JPS61277205A - 誘電体共振器装置 - Google Patents

誘電体共振器装置

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JPS61277205A
JPS61277205A JP11949285A JP11949285A JPS61277205A JP S61277205 A JPS61277205 A JP S61277205A JP 11949285 A JP11949285 A JP 11949285A JP 11949285 A JP11949285 A JP 11949285A JP S61277205 A JPS61277205 A JP S61277205A
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dielectric
case
resonator
mode
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Toshio Nishikawa
敏夫 西川
Yohei Ishikawa
容平 石川
Shuichi Wada
秀一 和田
Koichi Takehara
竹原 耕一
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Murata Manufacturing Co Ltd
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Murata Manufacturing Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は、直方空洞内のTM110モード(以下、単
にTM110モードと呼ぶ)もしくはその変形モードの
共振を利用する誘電体共振器装置に関する。
(従来の技術) TMI 10モードを用いたフィルタとしては特開昭5
3−119650号公報で公知のものがある。このよう
なフィルタは、シールドケースとして働くケース内に直
線状で一本の円柱または角柱誘電体を備えたものを一段
の共振器として必要段数組合せていた。
これでは、電気通信機器業界からの永遠の要求課題であ
る小型化と低価格化に応じるのに限度があった。
また、たとえば自動車電話基地局用送信共用装置にチャ
ンネルフィルタが使用されている。このチャンネルフィ
ルタは、第10図に示すように一複数のチャンネルCH
1、CH2、・・・、CHNそれぞれの信号のみを通過
させるフィルタ複数F1、F2、・・・、FNの出力側
をケーブル等で接続した構造になっている。各フィルタ
は空洞共振器やTEOIJ誘電体共振器やTMo1o誘
電体共振器を使用している。いずれにしても各チャンネ
ル毎に一個の形に構成されたフィルタ複数をさらに組合
せた構成であるから、小型化の要求が強かった。
(発明が解決しようとする問題点) それゆえに、この発明の目的は、小型かつ低価格の誘電
体共振器装置を提供し、たとえばチャンネルフィルタに
用いようとするものである。
(問題点を解決するための手段) この発明の誘電体共振器装置は、直方体空洞シールドケ
ース内に三つの柱状If1体が互いに直交した状腎で一
体化されたものを配置して柱状誘電体の各軸方向にそれ
ぞれ存在する三つのTM11゜モードもしくはその変形
モード共振を利用するようにした誘電体共振器と、この
誘電体共振器と外部回路を結合する外部結合手段とを有
する誘電体共振器装置において、 外部結合手段は、第1の共振器に結合する第1の外部結
合手段、第2の共振器に結合する第2の外部結合手段、
第3の共振器に結合する第3の外部結合手段ならびに第
1、第2および第3の共振器に結合する第4の外部結合
手段とを有することを特徴とする。
(作用) このような手段では、直方体空洞共振器の最低次共振モ
ードである3重に縮退したTMlt oモードのそれぞ
れの電気力線方向に空気より誘電率が圧倒的に、大きい
固体誘電体が存在していることにより外形寸法が小さく
なる。そして、第1の外部結合手段に入力された信号は
第4の外部結合手段から出力される。第2の外部結合手
段に入力された信号は第4の外部結合手段から出力され
る。
第3の外部結合手段に入力された信号は第4の外部結合
手段から出力される。もちろん逆の使い方もできるから
、第4の外部結合手段に入力された信号は各誘電体共振
器の共振周波数に応じて第1ないし1lj3外部結合手
段から出力される。
(実施例) 第1図は、この発明の主要部を示す斜視図である。図に
おいて、1は、直方体空洞シールドケース、2は、三つ
の柱状誘電体(図示例は横断面正方形の柱状誘電体) 
2a、 2b、 2cが互いに直交した状態で一体化さ
れた複合誘電体である。なお、図示した複合誘電体は、
加工技術上筒された部分的変形を省略した理想形状で図
示しである。ケース1としては、金属製のケースや、た
とえば複合誘電体2と同じ(Zr Sn )Ti 04
セラミツクからなる直方体空洞の内面または外面にシー
ルド電極膜を設けたようなものでもよい。いずれにして
も複合誘電体の各軸方向両端はケース1又はシールド電
極膜と良好な接触状態を保つ必要がある。
複合誘電体2としては(Zr 3n )Ti 04セラ
ミツクを用いた。誘電率(ε)は37.5、材料温度係
数(ηF==−α−1/2ηε)は0±0.5ppm/
℃であ゛る。
このような構成だと、従来からあるTMl 10モード
を用いたフィルタの特徴である ■高い無負荷Qが得られる、■小型になるといった長所
を引継ぎながら、従来のTM110モードを用いたフィ
ルタに比べ実質的に共振器装置の体積を1/3にするこ
とができた。
ところで、第2〜4図に示すように、十字形に二つの柱
状誘電体3a、 3bを互いに直交した状態で一体化さ
れた複合誘電体3を直方空洞内に備えているものを考え
て本発明との差異を論する。
この第2〜4図に示す構成だと、第2図に示すようなX
軸方向に電気力線が走っているTM+10モードと、第
3図に示すようなY軸方向に電気力線が走っているTM
110モードとに誘電体3a。
3bが有効に効いてくる。しかし同時に、第4図に示す
ような高次モードも上述の基本モードとほぼ同じ周波数
に存在するため、実用化しにくいといった欠点がある。
いまこのような構成を二重モード共振器と称すならば、
本発明のような構成は三重モード共振器と称せられる。
この三重モード共振器では高次モードの電気力線がX軸
、Y軸方向のみならずZ軸方向にも走るため周波数が基
本モードのそれよりかなり低くなり、実用化にあたって
無視できる。この点三重モード共振器は有益である。
さて、本発明を実施して製品を作った場合、加工技術の
点などから三つのTM++oモードの電磁界が相互に干
渉することもあり得る。この場合、第5図に示すような
対策をほどこす。すなわち、第5図において、いま柱状
誘電体2aと2bとがそれぞれ関与するTM+ I O
モードの電磁界が相互に干渉しないようにケるには、こ
れらの柱状11体2a、 2b共含まれる平面内に一対
のネジ状金属体からなる結合調節部材4a、5aをケー
ス1の稜部6a、1aからケース内へ突出させるとよい
。柱状誘電体2a、 2bがそれぞれ関与するTM11
oモード同士の結合を論するとき、第6図、第1図に示
すようなオツドモードとイブンモードとを考える。図示
しているのは電気力線の分布状況である。いま共振系に
たくわえられている電磁エネルギーの平均値をWt、金
属が挿入される微小部分に含まれる磁気エネルギーをΔ
WI11、金属が挿入される微小部分に含まれる電気エ
ネルギーをΔWeとすると、ΔωΔWIIl  −ΔW
e ωoQ−t である。この摂動の式かられかるように、磁界の強いと
ころに金属を挿入すると周波数が上がり、電界の強いと
ころに金属を挿入すると周波数が下がる。そこで第6図
に示すオツドモードについてみると、結合調節部材4a
付近は磁気エネルギーの方がN気エネルギーより強く、
結合調節部材5a付近は、逆に、電気エネルギーの方が
磁気エネルギーより強い。したがって、結合調節部材4
aの挿入度合を大きくするとオツドモードの共振周波数
が上昇し、結合調節部材5aの挿入度合を大きくすると
オツドモードの共振周波数が下降する。また第7図に示
すイブンモードについてみると、オツドモードの場合と
逆に、結合調節部材4a付近は電気エネルギーの方が磁
気エネルギーより強く、結合調節部材5a付近は磁気エ
ネルギーの方が電気エネルギーより強い。したがって結
合調節部材4aの挿入度合を大きくするとイプンモード
の共振周波数が下降し、結合調節部材5aの挿入度合を
大きくするとイブンモードの共振周波数が上昇する。し
たがって結合調節部材4a、 5aを出し入れすること
によりオツドモードの共振周波数とイプンモードの共振
周波数を等しくすると、結合が実質上0になる。柱状誘
電体2bと20とがそれぞれ関与するTM110モード
のN磁界が相互に干渉しないようにするには、これらの
柱状ii!!電体2b、 2c共含まれる平面内に結合
調節部材4a、5aと同様の結合調節部材4b、 5b
をケース1の稜部6b、 7bからケース内へ突出させ
るとよい。さらに柱状誘電体2Cと28とがそれぞれ、
関与するTM110モードの電磁界が相互に干渉しない
ようにするには、これらの柱状誘電体2C12a共含ま
れる平面内に結合調節部材4a 。
5a、 4b、 5bと同様の結合調節部材4c、 5
cをケース1の稜部6c、 7cからケース内へ突出さ
せるとよい。
要は前述゛のオツドモード、イブンモードを考えてこれ
らに影響をおよぼす位置に結合調節部材を配置すればよ
い。したがって必ずしも一対でなくてもよい。結合調節
部材は誘電体に金属膜をコーティングしたものでもよい
このように三重のモードが相互に干渉しないようにすれ
ば一つのケースの中に電気的に直交した共振器を三つ収
容したことになる。
さて、このような共振器は外部回路との結合手段を備え
て実用化される。
第8図(A)〜(C)に示すように、いま柱状誘電体2
aの軸方向、柱状誘電体2bの軸方向、柱状誘電体2C
の軸方向をそれぞれ直交座標系のX輪、Y軸、Z軸と一
致させると、ルーフ8Cは、柱状誘電体2bの一方端寄
りにおいて、柱状誘電体2b表面からX軸方向に間隙を
おいて配置する。このときループ8Cが含まれる平面は
X軸と直交するようにする。ループ8Cの一端はたとえ
ば同軸コネクタ10Gの中心導体に接続し、他端はアー
スする。入力用同軸コネクタ10cに加えられた入力信
号によりループ8Cに電流が流れ、発生した磁力線の方
向と、柱状誘電体2aが関与する共振モードの磁力線M
Fsの方向、柱状誘電体2bが関与する共振モードの磁
力線MF2の方向、柱状y:N体2Cが関与する共振モ
ードの磁力線MF3の方向とをそれぞれ観察すると、同
一方向成分をもっていて結合するのは磁力線MF3だけ
である。したがって入力用同軸コネクタ10Cに加えら
れた信号中に柱状誘電体2Cが関与する共振モードの周
波数成分が存在すると共振現象が生じる。
同様の結合手段が柱状誘電体2bに関して設けられてい
る。ループ8bは、柱状誘電体2aの一方端寄りにおい
て、柱状誘電体2a表面からZ軸方向に間隙をおいて配
置する。このときループ8bが含まれる平面は、Z軸と
直交するようにする。ループ8bの一端はたとえば同軸
コネクタ10bの中心導体に接続し、他端はアースする
。入力用同軸コネクタ10bに加えられた入力信号によ
りループ8bに電流が流れ、発生した磁力線の方向と、
柱状誘電体2aが関与する共振モードの磁力線MF1の
方向、柱状誘電体2bが関与する共振モードの磁力線M
F2の方向、柱状誘電体2Cが関与する共振モードの磁
力線MF3の方向とをそれぞれ観察すると、同一方向成
分をもっていて結合するのは磁力線MF2だけである。
したがって入力用同軸コネクタ10bに加えられた信号
中に柱状誘電体2bが関与する共振モードの周波数成分
が存在すると共振現象が生じる。
さらに、同様の手段が柱状誘電体2aに関して設けられ
ている。ループ8aは柱状誘電体2Cの一方端寄りにお
いて、柱状誘電体20表面からY軸方向に間隙をおいて
配置する。このときループ8aが含まれる平面はY軸と
直交するようにする。ループ8aの一端はた。とえば同
軸コネクタ10aの中心導体に接続し、他端はアースす
る。入力用同軸コネクタ10aに加えられた入力信号に
よりループ8aに電流が流れ、発生した磁力線の方向と
、柱状誘電体2aが関与する共振モードの磁力線MF1
の方向、柱状誘電体2bが関与する共振モードの磁力線
MF2の方向、柱状誘電体2Cが関与する共振モードの
磁力線MF3の方向とをそれぞれ観察すると、同一方向
成分をもっていて結合するのは磁力線MF1だけである
。したがって入力用同軸コネクタ10aに加えられた信
号中に柱状誘電体2aが関与する共振モードの周波数成
分が存在すると共振現象が生じる。
そして、柱状誘電体2aが関与する共嘔モードの磁力線
MF1 、柱状誘電体2bが関与する共振モードの磁力
線MF2、柱状誘電体2cが関与する共振モードの磁力
線MF3のいずれにも結合する位置にループ12a 、
 12b 、 12cを配置する。第8図示例ではルー
プ12a 、 12b 、 12cはケース1の三つの
稜部の合流した角14近傍に配置され、ループ12aが
含まれる平面を角14とケース中心とを含む任意の第1
の平面と定めると、ループ12bが含まれる平面はこの
第1の平面と交差角120″″で交差しその交差軸は角
14とケース中心とをとおる第2の平面となり、ループ
12cが含まれる平面は第1、第2の平面と交差角12
0”で交差しその交差軸は角14とケース中心とをとお
る第3の平面となる。
各ループ12a 、 12b 、 12cの一端はまと
めて同軸コネクタ16の中心導体に接続し、各ループ1
2a112b 、 12cの他端はアースする。ループ
12aには磁力線MF1、MF2 、MF3のいずれも
鎖交し、ループ12b1ループ12Cニも同様に磁力1
1MFt、MF2、MF3のいずれも鎖交する。角14
とケース中心とをとおる軸中心にループ12a 、 1
2b 、 12Cを回転させると出力特性が変化する。
このようにして同軸コネ、クタ10a 110b 11
0cにそれぞれ加えられた信号が同軸コネクタ16から
出力されることになる。これらのループ8a〜8c、 
12a〜12cの形状は図示のものに限らず、たとえば
輪状のものでもよい。
実施例装置を集中定数回路で表わすと第9図(A)ある
いは第9図(B)のようになると考えられる。現実の立
体回路にいずれの方が忠実なのかは現在のところ不明で
ある。図においてR1は柱状誘電体2aが関与する共振
モードに係る共振器、R2は柱状誘電体2bが関与する
共振モードに係る共振器、R3は柱状誘電体2Cが関与
する共振モードに係る共振器である。
各共振器の共振周波数は一致さt!る場合もあるし、異
ならせる場合もある。
なお、実施例の説明はチャンネルフィルクないし電力合
成器を想定しておこなったが、この装置は分波器として
も使える。
(効宋) 以上の実施例からもあきらかなようにこの発明は、直方
体空洞シールドケース内に存在する互いに直交する三つ
のTMlt oモードもしくはその変形モードを有効に
利用するので従来の1/3の大きさまで小型化でき、ま
たコス1へダウンもできる画期的なものである。そして
、電力の分配ないし合成器rR部分もケース内に存在し
ているから、本発明品は従来例に比べかなり小型になる
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の実施例の要部を示す斜視図、第2図
〜第4図は二重モード共振を説明する説明図、第5図は
この発明の実施例の要部を示す斜視図、第6図と第7図
はこの発明の詳細な説明する説明図、第8図(A>、(
B)、(C)はこの発明の実施例の内部説明図、第9図
(A)、(B)はこの発明の実/11@の等価回路図、
第10図は従来例である。 1はシールドケース、2は複合誘電体、8a、 8b。 8c112は磁気結合ループ。 特  許  出  願  人 株式会社村田製作所 図面の浄書(内容に変更なし) ′li2図 −?、l ′lI 6 口 2b ! 7 図 b 118 回CB) Y 實8配(C) 盲、9 図(A) R。 手  続  補  正  書 く方式)昭和60年 9
月2を日 昭和60年特 許 願第119492号2、発明の名称 誘電体共振器装置 3、補正をする者 事件との関係   特許出願人 住所 京都府長岡京市天神二丁目26番10号昭和60
年8月27日(発送日) 5、補正の対象 願書、明細書および図面 6、補正の内容

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)直方体空洞シールドケース内に三つの柱状誘電体
    が互いに直交した状態で一体化されたものを配置して得
    られた三つのTM_1_1_0モードもしくはその変形
    モード共振を利用することを特徴とする誘電体共振器、 および、この共振器と外部回路を結合する外部結合手段
    、 とを有する誘電体共振器装置において、 外部結合手段は、第1の共振器に結合する第1の外部結
    合手段、第2の共振器に結合する第2の外部結合手段、
    第3の共振器に結合する第3の外結合手段ならびに第1
    、第2および第3の共振器に結合する第4の外部結合手
    段とを有することを特徴とする誘電体共振器装置。
JP11949285A 1984-12-28 1985-05-31 誘電体共振器装置 Granted JPS61277205A (ja)

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JP11949285A JPS61277205A (ja) 1985-05-31 1985-05-31 誘電体共振器装置
US06/812,235 US4623857A (en) 1984-12-28 1985-12-23 Dielectric resonator device

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JP11949285A JPS61277205A (ja) 1985-05-31 1985-05-31 誘電体共振器装置

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JPS61277205A true JPS61277205A (ja) 1986-12-08
JPH0466122B2 JPH0466122B2 (ja) 1992-10-22

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0216801A (ja) * 1988-07-04 1990-01-19 Sumitomo Metal Mining Co Ltd 三重モード誘電体フィルタ
WO1999012224A1 (en) * 1997-09-04 1999-03-11 Murata Manufacturing Co., Ltd. Multi-mode dielectric resonance devices, dielectric filter, composite dielectric filter, synthesizer, distributor, and communication equipment
WO1999012225A1 (fr) * 1997-09-04 1999-03-11 Murata Manufacturing Co., Ltd. Dispositif à résonance diélectrique multimode, filtre diélectrique, filtre diélectrique composite, synthétiseur, distributeur et appareil de communication
WO2001015261A1 (fr) * 1999-08-20 2001-03-01 Kabushiki Kaisha Tokin Resonateur dielectrique et filtre dielectrique

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US6762658B1 (en) * 1999-08-20 2004-07-13 Tokin Corporation Dielectric resonator and dielectric filter

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JPH0466122B2 (ja) 1992-10-22

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