(57)【要約】【課題】複数の通過周波数帯域を持つ小型の共振器及びその共振器を用いたフィルタを提供する。【解決手段】共振器１０は、遮蔽導体１２、共振用誘電体１３、支持台１４、ＥＨモード周波数調整ねじ１５ａ、１５ｂ、ＨＥモード周波数調整ねじ１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、結合調整ねじ１７、ＰＯＲＴ１〜４を備え、ＰＯＲＴ１から入力された第１信号Ｓｉｇ１が、共振器１０のＥＨ１１δモードを介してＰＯＲＴ２から出力され、ＰＯＲＴ３から入力された第２信号Ｓｉｇ２は、共振器１０のＨＥ１１δモードを介して、ＰＯＲＴ４から出力される。ＥＨモード周波数調整ねじ１５ａ、１５ｂは、ＥＨ１１δモードの共振周波数を調整するとともに、結合調整ねじ１７によりＥＨ１１δモードの直交モードの結合が調整される。ＨＥモード周波数調整ねじ１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄは、ＨＥ１１δモードの共振周波数を調整する。【選択図】図３
2016005260.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
取り囲むことで空洞を構成する遮蔽導体と、
前記空洞の内部に設けられた共振用誘電体と、
前記空洞に励振されるＥＨ１１δモード及びＨＥ１１δモードのそれぞれの共振周波数を調整する複数の調整導体と
を備える共振器。
【請求項２】
前記共振用誘電体は、外形が扁平な円柱状であって、
前記複数の調整導体のうち、ＥＨ１１δモードの共振周波数を調整する調整導体は、円柱状の前記共振用誘電体の側面との距離が変化するように設けられ、
前記複数の調整導体のうち、ＨＥ１１δモードの共振周波数を調整する調整導体は、円柱状の前記共振用誘電体の一方の表面との距離が変化するように設けられていることを特徴とする請求項１に記載の共振器。
【請求項３】
ＨＥ１１δモードの共振周波数を調整する前記調整導体は、ＨＥ１１δモードにおける直交する２つのモードのそれぞれに対して、前記共振用誘電体の中心に対して対称の位置に設けられた一対であることを特徴とする請求項２に記載の共振器。
【請求項４】
信号が入力される信号入力部と、
信号が出力される信号出力部と、
取り囲むことで空洞を構成する遮蔽導体と、当該空洞の内部に設けられた共振用誘電体と、当該空洞に励振されるＥＨ１１δモード及びＨＥ１１δモードのそれぞれの共振周波数を調整する複数の調整導体と、を含む共振器と
を備えるフィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、共振器及びフィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
アンテナから放射される電波は、送信器において生成された送信信号が、フィルタを介してアンテナに供給され、放射される。この場合、フィルタは、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ：Ｂａｎｄ  Ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ）であって、送信信号に含まれる予め定められた周波数帯域の信号を通過させ、それ以外の周波数成分の通過を抑制する。このようなフィルタは、空洞（キャビティ）を用いた共振器で構成することができる。
【０００３】
非特許文献１には、同一空洞内で共振周波数が異なる直交モードを利用した周波数帯で動作する２つの４段フィルタ（ＢＰＦ）が記載されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】野本、「同一空洞を共用した通過周波数帯域の異なる２つのフィルタ」、電子情報通信学会総合大会エレクトロニクス講演論文集１、２０１４年３月、ｐ．７８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、共振器には、共振器内に誘電体を設けた誘電体共振器がある。誘電体共振器では、誘電体による波長短縮効果を利用することにより、共振器及びフィルタの小型化が図れる。そして、一つの筐体で、同じ又は異なる共振周波数をそれぞれ励振させ、複数の通過周波数帯域を有する共振器及びフィルタが望まれる。
本発明の目的は、複数の通過周波数帯域を持つ小型の共振器及びその共振器を用いたフィルタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かかる目的のもと、本発明が適用される共振器は、取り囲むことで空洞を構成する遮蔽導体と、空洞の内部に設けられた共振用誘電体と、空洞に励振されるＥＨ１１δモード及びＨＥ１１δモードのそれぞれの共振周波数を調整する複数の調整導体とを備えている。
このような共振器において、共振用誘電体は、外形が扁平な円柱状であって、複数の調整導体のうち、ＥＨ１１δモードの共振周波数を調整する調整導体は、円柱状の共振用誘電体の側面との距離が変化するように設けられ、複数の調整導体のうち、ＨＥ１１δモードの共振周波数を調整する調整導体は、円柱状の共振用誘電体の一方の表面との距離が変化するように設けられていることを特徴とすることができる。
これにより、ＥＨ１１δモードの共振周波数とＨＥ１１δモードの共振周波数とを別々に調整できる。
また、ＨＥ１１δモードの共振周波数を調整する調整導体は、ＨＥ１１δモードにおける直交する２つのモードのそれぞれに対して、共振用誘電体の中心に対して対称の位置に設けられた一対であることを特徴とすることができる。
これにより、一対でない場合に比べて、他の励振モードの共振周波数に対する影響をより抑制できる。
【０００７】
他の観点から捉えると、本発明が適用されるフィルタは、信号が入力される信号入力部と、信号が出力される信号出力部と、取り囲むことで空洞を構成する遮蔽導体と、空洞の内部に設けられた共振用誘電体と、空洞に励振されるＥＨ１１δモード及びＨＥ１１δモードのそれぞれの共振周波数を調整する複数の調整導体と、を含む共振器とを備えている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、複数の通過周波数帯域を持つ小型の共振器及びその共振器を用いたフィルタを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施の形態におけるフィルタの概要を説明する図である。（ａ）は、フィルタの構成の概要、（ｂ）は、フィルタの動作の概要を示す図である。
【図２】ＥＨ１１δモード及びＨＥ１１δモードにおける電磁界分布を示す図である。（ａ）は、ＥＨ１１δモード、（ｂ）は、ＨＥ１１δモードである。
【図３】第１の実施の形態におけるフィルタの構成の一例を示す図である。（ａ）は、フィルタの平面図、（ｂ）は（ａ）のＩＩＩＢ−ＩＩＩＢ線での断面図である。
【図４】第２の実施の形態におけるフィルタの構成の一例を示す図である。（ａ）は、フィルタの平面図、（ｂ）は、（ａ）のＩＶＢ−ＩＶＢ線での断面図である。
【図５】第２の実施の形態におけるフィルタの共振器に励振される電界分布を固有モード解析した結果の一例である。（ａ）は、ＥＨ１１δモード、（ｂ）は、ＨＥ１１δモードである。
【図６】フィルタにおいて、ＨＥモード周波数調整ねじの深さによる共振周波数の変化の一例を示す図である。
【図７】フィルタのＨＥ１１δモードにおける特性の一例を示す図である。
【図８】フィルタの断面における電界分布を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
［第１の実施の形態］
図１は、第１の実施の形態におけるフィルタ１００の概要を説明する図である。図１（ａ）は、フィルタ１００の構成の概要、図１（ｂ）は、フィルタ１００の動作の概要を示す図である。
図１（ａ）に示すように、フィルタ１００は、共振器１０と、入出力端子であるＰＯＲＴ１〜ＰＯＲＴ４を備えている。
ここで、図１（ａ）において、紙面の下方を下（下側）、紙面の上方を上（上側）と呼ぶ。なお、フィルタ１００は、上下が固定されるものではなく、どのように配置されてもよい。
【００１１】
共振器１０は、内部に空洞（キャビティ）１１を構成するように空間を取り囲むとともに、電磁波を遮蔽する遮蔽導体１２を備えている。そして、共振器１０は、空洞１１の内部に共振用誘電体１３を備えている。例えば、共振用誘電体１３は扁平な円柱状であり、遮蔽導体１２は円筒状である。
なお、共振用誘電体１３を遮蔽導体１２が構成する空洞１１の予め定められた位置に固定するため、共振器１０は、遮蔽導体１２の底部（図１（ａ）の紙面において、下側の部分。後述する図３（ｂ）に示す底部１２ａ）から共振用誘電体１３の下面に延びた支持台１４を備えていてもよい。
【００１２】
このような共振器１０において、複数の共振モードが励振されることが知られている。そして、共振用誘電体１３の円柱状であるとした場合における共振用誘電体１３の直径Ｄｄ、厚さＴｄ、遮蔽導体１２が円筒状とした場合における遮蔽導体１２で囲まれた空洞１１の内径Ｄｓ、高さＨｓ、空洞１１及び共振用誘電体１３の誘電率により、共振周波数が設定される。
ここでは、共振器１０に励振される２つの共振モードであるＥＨ１１δモード及びＨＥ１１δモードを利用する。なお、共振器１０及び共振器１０に励振されるＥＨ１１δモード、ＨＥ１１δモードなどの共振モードについては、広く知られているので、詳細な説明を省略する。
【００１３】
ここで、信号入力部の一例としてのＰＯＲＴ１から入力された高周波信号である第１信号を第１信号Ｓｉｇ１、信号入力部の一例としてのＰＯＲＴ３から入力された高周波信号である第２信号を第２信号Ｓｉｇ２と定義する。
図１（ｂ）に示すように、フィルタ１００において、第１信号Ｓｉｇ１は、共振器１０のＥＨ１１δモードを介して、信号出力部の一例としてのＰＯＲＴ２から出力される。そして、第２信号Ｓｉｇ２は、共振器１０のＨＥ１１δモードを介して、信号出力部の一例としてのＰＯＲＴ４から出力される。このとき、第１信号Ｓｉｇ１及び第２信号Ｓｉｇ２とも、フィルタ１００の特性で決められる周波数帯域の信号のみが出力される。
図１（ｂ）では、第１信号Ｓｉｇ１の入力信号をＳｉｇ１−ｉｎ、出力信号をＳｉｇ１−ｏｕｔ、第２信号Ｓｉｇ２の入力信号をＳｉｇ２−ｉｎ、出力信号をＳｉｇ２−ｏｕｔと表記する。なお、他の図においても同様とする。
すなわち、１個の共振器１０において、ＥＨ１１δモード及びＨＥ１１δモードをそれぞれ励振することにより、第１信号Ｓｉｇ１と第２信号Ｓｉｇ２との異なる信号を通過させる周波数帯域（系統、チャネル）として使用する。
【００１４】
図２は、ＥＨ１１δモード及びＨＥ１１δモードにおける電磁界分布を示す図である。図２（ａ）は、ＥＨ１１δモード、図２（ｂ）は、ＨＥ１１δモードである。図２（ａ）、（ｂ）では、共振用誘電体１３のみを示している。そして、電気力線を実線で、磁力線を破線で示し、紙面の裏側から表側に向かう場合を「・」で、紙面の表側から裏側に向かう場合を「×」で示している。
なお、ＥＨ１１δモード及びＨＥ１１δモードは、それぞれが互いに直交するモードを有している。ここでは、ＥＨ１１δモードのそれぞれ直交するモードを、ＥＨ１１δ＿ｘモード、ＥＨ１１δ＿ｙモードと表記し、ＨＥ１１δモードのそれぞれ直交するモードを、ＨＥ１１δ＿ｘモード、ＨＥ１１δ＿ｙモードと表記する。
ここで、ＥＨ１１δモードにおいては、電気ダイポールによりＥＨ１１δ＿ｘモード、ＥＨ１１δ＿ｙモードを区別し、ＨＥ１１δモードにおいては、磁気ダイポールの向きによりＨＥ１１δ＿ｘモード、ＨＥ１１δ＿ｙモードを区別する。
【００１５】
図３は、第１の実施の形態におけるフィルタ１００の構成の一例を示す図である。図３（ａ）は、フィルタ１００の平面図、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＩＩＩＢ−ＩＩＩＢ線での断面図である。
図３に示すフィルタ１００は、１個の共振器１０を備えている。共振器１０は、遮蔽導体１２、共振用誘電体１３、支持台１４、調整導体の一例としてのＥＨモード周波数調整ねじ１５ａ、１５ｂ、調整導体の一例としてのＨＥモード周波数調整ねじ１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、ＰＯＲＴ１〜４を備えている。
【００１６】
遮蔽導体１２は、底部１２ａ、側面部１２ｂ、蓋部１２ｃから構成されている。そして、遮蔽導体１２の底部１２ａ、側面部１２ｂ、蓋部１２ｃにより囲まれた空間が空洞１１である。空洞１１は、前述したように円筒状である。
ここでは、底部１２ａと側面部１２ｂとは一体で構成され、蓋部１２ｃが側面部１２ｂに脱着できるように固定されている。
【００１７】
共振用誘電体１３は、外形が扁平な円板状（中心Ｏ）であって、中心部に開口が設けられている。
支持台１４は、外形が円柱状であって、共振用誘電体１３を遮蔽導体１２の底部１２ａに固定する。また、支持台１４は、中心部に開口が設けられている。そして、共振用誘電体１３の開口と支持台１４の開口とは同径であって、連結している。
【００１８】
ＥＨモード周波数調整ねじ１５ａ、１５ｂは、遮蔽導体１２の側面部１２ｂに設けられた開口から挿入されている。ＥＨモード周波数調整ねじ１５ａ、１５ｂの外周面には、雄ねじが形成され、側面部１２ｂの開口には、雌ねじが形成されたナットが固定されている。ＥＨモード周波数調整ねじ１５ａ、１５ｂを回転させることにより、ＥＨモード周波数調整ねじ１５ａ、１５ｂの先端（空洞１１に入り込んでいる部分）と共振用誘電体１３の側面との距離が設定されるようになっている。そして、ＥＨモード周波数調整ねじ１５ａ、１５ｂの先端と共振用誘電体１３の側面との距離によって、ＥＨ１１δモードの共振周波数が調整される。
なお、ＥＨモード周波数調整ねじ１５ａにより、ＥＨ１１δ＿ｘモードの共振周波数が調整され、ＥＨモード周波数調整ねじ１５ｂにより、ＥＨ１１δ＿ｙモードの共振周波数が調整される。
ＥＨモード周波数調整ねじ１５ａ、１５ｂをそれぞれ区別しない場合は、ＥＨモード周波数調整ねじ１５と表記する。
【００１９】
ＨＥモード周波数調整ねじ１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄは、遮蔽導体１２の蓋部１２ｃに設けられた開口から挿入されている。ＨＥモード周波数調整ねじ１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄの外周面には、雄ねじが形成され、蓋部１２ｃの開口には、雌ねじが形成されたナットが固定されている。ＨＥモード周波数調整ねじ１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄを回転させることにより、ＨＥモード周波数調整ねじ１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄの先端（空洞１１に入り込んでいる部分）と共振用誘電体１３の表面との距離が設定されるようになっている。そして、ＨＥモード周波数調整ねじ１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄの先端と共振用誘電体１３の表面との距離によって、ＨＥ１１δモードの共振周波数が調整される。
なお、ＨＥモード周波数調整ねじ１６ａ、１６ｂにより、ＨＥ１１δ＿ｘモードの共振周波数が調整され、ＨＥモード周波数調整ねじ１６ｃ、１６ｄにより、ＨＥ１１δ＿ｙモードの共振周波数が調整される。
ＨＥモード周波数調整ねじ１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄをそれぞれ区別しない場合は、ＨＥモード周波数調整ねじ１６と表記する。
【００２０】
ここでは、図３（ａ）に示すように、４本のＨＥモード周波数調整ねじ１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄが、円周上に等間隔に設けられている。そして、ＨＥモード周波数調整ねじ１６ａとＨＥモード周波数調整ねじ１６ｂとは、共振用誘電体１３の中心Ｏに対して対称の位置に配置されている。また、ＨＥモード周波数調整ねじ１６ｃとＨＥモード周波数調整ねじ１６ｄとは、共振用誘電体１３の中心Ｏに対して対称の位置に配置されている。
しかし、４本のＨＥモード周波数調整ねじ１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄは、一つの円周上に並んでいなくともよく、等間隔でなくともよい。さらに、ＨＥモード周波数調整ねじ１６ａとＨＥモード周波数調整ねじ１６ｂとが、共振用誘電体１３の中心Ｏに対して対称の位置に配置されていなくともよい。同様に、ＨＥモード周波数調整ねじ１６ｃとＨＥモード周波数調整ねじ１６ｄとは、共振用誘電体１３の中心Ｏに対して対称の位置に配置されていなくともよい。
【００２１】
また、図３（ａ）、（ｂ）においては、ＨＥ１１δ＿ｘモードの共振周波数を調整するＨＥモード周波数調整ねじ１６ａ、１６ｂは２本であるが、ＨＥモード周波数調整ねじ１６ａ又はＨＥモード周波数調整ねじ１６ｂのいずれか１本であってもよく、２本を超える本数であってもよい。ＨＥ１１δ＿ｙモードの共振周波数を調整するＨＥモード周波数調整ねじ１６ｃ、１６ｄは２本であるが、ＨＥモード周波数調整ねじ１６ｃ又はＨＥモード周波数調整ねじ１６ｄのいずれか一つであってもよく、２本を超える本数であってもよい。
さらに、図３（ａ）、（ｂ）においては、ＥＨモード周波数調整ねじ１５及び／又はＨＥモード周波数調整ねじ１６は、棒状であるが、共振用誘電体１３と対向する先端の部分が、広がった形状であってもよいし、尖った形状でもよい。
【００２２】
ＰＯＲＴ１及びＰＯＲＴ２は、遮蔽導体１２の側面部１２ｂに、共振用誘電体１３の中心Ｏに対して９０°の位置に設けられている。これは、ＥＨ１１δモードに対応するＰＯＲＴ１及びＰＯＲＴ２を、図２（ａ）に示した電磁界分布における電界の方向に設けるためである。そして、ＰＯＲＴ１は、先端を解放したプローブで励振する方法を用いている。
そして、ＰＯＲＴ３及びＰＯＲＴ４は、遮蔽導体１２の底部１２ａに、共振用誘電体１３の中心Ｏに対して９０°の位置に設けられている。これは、ＨＥ１１δモードに対応するＰＯＲＴ３及びＰＯＲＴ４を、図２（ｂ）に示した電磁界分布における電界の方向に設けるためである。そして、ＰＯＲＴ３は、ショートループを設けて励振する方法を用いている。
ここでは、ＰＯＲＴ１〜４は、一例として同軸ケーブルが接続されるコネクタである。
【００２３】
なお、蓋部１２ｃには、ＨＥモード周波数調整ねじ１６が設けられているので、ＰＯＲＴ１〜４のいずれも設けていないが、蓋部１２ｃに、ＰＯＲＴ１〜４のいずれかを設けてもよい。
【００２４】
さらに、図３（ａ）に示すように、共振器１０における遮蔽導体１２の側面部１２ｂには、ＥＨ１１δ＿ｘモードとＥＨ１１δ＿ｙモードとの直交するモードを結合（カップリング）させる調整導体の一例としての結合調整ねじ１７が、ｘ方向及びｙ方向に対して±４５°の位置に設けられている。
結合調整ねじ１７は、フィルタ１００の特性に応じて少なくても一つ用いればよく、図３（ａ）に示すすべてを用いることを要しない。
【００２５】
ここで、共振器１０を構成する材料の一例を説明する。
共振器１０の遮蔽導体１２、ＥＨモード周波数調整ねじ１５ａ、１５ｂ、ＨＥモード周波数調整ねじ１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、結合調整ねじ１７は、例えば、真鍮、ステンレス、鉄などの導電性材料で構成されている。なお、導電性を高めるために、表面に銀をめっきしてもよい。
共振用誘電体１３は、例えば、比誘電率が大きいＢａ（Ｚｎ，Ｔａ）Ｏ３、Ｂａ（Ｚｒ，Ｚｎ，Ｔａ）Ｏ３、（Ｚｒ，Ｓｎ）ＴｉＯ４、Ｂａ２Ｔｉ９Ｏ２０などのセラミクス材料で構成されている。例えば、共振用誘電体１３は、比誘電率が２８．５のセラミクス材料で構成されている。
一方、支持台１４は、共振用誘電体１３より比誘電率が小さい誘電材料で構成されていてもよい。例えば、支持台１４は、比誘電率が９の誘電材料で構成されている。
なお、支持台１４は、共振用誘電体１３を適切な位置に配置している。
【００２６】
次に、共振器１０の寸法の一例を説明する。
共振器１０における遮蔽導体１２で囲まれた空洞１１の内径Ｄｓは５７．８ｍｍ、高さＨｓは３９．５ｍｍである。共振用誘電体１３の直径Ｄｄは３２ｍｍ、厚さＴｄは１０．５ｍｍである。支持台１４の直径Ｄｐは１４ｍｍ、高さＨｐは１３．５ｍｍである。そして、共振用誘電体１３の開口及び支持台１４の開口の直径Ｄｏは８ｍｍである。
なお、共振用誘電体１３の開口及び支持台１４の開口は、なくてもよい。
【００２７】
［第２の実施の形態］
第１の実施の形態では、フィルタ１００は、１個の共振器１０から構成されていた。第２の実施の形態では、フィルタ１００は、直列接続された２個の共振器１０から構成されている。
複数の共振器１０の直列接続によりフィルタ１００が構成されると、通過する周波数の帯域（通過周波数帯域）を広く設定できる。
【００２８】
図４は、第２の実施の形態におけるフィルタ１００の構成の一例を示す図である。図４（ａ）は、フィルタ１００の平面図、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＩＶＢ−ＩＶＢ線での断面図である。
図４（ａ）、（ｂ）に示すように、第２の実施の形態のフィルタ１００は、直列接続された共振器１０−１、１０−２を備えている。なお、共振器１０−１、１０−２をそれぞれ区別しない場合は、共振器１０と表記する。
すなわち、共振器１０−１、１０−２は、遮蔽導体１２によって構成される空間が仕切導体１８で仕切られた空洞１１−１、１１−２により構成されている。すなわち、第２の実施の形態のフィルタ１００における遮蔽導体１２の側面部１２ｂは、図３（ａ）に示した第１の実施の形態のフィルタ１００における遮蔽導体１２を紙面の左右方向に２等分し、その間を直線で接続した形状になっている。そして、その中央に仕切導体１８が設けられている。空洞１１−１、１１−２をそれぞれ区別しない場合は、空洞１１と表記する。
そして、共振器１０−１、１０−２のそれぞれに、共振用誘電体１３、支持台１４、ＥＨモード周波数調整ねじ１５ａ、１５ｂ、ＨＥモード周波数調整ねじ１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、結合調整ねじ１７を備えている。
なお、共振器１０−１にのみ、符号を付している。
【００２９】
仕切導体１８は、遮蔽導体１２に電気的に接続され、電磁波を遮蔽する。しかし、仕切導体１８には、空洞１１−１と空洞１１−２との間で電磁界が結合するように、結合開口１８ａが設けられている。すなわち、空洞１１−１に励振された電磁界は、結合開口１８ａを介して、空洞１１−２に電磁界を励振する。
なお、共振器１０−１、１０−２のそれぞれの共振用誘電体１３の間の距離及び結合開口１８ａの位置、大きさは、共振器１０−１と共振器１０−２との電磁界の結合の度合いによって設定される。
【００３０】
ＰＯＲＴ１は、遮蔽導体１２における共振器１０−１の部分の側面部１２ｂに設けられている。一方、ＰＯＲＴ２は、遮蔽導体１２における共振器１０−２の部分の側面部１２ｂに設けられている。これは、ＥＨ１１δモードに対応するＰＯＲＴ１及びＰＯＲＴ２を、図２（ａ）に示した電磁界分布における電界の方向に設けるためである。
また、ＰＯＲＴ３は、遮蔽導体１２における共振器１０−１の部分の底部１２ａに設けられている。一方、ＰＯＲＴ４は、共振器１０−２における部分の遮蔽導体１２の底部１２ａに設けられている。これは、ＨＥ１１δモードに対応するＰＯＲＴ３及びＰＯＲＴ４を、図２（ｂ）に示した電磁界分布における電界の方向に設けるためである。
【００３１】
すなわち、ＰＯＲＴ１から共振器１０−１の空洞１１−１に入力した第１信号Ｓｉｇ１は、空洞１１−１に電磁界を励振する。そして、空洞１１−１に励振された電磁界によって、仕切導体１８の結合開口１８ａを介して、共振器１０−２の空洞１１−２にも電磁界を励振し、フィルタ１００の特性で設定される周波数帯域の成分がＰＯＲＴ２から出力される。
同様に、ＰＯＲＴ３から共振器１０−１の空洞１１−１に入力した第２信号Ｓｉｇ２は、空洞１１−１に電磁界を励振する。そして、空洞１１−１に励振された電磁界によって、仕切導体１８の結合開口１８ａを介して、共振器１０−２の空洞１１−２にも電磁界を励振し、フィルタ１００の特性で設定される周波数帯域の成分がＰＯＲＴ４から出力される。
【００３２】
他の構成は、第１の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。また、共振器１０−１、１０−２のそれぞれの空洞１１−１、１１−２、共振用誘電体１３の形状は、共振器１０−１、１０−２のそれぞれの共振用誘電体１３の間の距離を除いて、第１の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。
なお、図４では、遮蔽導体１２が取り囲む空間を、仕切導体１８で仕切って２個の空洞１１−１、１１−２を設けたが、２個の共振器１０を直列に接続してもよい。
【００３３】
図５は、第２の実施の形態におけるフィルタ１００の共振器１０−１に励振される電界分布を固有モード解析した結果の一例である。図５（ａ）は、ＥＨ１１δモード、図５（ｂ）は、ＨＥ１１δモードである。図５（ａ）、（ｂ）では、空洞１１−１を示している。そして、実線で囲まれた領域は、紙面の裏から表に向かう電気力線であって、面積が小さいほど密度が高いことを示し、破線で囲まれた領域は、紙面の表側から裏側に向かう電気力線であって、面積が小さいほど密度が高いことを示す。
【００３４】
図５（ａ）と図５（ｂ）とを比較すると、最も電気力線の密度が高い領域は、ＥＨ１１δモードとＨＥ１１δモードとで異なっている。ＨＥモード周波数調整ねじ１６ｃの近傍の電界分布で説明する。
ＥＨ１１δモードでは、ＨＥモード周波数調整ねじ１６ｃから外側（共振器１０−１における遮蔽導体１２の側面部１２ｂ側）に離れるにしたがい、電界が急激に強くなる。
これに対して、ＨＥ１１δモードでは、ＨＥモード周波数調整ねじ１６ｃの部分において、電界は既に強い状態にあり、外側に離れるにしたがい電界はさらに強くなる。しかし、電界の変化はなだらかである。
すなわち、ＥＨ１１δモードでは、共振用誘電体１３の表面における周辺部に電界の強い部分が偏っているのに対し、ＨＥ１１δモードでは、共振用誘電体１３の表面において中心Ｏから周辺部まで電界の変化が緩やかである。
【００３５】
したがって、ＨＥモード周波数調整ねじ１６ｃにより、ＨＥ１１δモードは影響を受けやすいが、ＥＨ１１δモードは影響を受けにくい。他のＨＥモード周波数調整ねじ１６ａ、１６ｂ、１６ｄも同様である。すなわち、ＨＥモード周波数調整ねじ１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄは、ＨＥ１１δモードは影響を受けやすいが、ＥＨ１１δモードは影響を受けにくい位置に設定されている。これにより、ＥＨ１１δモードに与える影響を抑制して、ＨＥ１１δモードの共振周波数を調整している。
【００３６】
図６は、フィルタ１００において、ＨＥモード周波数調整ねじ１６ｃ、１６ｄの深さによる共振周波数の変化の一例を示す図である。横軸は、ＨＥモード周波数調整ねじ１６ｃ、１６ｄの深さ（ｍｍ）、縦軸は共振周波数（ＧＨｚ）である。なお、この深さ（ｍｍ）は、遮蔽導体１２の蓋部１２ｃの表面（空洞１１−１側の面）から共振用誘電体１３に向かっての距離である。
ここでは、ＥＨ１１δモードの直交するＥＨ１１δ＿ｘモード、ＥＨ１１δ＿ｙモード、ＨＥ１１δモードの直交するＨＥ１１δ＿ｘモード、ＨＥ１１δ＿ｙモードの共振周波数を示している。ＨＥ１１δ＿ｘモード、ＨＥ１１δ＿ｙモードの共振周波数は、約３ＧＨｚ、ＥＨ１１δ＿ｘモード、ＥＨ１１δ＿ｙモードの共振周波数は、約２．７４ＧＨｚである。
【００３７】
そして、ＨＥモード周波数調整ねじ１６ｃ、１６ｄの深さにより、ＨＥ１１δモードにおけるＨＥ１１δ＿ｙモードの共振周波数が、ＨＥ１１δモードにおけるＨＥ１１δ＿ｘモード及びＥＨ１１δモードにおけるＥＨ１１δ＿ｘモード、ＥＨ１１δ＿ｙモードの共振周波数への影響を抑制しつつ、可変されている。例えば、ＨＥ１１δ＿ｙモードの共振周波数の変化幅は、約３７．２ＭＨｚであるのに対して、ＥＨ１１δ＿ｘモードの共振周波数の変化幅は、約６．２ＭＨｚである。
なお、ＨＥモード周波数調整ねじ１６ｃ、１６ｄのように、２本を対にして用いることにより、いずれか１本を用いる場合に比べて、他のモードに与える影響がより抑制できる。
【００３８】
上記では、ＨＥ１１δモードにおけるＨＥ１１δ＿ｙモードの共振周波数について説明したが、ＨＥ１１δモードにおけるＨＥ１１δ＿ｘモードの共振周波数も、ＨＥモード周波数調整ねじ１６ａ、１６ｂの深さにより可変される。
【００３９】
そして、ＥＨ１１δモードにおけるＥＨ１１δ＿ｙモードの共振周波数については、ＥＨモード周波数調整ねじ１５ａ、１５ｂにより調整される。
【００４０】
図７は、フィルタ１００のＨＥ１１δモードにおける特性の一例を示す図である。
横軸は、周波数（ＧＨｚ）、縦軸は、ＳパラメータのＳ１１、Ｓ２１（ｄＢ）である。
ここでは、ＨＥ１１δ＿ｘモード及びＨＥ１１δ＿ｙモードを結合させ、通過周波数帯域幅を広げている。すなわち、通過周波数帯域幅は、２．９６〜３．０１ＧＨｚである。
なお、フィルタ１００は共振器１０−１と共振器１０−２とを直列に接続し、直交するモードを結合させているので、基本的には、４段（ポール）のフィルタ１００として機能する。
しかし、図７のＳ１１、すなわち、反射特性（リターンロス）を見ると、６段（ポール）のフィルタ１００として機能していることが分かる。
【００４１】
図８は、フィルタ１００の断面における電界分布を示す図である。図８では、図４のＩＶＢ−ＩＶＢ線での断面を示している。ここでは、電界強度が高い部分を領域α、β、γで示している。
図８に示すように、ＨＥモード周波数調整ねじ１６ａ、１６ｂの周りに、電界強度の高い領域α、βがそれぞれ生じている。すなわち、ＨＥモード周波数調整ねじ１６ａ、１６ｂが、ＴＥＭ（Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ  Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ  ｍｏｄｅ）の半同軸モードの共振器として働いていることを示している。これにより、図７に示したように、６段（ポール）のフィルタ１００として機能したと考えられる。
【００４２】
このように、ＨＥモード周波数調整ねじ１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄにより、共振器１０をさらに直列に並べることなく、フィルタ１００の段（ポール）数が増加する。
すなわち、図３、図４に示すフィルタ１００の共振器１０は、ＥＨ１１δモード、ＨＥ１１δモード、ＴＥＭの半同軸モードを用いることができる。
なお、フィルタ１００のＥＨ１１δモードにおける特性においては、４段（ポール）の特性が得られている。
【００４３】
以上説明したように、第１の実施の形態及び第２の実施の形態のフィルタ１００では、共振用誘電体１３を用いた共振器１０において、ＨＥモード周波数調整ねじ１６を、共振用誘電体１３の表面に対向し、且つＥＨ１１δモードに対する影響が抑制される位置に配置している。これにより、ＥＨ１１δモードとＨＥ１１δモードとで、同じ又は異なる共振周波数として、それぞれを励振させることで、複数の通過周波数帯域を持つ共振器及びその共振器を用いたフィルタが実現されている。
そして、ＥＨ１１δモードとＨＥ１１δモードとにはそれぞれ直交する共振モードがあることから、１個の共振器１０において４つの共振モードを利用することができる。よって、ＥＨ１１δモード及びＨＥ１１δモードの共振器１０を用いたフィルタ１００では、１つの共振モードの共振器１０を用いたフィルタ１００に比べ、共振器１０の数が１／４になる。
【００４４】
さらに、共振器１０において、ＨＥモード周波数調整ねじ１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄを、共振用誘電体１３の表面に対向するように、遮蔽導体１２の蓋部１２ｃに設けることにより、ＥＨ１１δモード、ＨＥ１１δモードに加え、ＴＥＭの半同軸モードが利用できる。
【００４５】
そして、第１の実施の形態におけるフィルタ１００では１個の共振器１０を、第２の実施の形態におけるフィルタ１００では直列接続した２個の共振器１０を用いたが、２を超える個数の共振器１０を直列接続してフィルタ１００を構成してもよい。
【００４６】
なお、ＥＨモード周波数調整ねじ１５、ＨＥモード周波数調整ねじ１６、結合調整ねじ１７は、外周面にねじが形成されているとしたが、ねじが設けられていない棒状の導体であってもよい。そして、断面は、円でなくともよく、多角形であってもよい。
【符号の説明】
【００４７】
１０、１０−１、１０−２…共振器、１１、１１−１、１１−２…空洞（キャビティ）、１２…遮蔽導体、１３…共振用誘電体、１４…支持台、１５、１５ａ、１５ｂ…ＥＨモード周波数調整ねじ、１６、１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ…ＨＥモード周波数調整ねじ、１７…結合調整ねじ、１８…仕切導体、１００…フィルタ、Ｓｉｇ１…第１信号、Ｓｉｇ２…第２信号
【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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