JPH07336113A - 高周波電極及び高周波伝送線路 - Google Patents
高周波電極及び高周波伝送線路Info
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- JPH07336113A JPH07336113A JP6122281A JP12228194A JPH07336113A JP H07336113 A JPH07336113 A JP H07336113A JP 6122281 A JP6122281 A JP 6122281A JP 12228194 A JP12228194 A JP 12228194A JP H07336113 A JPH07336113 A JP H07336113A
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Landscapes
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- Waveguides (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 従来例に比較して簡単な構造で、導体損失を
低減させることができ、しかも発明実施品を小型・軽量
化することができる高周波電極、並びに高周波伝送線
路、高周波共振器、高周波フィルタ、高周波デバイスを
提供する。 【構成】 Cu,Ag,Auなどの電気的導電性を有す
る膜状の導体、又は超電導体からなる導体の膜厚を、使
用周波数の表皮深さの1.14倍から2.75倍の範囲
に、好ましくは1.32倍から1.92倍の範囲に、最
も好ましくはπ/2倍になるように形成し、これによっ
て、実効的に表皮深さを増大させ、導体損失及び表面抵
抗を従来に比較して大幅に低減した高周波電極と、この
電極を用いて構成した伝送線路、共振器、フィルタ、高
周波デバイスを提供する。
低減させることができ、しかも発明実施品を小型・軽量
化することができる高周波電極、並びに高周波伝送線
路、高周波共振器、高周波フィルタ、高周波デバイスを
提供する。 【構成】 Cu,Ag,Auなどの電気的導電性を有す
る膜状の導体、又は超電導体からなる導体の膜厚を、使
用周波数の表皮深さの1.14倍から2.75倍の範囲
に、好ましくは1.32倍から1.92倍の範囲に、最
も好ましくはπ/2倍になるように形成し、これによっ
て、実効的に表皮深さを増大させ、導体損失及び表面抵
抗を従来に比較して大幅に低減した高周波電極と、この
電極を用いて構成した伝送線路、共振器、フィルタ、高
周波デバイスを提供する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、マイクロ波、準ミリ波
又はミリ波の高周波帯において用いられる高周波電極、
上記高周波電極を用いた高周波伝送線路、上記高周波伝
送線路を用いた高周波共振器、上記高周波共振器を備え
た高周波フィルタ、並びに上記高周波電極を備えた高周
波デバイスに関する。
又はミリ波の高周波帯において用いられる高周波電極、
上記高周波電極を用いた高周波伝送線路、上記高周波伝
送線路を用いた高周波共振器、上記高周波共振器を備え
た高周波フィルタ、並びに上記高周波電極を備えた高周
波デバイスに関する。
【0002】
【従来の技術】近年、電子部品の小型化が進む中、マイ
クロ波、準ミリ波又はミリ波などの高周波帯においても
高誘電体材料を用いることによって、デバイスの小型化
がなされてきた。デバイスの小型化を行う場合、誘電率
を大きくする一方、相似形として形状を縮小させると、
原理的には体積の立方根に反比例してエネルギー損失が
増大するという問題点があった。
クロ波、準ミリ波又はミリ波などの高周波帯においても
高誘電体材料を用いることによって、デバイスの小型化
がなされてきた。デバイスの小型化を行う場合、誘電率
を大きくする一方、相似形として形状を縮小させると、
原理的には体積の立方根に反比例してエネルギー損失が
増大するという問題点があった。
【0003】高周波デバイスのエネルギー損失は、表皮
効果による導体損失と、誘電体材料による誘電体損失と
に大きく分類することができる。近年の誘電体材料は、
高誘電率なものでも低損失な特性を有する材料が開発実
用化されており、従って、誘電体損失よりも導体損失の
方が回路の無負荷Qにおいて支配的である。また、高周
波帯においては、表皮効果によって、導体表面において
高周波電流が集中するために、導体表面に近づくほど表
面抵抗(表皮抵抗ともいう。)が大きくなり、導体損失
(ジュール損失)が大きくなる。ここで、表皮効果と
は、導体の内部では導体の表面から離れるに従って、高
周波電流が指数関数的に減衰するという高周波信号の伝
送に特有の現象である。この電流が流れる導体の薄い領
域を表皮深さと呼び、例えば銅であれば1GHzのとき
約2.2μmとなる。しかしながら、従来は、高周波応
用部品の電極に用いられる導体の膜厚は、電極を透過し
て失われる放射損失を回避するために、表皮深さよりも
十分に厚い膜厚で構成されていた。また、金属メッキや
金属の焼き付けの技術により電極を作成する場合の基板
や電極膜の表面粗さなどの問題もあり、電極の厚さを表
皮深さに比べて十分厚くすることが損失を小さくするこ
とに結び付いていた。しかし、最近では鏡面に近い基板
の上に膜厚精度のよい電極を成膜する技術ができはじめ
ており、電極を最適膜厚で構成することが可能になって
きている。
効果による導体損失と、誘電体材料による誘電体損失と
に大きく分類することができる。近年の誘電体材料は、
高誘電率なものでも低損失な特性を有する材料が開発実
用化されており、従って、誘電体損失よりも導体損失の
方が回路の無負荷Qにおいて支配的である。また、高周
波帯においては、表皮効果によって、導体表面において
高周波電流が集中するために、導体表面に近づくほど表
面抵抗(表皮抵抗ともいう。)が大きくなり、導体損失
(ジュール損失)が大きくなる。ここで、表皮効果と
は、導体の内部では導体の表面から離れるに従って、高
周波電流が指数関数的に減衰するという高周波信号の伝
送に特有の現象である。この電流が流れる導体の薄い領
域を表皮深さと呼び、例えば銅であれば1GHzのとき
約2.2μmとなる。しかしながら、従来は、高周波応
用部品の電極に用いられる導体の膜厚は、電極を透過し
て失われる放射損失を回避するために、表皮深さよりも
十分に厚い膜厚で構成されていた。また、金属メッキや
金属の焼き付けの技術により電極を作成する場合の基板
や電極膜の表面粗さなどの問題もあり、電極の厚さを表
皮深さに比べて十分厚くすることが損失を小さくするこ
とに結び付いていた。しかし、最近では鏡面に近い基板
の上に膜厚精度のよい電極を成膜する技術ができはじめ
ており、電極を最適膜厚で構成することが可能になって
きている。
【0004】この状況を鑑みて、導体損失が効果的に低
減されて高い無負荷Qを得ることができる改良された対
称型ストリップライン共振器(以下、従来例の共振器と
いう。)が、特開平4−43703号公報において提案
されている。この従来例の共振器は、誘電体を挟んで所
定距離を隔てて対向位置せしめられた一対の接地導体間
に、ストリップ導体を配した対称型ストリップラインに
よって、共振回路を構成せしめて成る対称型ストリップ
ライン共振器において、上記ストリップ導体を、上記一
対の接地導体間において、該接地導体と平行に複数枚、
上記誘電体を介して互いに所定の間隔を隔てて積層状に
配置せしめたことを特徴としている。
減されて高い無負荷Qを得ることができる改良された対
称型ストリップライン共振器(以下、従来例の共振器と
いう。)が、特開平4−43703号公報において提案
されている。この従来例の共振器は、誘電体を挟んで所
定距離を隔てて対向位置せしめられた一対の接地導体間
に、ストリップ導体を配した対称型ストリップラインに
よって、共振回路を構成せしめて成る対称型ストリップ
ライン共振器において、上記ストリップ導体を、上記一
対の接地導体間において、該接地導体と平行に複数枚、
上記誘電体を介して互いに所定の間隔を隔てて積層状に
配置せしめたことを特徴としている。
【0005】そして、当該従来例の共振器を開示した公
報には次のことが開示されている。 (a)上記各ストリップ導体の厚さは、導体損失を有効
的に抑えるためには、表皮深さの3倍か又はそれよりも
大きな厚さをもって形成することが望ましい。すなわ
ち、ストリップ導体において、マイクロ波帯の高周波電
流が流れる表皮部分を増大せしめて、ストリップ導体に
おける実効断面積を増大させる。 (b)一対のストリップ導体の一端側においてスルーホ
ールを介して互いに導通される一方、他端側においても
スルーホールを介して互いに導通される。 (c)当該共振器における電界分布は、当該公報の第3
図に示すように、電界は、各ストリップ導体からそれぞ
れ接地導体に向かうように形成される。
報には次のことが開示されている。 (a)上記各ストリップ導体の厚さは、導体損失を有効
的に抑えるためには、表皮深さの3倍か又はそれよりも
大きな厚さをもって形成することが望ましい。すなわ
ち、ストリップ導体において、マイクロ波帯の高周波電
流が流れる表皮部分を増大せしめて、ストリップ導体に
おける実効断面積を増大させる。 (b)一対のストリップ導体の一端側においてスルーホ
ールを介して互いに導通される一方、他端側においても
スルーホールを介して互いに導通される。 (c)当該共振器における電界分布は、当該公報の第3
図に示すように、電界は、各ストリップ導体からそれぞ
れ接地導体に向かうように形成される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記
(a)の構造を有しているために、小型・軽量化するこ
とが困難であって、さらに、上記(b)の構造を有して
いるために、構造が複雑であって安価に製造することが
できず、しかも導体損失の低減率は比較的小さく、無負
荷Qも比較的小さいという問題点があった。本発明の目
的は以上の問題点を解決し、従来例に比較して簡単な構
造で、かつ導体損失を大幅に低減させることができ、し
かも発明実施品を小型・軽量化することができる高周波
電極、並びに高周波伝送線路、高周波共振器、高周波フ
ィルタ、高周波デバイスを提供することにある。
(a)の構造を有しているために、小型・軽量化するこ
とが困難であって、さらに、上記(b)の構造を有して
いるために、構造が複雑であって安価に製造することが
できず、しかも導体損失の低減率は比較的小さく、無負
荷Qも比較的小さいという問題点があった。本発明の目
的は以上の問題点を解決し、従来例に比較して簡単な構
造で、かつ導体損失を大幅に低減させることができ、し
かも発明実施品を小型・軽量化することができる高周波
電極、並びに高周波伝送線路、高周波共振器、高周波フ
ィルタ、高周波デバイスを提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明に係る請求項1記
載の高周波電極は、膜状の導体を備え、上記導体の膜厚
が使用周波数の表皮深さの1.14倍から2.75倍の
範囲であることを特徴とする。請求項2記載の高周波電
極は、請求項1記載の高周波電極において上記導体の膜
厚が使用周波数の表皮深さの1.32倍から1.92倍
の範囲であることを特徴とする。請求項3記載の高周波
電極は、請求項2記載の高周波電極において上記導体の
膜厚が使用周波数の表皮深さのπ/2倍であることを特
徴とする。請求項4記載の高周波電極は、請求項1、2
又は3記載の高周波電極において上記導体は超電導材料
にてなることを特徴とする。請求項5記載の高周波伝送
線路は、少なくとも1つの導体を備えた高周波伝送線路
であって、上記導体は請求項1、2、3又は4記載の高
周波電極であることを特徴とする。請求項6記載の高周
波伝送線路は、請求項5記載の高周波伝送線路において
上記高周波伝送線路は導波管であることを特徴とする。
請求項7記載の高周波伝送線路は、請求項5記載の高周
波伝送線路において上記高周波伝送線路はマイクロスト
リップ線路であることを特徴とする。請求項8記載の高
周波伝送線路は、請求項5記載の高周波伝送線路におい
て上記高周波伝送線路はストリップ線路であることを特
徴とする。請求項9記載の高周波伝送線路は、請求項5
記載の高周波伝送線路において上記高周波伝送線路は同
軸線路であることを特徴とする。請求項10記載の高周
波共振器は、所定の寸法を有する、請求項5乃至9のう
ちの1つに記載の高周波伝送線路を備えたことを特徴と
する。請求項11記載の高周波共振器は、請求項10記
載の高周波共振器において上記高周波伝送線路は、上記
高周波伝送線路を伝送する信号の管内波長の1/4に等
しい伝送方向の長さを有することを特徴とする。請求項
12記載の高周波共振器は、請求項10記載の高周波共
振器において上記高周波伝送線路は、上記高周波伝送線
路を伝送する信号の管内波長の1/2に等しい伝送方向
の長さを有することを特徴とする。請求項13記載の高
周波フィルタは、所定の長さを有する請求項10乃至1
2のうちの1つに記載の高周波共振器と、上記高周波共
振器に高周波信号を入力する入力端子と、上記高周波共
振器から高周波信号を出力する出力端子とを備えたこと
を特徴とする。請求項14記載の高周波帯域除去フィル
タは、一端で高周波信号を入力しかつ他端で上記高周波
信号を出力する伝送線路と、上記伝送線路と結合する請
求項10乃至12のうちの1つに記載の高周波共振器と
を備えたことを特徴とする。請求項15記載の誘電体共
振器は、導体を含む共振器ケースと、上記共振器ケース
内に載置された所定の形状の誘電体とを備えた誘電体共
振器であって、上記導体を請求項1、2、3又は4記載
の高周波電極によって構成したことを特徴とする。請求
項16記載の高周波フィルタは、請求項15記載の誘電
体共振器と、上記誘電体共振器に電磁的に結合され、上
記誘電体共振器に高周波信号を入力する入力端子と、上
記誘電体共振器に電磁的に結合され、上記誘電体共振器
から高周波信号を出力する出力端子とを備えたことを特
徴とする。請求項17記載の高周波デバイスは、電極を
備えて所定の高周波動作を行う高周波デバイスであっ
て、上記電極は、請求項1、2、3又は4記載の高周波
電極を有することを特徴とする。
載の高周波電極は、膜状の導体を備え、上記導体の膜厚
が使用周波数の表皮深さの1.14倍から2.75倍の
範囲であることを特徴とする。請求項2記載の高周波電
極は、請求項1記載の高周波電極において上記導体の膜
厚が使用周波数の表皮深さの1.32倍から1.92倍
の範囲であることを特徴とする。請求項3記載の高周波
電極は、請求項2記載の高周波電極において上記導体の
膜厚が使用周波数の表皮深さのπ/2倍であることを特
徴とする。請求項4記載の高周波電極は、請求項1、2
又は3記載の高周波電極において上記導体は超電導材料
にてなることを特徴とする。請求項5記載の高周波伝送
線路は、少なくとも1つの導体を備えた高周波伝送線路
であって、上記導体は請求項1、2、3又は4記載の高
周波電極であることを特徴とする。請求項6記載の高周
波伝送線路は、請求項5記載の高周波伝送線路において
上記高周波伝送線路は導波管であることを特徴とする。
請求項7記載の高周波伝送線路は、請求項5記載の高周
波伝送線路において上記高周波伝送線路はマイクロスト
リップ線路であることを特徴とする。請求項8記載の高
周波伝送線路は、請求項5記載の高周波伝送線路におい
て上記高周波伝送線路はストリップ線路であることを特
徴とする。請求項9記載の高周波伝送線路は、請求項5
記載の高周波伝送線路において上記高周波伝送線路は同
軸線路であることを特徴とする。請求項10記載の高周
波共振器は、所定の寸法を有する、請求項5乃至9のう
ちの1つに記載の高周波伝送線路を備えたことを特徴と
する。請求項11記載の高周波共振器は、請求項10記
載の高周波共振器において上記高周波伝送線路は、上記
高周波伝送線路を伝送する信号の管内波長の1/4に等
しい伝送方向の長さを有することを特徴とする。請求項
12記載の高周波共振器は、請求項10記載の高周波共
振器において上記高周波伝送線路は、上記高周波伝送線
路を伝送する信号の管内波長の1/2に等しい伝送方向
の長さを有することを特徴とする。請求項13記載の高
周波フィルタは、所定の長さを有する請求項10乃至1
2のうちの1つに記載の高周波共振器と、上記高周波共
振器に高周波信号を入力する入力端子と、上記高周波共
振器から高周波信号を出力する出力端子とを備えたこと
を特徴とする。請求項14記載の高周波帯域除去フィル
タは、一端で高周波信号を入力しかつ他端で上記高周波
信号を出力する伝送線路と、上記伝送線路と結合する請
求項10乃至12のうちの1つに記載の高周波共振器と
を備えたことを特徴とする。請求項15記載の誘電体共
振器は、導体を含む共振器ケースと、上記共振器ケース
内に載置された所定の形状の誘電体とを備えた誘電体共
振器であって、上記導体を請求項1、2、3又は4記載
の高周波電極によって構成したことを特徴とする。請求
項16記載の高周波フィルタは、請求項15記載の誘電
体共振器と、上記誘電体共振器に電磁的に結合され、上
記誘電体共振器に高周波信号を入力する入力端子と、上
記誘電体共振器に電磁的に結合され、上記誘電体共振器
から高周波信号を出力する出力端子とを備えたことを特
徴とする。請求項17記載の高周波デバイスは、電極を
備えて所定の高周波動作を行う高周波デバイスであっ
て、上記電極は、請求項1、2、3又は4記載の高周波
電極を有することを特徴とする。
【0008】
【作用】本発明に係る高周波電極に高周波信号の電磁波
を入射すると、上記電磁波の一部は上記高周波電極内部
に進み、他は上記高周波電極の表面で反射される。上記
高周波電極の内部へ進んだ電磁波は上記高周波電極の裏
面を一部は透過して他は裏面で反射される。従って、入
射電磁波のうち上記高周波電極で反射される電磁波は上
記高周波電極の表面で反射される電磁波と上記高周波電
極の裏面で反射される電磁波を合わせたものになる。こ
こで本発明に係る高周波電極の膜厚が使用周波数の表皮
深さの1.14倍から2.75倍の範囲になるように形
成されているので、上記高周波電極の表面と裏面で反射
される電磁波は強め合って、上記高周波電極の反射係数
は、電極の膜厚が十分大きいときに比べると、大きくな
る。このとき、上記高周波電極の内部の電流密度分布は
上記高周波電極の裏面で反射される電磁波が励起する電
流によって、表皮効果だけを考慮したときのような急激
な減衰はなく緩やかな勾配となる。これによって表皮効
果が緩和されて、表面抵抗が低減される。
を入射すると、上記電磁波の一部は上記高周波電極内部
に進み、他は上記高周波電極の表面で反射される。上記
高周波電極の内部へ進んだ電磁波は上記高周波電極の裏
面を一部は透過して他は裏面で反射される。従って、入
射電磁波のうち上記高周波電極で反射される電磁波は上
記高周波電極の表面で反射される電磁波と上記高周波電
極の裏面で反射される電磁波を合わせたものになる。こ
こで本発明に係る高周波電極の膜厚が使用周波数の表皮
深さの1.14倍から2.75倍の範囲になるように形
成されているので、上記高周波電極の表面と裏面で反射
される電磁波は強め合って、上記高周波電極の反射係数
は、電極の膜厚が十分大きいときに比べると、大きくな
る。このとき、上記高周波電極の内部の電流密度分布は
上記高周波電極の裏面で反射される電磁波が励起する電
流によって、表皮効果だけを考慮したときのような急激
な減衰はなく緩やかな勾配となる。これによって表皮効
果が緩和されて、表面抵抗が低減される。
【0009】また、高周波伝送線路においては、上記導
体を上記高周波電極を用いて構成することによって、上
記電極と同様により小さい表面抵抗Rsを有するので、
当該高周波伝送線路は、従来例に比較して小さい伝送損
失を有する。またさらに、上記高周波共振器において
は、所定の寸法を有する上記高周波伝送線路を備えてい
るので、その伝送損失は従来例に比較して小さく、それ
故、上記高周波共振器は、従来例に比較して大きな無負
荷Qを有する。上記誘電体共振器においては、共振器ケ
ースの導体を上記高周波電極によって形成したので、上
記誘電体共振器は、従来例に比較して大きな無負荷Qを
有する。また、上記高周波フィルタにおいては、所定の
長さを有し、無負荷Qの大きい上記高周波共振器を備え
ているので、上記高周波フィルタは、低損失で優れた選
択度を有する。さらに、上記高周波帯域除去フィルタに
おいては、所定の長さを有し、無負荷Qの大きい上記高
周波共振器がトラップ回路として動作するので、上記高
周波帯域除去フィルタは、優れた帯域除去特性を有す
る。またさらに、上記高周波デバイスにおいては、上記
電極は、上記高周波電極を有することにより、上記高周
波デバイスは、従来例に比較して小さい導体損失を有す
る。
体を上記高周波電極を用いて構成することによって、上
記電極と同様により小さい表面抵抗Rsを有するので、
当該高周波伝送線路は、従来例に比較して小さい伝送損
失を有する。またさらに、上記高周波共振器において
は、所定の寸法を有する上記高周波伝送線路を備えてい
るので、その伝送損失は従来例に比較して小さく、それ
故、上記高周波共振器は、従来例に比較して大きな無負
荷Qを有する。上記誘電体共振器においては、共振器ケ
ースの導体を上記高周波電極によって形成したので、上
記誘電体共振器は、従来例に比較して大きな無負荷Qを
有する。また、上記高周波フィルタにおいては、所定の
長さを有し、無負荷Qの大きい上記高周波共振器を備え
ているので、上記高周波フィルタは、低損失で優れた選
択度を有する。さらに、上記高周波帯域除去フィルタに
おいては、所定の長さを有し、無負荷Qの大きい上記高
周波共振器がトラップ回路として動作するので、上記高
周波帯域除去フィルタは、優れた帯域除去特性を有す
る。またさらに、上記高周波デバイスにおいては、上記
電極は、上記高周波電極を有することにより、上記高周
波デバイスは、従来例に比較して小さい導体損失を有す
る。
【0010】
【実施例】以下、図面を参照して本発明による実施例に
ついて説明する。なお、添付図面において同一のものに
ついては同一の参照符号を付す。 <第1の実施例>図1は、本発明に係る第1の実施例で
ある帯域通過フィルタの斜視図である。図1に示すよう
に、表皮深さδ0のπ/2倍の厚さに形成されたストリ
ップ導体21と接地導体11を備えた誘電体基板10と
によって、1/2波長マイクロストリップ線路型共振器
が構成されている。第1の実施例の帯域通過フィルタ
は、上記1/2波長マイクロストリップ線路型共振器を
備えたことを特徴としている。ここで、表皮深さδ
0は、1/2波長マイクロストリップ線路型共振器の共
振周波数f0における角周波数ω0と真空中の透磁率μ0
とストリップ導体21の導電率σを用いて、数1で表さ
れる。
ついて説明する。なお、添付図面において同一のものに
ついては同一の参照符号を付す。 <第1の実施例>図1は、本発明に係る第1の実施例で
ある帯域通過フィルタの斜視図である。図1に示すよう
に、表皮深さδ0のπ/2倍の厚さに形成されたストリ
ップ導体21と接地導体11を備えた誘電体基板10と
によって、1/2波長マイクロストリップ線路型共振器
が構成されている。第1の実施例の帯域通過フィルタ
は、上記1/2波長マイクロストリップ線路型共振器を
備えたことを特徴としている。ここで、表皮深さδ
0は、1/2波長マイクロストリップ線路型共振器の共
振周波数f0における角周波数ω0と真空中の透磁率μ0
とストリップ導体21の導電率σを用いて、数1で表さ
れる。
【0011】
【数1】δ0=√(2/ω0μ0σ)
【0012】図1に示すように、裏面全面に接地導体1
1が形成された誘電体基板10上に、長手方向の長さが
λg/2である帯形状のストリップ導体21が形成され
る。ここで、λgは管内波長である。これによって、ス
トリップ導体21と、接地導体11と、両導体21,1
1間に挟設された誘電体基板10とによってTEMモー
ドの1/2波長マイクロストリップ線路型共振器が構成
される。以上のように構成された1/2波長マイクロス
トリップ線路型共振器の共振周波数f0は、公知のよう
にストリップ導体22の長手方向の長さと誘電体基板1
0の誘電率と厚さとによって決まる。
1が形成された誘電体基板10上に、長手方向の長さが
λg/2である帯形状のストリップ導体21が形成され
る。ここで、λgは管内波長である。これによって、ス
トリップ導体21と、接地導体11と、両導体21,1
1間に挟設された誘電体基板10とによってTEMモー
ドの1/2波長マイクロストリップ線路型共振器が構成
される。以上のように構成された1/2波長マイクロス
トリップ線路型共振器の共振周波数f0は、公知のよう
にストリップ導体22の長手方向の長さと誘電体基板1
0の誘電率と厚さとによって決まる。
【0013】さらに、誘電体基板10上に、入力端子用
導体12が、ストリップ導体21の長手方向の一端と所
定のギャップg1だけ離れかつ電磁的に互いに結合する
ように近接して形成される一方、出力端子用導体13
が、ストリップ導体21の長手方向の他端と所定のギャ
ップg2だけ離れかつ電磁的に互いに結合するように近
接して形成される。なお、第1の実施例においては、入
力端子用導体12とストリップ導体21の一端との結合
と、出力端子用導体13とストリップ導体21の他端と
の結合とは、容量結合である。ここで、誘電体基板10
は、例えばアルミナの単結晶であるサファイアにてな
り、接地導体11及びストリップ導体21は、例えばC
u、Ag又はAuなどの電気的導電性を有する導体にて
なる。
導体12が、ストリップ導体21の長手方向の一端と所
定のギャップg1だけ離れかつ電磁的に互いに結合する
ように近接して形成される一方、出力端子用導体13
が、ストリップ導体21の長手方向の他端と所定のギャ
ップg2だけ離れかつ電磁的に互いに結合するように近
接して形成される。なお、第1の実施例においては、入
力端子用導体12とストリップ導体21の一端との結合
と、出力端子用導体13とストリップ導体21の他端と
の結合とは、容量結合である。ここで、誘電体基板10
は、例えばアルミナの単結晶であるサファイアにてな
り、接地導体11及びストリップ導体21は、例えばC
u、Ag又はAuなどの電気的導電性を有する導体にて
なる。
【0014】以上の様に構成された第1の実施例の帯域
通過フィルタの入力端子用導体12に上記共振周波数f
0を有する高周波信号を入力すると、入力端子用電極1
2とストリップ導体21が電磁的に結合して、上記1/
2波長マイクロストリップ線路型共振器は励振されて共
振状態となる。さらに、ストリップ導体21と出力端子
用電極13が電磁的に結合して、上記高周波信号は出力
端子用電極13から出力される。また共振周波数f0と
異なる周波数を有する信号が入力端子用導体12に入力
されると、上記1/2波長マイクロストリップ線路型共
振器の長手方向の両端で反射される上記信号に対応する
電磁波は互いに打ち消し合い、上記1/2波長マイクロ
ストリップ線路型共振器は共振状態にはならない。従っ
て、上記信号は出力端子用電極13からは出力されな
い。以上のように、第1の実施例の帯域通過フィルタ
は、帯域通過特性を有する。
通過フィルタの入力端子用導体12に上記共振周波数f
0を有する高周波信号を入力すると、入力端子用電極1
2とストリップ導体21が電磁的に結合して、上記1/
2波長マイクロストリップ線路型共振器は励振されて共
振状態となる。さらに、ストリップ導体21と出力端子
用電極13が電磁的に結合して、上記高周波信号は出力
端子用電極13から出力される。また共振周波数f0と
異なる周波数を有する信号が入力端子用導体12に入力
されると、上記1/2波長マイクロストリップ線路型共
振器の長手方向の両端で反射される上記信号に対応する
電磁波は互いに打ち消し合い、上記1/2波長マイクロ
ストリップ線路型共振器は共振状態にはならない。従っ
て、上記信号は出力端子用電極13からは出力されな
い。以上のように、第1の実施例の帯域通過フィルタ
は、帯域通過特性を有する。
【0015】次に1/2波長マイクロストリップ線路型
共振器が最も高いQを有するストリップ導体21の最適
膜厚を求める。図2(a)は、空気層を含むストリップ
導体21の厚さ方向の分布定数型等価回路であって、図
2(a)に示すように、損失抵抗を含む分布定数回路に
てなる。当該分布定数型等価回路は、ストリップ導体2
1の第1の面において仮想的に設けられる2つの端子T
1,T2と、ストリップ導体21の第2の面において仮
想的に設けられる2つの端子T3,T4との間に設けら
れる。ここで、当該分布定数型等価回路の各単位回路
は、厚さ方向と平行な方向に設けられる単位インダクタ
ンスμ0dxと、それぞれ厚さ方向と垂直な方向に設け
られた単位キャパシタンスε0dxと単位コンダクタン
スσdxとの並列回路とを備え、当該並列回路と上記単
位インダクタンスμ0dxとが逆L型に接続されて構成
される。そして、上記分布定数型等価回路は、複数個の
上記単位回路が厚さ方向に縦続に接続されて構成され、
当該等価回路の空気層側の2つの端子T3,T4には空
気層のインピーダンスZLが接続される。ここで、σは
ストリップ導体21の導電率、ε0は真空中の誘電率、
μ0は真空中の透磁率、dxはストリップ導体21の厚
さ方向の微小長さ、Δξはストリップ導体21の膜厚、
ZLは空気層のインピーダンスである。
共振器が最も高いQを有するストリップ導体21の最適
膜厚を求める。図2(a)は、空気層を含むストリップ
導体21の厚さ方向の分布定数型等価回路であって、図
2(a)に示すように、損失抵抗を含む分布定数回路に
てなる。当該分布定数型等価回路は、ストリップ導体2
1の第1の面において仮想的に設けられる2つの端子T
1,T2と、ストリップ導体21の第2の面において仮
想的に設けられる2つの端子T3,T4との間に設けら
れる。ここで、当該分布定数型等価回路の各単位回路
は、厚さ方向と平行な方向に設けられる単位インダクタ
ンスμ0dxと、それぞれ厚さ方向と垂直な方向に設け
られた単位キャパシタンスε0dxと単位コンダクタン
スσdxとの並列回路とを備え、当該並列回路と上記単
位インダクタンスμ0dxとが逆L型に接続されて構成
される。そして、上記分布定数型等価回路は、複数個の
上記単位回路が厚さ方向に縦続に接続されて構成され、
当該等価回路の空気層側の2つの端子T3,T4には空
気層のインピーダンスZLが接続される。ここで、σは
ストリップ導体21の導電率、ε0は真空中の誘電率、
μ0は真空中の透磁率、dxはストリップ導体21の厚
さ方向の微小長さ、Δξはストリップ導体21の膜厚、
ZLは空気層のインピーダンスである。
【0016】また、図2(a)の等価回路は、図2
(b)の集中定数形等価回路に変換することができる。
当該集中定数型等価回路は、厚さ方向と平行な方向に設
けられた2つの複素インピーダンスZと、厚さ方向と垂
直な方向に設けられた複素アドミタンスYとがT型に接
続されて構成される。ここで、複素インピーダンスZ、
複素アドミタンスY、空気層のインピーダンスZLは、
それぞれ数2、数3、数4で表される。また、ストリッ
プ導体21の膜厚Δξを表皮深さδ0で割った値をスト
リップ導体21の規格化導体膜厚ξと定義して、数5の
様に表した。
(b)の集中定数形等価回路に変換することができる。
当該集中定数型等価回路は、厚さ方向と平行な方向に設
けられた2つの複素インピーダンスZと、厚さ方向と垂
直な方向に設けられた複素アドミタンスYとがT型に接
続されて構成される。ここで、複素インピーダンスZ、
複素アドミタンスY、空気層のインピーダンスZLは、
それぞれ数2、数3、数4で表される。また、ストリッ
プ導体21の膜厚Δξを表皮深さδ0で割った値をスト
リップ導体21の規格化導体膜厚ξと定義して、数5の
様に表した。
【0017】
【数2】 Z=[(1+j)/σδ0]・tanh[(1+j)ξ/2]
【数3】Y=[σδ0/(1+j)]・sinh[(1+j)ξ]
【数4】ZL=√(μ0/ε0)
【数5】ξ≡Δξ/δ0
【0018】さらに、図2(b)の等価回路を左端から
見たときの表面インピーダンスZSは、数6で表され
る。ここで、数7に示すように、空気層のインピーダン
スZLは、複素インピーダンスZ、及び複素アドミタン
スYに比べると十分大きいので、図2(b)の等価回路
の右端が解放端であるとする近似を用いることができ、
上記表面インピーダンスZSは、数8で表される。
見たときの表面インピーダンスZSは、数6で表され
る。ここで、数7に示すように、空気層のインピーダン
スZLは、複素インピーダンスZ、及び複素アドミタン
スYに比べると十分大きいので、図2(b)の等価回路
の右端が解放端であるとする近似を用いることができ、
上記表面インピーダンスZSは、数8で表される。
【0019】
【数6】ZS=Z+[Y+(Z+ZL)-1]-1
【数7】ZLσδ0=σδ0√(μ0/ε0)≒∞
【数8】ZS=Z+1/Y
【0020】さらに、数8で表される表面インピーダン
スZSに、数2で表される複素インピーダンスZと複素
アドミタンスYを代入して整理すると、表面インピーダ
ンスは、数9のように表される。
スZSに、数2で表される複素インピーダンスZと複素
アドミタンスYを代入して整理すると、表面インピーダ
ンスは、数9のように表される。
【0021】
【数9】ZS=[(1+j)/σδ0]/[tanh(1+j)ξ]
【0022】また、表面インピーダンスZSは、表面抵
抗RSと表面リアクタンスXSを用いて、数10のように
表わすことができる。
抗RSと表面リアクタンスXSを用いて、数10のように
表わすことができる。
【0023】
【数10】ZS=RS+jXS
【0024】ここで、1/2マイクロストリップ線路型
共振器が最も高いQを有するのは、上記表面抵抗RSが
最も小さくなるときである。次に表面抵抗RSを求める
ために、数9で表される表面インピーダンスZSを、実
部と虚部に分けて整理すると、表面抵抗RSと表面リア
クタンスXSは、それぞれ数11と数12の様に表わす
ことができる。
共振器が最も高いQを有するのは、上記表面抵抗RSが
最も小さくなるときである。次に表面抵抗RSを求める
ために、数9で表される表面インピーダンスZSを、実
部と虚部に分けて整理すると、表面抵抗RSと表面リア
クタンスXSは、それぞれ数11と数12の様に表わす
ことができる。
【0025】
【数11】RS=(sinh2ξ+sin2ξ)/[σδ0(cosh2
ξ−cos2ξ)]
ξ−cos2ξ)]
【数12】XS=(sinh2ξ−sin2ξ)/[σδ0(cosh2
ξ−cos2ξ)]
ξ−cos2ξ)]
【0026】図3は、数11を使用して求めた、表面抵
抗RSにσδ0を乗じた規格化表面抵抗σδ0RSと規格化
導体膜厚ξの関係を示したグラフである。図3から明ら
かなように、規格化導体膜厚ξが1と2の間の特定の値
で、規格化表面抵抗σδ0RSは極値である最小値をと
る。表面抵抗RSが最小になる規格化膜厚ξでは、数1
3に示す表面抵抗RSの規格化導体膜厚ξについての微
分係数∂RS/∂ξは0になる。従って、表面抵抗RSが
最小になる規格化膜厚ξを求めるためには、数13を満
たす規格化導体膜厚ξを求めれば良い。
抗RSにσδ0を乗じた規格化表面抵抗σδ0RSと規格化
導体膜厚ξの関係を示したグラフである。図3から明ら
かなように、規格化導体膜厚ξが1と2の間の特定の値
で、規格化表面抵抗σδ0RSは極値である最小値をと
る。表面抵抗RSが最小になる規格化膜厚ξでは、数1
3に示す表面抵抗RSの規格化導体膜厚ξについての微
分係数∂RS/∂ξは0になる。従って、表面抵抗RSが
最小になる規格化膜厚ξを求めるためには、数13を満
たす規格化導体膜厚ξを求めれば良い。
【0027】
【数13】∂RS/∂ξ=−(2sinh2ξ・sin2ξ)/(c
osh2ξ−cos2ξ)2=0
osh2ξ−cos2ξ)2=0
【0028】数13で表される微分係数∂RS/∂ξが
0になるときの規格化膜厚ξは、nを正の整数として、
数14で表される。特にn=1のときの規格化膜厚ξ
は、数15で表され、このとき表面抵抗RSは数16で
表される最小値RSminになる。
0になるときの規格化膜厚ξは、nを正の整数として、
数14で表される。特にn=1のときの規格化膜厚ξ
は、数15で表され、このとき表面抵抗RSは数16で
表される最小値RSminになる。
【0029】
【数14】ξ=nπ/2,n=1,2,3,.....
【数15】ξ=π/2
【数16】RSmin=(1/σδ0)tanh(π/2)≒0.9
17(1/σδ0)
17(1/σδ0)
【0030】ここで、数5で定義したようにストリップ
導体21の規格化膜厚ξは、表皮深さδ0で規格化され
た値であるので、物理的な長さの次元をもつストリップ
導体21の膜厚Δξは、数17で与えられる。
導体21の規格化膜厚ξは、表皮深さδ0で規格化され
た値であるので、物理的な長さの次元をもつストリップ
導体21の膜厚Δξは、数17で与えられる。
【0031】
【数17】 Δξ=(π/2)δ0=(π/2)√[2/(ω0μ0σ)]
【0032】以上の結果と上記図3から明らかなよう
に、規格化導体膜厚ξが増加するに従い、規格化表面抵
抗σδ0RSは減少して、規格化導体膜厚ξが1.14の
ときに、規格化表面抵抗σδ0RS1.0になる。さら
に、規格化導体膜厚ξが増加すると、規格化表面抵抗σ
δ0RSはさらに減少して、規格化導体膜厚ξがπ/2の
とき、規格化表面抵抗σδ0RSは最小値0.917をと
る。この最小値を過ぎると、規格化導体膜厚ξの増加に
伴い、規格化表面抵抗σδ0RSは増加して、規格化導体
膜厚ξが2.75のとき、規格化表面抵抗σδ0RSは再
び1.0になる。規格化膜厚ξが2.75より大きくな
るに従って、図3において図示はしていないが、規格化
表面抵抗σδ0RSは1.0近傍で振動しながら1.0に
収束する。
に、規格化導体膜厚ξが増加するに従い、規格化表面抵
抗σδ0RSは減少して、規格化導体膜厚ξが1.14の
ときに、規格化表面抵抗σδ0RS1.0になる。さら
に、規格化導体膜厚ξが増加すると、規格化表面抵抗σ
δ0RSはさらに減少して、規格化導体膜厚ξがπ/2の
とき、規格化表面抵抗σδ0RSは最小値0.917をと
る。この最小値を過ぎると、規格化導体膜厚ξの増加に
伴い、規格化表面抵抗σδ0RSは増加して、規格化導体
膜厚ξが2.75のとき、規格化表面抵抗σδ0RSは再
び1.0になる。規格化膜厚ξが2.75より大きくな
るに従って、図3において図示はしていないが、規格化
表面抵抗σδ0RSは1.0近傍で振動しながら1.0に
収束する。
【0033】以上のように、規格化導体膜厚ξがπ/2
のとき、すなわち、ストリップ導体21の膜厚Δξが表
皮深さδ0のπ/2倍のとき、表面抵抗RSは、ストリッ
プ導体21の膜厚Δξが表皮深さδ0に比べて十分厚い
ときの表面抵抗RSである1/σδ0より小さい0.91
7/σδ0の最小値になる。これはストリップ導体21
の膜厚ξが十分厚い時に比べて、表面抵抗RSが8.3
%低減されたことになる。ここで、当該共振器のQ値が
表面抵抗RSの逆数に比例することを利用して、ストリ
ップ導体21の膜厚Δξが十分厚いときのQ値を基準に
したときのQ上昇率に換算すると、Q上昇率は9.03
%になる。又これはQ上昇率の最大値である。従って、
第1の実施例において、ストリップ導体21は、最も好
ましくは、その膜厚Δξが使用周波数における表皮深さ
δ0のπ/2倍になるように構成される。これによっ
て、ストリップ導体21の表面抵抗RSが最小になり、
当該共振器のQ値は、ストリップ導体21の膜厚Δξが
表皮深さδ0に比べて十分厚いときのQ値に比べると
9.03%上昇して、最大値をとる。
のとき、すなわち、ストリップ導体21の膜厚Δξが表
皮深さδ0のπ/2倍のとき、表面抵抗RSは、ストリッ
プ導体21の膜厚Δξが表皮深さδ0に比べて十分厚い
ときの表面抵抗RSである1/σδ0より小さい0.91
7/σδ0の最小値になる。これはストリップ導体21
の膜厚ξが十分厚い時に比べて、表面抵抗RSが8.3
%低減されたことになる。ここで、当該共振器のQ値が
表面抵抗RSの逆数に比例することを利用して、ストリ
ップ導体21の膜厚Δξが十分厚いときのQ値を基準に
したときのQ上昇率に換算すると、Q上昇率は9.03
%になる。又これはQ上昇率の最大値である。従って、
第1の実施例において、ストリップ導体21は、最も好
ましくは、その膜厚Δξが使用周波数における表皮深さ
δ0のπ/2倍になるように構成される。これによっ
て、ストリップ導体21の表面抵抗RSが最小になり、
当該共振器のQ値は、ストリップ導体21の膜厚Δξが
表皮深さδ0に比べて十分厚いときのQ値に比べると
9.03%上昇して、最大値をとる。
【0034】また、Q上昇率がその最大値9.03%の
90%以上である規格化導体膜厚ξの範囲は、1.42
1≦規格化導体膜厚ξ≦1.751である。従って、第
1の実施例において、ストリップ導体21は、より好ま
しくは、その膜厚Δξが使用周波数における表皮深さδ
0の1.421倍から1.751倍の範囲になるように
構成してもよい。これによって、ストリップ導体21の
表面抵抗RSは低減され、Q上昇率は、その最大値9.
03%の90%以上を確保できる。
90%以上である規格化導体膜厚ξの範囲は、1.42
1≦規格化導体膜厚ξ≦1.751である。従って、第
1の実施例において、ストリップ導体21は、より好ま
しくは、その膜厚Δξが使用周波数における表皮深さδ
0の1.421倍から1.751倍の範囲になるように
構成してもよい。これによって、ストリップ導体21の
表面抵抗RSは低減され、Q上昇率は、その最大値9.
03%の90%以上を確保できる。
【0035】さらに、Q上昇率がその最大値9.03%
の80%以上である規格化導体膜厚ξの範囲は、1.3
64≦規格化導体膜厚ξ≦1.841である。従って、
第1の実施例において、ストリップ導体21は、より好
ましくは、その膜厚Δξが使用周波数における表皮深さ
δ0の1.364倍から1.841倍の範囲になるよう
に構成してもよい。これによって、ストリップ導体21
の表面抵抗RSは低減され、Q上昇率は、その最大値
9.03%の80%以上を確保できる。
の80%以上である規格化導体膜厚ξの範囲は、1.3
64≦規格化導体膜厚ξ≦1.841である。従って、
第1の実施例において、ストリップ導体21は、より好
ましくは、その膜厚Δξが使用周波数における表皮深さ
δ0の1.364倍から1.841倍の範囲になるよう
に構成してもよい。これによって、ストリップ導体21
の表面抵抗RSは低減され、Q上昇率は、その最大値
9.03%の80%以上を確保できる。
【0036】またさらに、Q上昇率がその最大値9.0
3%の70%以上である規格化導体膜厚ξの範囲は、
1.32≦規格化導体膜厚ξ≦1.92である。従っ
て、第1の実施例において、ストリップ導体21は、よ
り好ましくは、その膜厚Δξが使用周波数における表皮
深さδ0の1.32倍から1.92倍の範囲になるよう
に構成してもよい。これによって、ストリップ導体21
の表面抵抗RSは低減され、Q上昇率は、その最大値
9.03%の70%以上を確保できる。
3%の70%以上である規格化導体膜厚ξの範囲は、
1.32≦規格化導体膜厚ξ≦1.92である。従っ
て、第1の実施例において、ストリップ導体21は、よ
り好ましくは、その膜厚Δξが使用周波数における表皮
深さδ0の1.32倍から1.92倍の範囲になるよう
に構成してもよい。これによって、ストリップ導体21
の表面抵抗RSは低減され、Q上昇率は、その最大値
9.03%の70%以上を確保できる。
【0037】さらに、Q上昇率が0よりも大きくなる場
合、すなわち当該共振器のQ値が、ストリップ導体21
の膜厚Δξが表皮深さδ0に比べて十分厚いときの当該
共振器のQ値に比べて大きくなる場合の規格化導体膜厚
ξの範囲は、1.14≦規格化導体膜厚ξ≦2.75で
ある。従って第1の実施例において、ストリップ導体2
1は、好ましくは、膜厚Δξが使用周波数における表皮
深さδ0の1.14倍から2.75倍の範囲になるよう
に構成してもよい。これによって、ストリップ導体21
の表面抵抗RSは低減されて、Q上昇率は0より大きく
なり、当該共振器のQ値は、ストリップ導体21の膜厚
Δξが表皮深さδ0に比べて十分厚いときの当該共振器
のQ値に比べて大きくなる。
合、すなわち当該共振器のQ値が、ストリップ導体21
の膜厚Δξが表皮深さδ0に比べて十分厚いときの当該
共振器のQ値に比べて大きくなる場合の規格化導体膜厚
ξの範囲は、1.14≦規格化導体膜厚ξ≦2.75で
ある。従って第1の実施例において、ストリップ導体2
1は、好ましくは、膜厚Δξが使用周波数における表皮
深さδ0の1.14倍から2.75倍の範囲になるよう
に構成してもよい。これによって、ストリップ導体21
の表面抵抗RSは低減されて、Q上昇率は0より大きく
なり、当該共振器のQ値は、ストリップ導体21の膜厚
Δξが表皮深さδ0に比べて十分厚いときの当該共振器
のQ値に比べて大きくなる。
【0038】次に、上述のように構成したストリップ導
体21の表面抵抗RSが低減される理由を、図4を用い
て定性的に説明する。図4は、表皮効果の緩和と表面抵
抗RSの低減を示す、誘電体基板10の一部と空気層の
一部とを含むストリップ導体21の断面図である。図4
ではハッチングは省略している。誘電体基板10を介し
てストリップ導体21に入射される入射電磁波102の
一部は誘電体基板10とストリップ導体21の境界を透
過して透過電磁波106となり、他は誘電体基板10と
ストリップ導体21の境界で反射されて反射電磁波10
4になる。透過電磁波106の一部はストリップ導体2
1と空気層の境界を透過して透過電磁波103となり、
他はストリップ導体21と空気層の境界で反射されて、
反射電磁波105になる。従って、入射電磁波のうちス
トリップ導体21から誘電体基板10内に反射される電
磁波は、反射電磁波104と反射電磁波105の合わせ
たものになる。このときストリップ導体21が表皮深さ
δ0より薄いと遮蔽効果が小さくなってストリップ導体
21を透過する透過電磁波103の振幅が大きくなり、
放射損失が大きくなる。また、ストリップ導体21が表
皮深さδ0に比較して十分大きくなると遮蔽効果は大き
くなるが、透過電磁波106のエネルギーの大半がスト
リップ導体21内部で失われて導体損失が大きくなる。
ストリップ導体21が適当な厚みを有するときには、反
射電磁波104と反射電磁波105が誘電体基板10の
内部で強め合い、その結果反射係数が大きくなる。この
ときのストリップ導体21内部の誘電体基板10から空
気層に向かう方向の電流密度分布は、反射電磁波105
が励起する電流によって、ストリップ導体21が十分厚
いときにおける電流分布とは異なり、指数関数的に減衰
することはない。これによって、表皮効果の緩和され
て、表面抵抗RSが低減される。
体21の表面抵抗RSが低減される理由を、図4を用い
て定性的に説明する。図4は、表皮効果の緩和と表面抵
抗RSの低減を示す、誘電体基板10の一部と空気層の
一部とを含むストリップ導体21の断面図である。図4
ではハッチングは省略している。誘電体基板10を介し
てストリップ導体21に入射される入射電磁波102の
一部は誘電体基板10とストリップ導体21の境界を透
過して透過電磁波106となり、他は誘電体基板10と
ストリップ導体21の境界で反射されて反射電磁波10
4になる。透過電磁波106の一部はストリップ導体2
1と空気層の境界を透過して透過電磁波103となり、
他はストリップ導体21と空気層の境界で反射されて、
反射電磁波105になる。従って、入射電磁波のうちス
トリップ導体21から誘電体基板10内に反射される電
磁波は、反射電磁波104と反射電磁波105の合わせ
たものになる。このときストリップ導体21が表皮深さ
δ0より薄いと遮蔽効果が小さくなってストリップ導体
21を透過する透過電磁波103の振幅が大きくなり、
放射損失が大きくなる。また、ストリップ導体21が表
皮深さδ0に比較して十分大きくなると遮蔽効果は大き
くなるが、透過電磁波106のエネルギーの大半がスト
リップ導体21内部で失われて導体損失が大きくなる。
ストリップ導体21が適当な厚みを有するときには、反
射電磁波104と反射電磁波105が誘電体基板10の
内部で強め合い、その結果反射係数が大きくなる。この
ときのストリップ導体21内部の誘電体基板10から空
気層に向かう方向の電流密度分布は、反射電磁波105
が励起する電流によって、ストリップ導体21が十分厚
いときにおける電流分布とは異なり、指数関数的に減衰
することはない。これによって、表皮効果の緩和され
て、表面抵抗RSが低減される。
【0039】以上の結果より、第1の実施例の帯域通過
フィルタは、膜厚が表皮深さδ0のπ/2倍であるスト
リップ導体21を用いて構成された1/2波長マイクロ
ストリップ線路型共振器が高いQを有するので、小型・
軽量かつ低損失で、優れた選択度を有する。
フィルタは、膜厚が表皮深さδ0のπ/2倍であるスト
リップ導体21を用いて構成された1/2波長マイクロ
ストリップ線路型共振器が高いQを有するので、小型・
軽量かつ低損失で、優れた選択度を有する。
【0040】以上の第1の実施例の帯域通過フィルタで
は、ストリップ導体21のみの膜厚を表皮深さδ0のπ
/2倍になるように形成したが接地導体11のみを表皮
深さδ0のπ/2倍になるように形成してもよい。ある
いはストリップ導体21と接地導体11とも、表皮深さ
δ0のπ/2倍になるように形成してもよい。さらに
は、第1の実施例のストリップ導体21の上に保護用誘
電体を形成してもよいし、当該帯域通過フィルタ全体を
保護用誘電体で囲むように形成してもよい。
は、ストリップ導体21のみの膜厚を表皮深さδ0のπ
/2倍になるように形成したが接地導体11のみを表皮
深さδ0のπ/2倍になるように形成してもよい。ある
いはストリップ導体21と接地導体11とも、表皮深さ
δ0のπ/2倍になるように形成してもよい。さらに
は、第1の実施例のストリップ導体21の上に保護用誘
電体を形成してもよいし、当該帯域通過フィルタ全体を
保護用誘電体で囲むように形成してもよい。
【0041】以上の第1の実施例においては、ストリッ
プ導体21を用いた1/2波長マイクロストリップ線路
型共振器を用いたフィルタについて説明しているが、本
発明はこれに限らず、1/4波長マイクロストリップ線
路型共振器を用いたフィルタを構成してもよい。
プ導体21を用いた1/2波長マイクロストリップ線路
型共振器を用いたフィルタについて説明しているが、本
発明はこれに限らず、1/4波長マイクロストリップ線
路型共振器を用いたフィルタを構成してもよい。
【0042】<第2の実施例>図5は、本発明に係る第
2の実施例の1/4波長マイクロストリップ線路型帯域
除去フィルタの斜視図である。第2の実施例では、図5
に示すように、裏面全面に接地導体11が形成された誘
電体基板10上にストリップ導体41を形成することに
よってマイクロストリップ線路が形成される。そして、
1/4λgの長さを有しかつδ0π/2の膜厚Δξを有
するストリップ導体21が、マイクロストリップ線路の
ストリップ導体41に対して、ストリップ導体21が電
磁的に結合するようにギャップg3だけ離れて近接し、
かつ、ストリップ導体21の長手方向がストリップ導体
41の長手方向と平行となるように、形成される。これ
によって、ストリップ導体21と接地導体11とによっ
て1/4波長マイクロストリップ線路型共振器が構成さ
れる。
2の実施例の1/4波長マイクロストリップ線路型帯域
除去フィルタの斜視図である。第2の実施例では、図5
に示すように、裏面全面に接地導体11が形成された誘
電体基板10上にストリップ導体41を形成することに
よってマイクロストリップ線路が形成される。そして、
1/4λgの長さを有しかつδ0π/2の膜厚Δξを有
するストリップ導体21が、マイクロストリップ線路の
ストリップ導体41に対して、ストリップ導体21が電
磁的に結合するようにギャップg3だけ離れて近接し、
かつ、ストリップ導体21の長手方向がストリップ導体
41の長手方向と平行となるように、形成される。これ
によって、ストリップ導体21と接地導体11とによっ
て1/4波長マイクロストリップ線路型共振器が構成さ
れる。
【0043】以上のように構成された回路において、上
記1/4波長マイクロストリップ線路型共振器は、上記
マイクロストリップ線路と電磁的に結合してトラップ回
路として動作する。
記1/4波長マイクロストリップ線路型共振器は、上記
マイクロストリップ線路と電磁的に結合してトラップ回
路として動作する。
【0044】以上のように構成された1/4波長マイク
ロストリップ線路型帯域除去フィルタ回路は、δ0π/
2の膜厚Δξを有するストリップ導体21を備えた1/
4波長マイクロストリップ線路型共振器が、高い無負荷
Qを有するので、優れた帯域阻止特性を有する。
ロストリップ線路型帯域除去フィルタ回路は、δ0π/
2の膜厚Δξを有するストリップ導体21を備えた1/
4波長マイクロストリップ線路型共振器が、高い無負荷
Qを有するので、優れた帯域阻止特性を有する。
【0045】以上の第2の実施例において、マイクロス
トリップ線路を用いているが、本発明はこれに限らず、
コプレーナ線路、スロット線路又はトリプレート型スト
リップ線路などの伝送線路で構成してもよい。
トリップ線路を用いているが、本発明はこれに限らず、
コプレーナ線路、スロット線路又はトリプレート型スト
リップ線路などの伝送線路で構成してもよい。
【0046】<変形例>本発明に係る高周波電極は、例
えば、特開平3−292006号公報に開示されるよう
な、コア誘電体とキャビティとが一体成形されたTMモ
ードシングルモード型誘電体共振器においておけるキャ
ビティの外表面に設けた電極膜部分に適用することでき
る。また、TMモード誘電体共振器としては、上記TM
モードシングルモード型に限らず、例えば特開昭63−
313901号公報に開示されるような二重モード型誘
電体共振器(例えば、図23参照。)に適用することが
できるとともに、さらには、特開昭61−157101
号公報に開示されるような三重モード型誘電体共振器に
適用することができる。すなわち、使用モード数を問わ
ず、TMモード誘電体共振器の電極膜部分に、本発明に
係る高周波電極を適用することができる。
えば、特開平3−292006号公報に開示されるよう
な、コア誘電体とキャビティとが一体成形されたTMモ
ードシングルモード型誘電体共振器においておけるキャ
ビティの外表面に設けた電極膜部分に適用することでき
る。また、TMモード誘電体共振器としては、上記TM
モードシングルモード型に限らず、例えば特開昭63−
313901号公報に開示されるような二重モード型誘
電体共振器(例えば、図23参照。)に適用することが
できるとともに、さらには、特開昭61−157101
号公報に開示されるような三重モード型誘電体共振器に
適用することができる。すなわち、使用モード数を問わ
ず、TMモード誘電体共振器の電極膜部分に、本発明に
係る高周波電極を適用することができる。
【0047】図6に、変形例の二重モード型誘電体共振
器75の一例を示す。誘電体の外表面がメタライズされ
た正方筒形状の共振器ケース77内の中央部に、ケース
77と一体成形された十字形状の誘電体76が設けられ
て二重モード型誘電体共振器75が構成されている。こ
こで、共振器ケース77の電極は、本発明に係る高周波
電極を用いる。これによって、上記電極の表面抵抗を大
幅に低下させることができるので、当該誘電体共振器の
損失を低下させ無負荷Qを増大させることができる。
器75の一例を示す。誘電体の外表面がメタライズされ
た正方筒形状の共振器ケース77内の中央部に、ケース
77と一体成形された十字形状の誘電体76が設けられ
て二重モード型誘電体共振器75が構成されている。こ
こで、共振器ケース77の電極は、本発明に係る高周波
電極を用いる。これによって、上記電極の表面抵抗を大
幅に低下させることができるので、当該誘電体共振器の
損失を低下させ無負荷Qを増大させることができる。
【0048】図7に、変形例のTM01δモード型2段誘
電体帯域通過フィルタ80の一例を示す。当該帯域通過
フィルタ80は、以下のように構成される。外周電極8
2を有する円筒形状の誘電体管81の両端部にそれぞ
れ、入出力用のSMAコネクタ83,84が取り付けら
れ、ここで、SMAコネクタ83,84の接地導体は外
周電極82に接続される一方、SMAコネクタ83,8
4の中心導体にはそれぞれ、誘電体管81内で互いに対
向するモノポールアンテナ85,86が接続される。上
記モノポールアンテナ85,86間の誘電体管81内
で、所定の間隔だけ離れて、かつ誘電体管81の内周面
に内接するリング形状の誘電体支持台89,90を介し
て円柱形状の2つの誘電体共振器87,88が設けられ
る。当該帯域通過フィルタ80においても、外周電極8
2は、本発明に係る高周波電極を用いる。これによっ
て、上記外周電極82の表面抵抗を大幅に低下させるこ
とができるので、当該誘電体フィルタの損失を低下させ
無負荷Qを増大させることができる。
電体帯域通過フィルタ80の一例を示す。当該帯域通過
フィルタ80は、以下のように構成される。外周電極8
2を有する円筒形状の誘電体管81の両端部にそれぞ
れ、入出力用のSMAコネクタ83,84が取り付けら
れ、ここで、SMAコネクタ83,84の接地導体は外
周電極82に接続される一方、SMAコネクタ83,8
4の中心導体にはそれぞれ、誘電体管81内で互いに対
向するモノポールアンテナ85,86が接続される。上
記モノポールアンテナ85,86間の誘電体管81内
で、所定の間隔だけ離れて、かつ誘電体管81の内周面
に内接するリング形状の誘電体支持台89,90を介し
て円柱形状の2つの誘電体共振器87,88が設けられ
る。当該帯域通過フィルタ80においても、外周電極8
2は、本発明に係る高周波電極を用いる。これによっ
て、上記外周電極82の表面抵抗を大幅に低下させるこ
とができるので、当該誘電体フィルタの損失を低下させ
無負荷Qを増大させることができる。
【0049】さらに、以下に示す変形例において、本発
明に係る高周波電極をもちいることにより、電極の表面
抵抗を従来に比較して大幅に低減させ、これによって、
伝送損失を大幅に小さくすることができる。
明に係る高周波電極をもちいることにより、電極の表面
抵抗を従来に比較して大幅に低減させ、これによって、
伝送損失を大幅に小さくすることができる。
【0050】図8は、本発明に係る高周波電極を用いた
マイクロストリップ線路の斜視図である。図8に示すよ
うに、裏面に接地導体11を備えた誘電体基板10上に
ストリップ導体22が形成されてマイクロストリップ線
路が構成される。当該マイクロストリップ線路は、スリ
ップ導体22及び接地導体11に本発明に係る高周波電
極を用いていることを特徴としている。なお、ストリッ
プ導体22のみに高周波電極を用いてもよいし、接地導
体11のみに高周波電極を用いてもよい。
マイクロストリップ線路の斜視図である。図8に示すよ
うに、裏面に接地導体11を備えた誘電体基板10上に
ストリップ導体22が形成されてマイクロストリップ線
路が構成される。当該マイクロストリップ線路は、スリ
ップ導体22及び接地導体11に本発明に係る高周波電
極を用いていることを特徴としている。なお、ストリッ
プ導体22のみに高周波電極を用いてもよいし、接地導
体11のみに高周波電極を用いてもよい。
【0051】また、図9は、本発明に係る高周波電極を
用いたトリプレート型ストリップ線路の斜視図である。
図9に示すように、両面に接地導体31a,31bを備
えた誘電体基板10の厚さ方向の中央部に、ストリップ
導体23が2つの接地導体31a,31bと平行になる
ように形成されてストリップ線路が構成される。当該ス
トリップ線路は、ストリップ導体23と接地導体31
a,31bに本発明に係る高周波電極を用いていること
を特徴としている。なお、マイクロストリップ導体23
のみに高周波電極を用いてもよいし、接地導体31a,
31bの少なくとも1つのみに高周波電極を用いてもよ
い。
用いたトリプレート型ストリップ線路の斜視図である。
図9に示すように、両面に接地導体31a,31bを備
えた誘電体基板10の厚さ方向の中央部に、ストリップ
導体23が2つの接地導体31a,31bと平行になる
ように形成されてストリップ線路が構成される。当該ス
トリップ線路は、ストリップ導体23と接地導体31
a,31bに本発明に係る高周波電極を用いていること
を特徴としている。なお、マイクロストリップ導体23
のみに高周波電極を用いてもよいし、接地導体31a,
31bの少なくとも1つのみに高周波電極を用いてもよ
い。
【0052】また、図10は、本発明に係る高周波電極
を用いた対称型コプレーナ線路の斜視図である。図10
に示すように、誘電体基板10の一表面にストリップ導
体24が形成され、さらに上記ストリップ導体24を挟
むように近接して2つの接地導体32a,32bが形成
されてコプレーナ線路が構成される。当該コプレーナ線
路は、ストリップ導体24と接地導体32a,32bに
本発明に係る高周波電極を用いていることを特徴として
いる。なお、ストリップ導体24のみに高周波電極を用
いてもよいし、接地導体32a,32bの少なくとも1
つのみに高周波電極を用いてもよい。
を用いた対称型コプレーナ線路の斜視図である。図10
に示すように、誘電体基板10の一表面にストリップ導
体24が形成され、さらに上記ストリップ導体24を挟
むように近接して2つの接地導体32a,32bが形成
されてコプレーナ線路が構成される。当該コプレーナ線
路は、ストリップ導体24と接地導体32a,32bに
本発明に係る高周波電極を用いていることを特徴として
いる。なお、ストリップ導体24のみに高周波電極を用
いてもよいし、接地導体32a,32bの少なくとも1
つのみに高周波電極を用いてもよい。
【0053】また、図11は、本発明に係る高周波電極
を用いた非対称型コプレーナ線路の斜視図である。図1
1に示すように、誘電体基板10上にストリップ導体2
5が形成され、上記ストリップ導体25の片側に近接し
て接地導体32が形成されてコプレーナ線路が構成され
る。当該コプレーナ線路は、ストリップ導体25と接地
導体32に本発明に係る高周波電極を用いていることを
特徴としている。なお、ストリップ導体25のみに高周
波電極を用いてもよいし、接地導体32のみに高周波電
極を用いてもよい。
を用いた非対称型コプレーナ線路の斜視図である。図1
1に示すように、誘電体基板10上にストリップ導体2
5が形成され、上記ストリップ導体25の片側に近接し
て接地導体32が形成されてコプレーナ線路が構成され
る。当該コプレーナ線路は、ストリップ導体25と接地
導体32に本発明に係る高周波電極を用いていることを
特徴としている。なお、ストリップ導体25のみに高周
波電極を用いてもよいし、接地導体32のみに高周波電
極を用いてもよい。
【0054】また、図12は、本発明に係る高周波電極
を用いたスロット線路の斜視図である。当該スロット線
路は、図12に示すように、誘電体基板10の一表面上
に互いに近接して対向するように接地導体51a,51
bが形成されてスロット線路が構成される。当該スロッ
ト線路は、接地導体51a,51bに本発明に係る高周
波電極を用いていることを特徴としている。なお、接地
導体51a,51bの少なくとも1つのみに高周波電極
を用いてもよい。
を用いたスロット線路の斜視図である。当該スロット線
路は、図12に示すように、誘電体基板10の一表面上
に互いに近接して対向するように接地導体51a,51
bが形成されてスロット線路が構成される。当該スロッ
ト線路は、接地導体51a,51bに本発明に係る高周
波電極を用いていることを特徴としている。なお、接地
導体51a,51bの少なくとも1つのみに高周波電極
を用いてもよい。
【0055】また、図13は、本発明に係る高周波電極
を用いたサスペンデッド線路の斜視図である。図13に
示すように、断面が方形形状である導体管からなる方形
導体管101の内部に、ストリップ導体26を備えた誘
電体基板10がその側面が上記方形導体管101の両側
面と接するように、かつ上下面とは接しないようにかつ
平行に固定されてサスペンデッド線路が構成される。当
該サスペンデッド線路は、ストリップ導体26に本発明
に係る高周波電極を用いていることを特徴としている。
を用いたサスペンデッド線路の斜視図である。図13に
示すように、断面が方形形状である導体管からなる方形
導体管101の内部に、ストリップ導体26を備えた誘
電体基板10がその側面が上記方形導体管101の両側
面と接するように、かつ上下面とは接しないようにかつ
平行に固定されてサスペンデッド線路が構成される。当
該サスペンデッド線路は、ストリップ導体26に本発明
に係る高周波電極を用いていることを特徴としている。
【0056】また、図14は、本発明に係る高周波電極
を用いた誘電体矩形導波管の斜視図である。図14に示
すように、断面が方形形状である誘電体角柱61の表面
に接地導体33が形成されて誘電体矩形導波管が構成さ
れる。当該誘電体矩形導波管は、接地導体33に本発明
に係る高周波電極を用いていることを特徴としている。
を用いた誘電体矩形導波管の斜視図である。図14に示
すように、断面が方形形状である誘電体角柱61の表面
に接地導体33が形成されて誘電体矩形導波管が構成さ
れる。当該誘電体矩形導波管は、接地導体33に本発明
に係る高周波電極を用いていることを特徴としている。
【0057】また、図15は、本発明に係る高周波電極
を用いた誘電体リッジ導波管の斜視図である。図15に
示すように、断面がH型である誘電体角柱62の表面に
接地導体34が形成されて誘電体リッジ導波管が構成さ
れる。当該誘電体リッジ導波管は、接地導体34に本発
明に係る高周波電極を用いていることを特徴としてい
る。
を用いた誘電体リッジ導波管の斜視図である。図15に
示すように、断面がH型である誘電体角柱62の表面に
接地導体34が形成されて誘電体リッジ導波管が構成さ
れる。当該誘電体リッジ導波管は、接地導体34に本発
明に係る高周波電極を用いていることを特徴としてい
る。
【0058】また、図16は、本発明に係る高周波電極
を用いたイメージ線路の斜視図である。図16に示すよ
うに、断面が半円形である誘電体半円柱63の底面に上
記半円形の直径より十分幅の広い接地導体35が形成さ
れてイメージ線路が構成される。当該イメージ線路は、
接地導体35に本発明に係る高周波電極を用いているこ
とを特徴としている。
を用いたイメージ線路の斜視図である。図16に示すよ
うに、断面が半円形である誘電体半円柱63の底面に上
記半円形の直径より十分幅の広い接地導体35が形成さ
れてイメージ線路が構成される。当該イメージ線路は、
接地導体35に本発明に係る高周波電極を用いているこ
とを特徴としている。
【0059】また、図17は、本発明に係る高周波電極
を用いたH線路の斜視図である。当該H線路は、図17
に示すように、断面が方形形状である誘電体角柱64の
上下面にその上面又は下面より十分幅の広い接地導体3
6a,36bが形成されてH線路が構成される。当該H
線路は、接地導体36a,36bに本発明に係る高周波
電極を用いていることを特徴としている。接地導体36
a,36bの少なくとも1つのみに高周波電極を用いて
もよい。
を用いたH線路の斜視図である。当該H線路は、図17
に示すように、断面が方形形状である誘電体角柱64の
上下面にその上面又は下面より十分幅の広い接地導体3
6a,36bが形成されてH線路が構成される。当該H
線路は、接地導体36a,36bに本発明に係る高周波
電極を用いていることを特徴としている。接地導体36
a,36bの少なくとも1つのみに高周波電極を用いて
もよい。
【0060】また、図18は、本発明に係る高周波電極
を用いた誘電体円形導波管の斜視図である。図18に示
すように、断面が円形である誘電体円柱65の円周面に
接地導体37が形成されて誘電体円形導波管が構成され
る。当該誘電体円形導波管は、接地導体37に本発明に
係る高周波電極を用いていることを特徴としている。
を用いた誘電体円形導波管の斜視図である。図18に示
すように、断面が円形である誘電体円柱65の円周面に
接地導体37が形成されて誘電体円形導波管が構成され
る。当該誘電体円形導波管は、接地導体37に本発明に
係る高周波電極を用いていることを特徴としている。
【0061】また、図19は、本発明に係る高周波電極
を用いた同軸線路の斜視図である。図19に示すよう
に、断面が円環状である誘電体円筒66の内周面に中心
導体27と外周面に接地導体38が形成されて同軸線路
が構成される。当該同軸線路は、中心導体27と接地導
体38に本発明に係る高周波電極を用いていることを特
徴としている。中心導体27のみに本発明に係る高周波
電極を用いてもよいし、接地導体38のみに本発明に係
る高周波電極を用いてもよい。
を用いた同軸線路の斜視図である。図19に示すよう
に、断面が円環状である誘電体円筒66の内周面に中心
導体27と外周面に接地導体38が形成されて同軸線路
が構成される。当該同軸線路は、中心導体27と接地導
体38に本発明に係る高周波電極を用いていることを特
徴としている。中心導体27のみに本発明に係る高周波
電極を用いてもよいし、接地導体38のみに本発明に係
る高周波電極を用いてもよい。
【0062】また、図20は、本発明に係る高周波電極
を用いた誘電体同軸共振器の斜視図である。図20に示
すように、断面が円環状であってλg/4の長さを有す
る誘電体円筒67の内周面に中心導体28が、外周面に
接地導体39が形成され、かつ誘電体円筒67の一方の
端面に短絡導体29が形成されて誘電体同軸共振器が構
成される。当該誘電体同軸共振器は、中心導体28と接
地導体39と短絡導体29に本発明に係る高周波電極を
用いていることを特徴としている。中心導体28,接地
導体39,短絡導体29のうちいずれか1つのみ、又は
いずれか2つに本発明に係る高周波電極を用いてもよ
い。
を用いた誘電体同軸共振器の斜視図である。図20に示
すように、断面が円環状であってλg/4の長さを有す
る誘電体円筒67の内周面に中心導体28が、外周面に
接地導体39が形成され、かつ誘電体円筒67の一方の
端面に短絡導体29が形成されて誘電体同軸共振器が構
成される。当該誘電体同軸共振器は、中心導体28と接
地導体39と短絡導体29に本発明に係る高周波電極を
用いていることを特徴としている。中心導体28,接地
導体39,短絡導体29のうちいずれか1つのみ、又は
いずれか2つに本発明に係る高周波電極を用いてもよ
い。
【0063】以上の実施例において、接地導体11及び
ストリップ導体21などは、例えばCu、Ag又はAu
などの電気的導電性を有する導体にてなるが、本発明は
これに限らず、接地導体11及びストリップ導体21な
どの少なくとも1つの材料として以下に示す超電導体
(超伝導体)を用いてもよい。 (a)Nb、Pbなどの純金属系超電導材料。 (b)Nb−Ti合金系、Nb−Zr合金系などの合金
系超電導材料。 (c)Nb3Sn、V3Siなどの金属間化合物系超電導
材料。 (d)以下に一例を示すセラミック系酸化物超電導材料 (d−1)例えばLa1.85Sr0.15CuO4などのLa
2-xBaxCuO4-δ系又はLa2-xSrxCuO4-δ系。 (d−2)例えばYBa2Cu3O7などYBa2Cu3O
7-δ(酸素欠損量δ=0〜1)。 (d−3)Bi−Sr−Ca−Cu−O系、ここで、当
該Bi−Sr−Ca−Cu−O系超電導材料は、Bi2
O3、SrCO3,CaCO3及びCuOの混合された粉
末を800乃至870°Cの温度で仮焼した後、850
乃至880°Cの温度の大気中で焼結させて得られる。 (d−4)Tl−Ba−Ca−Cu−O系、ここで、当
該Tl−Ba−Ca−Cu−O系超電導材料は、Tl2
O3、CaO、BaO及びCuOの各粉末を混合し成形
した後、1気圧の酸素を含む石英管中に封入し、880
°Cの温度で3時間加熱することによって主成分Tl2
CaBa2Cu2Oxの超電導材料が得られる。 (d−5)EBCO系、 (d−6)BPSCCO系。 (e)以下に一例を示す有機系超電導材料 (e−1)例えば(TMTSF)2ClO4などのテトラ
メチルテトラセレナフルバレン(tetramethyltetrasele
nafulvalene:TMTSF)系超電導材料。 (e−2)例えばβ(BEDT−TTF)2I3などのビ
ス(エチレンジチオロ)テトラチアフルバレン(bis(et
hylenedithiolo)tetrathiaful-valene:BEDT−TT
F)系超電導材料。 (e−3)dmit系超電導材料。
ストリップ導体21などは、例えばCu、Ag又はAu
などの電気的導電性を有する導体にてなるが、本発明は
これに限らず、接地導体11及びストリップ導体21な
どの少なくとも1つの材料として以下に示す超電導体
(超伝導体)を用いてもよい。 (a)Nb、Pbなどの純金属系超電導材料。 (b)Nb−Ti合金系、Nb−Zr合金系などの合金
系超電導材料。 (c)Nb3Sn、V3Siなどの金属間化合物系超電導
材料。 (d)以下に一例を示すセラミック系酸化物超電導材料 (d−1)例えばLa1.85Sr0.15CuO4などのLa
2-xBaxCuO4-δ系又はLa2-xSrxCuO4-δ系。 (d−2)例えばYBa2Cu3O7などYBa2Cu3O
7-δ(酸素欠損量δ=0〜1)。 (d−3)Bi−Sr−Ca−Cu−O系、ここで、当
該Bi−Sr−Ca−Cu−O系超電導材料は、Bi2
O3、SrCO3,CaCO3及びCuOの混合された粉
末を800乃至870°Cの温度で仮焼した後、850
乃至880°Cの温度の大気中で焼結させて得られる。 (d−4)Tl−Ba−Ca−Cu−O系、ここで、当
該Tl−Ba−Ca−Cu−O系超電導材料は、Tl2
O3、CaO、BaO及びCuOの各粉末を混合し成形
した後、1気圧の酸素を含む石英管中に封入し、880
°Cの温度で3時間加熱することによって主成分Tl2
CaBa2Cu2Oxの超電導材料が得られる。 (d−5)EBCO系、 (d−6)BPSCCO系。 (e)以下に一例を示す有機系超電導材料 (e−1)例えば(TMTSF)2ClO4などのテトラ
メチルテトラセレナフルバレン(tetramethyltetrasele
nafulvalene:TMTSF)系超電導材料。 (e−2)例えばβ(BEDT−TTF)2I3などのビ
ス(エチレンジチオロ)テトラチアフルバレン(bis(et
hylenedithiolo)tetrathiaful-valene:BEDT−TT
F)系超電導材料。 (e−3)dmit系超電導材料。
【0064】
【発明の効果】本発明に係る高周波電極の膜厚は、使用
周波数の表皮深さの1.14倍から2.75倍の範囲
に、好ましくは使用周波数の表皮深さの1.32倍から
1.92倍の範囲に、最も好ましくは使用周波数の表皮
深さのπ/2になるように形成されているので、上記高
周波電極の内部の電流密度分布は高周波電極の裏面で反
射される電磁波が励起する電流によって、表皮効果だけ
を考慮したときのような急激な減衰はなく緩やかな勾配
となる。これによって表皮効果が緩和されて、本発明に
係る高周波電極の表面抵抗は従来に比較して大幅に低減
することができる。また、上記高周波電極は、一層で構
成されているので、従来例に比較して安価に製造でき
る。従って本発明の高周波電極を用いて、より小さな伝
送損失を有する高周波伝送線路、極めて大きな無負荷Q
の高周波共振器又は選択度の優れた高周波フィルタ、も
しくは低損失な高周波デバイスを、より小型・軽量化し
て、かつ安価に実現することができる。
周波数の表皮深さの1.14倍から2.75倍の範囲
に、好ましくは使用周波数の表皮深さの1.32倍から
1.92倍の範囲に、最も好ましくは使用周波数の表皮
深さのπ/2になるように形成されているので、上記高
周波電極の内部の電流密度分布は高周波電極の裏面で反
射される電磁波が励起する電流によって、表皮効果だけ
を考慮したときのような急激な減衰はなく緩やかな勾配
となる。これによって表皮効果が緩和されて、本発明に
係る高周波電極の表面抵抗は従来に比較して大幅に低減
することができる。また、上記高周波電極は、一層で構
成されているので、従来例に比較して安価に製造でき
る。従って本発明の高周波電極を用いて、より小さな伝
送損失を有する高周波伝送線路、極めて大きな無負荷Q
の高周波共振器又は選択度の優れた高周波フィルタ、も
しくは低損失な高周波デバイスを、より小型・軽量化し
て、かつ安価に実現することができる。
【図1】 本発明に係る第1の実施例の帯域通過フィル
タの斜視図である。
タの斜視図である。
【図2】 図2は、図1の空気層を含むストリップ導体
21の厚さ方向の等価回路であって、(a)は分布定数
型等価回路であり、(b)は集中定数型等価回路であ
る。
21の厚さ方向の等価回路であって、(a)は分布定数
型等価回路であり、(b)は集中定数型等価回路であ
る。
【図3】 規格化表面抵抗σδ0RSと規格化導体膜厚ξ
との関係を表したグラフである。
との関係を表したグラフである。
【図4】 表皮効果の緩和と表面抵抗の低減を示す、図
1の誘電体基板10の一部と空気層の一部とを含むスト
リップ導体21の断面図である。
1の誘電体基板10の一部と空気層の一部とを含むスト
リップ導体21の断面図である。
【図5】 本発明に係る第2の実施例である帯域除去フ
ィルタの斜視図である。
ィルタの斜視図である。
【図6】 変形例のTM110二重モード型誘電体共振器
の一例を示す斜視図である。
の一例を示す斜視図である。
【図7】 変形例のTM01δモード型2段誘電体帯域通
過フィルタの一例を示す縦断面図である。
過フィルタの一例を示す縦断面図である。
【図8】 本発明に係る高周波電極を用いたマイクロス
トリップ線路の斜視図である。
トリップ線路の斜視図である。
【図9】 本発明に係る高周波電極を用いたトリプレー
ト型ストリップ線路の斜視図である。
ト型ストリップ線路の斜視図である。
【図10】 本発明に係る高周波電極を用いた対称型コ
プレーナ線路の斜視図である。
プレーナ線路の斜視図である。
【図11】 本発明に係る高周波電極を用いた非対称型
コプレーナ線路の斜視図である。
コプレーナ線路の斜視図である。
【図12】 本発明に係る高周波電極を用いたスロット
線路の斜視図である。
線路の斜視図である。
【図13】 本発明に係る高周波電極を用いたサスペン
デッド線路の斜視図である。
デッド線路の斜視図である。
【図14】 本発明に係る高周波電極を用いた誘電体矩
形導波管の斜視図である。
形導波管の斜視図である。
【図15】 本発明に係る高周波電極を用いた誘電体リ
ッジ導波管の斜視図である。
ッジ導波管の斜視図である。
【図16】 本発明に係る高周波電極を用いたイメージ
線路の斜視図である。
線路の斜視図である。
【図17】 本発明に係る高周波電極を用いたH線路の
斜視図である。
斜視図である。
【図18】 本発明に係る高周波電極を用いた誘電体円
形導波管の斜視図である。
形導波管の斜視図である。
【図19】 本発明に係る高周波電極を用いた同軸線路
の斜視図である。
の斜視図である。
【図20】 本発明に係る高周波電極を用いた誘電体同
軸共振器の斜視図である。
軸共振器の斜視図である。
【符号の説明】 10…誘電体基板、 21,22,23,24,25,26,41…ストリッ
プ導体、 27,28…中心導体、 11,31a,31b,32a,32b,32,33,
34,35,36a,36b,37,38,39,51
a,51b…接地導体、 12…入力端子用導体、 13…出力端子用導体、 g1,g2,g3…ギャップ、 75…TM110二重モード型誘電体共振器、 76…誘電体、 77…共振器ケース、 80…TM01δモード型2段誘電体帯域通過フィルタ、 82…外周電極。
プ導体、 27,28…中心導体、 11,31a,31b,32a,32b,32,33,
34,35,36a,36b,37,38,39,51
a,51b…接地導体、 12…入力端子用導体、 13…出力端子用導体、 g1,g2,g3…ギャップ、 75…TM110二重モード型誘電体共振器、 76…誘電体、 77…共振器ケース、 80…TM01δモード型2段誘電体帯域通過フィルタ、 82…外周電極。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01P 11/00 ZAA E H01P 7/04 ZAA F20 11/00 ZAA J F6-7,20
Claims (17)
- 【請求項1】 膜状の導体を備え、上記導体の膜厚が使
用周波数の表皮深さの1.14倍から2.75倍の範囲
であることを特徴とする高周波電極。 - 【請求項2】 上記導体の膜厚が使用周波数の表皮深さ
の1.32倍から1.92倍の範囲であることを特徴と
する請求項1記載の高周波電極。 - 【請求項3】 上記導体の膜厚が使用周波数の表皮深さ
のπ/2倍であることを特徴とする請求項2記載の高周
波電極。 - 【請求項4】 上記導体は超電導材料にてなることを特
徴とする請求項1、2又は3記載の高周波電極。 - 【請求項5】 少なくとも1つの導体を備えた高周波伝
送線路であって、上記導体は請求項1、2、3又は4記
載の高周波電極であることを特徴とする高周波伝送線
路。 - 【請求項6】 上記高周波伝送線路は導波管であること
を特徴とする請求項5記載の高周波伝送線路。 - 【請求項7】 上記高周波伝送線路はマイクロストリッ
プ線路であることを特徴とする請求項5記載の高周波伝
送線路。 - 【請求項8】 上記高周波伝送線路はストリップ線路で
あることを特徴とする請求項5記載の高周波伝送線路。 - 【請求項9】 上記高周波伝送線路は同軸線路であるこ
とを特徴とする請求項5記載の高周波伝送線路。 - 【請求項10】 所定の寸法を有する、請求項5乃至9
のうちの1つに記載の高周波伝送線路を備えたことを特
徴とする高周波共振器。 - 【請求項11】 上記高周波伝送線路は、上記高周波伝
送線路を伝送する信号の管内波長の1/4に等しい伝送
方向の長さを有することを特徴とする請求項10記載の
高周波共振器。 - 【請求項12】 上記高周波伝送線路は、上記高周波伝
送線路を伝送する信号の管内波長の1/2に等しい伝送
方向の長さを有することを特徴とする請求項10記載の
高周波共振器。 - 【請求項13】 所定の長さを有する請求項10乃至1
2のうちの1つに記載の高周波共振器と、 上記高周波共振器に高周波信号を入力する入力端子と、 上記高周波共振器から高周波信号を出力する出力端子と
を備えたことを特徴とする高周波フィルタ。 - 【請求項14】 一端で高周波信号を入力しかつ他端で
上記高周波信号を出力する伝送線路と、 上記伝送線路と結合する請求項10乃至12のうちの1
つに記載の高周波共振器とを備えたことを特徴とする高
周波帯域除去フィルタ。 - 【請求項15】 導体を含む共振器ケースと、上記共振
器ケース内に載置された所定の形状の誘電体とを備えた
誘電体共振器であって、 上記導体を請求項1、2、3又は4記載の高周波電極に
よって構成したことを特徴とする誘電体共振器。 - 【請求項16】 請求項15記載の誘電体共振器と、 上記誘電体共振器に電磁的に結合され、上記誘電体共振
器に高周波信号を入力する入力端子と、 上記誘電体共振器に電磁的に結合され、上記誘電体共振
器から高周波信号を出力する出力端子とを備えたことを
特徴とする高周波フィルタ。 - 【請求項17】 電極を備えて所定の高周波動作を行う
高周波デバイスであって、 上記電極は、請求項1、2、3又は4記載の高周波電極
を有することを特徴とする高周波デバイス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6122281A JPH07336113A (ja) | 1994-06-03 | 1994-06-03 | 高周波電極及び高周波伝送線路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6122281A JPH07336113A (ja) | 1994-06-03 | 1994-06-03 | 高周波電極及び高周波伝送線路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07336113A true JPH07336113A (ja) | 1995-12-22 |
Family
ID=14832085
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6122281A Pending JPH07336113A (ja) | 1994-06-03 | 1994-06-03 | 高周波電極及び高周波伝送線路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07336113A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09298404A (ja) * | 1996-05-01 | 1997-11-18 | Nec Corp | 同軸共振器フィルタ |
| JPH1090302A (ja) * | 1996-09-11 | 1998-04-10 | Kiyota Seisakusho:Kk | 金属板で形成したプロ−ブ |
| US7283855B2 (en) | 2002-08-30 | 2007-10-16 | Fujitsu Limited | Dielectric waveguide having a 45° face and method of production thereof |
| WO2009036749A1 (de) * | 2007-09-21 | 2009-03-26 | Spinner Gmbh | Anordnung für eine verlustminimierte beeinflussung des ausbreitungsverhaltens einer hf-signalwelle |
| JP2011035511A (ja) * | 2009-07-30 | 2011-02-17 | Sony Corp | 無線通信装置、回転構造体、電子機器 |
| JP2017517920A (ja) * | 2014-04-01 | 2017-06-29 | ザイリンクス インコーポレイテッドXilinx Incorporated | 表皮効果を抑制し、パッケージの相互接続帯域幅を拡大する、断面の薄い金属配線 |
-
1994
- 1994-06-03 JP JP6122281A patent/JPH07336113A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09298404A (ja) * | 1996-05-01 | 1997-11-18 | Nec Corp | 同軸共振器フィルタ |
| JPH1090302A (ja) * | 1996-09-11 | 1998-04-10 | Kiyota Seisakusho:Kk | 金属板で形成したプロ−ブ |
| US7283855B2 (en) | 2002-08-30 | 2007-10-16 | Fujitsu Limited | Dielectric waveguide having a 45° face and method of production thereof |
| WO2009036749A1 (de) * | 2007-09-21 | 2009-03-26 | Spinner Gmbh | Anordnung für eine verlustminimierte beeinflussung des ausbreitungsverhaltens einer hf-signalwelle |
| JP2011035511A (ja) * | 2009-07-30 | 2011-02-17 | Sony Corp | 無線通信装置、回転構造体、電子機器 |
| US8736396B2 (en) | 2009-07-30 | 2014-05-27 | Sony Corporation | Radio communicating device, rotational structure, and electronic device |
| JP2017517920A (ja) * | 2014-04-01 | 2017-06-29 | ザイリンクス インコーポレイテッドXilinx Incorporated | 表皮効果を抑制し、パッケージの相互接続帯域幅を拡大する、断面の薄い金属配線 |
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