JPH0578201B2

JPH0578201B2 -

Info

Publication number: JPH0578201B2
Application number: JP23421287A
Authority: JP
Inventors: Yoji Isoda; Moryasu Myazaki; Osami Ishida; Fumio Takeda
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1987-09-18
Filing date: 1987-09-18
Publication date: 1993-10-28
Also published as: JPS6477301A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、マイクロ波帯・ミリ波帯で用いら
れる誘電体フイルタに関するものである。

〔従来の技術〕第５図ａ，ｂは、例えば、1977年12月に発行さ
れた雑誌「MICROWAVES」の150ページ〜160
ページに示された、従来の誘電体フイルタの概略
図である。図において、１は誘電体基板、２ａ，
２ｂはストリツプ線路、３ａ，３ｂは誘電体共振
器、４はケース、５は地導体である。ストリツプ
線路２ａ，２ｂは、誘電体基板１の片面に設けら
れ、他の面には、地導体５が設けられている。誘
電体共振器３ａ，３ｂは、接着剤等により誘電体
基板１上に固定されている。ケース４は、ストリ
ツプ線路２ａ，２ｂ、および誘電体共振器３ａ，
３ｂからもれ出す電磁波をシールドするためのも
のであり、地導体５と電気的に接続されている。

また、第５図ｂ中の破線は、ストリツプ線路２
ａ，２ｂ、及び誘電体共振器３ａ，３ｂの、
TE₀₁１＋δ／２モードの磁界分布を示している。

次に、動作について説明する。今、誘電体共振
器３ａ，３ｂが、同一周波数₀で共振するものと
する。ストリツプ線路２ａへの入射波は、第５図
ｂに示すようにストリツプ線路２ａの磁界が、誘
電体共振器の共振モードの磁界と同一の磁界成分
を有するため、誘電体共振器３ａ，３ｂと結合す
る。従つて、周波数₀では、共振状態にある誘電
体共振器３ａ，３ｂを介して、ストリツプ線路２
ａと２ｂが強く結合し、ストリツプ線路２ａへの
入射波は、ストリツプ線路２ｂに取り出される。
しかし、₀以外の周波数では相互結合が非常に弱
く、入射波のほとんどの電力が反射され、ストリ
ツプ線路２ｂには取り出されない。このように、
この誘電体フイルタは、帯域通過フイルタの機能
を有する。

〔発明の解決しようとする問題点〕

しかし、従来の誘電体フイルタは、誘電体基板
１の片側にストリツプ線路２ａ，２ｂを、他の面
に地導体５を有する、いわゆるマイクロストリツ
プ線路を用いるため、電磁界が誘電体基板１中に
集中し、線路の損失が大きい。また、誘電体共振
器３ａ，３ｂとして、損失の小さい誘電体を用い
ても、薄い誘電体基板１をはさんで、地導体５と
接近した構造であるため、導体損失が大きく、誘
電体フイルタとしての損失が大きくなつてしまう
という問題点があつた。また、ストリツプ線路２
ａ，２ｂの電磁界は、誘電体基板１中に集中し、
誘電体共振器３ａ，３ｂとの結合に有効に利用さ
れないため、大きな結合量が得られなかつた。こ
のため、通過帯域の広いフイルタを実現すること
は困難であつた。また、誘電体共振器３ａ，３ｂ
は、地導体５に接近して配置されるため、TE₀₁
１＋δ／２モードより高い周波数にHE₂₁δ／２モード、低い周波数にHE₁₁δ／２モードの共振周波数があり、これらのモードとの周波数間隔が広くとれな
いという問題点があつた。さらに、誘電体フイル
タとして所要の性能を得るためには、誘電体共振
器３ａ，３ｂの共振周波数を等しくするだけでは
なく、ストリツプ線路２ａ，２ｂと誘電体共振器
３ａ，３ｂの間隔、及び誘電体共振器３ａ，３ｂ
の間の間隔を所定間隔とする必要があるが、これ
らの位置決め、特に誘電体共振器３ａ，３ｂの所
定位置を精度よく、また、再現性よく設定するこ
とは困難で、その調製に多大な時間を要するとい
う問題点があつた。

この発明は、このような問題点を解消するため
になされたもので、損失が小さく、通過帯域ある
いは阻止帯域の広いフイルタが実現でき、しかも
隣接するスプリアスモードとの周波数間隔が広く
とれ、かつ、製作の容易な誘電体フイルタを得る
ことを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る誘電体フイルタは、ストリツプ
線路としてサスペンデツドストリツプ線路を、誘
電体共振器として中央部に穴を有するリング状の
誘電体共振器を用い、上記サスペンデツド線路の
基板に設けた穴と、基板の両面に配置した上記誘
電体共振器の穴を貫通する誘電体棒で、誘電体共
振器と基板とを固定するようにしたものである。

〔作用〕

この発明においては、サスペンデツドストリツ
プ線路を用いているため低損失である。また、２
つの誘電体共振器が、ストリツプ線路をはさんで
配置されているため、ストリツプ線路と誘電体共
振器との結合を密にでき、通過帯域又は阻止帯域
を広くすることができる。

さらに、誘電体共振器、ストリツプ線路が対称
に配置されているため、スプリアス共振周波数と
の周波数間隔を広くとることができる。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明す
る。第１図ａは、この発明の一実施例による誘電
体フイルタの概略図であり、同図ｂはその縦断面
図である。図中、６ａ，６ｄはサスペンデツドス
トリツプ線路、７ａ〜７ｄは誘電体共振器、８は
誘電体棒であり、１と４は第５図と同じものであ
る。サスペンデツドストリツプ線路６ａと６ｂお
よび６ｃと６ｄは、誘電体基板１の両面に対称に
設けられている。誘電体共振器７ａと７ｂおよび
７ｃと７ｄも、誘電体基板１の両面に対称に配置
されており、誘電体共振器７ａ〜７ｄの穴と、誘
電体基板１に設けられた穴を、誘電体棒８が貫通
している。

このフイルタでは、誘電体共振器７ａ〜７ｄ
が、誘電体基板１の両面に分離して配置されてい
るが、誘電体棒８の比誘電率が誘電体共振器７ａ
〜７ｄの比誘電率と同じであれば、誘電体共振器
７ａ，７ｂと誘電体棒８、および誘電体共振器７
ｃ，７ｄと誘電体棒８は、それぞれ１つの独立し
た誘電体共振器とみなすことができ、従来の誘電
体共振器のTE₀₁１＋δ／２モードの電磁界とよく似た、TE₀₁〓モードで共振する。また、誘電体棒８
の比誘電率が、誘電体共振器７ａ，７ｄのそれよ
り小さい場合でも、誘電体共振器７ａ，７ｂの高
さに比べて、誘電体基板１の厚さが十分薄く、そ
の比誘電率が小さければ、TE₀₁〓モードで共振す
る。従つて、誘電体共振器７ａ，７ｂ，７ｃ，７
ｄも、TE₀₁〓モードで結合するため、このフイル
タは従来の誘電体フイルタと同様に、帯域通過フ
イルタとしての機能を有する。

この発明の誘電体フイルタでは、ストリツプ線
路として、サスペンデツドストリツプ線路６ａ，
６ｄを用いている。このため、電磁界はサスペン
デツドストリツプ線路６ａ，６ｄと、地導体とな
るケース４の間の空間に集中し、誘電体基板１の
影響を受けないため、非常に低損失である。また
誘電体共振器７ａ〜７ｄは、ケース４から離れた
位置に設けられているため、導体損失が小さく、
大きな無負荷Ｑが得られる。この構造により、低
損失な誘電体フイルタが実現される。さらに、サ
スペンデツドストリツプ線路６ａ〜６ｄと誘電体
共振器７ａ〜７ｄは、誘電体基板１に対して対称
に配置されるため、第１図ｂ中の破線で示すよう
に、サスペンデツドストリツプ線路６ａ〜６ｄの
磁界が、誘電体共振器７ａ〜７ｄの磁界と効果的
に結合する。このため、通過帯域の広いフイルタ
が得られる。また、この誘電体共振器の共振モー
ドであるTE₀₁〓モードは、最も低い共振周波数の
モードであり、隣接するスプリアス共振モード
は、HE₁₁〓モードである。このスプリアス共振周
波数は、誘電体共振器の寸法を適切に選ぶことに
より、十分高い周波数にすることができるという
利点がある。なお、誘電体共振器７ａ，７ｄとサ
スペンデツドストリツプ線路６ａ〜６ｄの間隔、
誘電体共振器７ａ，７ｂと７ｃ，７ｄの間隔、お
よび誘電体基板１の両面の誘電体共振器７ａと７
ｂ，７ｃと７ｄの位置合わせは、誘電体共振器７
ａ〜７ｄ、および誘電体基板１の穴を貫通して設
けられた誘電体棒８により行なえるため、精度、
再現性共良好であり、製作も容易である。

第２図ａは、この発明の他の一実施例による誘
電体フイルタを示す概略構造図であり、同図ｂは
その縦断面図である。図中、１〜８は第１図と同
じものであり、９は誘電体基板１を貫通してスト
リツプ線路６ａと６ｂ、および６ｃと６ｄを電気
的に接続する導体である。この実施例における誘
電体フイルタは、第１図に示した誘電体フイルタ
に導体９が付加されただけであり、基本的には同
じ動作をする。導体９によつて、ストリツプ導体
６ａと６ｂ、および６ｃと６ｄが同電位になつて
いるので、サスペンデツドストリツプ線路の高次
モードが発生せず、良好な周波数特性を得ること
ができる。

第３図ａは、この発明のさらに他の実施例によ
る誘電体フイルタを示す概略構造図であり、同図
ｂはその縦断面図である。図はストリツプ線路６
ａ，６ｃを、誘電体基板１の片側に設けた場合を
示しており、形状が非対称となるが、誘電体基板
１の厚さが薄い場合には、その非対称性は無視し
得る程度となり、第１図に示した誘電体フイルタ
と同様の機能を有する。

第４図は、この発明のさらに他の実施例による
誘電体フイルタを示す概略構成図である。この場
合、入力端から入射した波のうち、周波数の誘電
体共振器７ａ〜７ｄの共振周波数と等しい波のみ
が、誘電体共振器７ａ〜７ｄの影響を強く受けて
反射され、他端には出力されない。しかし、他の
周波数の波は、誘電体共振器７ａ〜７ｄの影響を
受けずに他端へ通過する。このように、誘電体共
振器の配置を、第４図のように変えることによ
り、帯域阻止フイルタとして動作させることも可
能である。第４図に示した誘電体フイルタは、第
１図に示した誘電体フイルタと同様に、低損失
で、阻止帯域が広く、かつ、製作が容易であると
いう特徴を有する。

なお、上記実施例では、誘電体共振器の数が２
個の場合について述べたが、この発明はこれに限
らず、誘電体共振器が何個の場合でも適用でき
る。

また、誘電体棒をリング状の誘電体共振器から
出し入れすることにより、フイルタの共振周波数
を微調整することができるため、量産時のトリミ
ングも容易に実施することができる。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、サスペンデ
ツド線路を用い、、誘電体基板に設けた穴と、誘
電体共振器の穴を貫通する誘電体棒を用いるた
め、低損失で、通過帯域、又は阻止帯域が広く、
隣接するスプリアスモードとの周波数間隔が広
く、かつ、誘電体共振器の位置決め精度、及び再
現性の良好な誘電体フイルタを、容易に実現する
ことができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による誘電体フイ
ルタを示す概略構成図、第２図はこの発明の他の
一実施例を示す概略構成図、第３図はこの発明の
さらに他の一実施例を示す概略構成図、第４図は
この発明のさらに他の一実施例を示す概略構成
図、第５図は従来の誘電体フイルタを示す概略構
成図である。図において、１は誘電体基板、４はケース、６
ａ〜６ｄはサスペンデツドストリツプ線路、７ａ
〜７ｄは誘電体共振器、８は誘電体棒である。な
お、各図中同一符号は同一、又は相当部分を示
す。

Claims

【特許請求の範囲】１誘電体基板上に設けられたストリツプ線路
と、誘電体共振器を用いた誘電体フイルタにおい
て、上記ストリツプ線路として穴のある誘電体基
板上に設けられたサスペンデツドストリツプ線路
を、上記誘電体共振器として中央部に穴を設けた
リング状の誘電体共振器を用い、かつ、上記誘電
体基板の穴と、上記誘電体基板の両側に配置され
た上記誘電体共振器の穴を貫通する誘電体棒で誘
電体共振器を誘電体基板に固定したことを特徴と
する誘電体フイルタ。２上記サスペンデツド線路は、上記誘電体基板
を貫通する導体により上記誘電体基板の表面と裏
面の線路を電気的に接続したことを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の誘電体フイルタ。