(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体に囲まれたキャビティー内に固定され、複数の共振モードを励振するための側面構造を有する円柱状の誘電体共振器本体と、
前記誘電体共振器本体の側面に対向配置され、前記誘電体共振器本体との間の距離を調整可能に構成された誘電体調整片と、
前記誘電体共振器本体の側面側の前記導体に取り付けられ、前記誘電体共振器本体の円形断面を含む平面内で、前記中心軸から第１の方向および当該第１の方向に直交する第２の方向にそれぞれ位置する１対の入出力端子と、
を備え、
前記誘電体共振器本体の中心軸から前記誘電体調整片を結ぶ方向は、前記中心軸から前記側面構造を結ぶ方向に一致または直交し、
前記中心軸から前記誘電体調整片を結ぶ方向は、前記第１の方向および前記第２の方向のそれぞれに対し略４５度をなすことを特徴とする多重モード誘電体共振器。
【請求項２】
前記側面構造は、前記誘電体共振器本体の側面の一部を切削した構造であることを特徴とする請求項１に記載の多重モード誘電体共振器。
【請求項３】
前記誘電体共振器本体の円形断面を含む平面内で、前記側面構造の切削面の法線の方向が、前記第１の方向および前記第２の方向のそれぞれに対し略４５度の角度をなすことを特徴とする請求項２に記載の多重モード誘電体共振器。
【請求項４】
導体に囲まれたキャビティー内に固定され、複数の共振モードを励振するための側面構造を有する円柱状の誘電体共振器本体と、
前記誘電体共振器本体の側面に対向配置され、前記誘電体共振器本体との間の第１の距離を調整可能に構成された第１の誘電体調整片と、
前記誘電体共振器本体の側面に対向配置され、前記誘電体共振器本体との間の第２の距離を調整可能に構成された第２の誘電体調整片と、
前記誘電体共振器本体の側面側の前記導体に取り付けられ、前記誘電体共振器本体の円形断面を含む平面内で、前記中心軸から第１の方向および当該第１の方向に直交する第２の方向にそれぞれ位置する１対の入出力端子と、
を備え、前記誘電体共振器本体の中心軸から前記第１の誘電体調整片を結ぶ方向は、前記中心軸から前記側面構造を結ぶ方向に直交し、前記誘電体共振器本体の中心軸から前記第２の誘電体調整片を結ぶ方向は、前記中心軸から前記側面構造を結ぶ方向に一致し、
前記中心軸から前記第１の誘電体調整片を結ぶ方向と、前記中心軸から前記第２の誘電体調整片を結ぶ方向は、互いに直交し、
前記中心軸から前記第１の誘電体調整片を結ぶ方向と、前記中心軸から前記第２の誘電体調整片を結ぶ方向は、いずれも前記第１の方向および前記第２の方向のそれぞれに対し略４５度をなすことを特徴とする多重モード誘電体共振器。
【請求項５】
前記誘電体共振器本体の上面または底面に対向配置され、前記誘電体共振器本体との間の第３の距離を調整可能に構成された第３の誘電体調整片をさらに備えることを特徴とする請求項４に記載の多重モード誘電体共振器。
【請求項６】
前記誘電体共振器本体の側面に対向配置され、前記誘電体共振器本体との間の第３の距離を調整可能に構成された第３の誘電体調整片をさらに備え、
前記中心軸から前記第３の誘電体調整片を結ぶ方向は、前記中心軸から前記第１の誘電体調整片を結ぶ方向、および前記中心軸から前記第２の誘電体調整片を結ぶ方向のそれぞれに対し略４５度をなすことを特徴とする請求項４に記載の多重モード誘電体共振器。
【請求項７】
請求項４に記載の多重モード誘電体共振器の調整方法であって、
第１の周波数および当該第１の周波数より高い第２の周波数の前記共振モードをそれぞれ励振する前記誘電体共振器本体に対し、前記第１の周波数および前記第２の周波数のうち、一方の周波数特性を前記第１の誘電体調整片により独立に調整し、他方の周波数特性を前記第２の誘電体調整片により独立に調整することを特徴とする調整方法。
【請求項８】
請求項５または６に記載の多重モード誘電体共振器の調整方法であって、
第１の周波数および当該第１の周波数より高い第２の周波数の前記共振モードをそれぞれ励振する前記誘電体共振器本体に対し、前記第１の誘電体調整片と、前記第２の誘電体調整片と、前記第３の誘電体調整片とをそれぞれ独立に調整し、前記第１の周波数および前記第２の周波数をそれぞれ所望の周波数特性に調整することを特徴とする調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の周波数に対応する複数の共振モードを励振可能な多重モード誘電体共振器に関する。
【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。このような共振器フィルタを小型かつ高性能に構成するため、複数の共振モードを励振させて複数の周波数に対応可能な多重モード共振器が注目されている。従来の多重モード共振器としては、その基本形状に円柱を用いる構造あるいは直方体を用いる構造など、種々の構造が提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。直方体形状を用いる構造で複数の共振モードを励振させるためには、複数の直方体を組み合わせた構造か、直方体の一部を３次元的に削除した構造を採用する必要がある。また、円柱形状を用いる構造で複数の共振モードを励振させるためには、共振器本体の特性調整のためのネジ部材や円柱穴等を設けた構造を採用する必要がある。
【特許文献１】特開昭５７−１９４６０３号公報
【特許文献２】特開昭６１−１２１５０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述の多重モード共振器のうち直方体形状を用いる構造は、製造時に所望の周波数特性を調整するために複雑な形状を持たせる必要があるので、製造コストの上昇につながる。これに対し、上述の多重モード共振器のうち円柱形状を用いる構造は、共振器本体の構造は比較的単純で製造は容易である。しかし、上記の特性調整用の構造を設けることを前提とすると、ネジ部材により伝送信号の損失が増大する恐れや、円柱穴を形成するための複雑な加工などの問題がある。さらに、上記の特性調整用の構造を用いて多重モード共振器の周波数調整を行うとすると、設計条件に応じて複数の周波数が複雑に変化するので、単一モードの共振器に比べて所望の周波数特性を実現することは容易ではない。
【０００４】
そこで、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、比較的簡単な構造で伝送損失を増大させることなく、所望の周波数特性を容易に調整可能な多重モード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】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明の多重モード誘電体共振器は、導体に囲まれたキャビティー内に固定され、複数の共振モードを励振するための側面構造を有する円柱状の誘電体共振器本体と、前記誘電体共振器本体の側面に対向配置され、前記誘電体共振器本体との間の距離を調整可能に構成された誘電体調整片と、前記誘電体共振器本体の側面側の前記導体に取り付けられ、前記誘電体共振器本体の円形断面を含む平面内で、前記中心軸から第１の方向および当該第１の方向に直交する第２の方向にそれぞれ位置する１対の入出力端子とを備え、前記誘電体共振器本体の中心軸から前記誘電体調整片を結ぶ方向は、前記中心軸から前記側面構造を結ぶ方向に一致または直交し、前記中心軸から前記誘電体調整片を結ぶ方向は、前記第１の方向および前記第２の方向のそれぞれに対し略４５度をなすように構成される。
【０００６】
本発明の多重モード誘電体共振器によれば、円柱状の誘電体共振器本体が側面構造の作用により複数の共振モードを励振し、それに対応する周波数特性が伝送信号に付与される。そして、側面の誘電体調整片を変位させて誘電体共振器本体との間の距離を調整する場合、側面構造と誘電体調整片の位置関係により、いずれかの共振モードに作用して所望の共振周波数を選択的に調整することができる。従って、周波数特性を調整するための特殊な構造や複雑な加工を要することなく、簡単な構造で容易に周波数特性を調整可能な多重モード誘電体共振器を実現することができる。
【０００８】
本発明において、前記側面構造は、前記誘電体共振器本体の側面の一部を切削した構造としてもよい。この場合、前記誘電体共振器本体の円形断面を含む平面内で、前記側面構造の切削面の法線の方向が、前記第１の方向および前記第２の方向のそれぞれに対し略４５度の角度をなすように構成してもよい。
【０００９】
また、上記課題を解決するために、本発明の多重モード誘電体共振器は、  導体に囲まれたキャビティー内に固定され、複数の共振モードを励振するための側面構造を有する円柱状の誘電体共振器本体と、前記誘電体共振器本体の側面に対向配置され、前記誘電体共振器本体との間の第１の距離を調整可能に構成された第１の誘電体調整片と、前記誘電体共振器本体の側面に対向配置され、前記誘電体共振器本体との間の第２の距離を調整可能に構成された第２の誘電体調整片と、前記誘電体共振器本体の側面側の前記導体に取り付けられ、前記誘電体共振器本体の円形断面を含む平面内で、前記中心軸から第１の方向および当該第１の方向に直交する第２の方向にそれぞれ位置する１対の入出力端子とを備え、前記誘電体共振器本体の中心軸から前記第１の誘電体調整片を結ぶ方向は、前記中心軸から前記側面構造を結ぶ方向に直交し、前記誘電体共振器本体の中心軸から前記第２の誘電体調整片を結ぶ方向は、前記中心軸から前記側面構造を結ぶ方向に一致し、前記中心軸から前記第１の誘電体調整片を結ぶ方向と、前記中心軸から前記第２の誘電体調整片を結ぶ方向は、互いに直交し、前記中心軸から前記第１の誘電体調整片を結ぶ方向と、前記中心軸から前記第２の誘電体調整片を結ぶ方向は、いずれも前記第１の方向および前記第２の方向のそれぞれに対し略４５度をなすように構成される。
【００１０】
本発明において、前記誘電体共振器本体の上面または底面に対向配置され、前記誘電体共振器本体との間の第３の距離を調整可能に構成された第３の誘電体調整片をさらに設けてもよい。
【００１１】
本発明において、前記誘電体共振器本体の側面に対向配置され、前記誘電体共振器本体との間の第３の距離を調整可能に構成された第３の誘電体調整片をさらに設け、前記中心軸から前記第３の誘電体調整片を結ぶ方向は、前記中心軸から前記第１の誘電体調整片を結ぶ方向、および前記中心軸から前記第２の誘電体調整片を結ぶ方向のそれぞれに対し略４５度をなすように構成してもよい。
【００１２】
一方、上記課題を解決するために、本発明の多重モード誘電体共振器の調整方法は、第１の周波数および当該第１の周波数より高い第２の周波数の前記共振モードをそれぞれ励振する前記誘電体共振器本体に対し、前記第１の周波数および前記第２の周波数のうち、一方の周波数特性を前記第１の誘電体調整片により独立に調整し、他方の周波数特性を前記第２の誘電体調整片により独立に調整するものである。
【００１３】
また、本発明の多重モード誘電体共振器の調整方法は、第１の周波数および当該第１の周波数より高い第２の周波数の前記共振モードをそれぞれ励振する前記誘電体共振器本体に対し、前記第１の誘電体調整片と、前記第２の誘電体調整片と、前記第３の誘電体調整片とをそれぞれ独立に調整し、前記第１の周波数および前記第２の周波数をそれぞれ所望の周波数特性に調整するものである。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように本発明によれば、誘電体共振器本体は複数の共振モードを励振するための側面構造を有し、その側面に対向配置される誘電体調整片を用いて多重モード誘電体共振器を構成したので、誘電体調整片と誘電体共振器本体の間の距離を調整することにより、特定の共振モードに対応する所望の共振周波数を選択的に調整可能となる。この場合、複数の共振モードに対応する複数の共振周波数を調整する際、それぞれに対応する誘電体調整片を設けて独立に調整すれば、各々の共振周波数を効率的に調整することができる。このように本発明の誘電体共振器を用いることにより、周波数調整用の複雑な加工が不要で伝送損失が少なく、高精度な周波数特性を容易に実現して多様なフィルタに応用可能な多重モード誘電体共振器を実現することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の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、２つの共振モード（２重モード）に対応して周波数特性に２つのピークを有する誘電体共振器に対して本発明を適用する場合において、４つの異なる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および特性について説明する。第１実施形態の誘電体共振器に関し、図１に側断面図を示すとともに、図２に上面図を示す。図１および図２に示すように、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１１と、支持台１２と、一対の入出力端子１３と、誘電体調整片１４と、支持棒１５とを備えて構成される。
【００１７】
誘電体共振器本体１０は、円柱の一部が切削された形状を有し、円筒状の導体ケース１１に囲まれたキャビティー内の略中心部に配置されている。誘電体共振器本体１０は、その底面が導体ケース１１に取り付けられた支持台１２により固定されている。誘電体共振器本体１０は、所定の比誘電率を有する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と外部空間の間は、周囲の導体ケース１１により電気的に遮断された状態にある。また、支持台１２は、例えばアルミナ等で形成され、円筒状の形状を有する。
【００１８】
図２に示すように、一対の入出力端子１３は、それぞれ導体ケース１１の側面に取り付けられている。一対の入出力端子１３のうち、一方の入出力端子１３には外部から供給される入力信号が供給され、他方の入出力端子１３からは複数の共振モードで励振された出力信号が外部に出力される。なお、一対の入出力端子１３は、互いに入出力を入れ替えて用いることができる。図２の下部に便宜上Ｘ軸とＹ軸を示しているが、誘電体共振器本体１０の中心軸から見て、一方の入出力端子１３の位置がＸ方向に配置され、かつ他方の入出力端子１３の位置がＹ方向に配置されている。すなわち、一対の入出力端子１３は、誘電体共振器本体１０の円形断面を含む平面内で、互いに直交する位置関係にある。
【００１９】
誘電体共振器本体１０の切削面１０ａは、その法線が水平面内においてＸ軸とＹ軸のそれぞれに対し４５度の角度をなすよう形成されている。このような角度で切削面１０ａを形成することは、誘電体共振器本体１０が２つの共振モードを励振するための側面構造の一例である。図１に示す切削面１０ａの切削量Ｈ、すなわち、切削前の誘電体共振器本体１０の円形断面の外周位置から切削面１０ａの中央位置までの距離は、共振モードの特性に大きく影響するので、所望の特性が得られる最適な切削量Ｈを定めることが望ましい。
【００２０】
誘電体調整片１４は、誘電体共振器本体１０の側面に配置され、誘電体共振器本体１０の中心軸と直交する中心軸を有する円柱状に形成される。図２に示すように、誘電体調整片１４は、誘電体共振器本体１０の中心軸から見て、Ｘ軸とＹ軸のそれぞれに対し４５度の角度をなし、かつ切削面１０ａの法線と９０度の角度をなす位置に配置されている。誘電体調整片１４の一端には支持棒１５が取り付けられ、誘電体調整片１４と誘電体共振器本体１０の間の距離Ｄを支持棒１５により変化させて自在に調整可能である。なお、誘電体調整片１４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。
【００２１】
第１実施形態の構成において、１対の入出力端子１３と切削面１０ａの位置関係により、２つの共振モードに基づく電界は、Ｘ軸およびＹ軸に対して４５度をなす２方向に発生する。一方、誘電体調整片１４が一方の共振モードの電界方向に配置されるので、距離Ｄを調整することにより、２つの共振モードに対応する２つの共振周波数が異なる変化をする。このような共振周波数の調整について詳しくは後述する。
【００２２】
第１実施形態の誘電体共振器の特性について、図３〜図５を参照して説明する。ここで、誘電体共振器本体１０と誘電体調整片１４のサイズの一例としては、例えば、誘電体共振器本体１０は、直径が約３７ｍｍで高さが約１０ｍｍ、誘電体調整片１４は、直径が約１０ｍｍで高さが約７．５ｍｍに設定される。また、誘電体調整片１４の調整範囲は、誘電体共振器本体１０との間の距離Ｄが２〜６ｍｍの範囲を想定する。
【００２３】
図３は、誘電体共振器における伝送特性を示している。２ＧＨｚ近辺の比較的狭い周波数範囲において、一方の入出力端子１３から他方の入出力端子１３に伝送される信号の挿入損失（ＳパラメータＳ２１）をグラフで示している。図３では、上述の距離Ｄを４通り（Ｄ＝３、４、５、６ｍｍ）に変化させ、各々の伝送特性を比較して示している。図３からわかるように、低周波側と高周波側でそれぞれ挿入損失が０（ｄＢ）に近接するピークを有し、それ以外の周波数では挿入損失が大きくなる。
【００２４】
図３のグラフにおける２つのピークは、誘電体共振器の２つの共振モードに対応する２つの共振周波数で現れる。以下、低周波側の共振周波数をＦＬ、高周波側の共振周波数をＦＨと表す。図３に示すように、低周波側の共振周波数ＦＬは、誘電体調整片１４の距離Ｄが変化しても概ね一定であるのに対し、高周波側の共振周波数ＦＨは、距離Ｄが３ｍｍから６ｍｍまで長くなるにつれて増加している。
【００２５】
図４は、距離Ｄの変化と周波数の関係を示している。図４に示すように、２つの共振周波数ＦＬ、ＦＨに加え、これらの平均周波数ＦＡ（ＦＡ＝（ＦＬ＋ＦＨ）／２）の距離Ｄに対する変化をグラフで示している。図３の伝送特性を反映して、距離Ｄが大きくなるにつれて、低周波側の共振周波数ＦＬはほぼ一定で推移し、高周波側の共振周波数ＦＨは増加し、平均周波数ＦＡは緩やかに増加することがわかる。このように、第１実施形態における誘電体調整片１４は、高周波側の共振周波数ＦＨを調整する役割を有している。これは、上述したように２つの共振モードに対して、誘電体調整片１４の変位が高周波側の共振周波数ＦＨのみに作用することに基づいている。
【００２６】
図５は、距離Ｄの変化と上述の平均周波数ＦＡおよび結合係数ｋの関係を示している。ここで、結合係数ｋは、ｋ＝（ＦＨ−ＦＬ）／ＦＡで求められ、２つの共振周波数ＦＬ、ＦＨが相対的に離れている度合いを表す量である。なお、図５の周波数軸は、平均周波数ＦＡの変化を拡大して示すため、図４よりも狭い範囲のスケールで表される。距離Ｄが大きくなるほど、平均周波数ＦＡが増加し、これに連動して結合係数ｋが増加することがわかる。この場合、平均周波数ＦＡおよび結合係数ｋは、距離Ｄが小さいほど急峻に変化している。
【００２７】
なお、図３〜図５においては、第１実施形態の誘電体共振器を用いて得られる特性の一例を示したものであり、実際には設計条件に応じて多様な特性を実現することができる。例えば、誘電体共振器本体１０に対する切削量Ｈ（図１）を変えることにより、図３〜図５の特性を変化させることができる。また、誘電体共振器本体１０と誘電体調整片１４のそれぞれのサイズについては周波数特性に与える影響が大きい。このように、第１実施形態の誘電体共振器を組み込む回路において所望の特性を得られるように、誘電体共振器の設計条件を最適に設定することが望ましい。
【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および特性について説明する。図６に第２実施形態の誘電体共振器の上面図を示す。なお、第２実施形態の誘電体共振器の側断面図については、図１と同様に表すことができる。図６に示すように、第２実施形態の誘電体共振器は、第１実施形態と同様、誘電体共振器本体１０と、導体ケース１１と、支持台１２と、一対の入出力端子１３と、誘電体調整片１４と、支持棒１５とを備えて構成される。かかる構成において第１実施形態との相違は、誘電体調整片１４の配置であり、他の点については共通であるので説明を省略する。
【００２９】
第２実施形態の誘電体調整片１４は、誘電体共振器本体１０の中心軸から見て、Ｘ軸とＹ軸のそれぞれに対し４５度の角度をなし、かつ切削面１０ａと対向する位置（切削面１０ａの法線上）に配置されている。図１と比べると、図６の誘電体調整片１４は９０度だけ位置が異なり、１対の入出力端子１３のうち一方の入出力端子１３の側に近接した配置になっている。この場合も、誘電体調整片１４と誘電体共振器本体１０の間の距離Ｄを支持棒１５により変化させて自在に調整可能である。第２実施形態の構成においては、２つの共振モードに基づく電界に対して第１実施形態の場合と異なる作用を生じ、距離Ｄを調整することにより、２つの共振周波数が第１実施形態とは異なる変化をする。
【００３０】
第２実施形態の誘電体共振器の特性について、図７〜図９を参照して説明する。ここで、誘電体共振器本体１０と誘電体調整片１４のサイズについては、第１実施形態と同様に設定する場合を想定する。また、誘電体調整片１４の調整範囲については、距離Ｄが３〜６ｍｍの範囲を想定する。
【００３１】
図７は、誘電体共振器における伝送特性を示している。図３の場合と同様、２ＧＨｚ近辺の比較的狭い周波数範囲における挿入損失（ＳパラメータＳ２１）をグラフで示し、上述の距離Ｄを４通り（Ｄ＝３、４、５、６ｍｍ）に変化させ、各々の伝送特性を比較して示している。図７のグラフにおける２つのピークは、図３と同様、低周波側の共振周波数ＦＬと、高周波側の共振周波数ＦＨに対応する。図７においては、図３とは逆に、低周波側の共振周波数ＦＬは、距離Ｄが３ｍｍから６ｍｍまで長くなるにつれて増加するのに対し、高周波側の共振周波数ＦＨは、誘電体調整片１４の距離Ｄが変化しても概ね一定である。
【００３２】
図８は、距離Ｄの変化と周波数の関係を示している。図８に示すように、２つの共振周波数ＦＬ、ＦＨに加え、第１実施形態と同様に平均周波数ＦＡの距離Ｄに対する変化をグラフで示している。図７の伝送特性を反映して、距離Ｄが大きくなるにつれて、低周波側の共振周波数ＦＬは増加し、高周波側の共振周波数ＦＨはほぼ一定で推移し、平均周波数ＦＡは緩やかに増加することがわかる。このように、第２実施形態における誘電体調整片１４は、低周波側の共振周波数ＦＬを調整する役割を有している。これは、上述したように２つの共振モードに対して、誘電体調整片１４の変位が低周波側の共振周波数ＦＬのみに作用することに基づいている。
【００３３】
図９は、距離Ｄの変化と上述の平均周波数ＦＡおよび結合係数ｋの関係を示している。なお、図９の周波数軸は、平均周波数ＦＡの変化を拡大して示すため、図８よりも狭い範囲のスケールで表される。距離Ｄが大きくなるほど、平均周波数ＦＡが増加し、これに連動して結合係数ｋが減少することがわかる。この場合、平均周波数ＦＡおよび結合係数ｋは、距離Ｄが小さいほど急峻に変化している。第１実施形態の図５と比べると、結合係数ｋの変化の方向が逆であるが、これは低周波側の共振周波数ＦＬの増加により高周波側の共振周波数ＦＨとの差が相対的に縮小するためである。
【００３４】
以上説明したように、第１および第２実施形態の誘電体共振器は、誘電体共振器本体１０の中心軸から見て、切削面１０ａの方向と誘電体調整片１４の方向が互いに直交（図２）あるいは一致（図６）するように配置したので、２つの共振モードのいずれかに対し選択的に作用を及ぼすことができる。よって、誘電体調整片１４の距離Ｄを調整することにより、２つの共振モードに対応する２つの共振周波数ＦＬ、ＦＨのいずれかのみを選択的に調整可能となる。なお、第１および第２実施形態では、１つの誘電体調整片１４を設ける構造を示しているが、図２の誘電体調整片１４と図６の誘電体調整片１４の両方を含めて誘電体共振器を構成してもよい。この場合、各々の誘電体調整片１４の距離Ｄを独立に調整することにより、２つの共振モードに対応する２つの共振周波数ＦＬ、ＦＨをそれぞれ個別に調整して、所望の周波数特性を容易に実現可能となる。距離Ｄの変化に対して共振周波数ＦＬ、ＦＨをきめ細かく設定することができるので、例えば、高精度な周波数調整が可能な帯域可変型フィルタへの応用に適している。
【００３５】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態の誘電体共振器の構造および特性について説明する。第３実施形態の誘電体共振器に関し、図１０に側断面図を示すとともに、図１１に上面図を示す。図１０および図１１に示すように、第３実施形態の誘電体共振器において、誘電体共振器本体１０と、導体ケース１１と、支持台１２と、一対の入出力端子１３については、第１および第２実施形態と同様に構成される。これらに加えて、３つの誘電体調整片１４ａ、１４ｂ、１６と、３つ支持棒１５ａ、１５ｂ、１７とが設けられている。また、誘電体共振器本体１０に形成された切削面１０ａは、その法線の方向が図２および図６と９０度異なり、１対の入出力端子１３に挟まれる位置に配置されている。
【００３６】
図１１に示すように、２つの誘電体調整片１４ａ、１４ｂは、第１および第２実施形態の各誘電体調整片１４に対応し、Ｘ軸とＹ軸のそれぞれに対し４５度の角度をなし、かつ誘電体調整片１４ａ、１４ｂの方向が互いに９０度をなすように配置されている。そして、一方の誘電体調整片１４ａは、切削面１０ａの法線と９０度をなす位置に配置され、他方の誘電体調整片１４ｂは、切削面１０ａと対向する位置（切削面１０ａの法線上）に配置されている。誘電体調整片１４ａ、１４ｂは、誘電体共振器本体１０との間の距離Ｄ１、Ｄ２をそれぞれ支持棒１５ａ、１５ｂにより変化させて自在に調整可能である。これにより、２つの共振モードに基づく２つの電界に対し、それぞれ誘電体調整片１４ａ、１４ｂが作用し、２つの共振モードに対応する２つの共振周波数をそれぞれ独立に調整可能となる。
【００３７】
一方、図１０および図１１に示すように、誘電体調整片１６は、誘電体共振器本体１０の上面に対向配置されている。誘電体調整片１６の形状は、誘電体共振器本体１０と中心軸が一致する円柱状であり、その円形断面の直径が誘電体共振器本体１０より小さく設定されている。また、誘電体調整片１６の上部には支持棒１７が取り付けられ、誘電体共振器本体１０と誘電体調整片１６の間の距離Ｄ３（図１０）を支持棒１７により変化させることができる。この場合、上述の誘電体調整片１４ａ、１４ｂとは異なり、誘電体調整片１６が水平面内で対称的な位置関係にあるので、その垂直方向の変位は、２つの共振モードに対応する２つの電界に対して概ね等しい作用を与える。その結果、後述するように２つの共振モードに対応する２つの周波数が連動して変化することになる。
【００３８】
第３実施形態の誘電体共振器の特性について、図１２〜図１５を参照して説明する。図１２は、第３実施形態の誘電体共振器に対し、３つの誘電体調整片１４ａ、１４ｂ、１６の各距離Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３を独立に調整する場合を想定し、４つの条件Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４と各々に対応する測定結果を示している。まず、基準となる条件Ａ１では、距離Ｄ１、Ｄ２がともに１２．５ｍｍで、距離Ｄ３が７．５ｍｍに調整される。この条件Ａ１に対して、距離Ｄ３のみを２．５ｍｍに変えた条件Ａ２と、距離Ｄ１のみを２．５ｍｍに変えた条件Ａ３と、距離Ｄ２のみを２．５ｍｍに変えた条件Ａ４とが示されている。そして、各々の条件Ａ１〜Ａ４について、上述の平均周波数ＦＡおよび結合係数ｋの測定結果を併せて示している。
【００３９】
図１３は、図１２の条件Ａ１〜Ａ４に対応する伝送特性を示している。図１３のグラフでは、図３および図７と同様、２つのピークを有する挿入損失の周波数特性が示されているが、条件Ａ１〜Ａ４に関し、各々のグラフの傾向に相違がある。すなわち、条件Ａ１を基準にすると、条件Ａ２の場合は、結合係数ｋを保持したまま２つの共振周波数ＦＬ、ＦＨが連動して変化している。これは、上述した誘電体調整片１６の作用に基づく特性であり、図１２に示すように、条件Ａ１、Ａ２について概ね同様の結合係数ｋが得られる。
【００４０】
これに対し、条件Ａ３の場合は、低周波側の共振周波数ＦＬが変化せず、高周波側の共振周波数ＦＨが低下している。逆に、条件Ａ４の場合は、低周波側の共振周波数ＦＬが低下し、高周波側の共振周波数ＦＨが変化しない。これらの特性は、それぞれ第１および第２実施形態に基づく調整を反映したものである。このように、３つの誘電体調整片１４ａ、１４ｂ、１６により、共振周波数ＦＬ、ＦＨの一方または両方、あるいは結合係数ｋをそれぞれ選択的に調整することができる。
【００４１】
図１４は、第３実施形態の誘電体共振器に対し、３つの誘電体調整片１４ａ、１４ｂ、１６の各距離Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３を組み合わせて調整する場合を想定し、３つの条件Ａ１、Ａ５、Ａ６と各々に対応する測定結果を示している。まず、基準となる条件Ａ１は、図１２の場合と同様である。この条件Ａ１に対して、距離Ｄ１、Ｄ２の両方を２．５ｍｍに変えた条件Ａ５と、距離Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３の全てを２．５ｍｍに変えた条件Ａ６とが示されている。そして、各々の条件Ａ１、Ａ５、Ａ６について、上述の平均周波数ＦＡおよび結合係数ｋの測定結果を併せて示している。
【００４２】
図１５は、図１４の条件Ａ１、Ａ５、Ａ６に対応する伝送特性を示している。図１５のグラフでは、図１３と同様、２つのピークを有する挿入損失の周波数特性が示されている。条件Ａ１を基準にすると、条件Ａ５の場合は、２つの共振周波数ＦＬ、ＦＨがともに大きく低下している。この場合、結合係数ｋは若干増加している。一方、条件Ａ６の場合は、２つの共振周波数ＦＬ、ＦＨが条件Ａ５よりも一層大きく低下している。この場合、条件Ａ５とＡ６では、結合係数ｋがほぼ同様となっている。
【００４３】
（第４実施形態）
次に、第４実施形態の誘電体共振器の構造および特性について説明する。図１６に第４実施形態の誘電体共振器の上面図を示す。図１６に示すように、第４実施形態の誘電体共振器においては、誘電体共振器本体１０と、導体ケース１１と、支持台１２と、一対の入出力端子１３と、誘電体調整片１４ａ、１４ｂと、支持棒１５ａ、１５ｂについては、第３実施形態と同様に構成される。一方、第３実施形態の誘電体調整片１６および支持棒１７は設けられず、これらに代わって、誘電体調整片１８および支持棒１９が設けられている。以下では、第３実施形態と共通の構成要素については説明を省略する。また、第４実施形態の誘電体共振器の側断面図については、図１の側断面図に誘電体調整片１８および支持棒１９の断面を加えて考えればよい。
【００４４】
誘電体調整片１８は、誘電体共振器本体１０の中心軸から見てＸ軸の方向に位置し、２つの誘電体調整片１４ａ、１４ｂのそれぞれに対し４５度の角度なすように配置される。この誘電体調整片１８は、誘電体共振器本体１０との間の距離Ｄ４を支持棒１９により変化させて自在に調整可能である。この誘電体調整片１８により、２つの共振モードに基づく２つの電界に対して均等に作用を及ぼすことができる。
【００４５】
第４実施形態の誘電体共振器の特性について、図１７および図１８を参照して説明する。図１７は、第４実施形態の誘電体共振器に対し、３つの誘電体調整片１４ａ、１４ｂ、１８の各距離Ｄ１、Ｄ２、Ｄ４のうちの距離Ｄ４を調整する場合を想定し、２つの条件Ｂ１、Ｂ２と各々に対応する測定結果を示している。まず、基準となる条件Ｂ１では、距離Ｄ１、Ｄ２がともに２．５ｍｍで、距離Ｄ４が１２．５ｍｍに調整される。この条件Ｂ１に対して、距離Ｄ４のみを２．５ｍｍに変えた条件Ｂ２が示されている。そして、条件Ｂ１、Ｂ２について、上述の平均周波数ＦＡおよび結合係数ｋの測定結果を併せて示している。
【００４６】
図１８は、図１７の条件Ｂ１、Ｂ２に対応する伝送特性を示している。図１８のグラフでは、図１３や図１５と同様、２つのピークを有する挿入損失の周波数特性が示されている。条件Ｂ１を基準にすると、条件Ｂ２の場合は、２つの共振周波数ＦＬ、ＦＨがともに低下している。この場合、結合係数ｋは若干減少しているが、十分に小さい変化にとどまる。従って、誘電体調整片１８により、２つの共振周波数ＦＬ、ＦＨを連動して調整することができる。
【００４７】
以上説明したように、第３および第４実施形態の誘電体共振器は、第１および第２実施形態の誘電体共振器にそれぞれ含まれる２つの誘電体調整片１４ａ、１４ｂに加えて、第３の誘電体調整片１６または１８を付加したので、周波数特性の多様な調整方法を実現することができる。すなわち、誘電体共振器において、２つの共振周波数ＦＬ、ＦＨ、平均周波数ＦＡ、結合係数ｋのうち所望のパラメータを自在に調整することができ、多様なフィルタへの応用が可能となる。
【００４８】
以上、第１〜第４実施形態に基づいて本発明の内容を具体的に説明したが、本発明は上述の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、本実施形態では、誘電体調整片１４が円柱状に形成される場合を説明したが、円柱状に限らず異なる形状で誘電体調整片１４を形成することができる。例えば、断面が多角形の組み合わせからなる形状で誘電体調整片１４を形成してもよい。さらに、本実施形態では、誘電体調整片１４が誘電体共振器本体１０と同一の誘電体材料を用いて形成される場合に限らず、誘電体共振器本体１０と比誘電率が異なる誘電体材料を用いて誘電体調整片１４を形成してもよい。
【００４９】
一方、本実施形態では、誘電体共振器本体１０が、図１等に示す切削面１０ａで切削される場合を説明したが、かかる切削方法に限定されるものではない。誘電体共振器本体１０の切削面１０ａの配置や切削方法は、本発明の作用効果が得られる範囲内で自在に変更することができる。この場合、本実施形態では、誘電体共振器本体１０が２つの共振モードを励振する構造を示したが、切削方法の工夫により、さらに多くの共振モードを励振し、複数のピークを有する周波数特性を実現してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】第１実施形態の誘電体共振器の側断面図である。
【図２】第１実施形態の誘電体共振器の上面図である。
【図３】第１実施形態の誘電体共振器における伝送特性を示す図である。
【図４】第１実施形態の誘電体共振器における距離Ｄの変化と周波数の関係を示す図である。
【図５】第１実施形態の誘電体共振器における距離Ｄの変化と平均周波数ＦＡおよび結合係数ｋの関係を示す図である。
【図６】第２実施形態の誘電体共振器の上面図である。
【図７】第２実施形態の誘電体共振器における伝送特性を示す図である。
【図８】第２実施形態の誘電体共振器における距離Ｄの変化と周波数の関係を示す図である。
【図９】第２実施形態の誘電体共振器における距離Ｄの変化と平均周波数ＦＡおよび結合係数ｋの関係を示す図である。
【図１０】第３実施形態の誘電体共振器の側断面図である。
【図１１】第３実施形態の誘電体共振器の上面図である。
【図１２】第３実施形態の誘電体共振器に対し、各距離Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３を独立に調整する場合の条件と測定結果を示す図である。
【図１３】図１２の各条件に対応する伝送特性を示す図である。
【図１４】第３実施形態の誘電体共振器に対し、各距離Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３を組み合わせて調整する場合の条件と測定結果を示す図である。
【図１５】図１４の各条件に対応する伝送特性を示す図である。
【図１６】第４実施形態の誘電体共振器の上面図である。
【図１７】第４実施形態の誘電体共振器に対し、距離Ｄ４を調整する場合の条件と測定結果を示す図である。
【図１８】図１７の各条件に対応する伝送特性を示す図である。
【符号の説明】
【００５１】
１０…誘電体共振器本体
１０ａ…切削面
１１…導体ケース
１２…支持台
１３…入出力端子
１４、１４ａ、１４ｂ、１６、１８…誘電体調整片
１５、１５ａ、１５ｂ、１７、１９…支持棒
【図１】
0004881892.tif 000002
【図２】
0004881892.tif 000003
【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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