１に記載の共振器装置。
【請求項６】
請求項１〜５のうちいずれかに記載の励振プローブを信号入出力ポートとして成るフィルタ。
【請求項７】
請求項１〜５のうちいずれかに記載の励振プローブに負性抵抗回路を接続して成る発振器。
【請求項８】
請求項６に記載のフィルタまたは請求項７に記載の発振器を備えて成る通信機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、共振器に励振プローブを結合させてなる共振器装置、フィルタ、発振器およびそれらを用いた通信機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
誘電体基板に設けた共振器とプローブとからなる共振器装置の構成例を図１３および図１４に示す。
図１３はその分解斜視図である。ここで、１は高誘電率誘電体材料からなる共振器用基板であり、それぞれ円形の電極開口部Ｈａ，Ｈｂを有する上面電極２および下面電極３を形成している。このような電極構造によって、電極開口部Ｈａ，Ｈｂ部分がＴＥ０１０モードの誘電体共振器として作用する。４は低誘電率材料からなるプローブ用基板であり、その上面にストリップ導体からなる励振プローブ５，６を形成している。このプローブ用基板４は共振器用基板１の上面に重ね、プローブ用基板４および共振器用基板１からそれぞれ所定距離離れた位置に上部シールド板７および下部シールド板８を配置している。
【０００３】
図１４は、共振器用基板１にプローブ用基板４を重ねた状態での上面図である。このように電極開口部Ｈａ，Ｈｂ付近に励振プローブ５，６をそれぞれ近接させることによって、電極開口部Ｈａ，Ｈｂ部分のＴＥ０１０モードの誘電体共振器と励振プローブ５，６とがそれぞれ磁界結合する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような励振プローブを用いて共振器と結合させるようにした共振器装置においては、その励振プローブと共振器のスプリアスモードとの結合が問題となる。例えば、利用すべき主モードがＴＥ０１０モードの場合、例えばＨＥ３１０モードがスプリアスモードとなる。図１５はＨＥ３１０モードの電磁界分布を示している。このようなスプリアスモードも図１４に示した配置の励振プローブと結合するため、ＨＥ３１０モードのレスポンスも強く現れる。
【０００５】
この発明の目的は、上記スプリアスの問題を解消した共振器装置、フィルタ、発振器および通信機を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明の目的は、共振器に対する励振プローブの結合のさせ方によって、プローブがスプリアスモードと結合しないようにするとともに、共振器のスプリアスモードの発生を抑圧するものである。
【０００７】
この発明は、共振器に対して少なくとも２つの結合点で励振プローブを結合させて成る共振器装置であって、前記２つの結合点における第１の共振モードの前記共振器上の位相差と、前記２つの結合点における第１の共振モードでの励振プローブ上の位相差とが略等しく、且つ前記２つの結合点における第２共振モードの前記共振器上の位相差と、前記２つの結合点における第２の共振モードでの励振プローブ上の位相差とが等しくない関係に定める。
【０００８】
例えば、励振プローブを、１本の線路で構成し、該線路上の所定の２点を前記共振器の所定の２点に結合させれば、２つの結合点における第１の共振モード（実際に利用する主モード）の共振器上の位相差と、その共振モードの周波数での励振プローブ上の位相差とが略等しい関係で、共振器と励振プローブとが結合する。したがって上記励振プローブは共振器の第１の共振モードと結合する。一方、励振プローブは２つの結合点で第２の共振モード（スプリアスモード）とも結合しようとするが、第２の共振モードでの２つの結合点における共振器上の位相差と、その第２の共振モードの周波数での励振プローブ上の位相差とは等しくないため、第２の共振モードの信号が打ち消される。結局、励振プローブは共振器の第１の共振モードと選択的に結合することになる。
【０００９】
特に、上記２つの結合点における第２の共振モードでの共振器上の位相差と、その結合点における第２の共振モードの周波数での励振プローブ上の位相差とが逆相関係であれば、その第２の共振モードが最も有効に打ち消されることになる。
【００１０】
また、この発明は、励振プローブを、２分岐された線路で構成し、該２分岐の分岐点から略等しい距離だけ離れた線路上の点を共振器に対する結合点とする。これにより、２つの結合点における共振器上の位相が逆相関係になる共振モードとプローブとが選択的に結合する。また２つの結合点における共振器上の位相が同相関係になる共振モードが抑圧される。
【００１１】
また、この発明は、励振プローブを、２分岐された線路で構成し、該２分岐の分岐点から、抑圧すべき共振モードの共振周波数における電気長で半波長分の差だけ離れた線路上の点を共振器に対する結合点とする。これにより、２つの結合点における共振器上の位相が同相関係になる共振モードとプローブとが選択的に結合し、２つの結合点における共振器上の位相が逆相関係になる共振モードが抑圧される。
【００１２】
また、この発明は、励振プローブを、２分岐された線路で構成し、該２分岐の分岐点から略等しい距離だけ離れた前記線路上の点を前記共振器に対する結合点とするとともに、当該結合点から前記線路の終端までのそれぞれの電気長の差を、抑圧すべき共振モードの共振周波数における略半波長分とする。これにより、２つの結合点における共振器上の位相が同相関係になる共振モードとプローブとが選択的に結合し、２つの結合点における共振器上の位相が逆相関係になる共振モードが抑圧される。
【００１３】
また、この発明は、上記励振プローブを、信号入出力ポートとしてフィルタを構成する。
【００１４】
また、この発明は、上記励振プローブに負性抵抗回路を接続して発振器を構成する。
【００１５】
また、この発明は、上記フィルタまたは上記発振器を備えて通信機を構成する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
第１の実施形態に係るフィルタの構成を図１〜図４を参照して説明する。
図１は、フィルタの分解斜視図である。ここで、１は高誘電率誘電体材料からなる共振器用基板であり、それぞれ円形の電極開口部Ｈａ，Ｈｂを有する上面電極２および下面電極３を形成している。このような電極構造によって、共振器用基板の電極開口部Ｈａ，Ｈｂ部分がそれぞれ誘電体共振器として作用する。以下、電極開口部Ｈａによる誘電体共振器を「共振器Ｒａ」、電極開口部Ｈｂによる誘電体共振器を「共振器Ｒｂ」という。４は低誘電率材料からなるプローブ用基板であり、その上面にストリップ導体からなる励振プローブ（以下単に「プローブ」という。）５，６を形成している。７，８はそれぞれシールド板である。
【００１７】
このフィルタは、上記共振器用基板１の上面にプローブ用基板４を重ね、プローブ用基板４および共振器用基板１からそれぞれ所定距離離れた位置に上部シールド板７および下部シールド板８を配置することによって構成している。
【００１８】
図２の（Ａ）は、共振器用基板１にプローブ用基板４を重ねた状態での上面図である。（Ｂ）は上記２つの電極開口部の中央を通る面での断面図である。ここで、共振器用基板１は厚みが１ｍｍで比誘電率が３０の高誘電率基板である。また、プローブ用基板４は厚みが０．１ｍｍで比誘電率が３．２のＢＴレジンなどの低誘電率基板である。電極開口部Ｈａ，Ｈｂの直径は４．０ｍｍであり、その上下のシールド板までの空気層はそれぞれ１ｍｍである。この構造パラメータで共振器の共振周波数を有限要素法で計算すると、ＴＥ０１０モードは２０ＧＨｚ、ＨＥ３１０モードは２１．５ＧＨｚとなる。
【００１９】
このように電極開口部Ｈｂ付近に直線状のプローブ６を近接させることによって、共振器Ｒｂとプローブ６とを一箇所で磁界結合させている。また、電極開口部Ｈａ付近に曲線状のプローブ５を２箇所で近接させることにより、共振器Ｒａとプローブ５とを２箇所で磁界結合させている。
【００２０】
図３は上記共振器の２つのモードについての電磁界分布を示す図である。（Ａ）は、この実施形態で利用する主モードであるＴＥ０１０モード、（Ｂ）はスプリアスモードであるＨＥ３１０モードについての、それぞれの電磁界分布を示している。ここで実線は電界分布（電気力線）、破線は磁界分布（磁力線）である。図においてＡ，Ｂがプローブ５との結合点である。
【００２１】
先ず、プローブ５が共振器のＨＥ３１０モードに結合するかどうかについて考察する。プローブ５上の結合点Ａ，Ｂ間のＨＥ３１０モードの周波数での電気長は１波長λｇであるので、プローブ５上では結合点ＡとＢとは同相（プローブ中を伝搬する電流の向きが同方向）の点である。また、プローブ５上の結合点Ａは開放端からλｇ／４だけ離れた位置であり、結合点Ｂは開放端からλｇ＋λｇ／４だけ離れた位置であるため、プローブ５上の結合点Ａ，Ｂは磁界強度最大の点である。しかし、図３の（Ｂ）に示すように、結合点Ａ，ＢにおけるＨＥ３１０モードの共振器上の位相差は逆相関係にある。したがって、共振器のＨＥ３１０モードにより励起されるプローブ５上のＡ，Ｂ点の電流の向きは逆となり、プローブ５は共振器のＨＥ３１０モードとは結合しない。
【００２２】
次に、プローブ５が共振器をＨＥ３１０モードで励振するかどうかについて考察する。プローブ５のＡ，Ｂ点のいずれか一方だけであれば、その電流による磁界で共振器はＨＥ３１０モードでも励振される。しかし、プローブ５のＡ，Ｂ点の電流による磁界で励振される共振器のＨＥ３１０モードの電磁界分布の向きは全く逆の関係にある。したがって、その両者の重ね合わせによって生成されるＨＥ３１０モードは見かけ上存在しないことになる。言い換えるとプローブ５は共振器をＨＥ３１０モードでは励振しない。
【００２３】
次に、図２に示した共振器Ｒａが共振器ＲｂからＨＥ３１０モードで励振されるかどうかについて考察する。図２に示した共振器Ｒｂ自体は、従来の共振器とプローブとの関係と同様に、プローブ６が共振器ＲｂをＨＥ３１０モードで励振し得る状態にある。そして、共振器Ｒａが共振器Ｒｂと磁界結合する際に、共振器ＲａがＨＥ３１０モードで励振され得る。しかし、以上に述べたように、結合点Ａ，ＢにおけるＨＥ３１０モードでの共振器上の位相差と、結合点Ａ，ＢにおけるＨＥ３１０モードでのプローブ５上の位相差とが逆相関係にあるため、共振器ＲａのＨＥ３１０モードはプローブ５の２点での結合により抑圧される。
【００２４】
次に、図３の（Ａ）に示すＴＥ０１０モードとプローブ５との結合について考察する。先ず結合点Ａ，ＢにおけるＴＥ０１０モードの共振器上の位相差は０（同相）であり、且つプローブ５上の結合点Ａ，Ｂ間の電気長は略同相である。そのため、共振器のＴＥ０１０モードにより、プローブ５は２点で励振され、また、プローブ５はその２点で共振器をＴＥ０１０モードで励振する。すなわちプローブ５は共振器のＴＥ０１０モードと結合し、ＴＥ０１０モードが抑圧されることはない。
【００２５】
なお、図２、図３に示した例では、２つの結合点Ａ，Ｂ間のプローブ上の電気長をλｇとしたが、この間の線路長はλｇの整数倍であればよい。
【００２６】
図４は上記フィルタの通過特性を示す図である。（Ａ）はこの第１の実施形態に係るフィルタの通過特性、（Ｂ）は、２つのプローブ５ａ，５ｂを図１３，図１４に示したように、共振器に対してそれぞれ１点で結合させるようにしたフィルタの通過特性である。ここで、２０ＧＨｚ付近のレスポンスはＴＥ０１０モードによるもの、約２１．５ＧＨｚ付近のレスポンスはＨＥ３１０モードによるものである。このように、上記構成のフィルタでは、ＴＥ０１０モードは影響を受けずに、２２ＧＨｚ付近の、特にＨＥ３１０モードが強く減衰することがわかる。
【００２７】
次に第２の実施形態に係るフィルタの構成を図５を参照して説明する。
図５は、共振器用基板１にプローブ用基板４を重ねた状態での上面図であり、図２の（Ａ）に示した図に対応させて示している。この図５に現れていない部分の構成は第１の実施形態の場合と同様である。
【００２８】
図５に示すように、電極開口部Ｈａ付近に曲線状のプローブ５を２箇所で近接させて、電極開口部Ｈａの周縁部の中心角６０°だけ離れた２箇所でプローブ５を磁界結合させている。プローブ５上の結合点Ａ，Ｂ間の電気長はＨＥ３１０モードの周波数で１波長λｇである。図３に示したように、ＨＥ３１０モードにおいて共振領域周縁部の中心角６０°だけ離れた位置は、共振器上で逆相関係にあるため、図３の（Ｂ）に示した状態と同様に、プローブ５は共振器ＲａのＨＥ３１０モードに結合せず、また、プローブ５がＨＥ３１０モードを励振することもない。ＴＥ０１０モードについては、結合点Ａ，Ｂは共振器上で同相関係にあるため、図３の（Ａ）に示した状態と同様に、プローブ５は共振器のＴＥ０１０モードに結合し、また、共振器をＴＥ０１０モードで励振する。
【００２９】
次に第３の実施形態に係るフィルタの構成を図６を参照して説明する。
図６の（Ａ）は共振器用基板にプローブ用基板を重ねた状態での上面図である。この図６に現れていない部分の構成は第１の実施形態の場合と同様である。図６の（Ａ）において、５ａ，５ｂ，５ｃはそれぞれストリップ導体であり、全体でプローブを構成している。ストリップ導体５ｃはポート＃１から伸びていて、その先にＹ分岐を設け、Ｙ分岐のそれぞれに、互いに等しい長さを有する終端開放のストリップ導体５ａ，５ｂを設けて２分岐回路を構成している。このストリップ導体５ａ，５ｂは電極開口部Ｈａによる共振器Ｒａとそれぞれ磁界結合する。
【００３０】
図６の（Ｂ）は上記２つのストリップ導体の線路上を伝搬する電磁波の磁界のイメージと、共振器のＨＥ３１０モードの磁界分布の様子を示す斜視図である。このように、ＨＥ３１０モードの場合、共振器Ｒａ上の対向する２つの結合点ＡとＢの位相は逆相関係にある。一方、Ｙ分岐されたストリップ導体５ａ，５ｂを伝搬する電磁波の磁界はプローブ用基板の平面に対しては同方向であり、ストリップ導体５ａ，５ｂから共振器Ｒａを見た方向、または共振器Ｒａからストリップ導体５ａ，５ｂを見た方向では、磁界の向きは逆であるため、ストリップ導体５ａ，５ｂはそれぞれ共振器ＲａのＨＥ３１０モードと結合して、その電磁波はＹ分岐で合成され、ストリップ導体５ｃを伝搬し、ポート＃１へ出力信号として出力される。逆にポート＃１から信号が入力される場合、Ｙ分岐で分岐された電磁波はストリップ導体５ａ，５ｂを伝搬し、共振器ＲａをＨＥ３１０モードで励振する。
【００３１】
ここで、ＴＥ０１０モードについて考察すると、ＴＥ０１０モードはその電磁界分布が共振器Ｒａの中心を回転対称とする形状であるため、共振器Ｒａ上の結合点Ａ，Ｂの位相は同相関係となる。そのため、ストリップ導体５ａ，５ｂを伝搬する電磁波の磁界の方向は、その一方が図６の（Ｂ）に示した方向とは逆になり、Ｙ分岐で電磁波は打ち消される。したがって結局、ストリップ導体５ｃはＴＥ０１０モードと結合しない。また、上述のとおり、結合点Ａ，Ｂにおいてストリップ導体５ａ，５ｂは共振器Ｒａに対して逆相で励振するので、共振器ＲａはＴＥ０１０モードで励振されない。
【００３２】
また、図６において共振器Ｒａ，Ｒｂ同士は磁界結合し、共振器Ｒｂはプローブ６と磁界結合する。共振器Ｒｂが共振器Ｒａに結合していなければ、プローブ６が共振器ＲｂをＴＥ０１０モードで励振し、また共振器ＲｂのＴＥ０１０モードにプローブ６が結合することもあり得るが、共振器ＲａがＴＥ０１０モードでは励振しないため、ポート＃１−ポート＃２間のフィルタ特性にＴＥ０１０モードによる影響は現れない。すなわち、図６に示したフィルタでは、ＴＥ０１０モードをスプリアスとして抑圧し、ＨＥ３１０モードを主モードとして用いることができる。
【００３３】
なお、上述の例ではＨＥ３１０モードを主モードとして用いることにしたが、ＨＥ２１０モードの場合も、共振器Ｒａ上の結合点Ａ，Ｂの位相は逆相関係となるため、ＨＥ２１０モードの共振周波数をフィルタの通過帯域の中心周波数となるように共振器を設計し、共振器Ｒａ，Ｒｂ同士がＨＥ２１０モードの磁界強度の高い部分で近接するように共振器Ｒａ，Ｒｂの位置を定め、且つ共振器ＲｂのＨＥ２１０モードの磁界強度の高い位置にプローブ６が近接するように、それらの位置を定めれば、ＴＥ０１０モードをスプリアスとして抑圧するとともに、ＨＥ２１０モードを主モードとして用いることができる。
【００３４】
次に、第４の実施形態に係るフィルタの構成を図７を参照して説明する。
図７の（Ａ）は共振器用基板にプローブ用基板を重ね合わせた状態での上面図であり、プローブの形成部分のみを示している。この図７に現れていない部分の構成は第１の実施形態の場合と同様である。図７において、５ａ，５ｂ，５ｃはそれぞれストリップ導体であり、全体でプローブを構成している。ストリップ導体５ｃにはＹ分岐を設けていて、Ｙ分岐の２つのポートのそれぞれに、ある電気長を有する第１のストリップ導体５ａとそのストリップ導体よりλｇ／２だけ長い電気長を有する第２のストリップ導体５ｂをそれぞれ設けている。そして、第１のストリップ導体５ａの先端（開放端である終端）からλｇ／４離れた点Ａおよび第２のストリップ導体５ｂの先端（開放端である終端）から（３／４）λｇだけ離れた点Ｂで、電極開口部Ｈによる共振器とそれぞれ磁界結合させている。
【００３５】
図７の（Ｂ）は（Ａ）に示したプローブの等価回路図である。ここでＺ１，Ｚ２はそれぞれ先端開放のスタブと見なすことができ、そのインピーダンスは、
Ｚ１＝ - jZo cot kZ (L1 + λｇ/4)
Ｚ２＝ - jZo cot kZ (L1 + 3 λｇ/4)
＝ - jZo cot kZ (L1 + λｇ/4)
＝  Ｚ１
となり、２つのインピーダンスは等しいため、図７の（Ｃ）に示すように、ポート１からの入力はＹ分岐により等分配されることになる。分配された２つの波はそれぞれ終端開放の条件によって定在波となり、共振器との結合点Ａ，Ｂで磁界強度最大となる。ここで、それぞれの開放端からストリップ導体上の結合点Ａ，Ｂを見た位相は逆位相であるが、結合点Ａ，Ｂから共振器を見た方向または共振器からストリップ導体を見た方向では、磁界の向きは同一となるため、図６に示した場合とは逆の関係が成り立つ。すなわち、ＴＥ０１０モードが励振され、ＨＥ２１０モードやＨＥ３１０モードは励振されない。また、共振器のＴＥ０１０モードに結合してストリップ導体５ａ，５ｂを伝搬する電流は、Ｙ分岐で同相で合成されるが、ＨＥ２１０モードやＨＥ３１０モードではＹ分岐で逆相で合成される。したがって、プローブは全体として共振器のＴＥ０１０モードに結合し、ＨＥ２１０モードやＨＥ３１０モードには結合しない。
【００３６】
なお、この実施形態では、結合点Ａから第１のストリップ導体５ａの終端までの線路長と、結合点Ｂから第２のストリップ導体５ｂの終端までの線路長との差をλｇ／２としたが、この差は電気長でλｇ／２であればよく、上記線路長の差がλｇ／２の奇数倍の関係であればよい。
【００３７】
図８は第５の実施形態に係る共振器装置の斜視図である。図８において１１は円柱形状の誘電体共振器であり、基板１０の上面に配置している。基板１０の上面にはマイクロストリップ線路によるプローブ５を形成している。基板１０の下面にはほぼ全面の接地電極を形成している。このプローブと共振器との結合関係は図２に示したものと基本的に同様であり、プローブ５は誘電体共振器１１のＴＥ０１δモードと結合し、ＨＥ３１δモードやＨＥ２１δモードとは結合しない。
【００３８】
図９は第６の実施形態に係る共振器装置の構成を示す斜視図である。ここで１２は円形導波管、１３は同軸線路である。この同軸線路１３の中心導体を円形導波管１２の２箇所の内部へ突出させている。この位置が結合点となる。この構造により、同軸線路１３はＴＥ０１１モードと結合する。上記２つの結合点間の同軸線路上の電気長は、抑圧しようとするスプリアスモードＨＥ３１１の共振周波数での１波長λｇである。また、この２つの結合点は中心角１８０°だけ離れた位置であるため、ＨＥ３１１モードについて導波管内での位相は逆相関係にある。そのため、図３に示した場合と同様にしてＨＥ３１１モードが抑圧される。
【００３９】
図１０は第７の実施形態に係るフィルタの構成を示す図である。ここで４はプローブ用基板であり、その上面にストリップ導体からなるプローブ５を形成している。このプローブ用基板４の下部の共振器用基板と電極開口部Ｈによる共振器の構成は図１などに示したものと同様である。プローブ５は電極開口部Ｈによる共振器に対して２箇所で結合し、その２点間のプローブ上の電気長は、抑圧すべきＴＥ０１０モードの共振周波数の波長をλｇとした時、λｇ／２の長さとしている。これにより、ＴＥ０１０モードにより２箇所で励起されるプローブ５上のＡ，Ｂ点での電流の方向は同じであるが、プローブ上でのＡ，Ｂ点間の電気長はλｇ／２であるので、電流は打ち消される。したがって、ＴＥ０１０モードが抑圧される。一方、ＨＥ２１０モードやＨＥ３１０モードは、上記２箇所でプローブと逆相関係で結合されるが、プローブ上でのＡ，Ｂ点間の電気長は略λｇ／２であるので、略同相で合成される。なお、ＨＥ２１０モードやＨＥ３１０モードの共振周波数での波長からすれば、上記２点間のプローブ上の電気長は１／２波長とはならないが、ほぼ同相関係にある信号の重ね合わせであるので、このことは問題とはならない。
【００４０】
図１０に示したフィルタは、等価回路的には、ポート＃１とポート＃２間の伝送線路の途中と接地との間にトラップ共振器を挿入した構造となり、ＨＥ２１０モードまたはＨＥ３１０モードの共振周波数を中心として減衰させる帯域阻止型フィルタ（ＢＥＦ）として作用する。
【００４１】
なお、上記結合点Ａ，Ｂ間のプローブ上の距離は電気長でλｇ／２であればよく、線路長としてはλｇ／２の奇数倍であればよい。
【００４２】
図１１は第８の実施形態に係る発振器の構成を示す図である。（Ａ）はその主要部の斜視図、（Ｂ）は共振器およびプローブ部分の構成を示す上面図である。基板１０の上面にはマイクロストリップ線路からなるプローブ５などの各種パターンを形成している。基板１０の下面にはほぼ全面の接地電極を形成している。基板１０の上面にはプローブ５と結合する位置に円柱形状の誘電体共振器１１をを配置している。
【００４３】
プローブ５は、図１１の（Ｂ）に示すように、マイクロストリップ線路５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄと２つのＹ分岐から構成している。線路５ｄの端部には終端抵抗を設けている。このプローブ５は負性抵抗回路であるＦＥＴから所定の電気長離れた位置で誘電体共振器１１を結合させるために用いている。ＦＥＴ側のＹ分岐から所定の電気長Ｌだけ離れた位置で線路５ａと誘電体共振器１１とを結合させ、Ｙ分岐からＬ＋λｇ／２だけ離れた位置で、線路５ｂと誘電体共振器１１とを結合させている。この２つの線路５ａ，５ｂと誘電体共振器１１との２つの結合点は、誘電体共振器の中心角で１８０°だけ離れた位置であるため、この２つの結合点における共振器上の位相は、ＴＥ０１δモードについては同相関係、ＨＥ３１δモードまたはＨＥ２１δモードについては逆相関係にある。しかしＦＥＴ側のＹ分岐から２つの結合点をみた位相は、線路５ａ，５ｂにλｇ／２だけの電気長の差があるため、結局、図６に示した場合とは逆に、プローブは共振器のＴＥ０１δモードと結合し、ＨＥ３１δモードまたはＨＥ２１δモードは抑圧される。そのため、ＨＥ２１δまたはＨＥ３１δモードの影響を受けることなく、ＴＥ０１δモードの共振周波数で発振する帯域反射型の発振器が得られる。
【００４４】
なお、ＦＥＴ側のＹ分岐から２つの結合点までの電気長の差はλｇ／２であればよく、線路長の差としてはλｇ／２の奇数倍の関係であればよい。
【００４５】
次に上記誘電体フィルタまたは発振器を用いた通信機の構成を図１２を参照して説明する。図１２においてＡＮＴは送受信アンテナ、ＤＰＸはデュプレクサ、ＢＰＦａ，ＢＰＦｂ，ＢＰＦｃはそれぞれ帯域通過フィルタ、ＡＭＰａ，ＡＭＰｂはそれぞれ増幅回路、ＭＩＸａ，ＭＩＸｂはそれぞれミキサ、ＯＳＣはオシレータ、ＤＩＶは分周器（シンセサイザー）である。ＭＩＸａはＤＩＶから出力される周波数信号を変調信号で変調し、ＢＰＦａは送信周波数の帯域のみを通過させ、ＡＭＰａはこれを電力増幅してＤＰＸを介しＡＮＴより送信する。ＢＰＦｂはＤＰＸから出力される信号のうち受信周波数帯域のみを通過させ、ＡＭＰｂはそれを増幅する。ＭＩＸｂはＢＰＦｃより出力される周波数信号と受信信号とをミキシングして中間周波信号ＩＦを出力する。
【００４６】
図１２に示した帯域通過フィルタＢＰＦａ，ＢＰＦｂ，ＢＰＦｃは上記各種構造の誘電体フィルタを用いることができる。また、オシレータＯＳＣとしては図１１に示した構造の発振器を用いることができる。このようにしてスプリアス特性に優れたフィルタおよび発振器を用いた通信機を構成する。
【００４７】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、スプリアスモードを抑圧するとともに、励振プローブを主モードと選択的に結合させることができる。
【００４８】
請求項２，４，５に記載の発明によれば、２つの結合点における共振器上の位相が同相関係になる共振モードとプローブとを選択的に結合させることができ、２つの結合点における共振器上の位相が逆相関係になる共振モードを抑圧することができる。
【００４９】
請求項３に記載の発明によれば、２つの結合点における共振器上の位相が逆相関係になる共振モードと励振プローブとを選択的に結合させることができ、２つの結合点における共振器上の位相が同相関係になる共振モードを抑圧することができる。
【００５０】
請求項６に記載の発明によれば、スプリアスモードの影響を受けずに、所定周波数帯域を通過または阻止するフィルタが得られる。
【００５１】
請求項７に記載の発明によれば、スプリアスの少ない、単一周波数で発振する発振器が得られる。
【００５２】
請求項８に記載の発明によれば、スプリアスモードによる影響を受けない、高周波特性に優れた通信機が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態に係るフィルタの分解斜視図
【図２】同フィルタの主要部の上面図および断面図
【図３】２つの共振モードの電磁界分布の例を示す図
【図４】同フィルタと従来のフィルタにおける通過特性の例を示す図
【図５】第２の実施形態に係るフィルタの主要部の上面図
【図６】第３の実施形態に係るフィルタの主要部の上面図
【図７】第４の実施形態に係る共振器装置の構成を示す図
【図８】第５の実施形態に係る共振器装置の斜視図
【図９】第６の実施形態に係る共振器装置の斜視図
【図１０】第７の実施形態に係るフィルタの主要部の上面図
【図１１】第８の実施形態に係る発振器の構成を示す図
【図１２】第９の実施形態に係る通信機の構成を示すブロック図
【図１３】従来のフィルタの構成を示す分解斜視図
【図１４】同フィルタの主要部の上面図
【図１５】ＨＥ３１０モードの電磁界分布の例を示す図
【符号の説明】
１−共振器用基板
２−上面電極
３−下面電極
４−プローブ用基板
５，６−励振プローブ
５ａ，５ｂ−ストリップ導体
７−上部シールド板
８−下部シールド板
１０−基板
１１−誘電体共振器
１２−空胴共振器
１３−同軸線路
Ｈ−電極開口部
【図１】
0003928293.tif 000002
【図２】
0003928293.tif 000003
【図３】
0003928293.tif 000004
【図４】
0003928293.tif 000005
【図５】
0003928293.tif 000006
【図６】
0003928293.tif 000007
【図７】
0003928293.tif 000008
【図８】
0003928293.tif 000009
【図９】
0003928293.tif 000010
【図１０】
0003928293.tif 000011
【図１１】
0003928293.tif 000012
【図１２】
0003928293.tif 000013
【図１３】
0003928293.tif 000014
【図１４】
0003928293.tif 000015
【図１５】
0003928293.tif 000016