具备电磁场耦合用窗口的TM双模电介质谐振器 装置以及具备上述电介质谐振器装置 的带通滤波器装置 【技术领域】
本发明涉及具备电磁场耦合用地窗口的TM双模电介质谐振器装置以及具备多个上述电介质谐振器装置的带通滤波器装置。
背景技术
在日本国专利公开昭和61年157101号公报中公布了一种TM双模电介质谐振器，在该谐振器中在同一个腔内构成二个TM模式的电介质谐振器，同时使各个模式交叉，其目的是使采用TM110模式等的TM模式的电介质谐振器实现小型化。此外，迄今为止人们熟知采用多个这样的多模电介质谐振器构成电介质滤波器。
在将多个TM双模电介质谐振器排列起来并在各二个TM双模电介质谐振器间形成电磁耦合时，为了形成预定方向的谐振模式间的耦合，有必要只使预定方向的磁场成分透过，例如，对与预定方向垂直的磁场成分进行遮蔽。
此外，通过用某个方向的磁场成分形成主耦合的同时用与该主耦合的方向垂直的方向的磁场成分形成副耦合，例如，跳过二级谐振器使其前后二个谐振器间耦合以形成衰减极的情况下，迄今为止使用如图9中示出的那种起到电磁场耦合用窗口作用的分隔板。
如图9所示，在由其外表面上形成了屏蔽导体2a的电介质构成的矩形筒形状的腔2内放置由二个矩形柱形状的电介质垂直交叉而构成的具有TM双模的十字形的电介质谐振器1。而且设置将腔2一侧的开口部分封住的分隔板3，使其与上述电介质谐振器1的前面相对放置。该分隔板3的构成如下：在例如由2MgO、SiO2-ZrSiO4等陶瓷材料的陶瓷板构成的电介质板50的一个面上，如图9所示，形成屏蔽导体30s，该屏蔽导体30s是对多个狭缝状态的导体开口部分33进行排列而形成的，使得这些开口部分的纵方向与水平方向平行并且相互间平行，与此同时，通过在电介质板50的四个侧面的整个面上形成屏蔽导体30c而构成此分隔板3。此外，在这些狭缝状的导体开口部分33上焊接由用于覆盖这些开口部分的一部分的金属板构成的耦合调整板4。
但是，在这种现有的电介质谐振器装置中在构成图9中所示的那种分隔板3时，为了能焊接本身是金属板的耦合调整板4，有必要烧接上可焊性良好的银糊剂以形成屏蔽导体30s。但是，这种可焊性良好的银糊剂一般来说与陶瓷板等的电介质板的粘合性极低。为了要在维持高的粘合性的状态下进行良好的焊接，有必要作成如下的二层结构：先在电介质板50的表面上形成由对粘合性高的银糊剂进行烘焙而得到的银电极膜。作为下层，之后在上层烧接上可焊性良好的银糊剂。但是在该方法中产生因银糊剂的重复涂敷而引起的偏移或变形等，故不能提高狭缝状的导体开口部分33的尺寸精度。此外，在屏蔽导体30s上焊接耦合调整板4时，存在着有时焊锡侵入到不需要的场所，从而使导体开口部分33的大小产生变化的问题。
图10示出在将耦合调整板4焊接到由陶瓷板构成的电介质板50上时侵入的焊锡的区域70。在图10中点划线示出耦合调整板4的位置。
如图10所示，如果焊锡侵入到狭缝状的导体开口部分33之间，则在该部分中就不能用铰链结构来开闭耦合调整板4，故不能进行耦合调整。此外，在使用了这种结构的分隔板3的情况下，通过对屏蔽导体30s的膜的切削等来调整例如狭缝状的各个导体开口部分33的纵向的尺寸是困难的，故必须只用耦合调整板4来进行耦合调整，因此不仅调整时的自由度降低，而且进行微调整也是极为困难的。
本发明的第一个目的是提供除了上述耦合调整板外还通过导体开口部分的尺寸调整能容易地进行耦合调整的TM双模电介质谐振器装置。
本发明的第二个目的是提供能容易地提高狭缝状的导体开口部分的图形精度的TM双模电介质谐振器装置。
本发明的第三个目的是提供在能良好地进行作为对电磁场耦合用的窗口的耦合调整板的金属板的焊接的同时能容易地形成狭缝状的导体开口部分的TM双模电介质谐振器装置。
本发明的第四个目的是提供具备能实现上述第一乃至第三个目的的多个TM双模电介质谐振器装置的带通滤波器装置。发明内容
本发明的电介质谐振器装置的特征是：
具备放置在腔内的、由互相垂直相交的二个柱状的TM模式电介质谐振器构成的TM双模电介质谐振器以及设置在与外部装置对置的上述腔的侧面上的、用于在上述外部装置和上述电介质谐振器之间形成电磁场耦合的电磁场耦合用的窗口。
其中上述电磁场耦合用的窗口通过在电介质板的第一主面上形成第一屏蔽导体并在上述电介质板的第二主面上形成第二屏蔽导体而构成；
其中在上述第一屏蔽导体上以排列方式形成相互平行的多个狭缝状的第一导体开口部分，以使该第一导体开口部分的纵向与上述二个TM模式电介质谐振器之中预先确定的一个TM模式电介质谐振器的纵向平行；
其中在上述第二屏蔽导体内的、包含与上述多个第一导体开口部分的排列范围大致相对的范围的范围内形成导体开口部分。
此外，上述电介质谐振器装置的特征还在于：
通过对于含有玻璃料的银糊剂进行烘焙来形成上述第一屏蔽导体；
形成上述第二屏蔽导体使之具有在形成第一导体之后形成第二导体而构成的二层结构；
上述第一导体通过对含有玻璃料的银糊剂的烘焙来形成，上述第二导体通过对只由银构成的银糊剂的烘焙来形成。
再者，上述电介质谐振器装置的特征还在于具备由固定在上述第二屏蔽导体上以便与上述第二屏蔽导体电连接并且伸出到上述第二导体开口部分的金属板构成的，用于根据向上述第二导体开口部分的伸出量调整电磁场耦合量的耦合调整板。
再者，上述电介质谐振器装置的特征还在于通过改变上述耦合调整板与上述电介质板之间的间隙来调整和设定电磁场耦合量。
再者，上述电介质谐振器装置的特征还在于上述电介质板是陶瓷板。
此外，本发明的带通滤波器的特征是：
具备通过上述电磁场耦合用窗口而并排放置以便相互进行电磁耦合的、权利要求1至5项之中的一项中所述的多个电介质谐振器装置；
通过上述电磁场耦合用的窗口的多个第一导体开口部分抑制不需要的模式的磁场耦合，同时通过上述电磁场耦合用的窗口的第二导体开口部分使相邻的二个电介质谐振器之间进行电磁耦合。
在上述电介质谐振器中，在上述电介质板的第一主面上形成的多个狭缝状的第一导体开口部分与在其第二主面上形成的第二导体开口部分的两者的导体开口部分的重叠范围实质上起到电磁场耦合用的窗口的作用。如采用该构成的话，该电磁场耦合用的窗口通过上述多个狭缝状的第一导体开口部分，可在TM双模电介质谐振器的二个电介质谐振器之中使与上述第一导体开口部分的纵向平行的一个电介质谐振器与外部装置进行电磁耦合，同时通过上述第二导体开口部分可使与上述第一导体开口部分的纵向垂直的另一个电介质谐振器与外部装置进行电磁屏蔽。
因此，通过上述第一导体开口部的宽度的调整可容易地进行电磁场耦合量的调整。此外，在调整由上述多个狭缝状的第一导体开口部分和与其相对的上述第二导体开口部分构成的电磁场耦合用的窗口的大小时，可容易地用切削加工等方法调整上述第二导体开口部分的开口宽度，故可容易地调整电磁场耦合量。
此外，较理想的是，上述第一屏蔽导体用含有玻璃料的银糊剂的烘焙来形成，上述第二屏蔽导体在形成第一导体之后形成，以便具有形成第二导体而构成的二层结构，上述第一导体用含有玻璃料的银糊剂的烘焙来形成，上述第二导体用只含有银的银糊剂的烘焙来形成。因此，上述第一屏蔽导体用与陶瓷板等的电介质板粘合性高的第一银糊剂的烘焙来形成，上述第二屏蔽导体用第一导体和与焊锡等的导电性粘接材料的粘接性高的上述第二银糊剂的烘焙来形成，其中第一导体是用与陶瓷板等的电介质板粘合性的上述第一银糊剂的烘焙而得到的。因此，由于上述第二屏蔽导体与焊锡等的导电性粘接材料的粘接性高，故可牢固地与例如金属板或其它的导体膜粘接在一起，而且，由于排列形成上述多个狭缝状的第一导体开口部分的第一屏蔽导体用与陶瓷板等的电介质板粘合性高的上述第一银糊剂的烘焙来形成，故可提高上述多个狭缝状的第一导体开口部分的图形精度。
再者，由于还具备由固定在上述第二屏蔽导体上以便与上述第二屏蔽导体电连接并且伸出到上述第二导体开口部分的金属板构成的、用于根据向上述第二导体开口部分的伸出量调整电磁场耦合量的耦合调整板，可容易地调整上述电磁场耦合量。
再者，在上述电介质谐振器装置中，由于通过改变上述耦合调整板与上述电介质板之间的间隙来调整并设定电磁场耦合量，故可容易地和精密地调整上述电磁场耦合量。
此外，上述电介质板较理想的是陶瓷板。
而且，在本发明的带通滤波器装置中，具备通过上述电磁场耦合用的窗口而并排放置以便相互进行电磁耦合的、上述多个电介质谐振器装置，通过上述电磁场耦合用的窗口的多个第一导体开口部分抑制不需要模式的磁场耦合，同时通过上述电磁场耦合用的窗口的第二导体开口部分使相邻的二个电介质谐振器之间进行电磁耦合。由于以上那样的构成，可容易地和精密地调整相邻的二个电介质谐振器之间的电磁耦合量。
附图的简单说明
图1是示出作为本发明的第一实施例的TM双模式电介质谐振器装置的构成的分解立体图。
图2是图1的电介质板50从第一主面S1一侧看的立体图。
图3是示出图1的电介质谐振器装置中的偶模的电力线的正面图。
图4是示出图1的电介质谐振器装置中的奇模的电力线的正面图。
图5是示出图1的电介质板50的第一主面S1的平面图。
图6是示出图1的电介质板50的第二主面S2的平面图。
图7是在作为本发明第二实施例的带通滤波器装置中取下了盖子的状态的平面图。
图8是在图7的带通滤波器装置中取下了盖子的状态的正面图。
图9是示出现有例的电介质谐振器装置的构成的分解立体图。
图10是现有例的电介质谐振器装置中的分隔板3的平面图。
图11是示出分隔板3的剖面结构的、沿图6的XI-XI’线的剖面图。用于实施发明的最佳形状
以下将详细地说明与本发明有关的实施例。第一实施例
图1是与本发明有关的第一实施例的TM双模电介质谐振器装置的分解立体图。
如图1所示，由在其外表面上形成了屏蔽导体2a的电介质构成的矩形筒状的腔2内放置由矩形柱形状的二个电介质1a、1b垂直相交构成的具有双谐振模式的十字形状的电介质谐振器1。该电介质谐振器1和腔2是使用电介质陶瓷材料通过整体模制形成的。在与其它电介质谐振器装置或耦合环等的外部装置相对的腔2的侧面设置封住腔2一侧的开口部分的分隔板3，使其与上述电介质谐振器1的前表面相对。该分隔板3的构成如下：对于例如由2MgO、SiO2-ZrSiO4等陶瓷材料的陶瓷板构成的电介质板50的各个面以如下方式形成屏蔽导体。
(a)对于电介质板50的第一主面S1，如图2和图5所示，形成屏蔽导体30a，该屏蔽导体30a是对本身为带状的多个狭缝状的导体开口部分32进行排列形成的，使得这些开口部分32的纵向与水平方向和电介质1a的纵方向平行并且相互平行。
(b)对于电介质板50的第二主面S2，如图1和图6所示，在与上述狭缝状的导体开口部分33的排列范围大体上相对的范围内形成导体开口部分31并形成屏蔽导体30b。进而，在该第二主面S2内将耦合调整板4焊接到屏蔽导体30b上并进行固定，将该耦合调整板4与屏蔽导体30b电连接，使之覆盖导体开口部分31的一部分并伸出到导体开口部分的一部分上。
(c)在电介质板5的四个侧面的整个面上形成屏蔽导体30c。
图2是从图1中示出的分隔板3的第一主面S1一侧看的立体图。在电介质板50的第一主面S1上形成的屏蔽导体30a内以排列方式形成多个狭缝状的导体开口部分32。在与该排列范围大体上相对的、在电介质板50的第二主面S2上形成的屏蔽导体30b的位置上形成图1中示出的长方形的导体开口部分31。
图3和图4是图1中示出的电介质谐振器装置内的谐振模式的说明图，图3示出该电介质谐振器装置中的偶模电力线，图4示出该电介质谐振器装置中的奇模电力线。
如图3和图4中所示，电介质谐振器1具有以柱状电介质1a和1b互相垂直相交的状态形成一体化的形状，如图3和图4所示，在矩形柱形状的电介质1a和1b的交叉部分的右上角和左下角处分别形成模式耦合用的切口部分41、42。由此来构成相互垂直相交的二个电介质谐振器。在这里，如图3和图4所示，通过用模式耦合用的切口部分41、42切断奇模的电力线的一部分，可设定为与偶模的谐振频率和奇模的谐振频率有所不同。因此，在由柱状电介质1a、1b产生的二个TM模式电介质谐振器的谐振模式间产生模式耦合，故电介质谐振器1作为TM双模电介质谐振器来工作。
图5和图6是图1中示出的分隔板3的平面图，图5是第一主面S1的平面图，图6是第二主面S2的平面图。图6中示出的在电介质板50的第二主面S2上形成的屏蔽导体30b与在电介质50的第一主面S1上形成的屏蔽导体30a在下述方面不同。
在电介质板50的第一主面S1上形成的屏蔽导体30a具有由与本身是陶瓷板的电介质板50的粘合性高的银糊剂等的导电糊剂的烘焙产生的导体膜的单层结构。用于该屏蔽导体30a的银糊剂(以下称为第一银糊剂)较理想的是含有40％至60％的玻璃料和60％至40％的Ag。此外，该第一银糊剂更理想的是含有50％的玻璃料和50％的Ag。
另一方面，如图11所示，在电介质板50的第二主面S2上形成导体膜81作为下层，该导体膜81是由与本身是陶瓷板的电介质板50的粘合性高的上述第一银糊剂等的导电糊剂的烘焙而产生的，之后，在导体膜81上形成导体膜82作为上层，该导体膜82是由与焊锡等的导电性粘接材料的粘接性高的第二银糊剂等的导电糊剂的烘焙而产生的。即，屏蔽导体30b成为由二种导体膜81、82构成的二层结构。在这里，上述第二银糊剂是由只包含银的银糊剂构成的。因此，将屏蔽导体30b作成与本身是陶瓷板的电介质板50的粘合性高的而且与焊锡等的粘接性高的导体膜。
再者，如图6所示，在上述屏蔽导体30b上形成的开口部分31可以是单纯的长方形。
此外，如图5所示，在电介质板50的第一主面S1上形成的屏蔽导体30a，由于是由与本身是陶瓷板的电介质板50的粘合性高的导电糊剂的烘焙而产生的导体膜的单层结构，故可容易地对精细的狭缝状的导体开口部分32进行图形化处理。
如图5所示，由于屏蔽导体30a的导体开口部分是将多个狭缝状的导体开口部分32排列而形成的，故在本实施例的至少放置二个TM双模电介质谐振器以构成带通滤波器装置的情况下，以纵向为垂直方向而放置的电介质(以下将「纵向为垂直方向而放置的电介质」简称为「垂直方向的电介质」，将「纵向为水平方向而放置的电介质」简称为「水平方向的电介质」)1b的TM模式电介质谐振器和与其相邻的其它的电介质谐振器装置中的垂直方向的电介质1b的TM模式电介质谐振器进行磁场耦合，但和与该TM模式电介质谐振器垂直相交的电介质1a的TM模式电介质谐振器几乎不耦合。此外，水平方向的电介质1a的电介质谐振器和与其相邻的其它的电介质谐振器装置中的水平方向的电介质1a的电介质谐振器进行磁场耦合，但和与该TM模式电介质谐振器垂直相交的电介质1b的TM模式电介质谐振器几乎不耦合。在这里，电介质1a或1b的TM模式电介质谐振器之间的前者的耦合是具有比较高的耦合度的主耦合，电介质1a和电介质1b的二个TM模式电介质谐振器之间的后者的耦合是具有比较低的耦合度的副耦合。
在图5中，如使导体开口部分32的狭缝长度X1变长，则上述主耦合增大，反之，若使狭缝长度X1变短，则主耦合减少，因此，可设定相邻的电介质谐振器之间的耦合度。另一方面，若使导体开口部分32的狭缝宽度Y变大，则上述副耦合增大，反之若使狭缝宽度Y变小，则副耦合减少。由此，可对至少具备二个TM双模电介质谐振器的带通滤波器装置中的衰减特性进行调整和设定。
此外，如图6所示，通过改变导体开口部分31的宽度X2使得导体开口部分31的宽度X2比狭缝状的导体开口部分32的宽度X1更窄，使由该分隔板3产生的电磁场耦合用的窗口的开口量变化，由此可对相邻的二个TM双模电介质谐振器之间的耦合度进行调整和设定。换言之，关于与该狭缝状的导体开口部分32的纵向垂直的电磁场，可作为不需要的模式抑制其磁场耦合。
此外，如图6所示，如用焊锡60焊接耦合调整板4的一个边，则通过改变耦合调整板4覆盖导体开口部分31的量，即耦合调整板4向导体开口部分31的伸出量，可对导体开口部分31的实质上的导体开口量即电磁场耦合量进行调整和设定。进而，通过改变耦合调整板4与分隔板3之间的间隙量，可对上述导体开口量即电磁场耦合量进行微调整。此时，由于在导体开口部分31与耦合调整板4之间不象图10中示出的现有例子那样侵入焊锡，故可避免因在耦合调整板4与分隔板3之间侵入焊锡使得耦合调整板4不能开闭的现有例子中的问题。第二实施例
图7和图8是示出将多个图1至图6中示出的TM双模电介质谐振器装置排列起来构成的第二实施例的带通滤波器装置的构成图。图7是在带通滤波器装置中取下了金属盖(图中未示出)的状态下的平面图，图8是取下了同一金属盖的状态下的正面图。
在图7和图8中，2a、2b、2c分别示出图1中示出的TM双模电介质谐振器装置中的腔，3a、3c是由与图1中示出的分隔板3的结构相同的陶瓷板构成的分隔板。在腔2b的二个开口部分处不设置分隔板，将分隔板3a、3c接合到腔2a、2c的各自的一侧的开口部分上使之与腔2a、2c的该各开口部分相对，由此，在相邻的二个TM双模电介质谐振器之间分别放置和形成电磁场耦合用的窗口。在相邻的二个腔(2a和2b，2b和2c)的上部之间通过将金属板10焊接在其上而进行接合。
如图7和图8所示，在相邻的二个腔(2a和2b，2b和2c)之间不能用一块金属板将其完全封起来，故设置二块上述的分隔板3a、3c，通过调整该电介质板3a、3b的耦合调整板4的位置，如以上所述，可容易地调整二个TM双模电介质谐振器间的耦合度。此外，在金属盒9的二个端面的中央部分处分别安装同轴连接器5、6，在该同轴连接器5、6的中心导体与接地导体的金属盒9之间分别连接耦合环7、8。
在用以上方式构成的第二实施例中，连接到同轴连接器5上的耦合环7与腔2a内的TM双模电介质谐振器装置1的垂直方向的电介质谐振器1b电磁连接，在这里，腔2a内的电介质谐振器1b与其水平方向的电介质谐振器1a以上述方式电磁耦合。此外，腔2a内的电介质谐振器1a通过具有水平方向的多个狭缝状的第一导体开口部分32的分隔板3a与腔2b内的水平方向的电介质谐振器1a电磁连接，在这里，腔2b内的电介质谐振器1a与其垂直方向的电介质谐振器1b电磁耦合。进而，腔2b内的电介质谐振器1b通过具有垂直方向的多个狭缝状的第一导体开口部分32的分隔板3c与腔2c内的垂直方向的电介质谐振器1b电磁连接，在这里，腔2c内的电介质谐振器1b与其水平方向的电介质谐振器1a电磁耦合。而且，腔2c内的电介质谐振器1a电磁连接到与同轴连接器6连接的耦合环8。
因此，通过在同轴连接器5、6之间配备三个TM双轴电介质谐振器2a、2b、2c，构成由六级电介质谐振器构成的带通滤波器。
再有，在本实施例中在三个腔2a、2b、2c之中将分隔板3a、3c接合到二端的腔上，但也可以将分隔板3a、3c设置在相邻的二个腔(2a和2b，2b和2c)之间，例如，在腔2a的二个开口部分处不设置分隔板3a、3c的情况下，可以在腔2b、2c一侧的开口部分处分别接合分隔板3，在这种情况下可得到同样的效果。
在以上的实施例中虽然作成把分隔板3与腔2分离开来的结构，但本发明不限于此，起到电磁场耦合用的窗口的作用的与本申请有关的分隔板3可以将该电介质板50作为腔2的一部分与腔2进行整体模制而形成。在这种情况下，可减少部件数，可简化组装工序。
在以上的实施例中使用分隔板3，但本发明不限于此，可使用具有导体开口部分31并且配备耦合调整板4的第一金属板和具有多个狭缝状的导体开口部分32的第二金属板组合而成的电磁场耦合用的窗口，来代替该分隔板3。在这种情况下，可使用耦合调整板4来调整电磁场耦合的耦合量。产业上利用的可能性
如以上详细叙述的那样，若采用本发明，则配备由放置在腔2内的、相互垂直相交的柱状的二个TM模式电介质谐振器1构成的TM双模电介质谐振器以及在与外部装置相对的腔2的侧面设置的、用于在外部装置与上述电介质谐振器之间形成电磁场耦合的电磁场耦合用的窗口的分隔板3，由此构成TM双模电介质谐振器装置。分隔板3通过在电介质板50的第一主面S1上形成第一屏蔽导体30a并且在其第二主面S2上形成第二屏蔽导体30b来构成。在这里，在第一屏蔽导体30a上排列形成互相平行的多个狭缝状的第一导体开口部分32，使得第一导体开口部分32的纵向与上述二个TM模式电介质谐振器之中的预先确定的一个TM模式电介质谐振器的纵向平行，在第二屏蔽导体30b内的、在包含与多个第一导体开口部分32的排列范围大体相对的范围的范围内形成导体开口部分31。进而，可配备多个上述TM双模电介质谐振器装置构成带通滤波器。由于以上的构成方式，可通过对第一导体开口部分32的宽度的调整容易地进行电磁场耦合量的调整。此外，可容易地提高狭缝状的第一导体开口部分32的图形精度，同时可很好地进行作为对于电磁场耦合用的窗口的耦合调整板4的金属板的焊接，同时可容易地形成狭缝状的导体开口部分32。