JPH0770882B2

JPH0770882B2 - 導波管型誘電体フィルタ

Info

Publication number: JPH0770882B2
Application number: JP15002187A
Authority: JP
Inventors: 容平石川; 準服部; 富哉園田
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1987-06-16
Filing date: 1987-06-16
Publication date: 1995-07-31
Anticipated expiration: 2010-07-31
Also published as: JPS63313901A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は導波管型誘電体フィルタに関し、特にTMモー
ドを用いた導波管型誘電体フィルタに関する。

（従来技術）この発明の背景となるTMモード誘電体共振装置の一例が
特開昭61−121502号公報に開示されている。このTMモー
ド誘電体共振装置では、複数の角柱誘電体共振器がケー
ス内に互いに交差するように配置されている。このよう
に配置することによって、複数の角柱誘電体共振器を並
行に配置した場合に比べて、誘電体共振装置を小型化す
ることができる。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、複数の角柱誘電体共振器を直角に交差さ
せることによってフィルタを形成すると、各共振器間で
強い結合を得ることが難しい。また、複数の角柱誘電体
共振器を直角以外の角度に交差させることによってフィ
ルタを構成すると、各共振器の取り付ける方向が異なる
ため、ケースの形状などが複雑となり、誘電体フィルタ
を製造するのが困難である。

それゆえに、この発明の主たる目的は、複数の共振器間
の結合が強く、小型でかつ製造が簡単な導波管型誘電体
フィルタを提供することである。

（問題点を解決するための手段）この発明は、直方体状の初段の共振器と直方体状の最終
段の共振器とが十字状に組み合わされた第１の共振器
群、および初段の共振器と平行に配置され電磁気的に直
接的あるいは間接的に結合される中段の共振器と、最終
段の共振器と平行に配置され電磁気的に直接的あるいは
間接的に結合される別の中段の共振器とが十字状にかつ
一体的に形成された第２の共振器群を含み、第２の共振
器群は、中段の共振器または別の中段の共振器の一方の
中心軸を通りかつ他方の中心軸に直交する切断面に対し
て非対称な形状となるように形成された、導波管型誘電
体フィルタである。

第２の共振器群を前記切断面に対して非対称にするため
に、たとえば、第２の共振器群の十字状部分の少なくと
も１か所に切込部または付加部が形成される。

（作用）第１の共振器群と第２の共振器群との間で、平行に配置
された共振器どうしが電磁気的に強く結合される。

中段の共振器または別の中段の共振器の一方の中心軸を
通りかつ他方の中心軸に直交する切断面に対して非対称
となるように形成することにより、第２の共振器群のod
dモードにおける共振周波数とevenモードにおける共振
周波数に差が生じる。それにより、第２の共振器群に含
まれる２つの共振器が電磁気的に結合し、共振器の占め
るスペースが小さくなる。

（発明の効果）本発明によれば、小型でかつ各共振器が電磁気的に強く
結合した導波管型誘電体フィルタを得ることができる。
さらに、導波管型誘電体フィルタの形状が複雑にならな
いため、その製造が簡単である。

この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点
は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から
一層明らかとなろう。

（実施例）第１図はこの発明の一実施例を示す斜視図である。この
導波管型誘電体フィルタ10はケース11を含む。このケー
ス11はTE₁₀金属性遮断方形導波管として機能する。ケー
ス11内には、第１の共振器群12が取り付けられる。第１
の共振器群12は、TM₁₁₀モードを有する初段の共振器14
とTM₁₁₀モードを有する最終段の共振器16とで構成され
る。初段の共振器14および最終段の共振器16は、たとえ
ばセラミック誘電体などで形成される。

初段の共振器14はたとえば直方体状に形成される。初段
の共振器14の一方端面には、その中央部に第１の導体層
14aが形成され、その周縁部に第２の導体層14bが形成さ
れる。また、初段の共振器14の他方端面にはその全面に
導体層14cが形成される。

また、最終段の共振器16は、その中央部に孔16aを有す
る直方体状に形成される。そして、最終段の共振器16の
孔16aには、初段の共振器14が嵌め込まれる。こうする
ことによって初段の共振器14と最終段の共振器16とが十
字状に組み合わされる。最終段の共振器16の一方端面に
も、初段の共振器14と同様に、第１の導体層16bおよび
第２の導体層16cが形成される。さらに、最終段の共振
器16の他方端面には、その全面に導体層16dが形成され
る。

初段の共振器14の導体層14a,14b,14cおよび最終段の共
振器の導体層1b,16c,16dは、たとえば銀ペーストなどを
印刷、焼付することなどによって形成される。なお、ケ
ース11には、初段の共振器14の導体層14aおよび最終段
の共振器16の導体層16bが露出するための透孔11aおよび
11bが形成される。そして、初段の共振器14の導体層14
b,14cおよび最終段の共振器16の導体層16c,16dがケース
11にたとえばはんだ付けされることによって、第１の共
振器群12が固定される。このとき、初段の共振器14の導
体層14aおよび最終段の共振器16の導体層16bは、それぞ
れ、透孔11aおよび11b部分に位置する。

さらに、ケース11の内部には、第２の共振器群20が固定
される。第２の共振器群20は、第２図に示すように、TM
₁₁₀モードを有する２段目の共振器22とTM₁₁₀モードを有
する３段目の共振器24とで構成される。２段目の共振器
22と３段目の共振器24とは十字状にかつ一体的に形成さ
れる。この第２の共振器群20も、第１の共振器群12と同
様に、たとえばセラミック誘電体などで形成される。２
段目の共振器22の両端面には、その全面にたとえば銀ペ
ーストを印刷、焼付けすることによって導体層22aおよ
び22bが形成される。同様に、３段目の共振器24の両端
面には、その全面に導体層24aおよび24bが形成される。
そして、２段目の共振器22の導体層22a,22bおよび３段
目の共振器24の導体層24a,24bがケース11にたとえばは
んだ付け付けされることによって、第２の共振器群20が
固定される。

２段目の共振器22は初段の共振器14に平行になるように
配置され、３段目の共振器24は最終段の共振器16に平行
になるように配置される。したがって、初段の共振器14
と２段目の共振器22とは電磁気的に結合される。同様
に、最終段の共振器16と３段目の共振器24とは電磁気的
に結合される。

第２の共振器群20の交わった部分のうち一方の対角部分
には切込部26aおよび26bが形成される。さらに、第２の
共振器群20の交わった部分のうち他方の対角部分には付
加部28aおよび28bが形成される。

このような第２の共振器群20の結合共振モードの電磁界
分布が第3A図および第3B図に示される。これと比較する
ために、切込部および付加部の形成されていない共振器
群の電磁界分布が、第4A図および第4B図に示される。こ
の第２の共振器群20のoddモードにおける電気力線の数
は、第3A図に示すように、付加部28aおよび28bが形成さ
れていることによって、第4A図に示す電気力線の数より
も多い。そのため、第２の共振器群20のoddモードにお
ける共振周波数f_oddは、第4A図に示す共振器群の共振周
波数よりも小さくなる。また、この第２の共振器群20の
evenモードにおける電気力線の数は、第3B図に示すよう
に、切込部26aおよび26bが形成されていることによっ
て、第4B図に示す電気力線の数よりも少ない。そのた
め、第２の共振器群20のevenモードにおける共振周波数
f_evenは、第4B図に示す共振器群の共振周波数よりも大
きくなる。

第4A図および第4B図に示す共振器群の例では、oddモー
ドにおける共振周波数f_oddとevenモードにおける共振周
波数f_evenとが等しいため、で示される結合係数ｋが０となる。したがって、このよ
うな共振器群は電磁気的に結合しない。それに対して、
第２の共振器群20では、結合係数ｋは０とならず、それ
によって２段目の共振器22と３段目の共振器24とは電磁
気的に結合される。これにより、初段の共振器14の最終
段の共振器16とは、２段目の共振器22および３段目の共
振器24を介して電磁気的に結合される。

初段の共振器14には、メスコネクタ30およびオスコネク
タ（図示せず）を介して同軸ケーブルが接続される。そ
して、初段の共振器14の第１の導体層14aと第２の導体
層14bとの間に同軸ケーブルを通して入力信号が与えら
れる。

最終段の共振器16にも、メスコネクタ34およびオスコネ
クタ（図示せず）を介して同軸ケーブルが接続される。
そして、この同軸ケーブルを通して出力信号が得られ
る。

なお、ケース11の角から第１の共振器群12に向かって、
必要に応じて結合調整用のねじ38が取り付けられる。こ
のねじ38によって初段の共振器14と最終段の共振器16と
の結合度が調整され、それによって導波管型誘電体フィ
ルタ10の特性が調整される。

このような導波管型誘電体フィルタ10では、ケース11内
に十字状に組み合わされた第１の共振器群12と、一体的
に形成された第２の共振器群20とが取り付けられること
により、従来の導波管型誘電体フィルタよりも小型にす
ることができる。さらに、初段の共振器14と２段目と共
振器22とが平行に配置され、３段目の共振器24と最終段
の共振器16とが平行に配置されるため、大きな結合度を
得ることができ、それによって広帯域の導波管型誘電体
フィルタ10を得ることができる。また、ケース11は方形
などの簡単な形状にすることができ、そのため導波管型
誘電体フィルタ10の製造が容易である。

第１の共振器群12の構造は、スプリアス特性の点で第２
の共振器群20より優れているが、共振器間の結合がとり
にくい。逆に第２の共振器群20の構造は、共振器間の結
合がとりやすいがスプリアス特性の点で第１の共振器群
12より劣っている。したがって、スプリアス発生を極力
抑える必要がある一方結合をあまり強くとる必要のない
初段および最終段の共振器の組合せ構造を上述の実施例
のようにし、またスプリアス特性よりは結合を十分とる
必要のある段間共振器の組合せ構造を上述の実施例のよ
うにすることは十分意義のあることである。

なお、上述の実施例では、４段の共振器を有する導波管
型誘電体フィルタについて説明したが、この発明では、
４段以上の多段の共振器を有する導波管型誘電体フィル
タにも適用され得る。たとえば、６段の共振器を有する
導波管型誘電体フィルタを構成するためには、上述の実
施例において、第１の共振器群12と第２の共振器群20と
の間に第１または第２の共振器群と同じ構成の共振器群
を配置すればよい。この場合、初段の共振器14と最終段
の共振器16とは、２つの共振器群を介して電磁気的に結
合される。要は、この発明では、初段の共振器と中段の
共振器とが直接的あるいは間接的に結合されていればよ
く、最終段の共振器と別の中段の共振器とが直接的ある
いは間接的に結合されていればよい。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す斜視図である。第２図は第１図実施例の線II−IIにおける断面図であ
る。第3A図は第１図実施例に用いられる第２の共振器群のod
dモードにおける電磁界分布を示す図解図であり、第3B
図はevenモードにおける電磁界分布を示す図解図であ
る。第4A図は切込部および付加部の形成されていない共振器
群のoddモードにおける電磁界分布を示す図解図であ
り、第4B図はevenモードにおける電磁界分布を示す図解
図である。第５図は第１図実施例の線Ｖ−Ｖにおける断面図であ
る。第６図は第１図実施例の線VI−VIにおける断面図であ
る。図において、10は導波管型誘電体フィルタ、12は第１の
共振器群、14は初段の共振器、16は最終段の共振器、20
は第２の共振器群、22は２段目の共振器、24は３段目の
共振器を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】直方体状の初段の共振器と直方体状の最終
段の共振器とが十字状に組み合わされた第１の共振器
群、および前記初段の共振器と平行に配置され電磁気的に直接的あ
るいは間接的に結合される中段の共振器と、前記最終段
の共振器と平行に配置され電磁気的に直接的あるいは間
接的に結合される別の中段の共振器とが十字状にかつ一
体的に形成された第２の共振器群を含み、前記第２の共振器群は、前記中段の共振器または前記別
の中段の共振器の一方の中心軸を通りかつ他方の中心軸
に直交する切断面に対して非対称な形状となるように形
成された、導波管型誘電体フィルタ。
【請求項２】前記第２の共振器群の十字状部分の少なく
とも１か所に切込部が形成された、特許請求の範囲第１
項記載の導波管型誘電体フィルタ。
【請求項３】前記第２の共振器群の十字状部分の少なく
とも１か所に付加部が形成された、特許請求の範囲第１
項記載の導波管型誘電体フィルタ。