DE10214895A1 - Resonatorbauelement, Filter, Duplexer und Kommunikationsvorrichtung, die dieselben verwendet - Google Patents

Abstract

Ein Mehrmodenresonatorbauelement kann in der Größe reduziert werden, auch wenn die Anzahl von Resonatoren erhöht wird, während entweder ein Semikoaxialresonator oder ein Koaxialresonator eingeschlossen wird. Eine Kopplung zwischen einem TEM-Modus als einem Resonanzmodus des Halbkoaxialresonators und einem TM-Modus als einem anderen Resonanzmodus kann ermöglicht werden, was die Kopplung zwischen den Resonatoren mit einer vorbestimmten Kopplungsstärke ermöglicht. In einem Hohlraum mit einer Abdeckung sind ein leitfähiger Stab und ein dielektrischer Kern angeordnet, um im wesentlichen eine Quasi-TEM-Modusresonanzfrequenz, die durch den Hohlraum und den leitfähigen Stab erzeugt wird, und eine Quasi-TM-Modusresonanzfrequenz, die durch den Hohlraum und den dielektrischen Kern erzeugt wird, auszugleichen. Ein Kopplungseinstellungsblock ist an einem Platz angeordnet, an dem das Magnetfeld von einem der beiden Kopplungsmoden, die durch den Quasi-TEM- und den Quasi-TM-Modus erzeugt werden, stark ist, und des des anderen Modus schwach ist. Die Erfindung liefert außerdem ein Filter, einen Duplexer und eine Kommunikationsvorrichtung, die das Resonatorbauelement verwendet.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Resonator­ bauelement, das eine Mehrzahl von Resonatoren umfaßt, ein Filter, einen Duplexer und eine Kommunikationsvorrichtung, die das Resonatorbauelement verwendet.

Öffentlich bekannte Resonatoren, die in der Lage sind, eine relativ große Leistungsmenge in einem Mikrowellenband hand­ zuhaben, umfassen Hohlraumresonatoren und (Semi-)Halbkoa­ xialresonatoren. Ein Halbkoaxialresonator wird auch als ein Koaxialhohlraumresonator bezeichnet. Er weist einen relativ hohen Q-Faktor auf und ist kleiner als ein Hohlraumresona­ tor. Dementsprechend trägt die Verwendung von Halbkoaxial­ resonatoren zu der Miniaturisierung von Filtern und der­ gleichen bei.

Beispielsweise ergibt sich jedoch bei einem Zellularmobil­ kommunikationssystem, wie z. B. einem Mobiltelefonsystem, mit der Ausbreitung von mikrozellularen Netzwerken eine wachsende Nachfrage nach kompakteren Filtern für die Ver­ wendung bei Basisstationen.

Wenn andererseits unter Verwendung eines Halbkoaxialresona­ tors die Anzahl von Stufen von Resonatoren in einem Filter erhöht wird, wird eine Anzahl von zusätzlichen Resonatoren, die der Anzahl von erhöhten Stufen entsprechen, benötigt, mit dem Ergebnis, daß das gesamte Filter größer wird.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Resona­ torbauelement, ein Filter, einen Duplexer und eine Kommuni­ kationsvorrichtung mit verbesserten Charakteristika zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch ein Resonatorbauelement gemäß An­ spruch 1, 2, 3 oder 4, durch ein Filter gemäß Anspruch 11, einen Duplexer gemäß Anspruch 12 und eine Kommunikations­ vorrichtung gemäß Anspruch 13 gelöst.

Dementsprechend liefert die vorliegende Erfindung ein Mehr­ modenresonatorbauelement, das miniaturisiert werden kann, auch wenn die Anzahl von Resonatoren erhöht wird, während entweder ein Halbkoaxialresonator oder ein Koaxialresonator verwendet wird. Die Kopplung zwischen einem TEM-Modus des Halbkoaxialresonators und einem anderen Resonanzmodus, wie z. B. einem TM-Modus, kann ermöglicht werden, so daß zwi­ schen den Resonatoren eine Kopplung mit einer vorbestimmten Kopplungsstärke geliefert werden kann.

Die vorliegende Erfindung liefert außerdem ein Filter, ei­ nen Duplexer und eine Kommunikationsvorrichtung, die das Resonatorbauelement verwendet.

Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Resonatorbauelement vorgesehen, das folgende Merkmale umfaßt: einen leitfähigen Hohlraum, einen leitfähigen Stab, der in dem Hohlraum angeordnet ist, wobei zumindest ein En­ de des leitfähigen Stabs leitfähig mit dem Inneren des Hohlraums verbunden ist, einen dielektrischen Kern, der in dem Hohlraum angeordnet ist, wobei die Resonanzfrequenz ei­ nes Quasi-TEM-Modus, der durch den leitfähigen und den Hohlraum Stab erzeugt wird, im wesentlichen zu der Reso­ nanzfrequenz eines Quasi-TM-Modus ausgeglichen ist, der durch den dielektrischen Kern und den Hohlraum erzeugt wird, und ein leitfähiges Bauglied, das an einem Platz an­ geordnet ist oder von demselben entfernt, wo das Magnetfeld von einem der zwei Kopplungsmoden, das durch den Quasi-TEM- Modus und den Quasi-TM-Modus erzeugt wird, stark ist und das Magnetfeld des anderen Kopplungsmodus schwach ist.

Außerdem umfaßt ein Resonatorbauelement gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ein dielektrisches Bau­ glied und ein leitfähiges Bauglied, die an einem Platz an­ geordnet oder von demselben entfernt sind, an dem das elek­ trische Feld von einem der zwei Kopplungsmoden, die durch den Quasi-TEM-Modus und den Quasi-TM-Modus erzeugt werden, stark ist, und das elektrische Feld des anderen Kopplungs­ modus schwach ist.

Diese Strukturen machen einen Unterschied zwischen den Re­ sonanzfrequenzen der beiden Kopplungsmoden, die von dem Quasi-TEM-Modus und dem Quasi-TM-Modus erhalten werden, um die Kopplung zwischen dem Quasi-TEM-Modus und dem Quasi-TM- Modus zu ermöglichen.

Ferner umfaßt ein Resonatorbauelement gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung einen leitfähigen Hohl­ raum, einen leitfähigen Stab, der in dem Hohlraum angeord­ net ist, wobei zumindest ein Ende des leitfähigen Stabs leitfähig mit dem Inneren des Hohlraums verbunden ist, ei­ nen dielektrischen Kern, der in dem Hohlraum angeordnet ist, wobei die Resonanzfrequenz eines Quasi-TEM-Modus, der durch den Hohlraum und den leitfähigen Stab erzeugt wird, im wesentlichen zu der Resonanzfrequenz eines Quasi-TM- Modus ausgeglichen ist, der durch den Hohlraum und den die­ lektrischen Kern erzeugt wird, und ein dielektrisches Bau­ glied und ein leitfähiges Bauglied, die an einem Platz an­ geordnet oder von demselben entfernt sind, an dem die Vek­ toren des elektrischen Feldes des Quasi-TEM-Modus und des Quasi-TM-Modus einander wesentlich überlappen.

Außerdem umfaßt ein Resonatorbauelement gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung ein leitfähiges Bauglied und ein magnetisches Bauglied, die an einem Platz angeord­ net sind oder von demselben entfernt sind, an dem die Magnetfeldvektoren des Quasi-TEM-Modus und des Quasi-TM- Modus einander wesentlich überlappen.

Mit der Struktur sind der Quasi-TEM-Modus und der Quasi-TM- Modus miteinander gekoppelt.

Ferner kann das Resonatorbauelement bei dieser Erfindung außerdem ein Loch umfassen, das im wesentlichen an der Mit­ te des dielektrischen Kerns gebildet ist, wobei der leitfä­ hige Stab durch das Loch verläuft, und der leitfähige Stab kann auf eine solche Weise angeordnet sein, daß die Mitte des leitfähigen Stabs von der Mitte des Lochs verschoben ist, anstatt das leitfähige Bauglied anzuordnen oder zu entfernen.

Außerdem kann das Resonatorbauelement der Erfindung ferner ein Loch umfassen, das in dem dielektrischen Kern gebildet ist, wobei der leitfähige Stab auf eine solche Weise durch das Loch verläuft, daß die Mitte des Lochs von der Mitte des leitfähigen Stabs verschoben ist, anstatt das dielek­ trische Bauglied anzuordnen oder zu entfernen.

Folglich werden durch Anordnen des leitfähigen Stabs oder des Lochs, durch das der leitfähige Stab dringt, der Quasi- TEM-Modus und der Quasi-TM-Modus miteinander gekoppelt.

Ferner kann der Quasi-TM-Modus bei dem Resonatorbauelement der vorliegenden Erfindung Dual-Quasi-TM-Moden umfassen, die elektrische Felder aufweisen, die senkrecht zu dem die­ lektrischen Kern gerichtet sind. Mit dieser Struktur umfaßt das Resonatorbauelement folglich einen Triplex-Modus- Resonator, der die Dual-Quasi-TM-Moden und den Quasi-TEM- Modus verwendet.

Bei dem Resonatorbauelement der vorliegenden Erfindung kann das leitfähige Bauglied an einer inneren Oberfläche des Hohlraums angeordnet sein, an einer Position, die mit dem dielektrischen Kern überlappt, wenn dieselbe von der Axial­ richtung des leitfähigen Stabs aus betrachtet wird. Folg­ lich kann die Verbindung und die Anordnung eines Kopplungs­ leiterbauglieds vereinfacht werden, und daher kann das Bau­ element leicht hergestellt werden.

Außerdem kann bei dem Resonatorbauelement der vorliegenden Erfindung das leitfähige Bauglied einstückig mit dem Hohl­ raum geformt sein. Folglich kann das Resonatorbauelement leicht hergestellt werden.

Außerdem kann das leitfähige Bauglied bei dem Resonator­ bauelement der Erfindung eine Metallschraube sein, die auf solche Weise an dem leitfähigen Hohlraum angeordnet ist, das der Einfügungsbetrag in den Hohlraum von außen geändert werden kann. Bei dieser Anordnung kann das leitfähige Bau­ glied für eine Kopplungseinstellung durch einen einfachen Drehvorgang verwendet werden.

Gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung um­ faßt ein Filter das Resonatorbaulement der Erfindung, und Eingangs- und Ausgangsleiter zum Eingeben und Ausgeben von Signalen durch Kopplung mit vorbestimmten Resonanzmoden der Resonanzmoden.

Gemäß einem sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung um­ faßt ein Duplexer ein Paar Filter, die durch das obige Fil­ ter gebildet werden. Bei diesem Duplexer ist ein Eingangs­ tor eines ersten Filters ein Sendesignaleingangstor, ein Ausgangstor eines zweiten Filters ist ein Empfangssignal­ ausgangstor, und ein Eingangs- und ein Ausgangstor, die dem ersten und dem zweiten Filter gemeinsam sind, ist ein An­ tennentor.

Gemäß einem siebten Aspekt der vorliegenden Erfindung um­ faßt eine Kommunikationsvorrichtung entweder einen Filter oder einen Duplexer, die oben beschrieben sind.

Andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden von der folgenden Beschreibung offensichtlich wer­ den.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Abschnitt eines Dualmodusresonatorbauele­ ments gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2A bis 2C die elektromagnetischen Feldverteilungen von Re­ sonanzmoden eines Dualmodusresonators, der in dem Resonatorbauelement enthalten ist;

Fig. 3A bis 3D die Magnetfeldverteilungen von zwei Kopplungsmo­ den des Dualmodusresonators;

Fig. 4 ein Diagramm der Beziehung zwischen der Länge ei­ nes Kopplungseinstellungsblocks und dem Kopp­ lungskoeffizienten zwischen einem TM-Modus und einem TEM-Modus;

Fig. 5 die Kopplung der beiden Resonanzmoden in dem Du­ almodusresonator;

Fig. 6A bis 6D die Struktur eines Triplexmodusresonatorbauele­ ments und Triplexresonanzmoden in einem Resona­ torbauelement gemäß einem zweiten Ausführungsbei­ spiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 7A und 7B jeweils die Magnetfeldverteilung eines TM-Modus in dem Triplexmodusresonator;

Fig. 8A und 8B jeweils die Magnetfeldverteilung eines ersten Kopplungsmodus in dem Triplexmodusresonator;

Fig. 9A und 9B die Magnetfeldverteilung eines zweiten Kopplungs­ modus in dem Triplexmodusresonator;

Fig. 10 die Struktur eines Filters gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 11 die Struktur eines Duplexers gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 12A und 12B jeweils ein Resonatorbauelement gemäß einem fünf­ ten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfin­ dung;

Fig. 13A bis 13C Beispiele von elektrischen Feldverteilungen von Resonanzmoden bei dem Resonatorbauelement des fünften Ausführungsbeispiels;

Fig. 14 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen dem Ver­ schiebungsbetrag eines leitfähigen Stabs und des Kopplungskoeffizienten zwischen einem TM-Modus und einem TEM-Modus bei dem Resonatorbauelement des fünften Ausführungsbeispiels zeigt;

Fig. 15A und 15B jeweils die Struktur eines Resonatorbauelements gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der vor­ liegenden Erfindung;

Fig. 16A bis 16C Beispiele von elektrischen Feldverteilungen von Resonanzmoden bei dem Resonatorbauelement des sechsten Ausführungsbeispiels;

Fig. 17 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen dem Ver­ schiebungsbetrag eines Lochs und dem Kopplungsko­ effizienten bei dem Resonatorbauelement des sech­ sten Ausführungsbeispiels zeigt;

Fig. 18A und 18B jeweils die Struktur eines Resonatorbauelements gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel der vor­ liegenden Erfindung;

Fig. 19 ein Beispiel von elektrischen Feldverteilungen von drei Resonanzmoden bei dem Resonatorbauele­ ment des siebten Ausführungsbeispiels;

Fig. 20 die Struktur eines Resonatorbauelements gemäß ei­ nem achten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und

Fig. 21 ein Blockdiagramm einer Kommunikationsvorrichtung gemäß einem neunten Ausführungsbeispiel der vor­ liegenden Erfindung.

Mit Bezugnahme auf Fig. 1 bis 5 wird eine Beschreibung der Struktur eines Resonatorbauelements gemäß einem ersten Aus­ führungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gegeben.

Fig. 1 ist ein Abschnitt, der die Struktur eines Dualmodus­ resonators zeigt. In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 2 eine Abdeckung zum Abdecken des Öffnungsabschnitts eines Hohlraums 1. An der Mitte der Abdeckung 2 des Hohlraums ist eine Frequenzeinstellungsschraube 16 angeordnet, um eine Resonanzfrequenz durch Einstellen eines vorbestimmten Ab­ stands zwischen dem oberen Ende eines leitfähigen Stabes 4 und der inneren Oberfläche der Abdeckung einzustellen.

Beide Endflächen der Längsrichtung eines dielektrischen Kerns 3 sind mit den Innenwandoberflächen des Hohlraums 1 verbunden. Bei diesem Beispiel ist eine Ag-Elektrode auf jeder der Endflächen des dielektrischen Kerns 3 gebildet und die Endflächen sind mit den Innenwandoberflächen des Hohlraums 1 durch Löten auf solch eine Weise verbunden, daß der dielektrische Kern an der Mitte des Raums innerhalb des Hohlraums positioniert ist. Der Hohlraum 1 und die Abdec­ kung 2 werden durch Schneiden eines Metallmaterials, um ei­ nen Hohlraum zu definieren, gebildet, oder alternativ durch Bilden eines leitfähigen Films auf einem Keramik- oder Harzmaterial.

An einer vorbestimmten Position an der inneren Bodenober­ fläche des Hohlraums 1 ist ein Kopplungseinstellungsblock 17 angeordnet. Der Kopplungseinstellungsblock 17 kann bei­ spielsweise einstückig mit dem Hohlraum 1 gebildet sein, oder ein rechteckiger Parallelepipedmetallblock kann mit einer Schraube in dem Hohlraum befestigt sein. Der Kopp­ lungseinstellungsblock 17 ermöglicht die Einstellung des Kopplungsbetrags zwischen einem TEM-Modus und einem TM- Modus, was nachfolgend beschrieben wird. Außerdem ist ein Kopplungseinstellungsloch h in dem dielektrischen Kern 3 gebildet. Von der Außenseite des Hohlraums ist ein dielek­ trischer Stab in das Kopplungseinstellungsloch h eingefügt. Durch den Einfügungsbetrag wird der Kopplungsbetrag zwi­ schen dem TEM-Modus und dem TM-Modus eingestellt.

Fig. 2A bis 2C zeigen Beispiele von elektromagnetischen Feldverteilungen von Moden in dem Dualmodusresonator. Bei diesen Figuren zeigen durchgezogene Pfeile elektrische Feldvektoren an, und gestrichelte Pfeile zeigen Magnetfeld­ vektoren an.

Fig. 2A zeigt die elektromagnetische Feldverteilung eines TM-Modus, der durch den dielektrischen Kern 3 und den Hohl­ raum erzeugt wird. In diesem Modus sind die elektrischen Feldvektoren in der Längsrichtung des dielektrischen Kerns 3 gerichtet, und die Magnetfeldvektoren bilden Schleifen in Ebenen senkrecht zu der Längsrichtung des dielektrischen Kerns 3. Obwohl der dielektrische Kern in diesem Fall eine rechteckige Parallelepipedform aufweist, wird ein zylindri­ sches Koordinatensystem verwendet, um die Moden auszudrüc­ ken. Das Symbol h zeigt eine Ausbreitungsrichtung an, das Symbol θ zeigt eine Schleifenbildungsrichtung in der Ober­ fläche senkrecht zu der Ausbreitungsrichtung an, und das Symbol r zeigt eine Radialrichtung (Radius) innerhalb der Oberfläche senkrecht zu der Ausbreitungsrichtung an. Die Anzahl von Wellen in der elektrischen Feldintensitätsver­ teilung ist in der Reihenfolge von TM, θ, r und h ausge­ drückt. Somit kann der vorliegende Modus als ein TM010- Modus ausgedrückt werden. Anders als bei einem normalen TM010-Modus ist der dielektrische Kern jedoch in diesem Fall nicht zylindrisch, und der leitfähige Stab 4 ist an der Mitte des dielektrischen Kerns 3 angeordnet. Somit ist der Modus ein Quasi-TM-Modus, der dem TM010-Modus ent­ spricht. Hierin nachfolgend wird dieser Modus einfach als ein "TM-Modus" bezeichnet.

Fig. 2B zeigt eine Draufsicht eines Halbkoaxialresonators, der durch den Hohlraum und den leitfähigen Stab gebildet wird, und Fig. 2C zeigt eine Vorderansicht desselben. In dem TEM-Modus sind die elektrischen Feldvektoren in Rich­ tungen ausgerichtet, die von dem leitfähigen Stab zu den Innenwandoberflächen des Hohlraums ausstrahlen, und die Ma­ gnetfeldvektoren bilden Schleifen um den leitfähigen Stab in der Mitte. Da der dielektrische Kern anders als bei ei­ nem normalen Halbkoaxialresonator angeordnet ist, und es außerdem einen Zwischenraum zwischen der Oberseite des leitfähigen Stabs 4 und der Deckenoberfläche des Hohlraums 1 gibt, ist der Modus jedoch ein Quasi-TEM-Modus, der einem TEM-Modus entspricht. Hierin nachfolgend wird dieser Modus einfach als ein "TEM-Modus" bezeichnet.

Fig. 3A bis 3D zeigen die Beispiele von Magnetfeldvertei­ lungen der beiden Kopplungsmoden, die mit dem TM-Modus und dem TEM-Modus, die in Fig. 1 und Fig. 2A bis 2C gezeigt sind, erhalten werden.

Hier ist ein in Fig. 3A und 3B gezeigter erster Kopplungs­ modus äquivalent zu einem Modus, der durch Synthetisieren des TEM-Modus und des TM-Modus erhalten wird. Wenn es in dieser Situation von der Oberseite des leitfähigen Stabs 4 in der Axialrichtung betrachtet wird, dreht sich das TEM- Modusmagnetfeld in der Gegenuhrzeigerrichtung, und das TM- Modusmagnetfeld ist in der Richtung nach rechts unterhalb des dielektrischen Kerns 3 ausgerichtet (Fig. 3B). Ein zweiter Kopplungsmodus, der in Fig. 3C und 3D gezeigt ist, ist äquivalent zu einem Modus, der durch Synthetisieren des TEM-Modus und des TM-Modus erzeugt wird. Bei dem zweiten Kopplungsmodus dreht sich das TEM-Modusmagnetfeld in der Uhrzeigerrichtung, und das TM-Modusmagnetfeld ist in der Richtung nach rechts unterhalb des dielektrischen Kerns 3 ausgerichtet (Fig. 3D).

Wie es bei diesen Figuren gezeigt ist, ist für die beiden Kopplungsmoden, die mit dem TEM-Resonanzmodus und dem TM- Resonanzmodus erhalten werden, ein Kopplungseinstellungs­ block 17 an einem Platz angeordnet, wo das Magnetfeld in einem der Kopplungsmoden (dem ersten Kopplungsmodus) schwach ist, und das Magnetfeld in dem anderen Kopplungsmo­ dus (dem zweiten Kopplungsmodus) stark ist. Obwohl es bei dieser Struktur eine geringe Erhöhung der Resonanzfrequenz des ersten Kopplungsmodus gibt, ist die Resonanzfrequenz des zweiten Kopplungsmodus erhöht, um den TEM-Modus und den TM-Modus stärker zu koppeln. Die Kopplungsstärke zwischen den Moden wird durch die Abweichungsgröße zwischen den bei­ den Kopplungsmodusresonanzfrequenzen bestimmt, d. h. durch die Größe des Kopplungseinstellungsblocks 17.

Fig. 4 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen einer Länge E6 (Fig. 1) des Kopplungseinstellungsblocks 17 und einem Kopplungskoeffizienten k12 zwischen den beiden Reso­ nanzmoden zeigt. Wenn die Länge E6 länger wird, erhöht sich der Kopplungskoeffizient k12 der beiden Resonanzmoden.

Somit kann ein vorbestimmter Kopplungskoeffizient einfach durch Einstellen der Größe des Kopplungseinstellungsblocks 17 erhalten werden. Um den Kopplungskoeffizienten von außen von dem Hohlraum einzustellen, nachdem das Resonatorbauele­ ment zusammengebaut wurde, wie es in Fig. 1 gezeigt ist, ist jedoch auch eine Metallschraube 7 vorgesehen, um den Betrag zu ändern, um den das Kopplungseinstellungsbauglied in den Hohlraum eingefügt ist. Bei dem in Fig. 1 gezeigten Beispiel ist die Metallschraube 7 in einer Position ange­ ordnet, die dem Kopplungseinstellungsblock gegenüber liegt, mit dem leitfähigen Stab 4 zwischen denselben. Wenn sich der Betrag, um den die Metallschraube 7 in den Hohlraum eingefügt ist, erhöht, reduziert sich folglich der Kopp­ lungseffekt aufgrund des Kopplungseinstellungsblocks 17. Obwohl die Größe des Kopplungseinstellungsblocks 17 vorbe­ stimmt werden kann, so daß ein hoher Kopplungskoeffizient erhalten werden kann, kann die Metallschraube 7 dementspre­ chend auf eine solche Weise eingefügt werden, daß der Kopp­ lungskoeffizient niedriger wird.

Ferner kann in Fig. 1 statt dem Anordnen des Kopplungsein­ stellungsblocks 17, wenn die Metallschraube in den Hohlraum in dieser Position von außen eingefügt wird, der Kopplungs­ koeffizient höher werden, wenn sich der Einfügungsbetrag der Metallschraube erhöht.

Fig. 5 zeigt ein strukturelles Beispiel zum Koppeln der beiden Moden. Hier ist die Figur eine Draufsicht, bevor die Abdeckung angeordnet wird. Die elektrischen Feldvektoren E_TEM des TEM-Modus sind in Richtungen radial zu dem leitfä­ higen Stab 4 ausgerichtet, und die elektrischen Feldvekto­ ren E_TM des TM-Modus richten sich in der Längsrichtung des dielektrischen Kerns 3 aus. Somit können die beiden Moden miteinander gekoppelt werden, durch Stören des Gleichge­ wichts der elektrischen Feldstärke von einem Ende der Längsrichtung des dielektrischen Kerns 3 zu der Mitte des­ selben (leitfähiger Stab 4) und der elektrischen Feldstärke von dem anderen Ende zu der Mitte desselben. Das Symbol h, das in der Figur gezeigt ist, zeigt ein Kopplungseinstel­ lungsloch an, durch das die Symmetrie der elektrischen Feldstärken in dem benachbarten Bereich aufgehoben ist, mit dem Ergebnis, daß der TEM-Modus und der TM-Modus miteinan­ der gekoppelt sind. Außerdem wird der Kopplungsbetrag durch die Größe (den inneren Durchmesser oder die Tiefe) des Kopplungseinstellungslochs h oder durch den Betrag, um den ein dielektrischer Stab in das Kopplungseinstellungsloch h eingefügt ist, bestimmt.

Nachfolgend wird ein Resonatorbauelement mit drei Resonato­ ren als ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mit Bezugnahme auf die Fig. 6A bis 6D bis Fig. 9A und 9B beschrieben.

Jede der Fig. 6A bis 6C ist eine perspektivische Ansicht eines Resonatorbauelements, das Triplexresonanzmoden ver­ wendet, die durch Summieren eines TM-Dualmodus und eines TEM-Modus erreicht werden. In jeder der Figuren bezeichnet das Bezugszeichen 1 einen Hohlraum, und die inneren Ober­ flächen des Hohlraums 1 sind durch Zweipunkt-Strichlinien angezeigt. Ein dielektrischer Kern 3 ist durch Anordnen von zwei prismageformten, dielektrischen Kernen gebildet, die senkrecht zueinander sind, um eine Konfiguration in der Form eines Kreuzes herzustellen. In der Mitte des dielek­ trischen Kerns 3 ist ein zylindrisches Loch gebildet und ein leitfähiger Stab 4 ist darin eingefügt.

Bei dem in Fig. 6A gezeigten Beispiel ist, wie bei dem Fall der Kopplung zwischen dem Einzel-TM-Modus und dem Einzel- TEM-Modus, der in Fig. 3A bis 3D gezeigt, und zwar in die­ sem Fall mit einem TMx-Modus und einem TEM-Modus als zwei Kopplungsmoden, ist ein Kopplungseinstellungsblock 17 an einem Platz angeordnet, an dem das Magnetfeld von einem der Kopplungsmoden schwach ist, und das Magnetfeld des anderen Kopplungsmodus stark ist. Bei dieser Anordnung werden der TEM-Modus und der TM-Modus miteinander gekoppelt, indem ein Unterschied zwischen den Resonanzfrequenzen der beiden Kopplungsmoden gemacht wird.

Außerdem ist ein Kopplungseinstellungsloch h2 an einem der Teile angeordnet, wo die elektrischen Feldvektoren des TMx- Modus und des TEM-Modus einander wesentlich überlappen, d. h. in einem der Arme des kreuzförmigen Kerns mit dem leitfähigen Stab 4 zwischen denselben. Der TMx-Modus und der TEM-Modus können durch das Loch h2 gekoppelt werden.

Bezüglich des TMx-Modus und des TMy-Modus als die zwei Kopplungsmoden (gerader und ungerader Modus) ist ein Ein­ stellungsloch h3 vorgesehen, um zwischen den Resonanzfre­ quenzen der beiden Moden einen Unterschied herzustellen. Das Loch h3 liefert die Kopplung zwischen dem TMx-Modus und dem TMy-Modus.

Eine Kopplungsschleife 10b ist magnetisch mit dem TMy-Modus gekoppelt, und eine Kopplungsschleife 10a ist magnetisch mit dem TEM-Modus gekoppelt. Als Folge sind die drei Reso­ nanzmoden miteinander gekoppelt, in der aufeinanderfolgen­ den Reihenfolge der Kopplungsschleife 10a, des TEM-Modus, des TMx-Modus, des TMy-Modus und der Kopplungsschleife 10b. Mit dieser Anordnung dient das Bauelement als ein Resona­ torbauelement mit drei Resonatoren.

Bei dem in Fig. 6C und 6D gezeigten Beispiel, wie bei dem Beispiel von Fig. 6A und 6B, liefern ein Kopplungseinstel­ lungsblock 17 und ein Kopplungseinstellungsloch h2 eine Kopplung zwischen dem TMx-Modus und dem TEM-Modus. Außerdem ist ein Kopplungseinstellungsloch h1 in einem der beiden Teile gebildet, in dem die elektrischen Feldvektoren des TMy-Modus und die elektrischen Feldvektoren des TEM-Modus einander wesentlich überlappen, d. h. in einem der beiden Arme des kreuzförmigen dielektrischen Kerns, mit dem leit­ fähigen Stab 4 zwischen denselben. Das Loch h1 liefert eine Kopplung zwischen dem TMy-Modus und dem TEM-Modus.

Eine Kopplungsschleife 10a ist magnetisch mit dem TMx-Modus gekoppelt, und eine Kopplungsschleife 10b ist magnetisch mit dem TMy-Modus gekoppelt. Folglich sind die drei Resona­ toren in der aufeinanderfolgenden Reihenfolge der Kopp­ lungsschleife 10a, des TMy-Modus, des TEM-Modus, des TMx- Modus und der Kopplungsschleife 10b miteinander gekoppelt. Somit dient das Bauelement auch als ein Resonatorbauelement mit drei Resonatoren.

Fig. 7A und 7B bis Fig. 9A und 9B zeigen Simulationen der Magnetfeldverteilungen des TEM-Modus und des TM-Modus, und der Magnetfeldverteilungen der Kopplungsmoden von beiden Moden. In diesem Fall ist die Kopplung zwischen den Moden in der sequentiellen Reihenfolge des TMx-Modus, dann des TEM-Modus und dann des TMy-Modus hergestellt, wie es in Fig. 6D gezeigt ist.

Alternativ kann die Kopplung zwischen dem TMy-Modus und dem TEM-Modus ohne Bilden eines Lochs h1, wie es in Fig. 6C ge­ zeigt ist, durch teilweises Verschmälern einer Breite Wy2 (Fig. 8A) des dielektrischen Kerns, um das Gleichgewicht der elektrischen Feldstärken zu stören, erhalten werden. Fig. 7A und 7B zeigen jeweils die TMx-Moduskopplung mit dem TEM-Modus, Fig. 8A und 8B zeigen jeweils einen ersten Kopp­ lungsmodus, der durch den TMy-Modus und den TEM-Modus ge­ bildet ist, und Fig. 9A und 9B zeigen jeweils einen zweiten Kopplungsmodus, der durch den TMy-Modus und den TEM-Modus gebildet ist.

In Fig. 7A zeigt eine Achse y die Rechts- und Linksrichtung an, eine Achse x zeigt die Vor- und Zurückrichtung an, und eine Achse z zeigt die Richtung nach oben und nach unten an. In Fig. 7B zeigt die Achse x die Rechts- und Linksrich­ tung an, die Achse y zeigt die Vor- und Zurückrichtung an und die Achse z zeigt die Richtung nach oben und nach unten an. In jeder der Fig. 8A und 9A zeigt die Achse y die Rechts- und Linksrichtung an, die Achse z zeigt die Vor- und Zurückrichtung an, und die Achse x zeigt die Richtung nach oben und nach unten an. In jeder der Fig. 8B und 9B zeigt die Achse x die Rechts- und Linksrichtung an, die Achse y zeigt die Vor- und Zurückrichtung an, und die Achse z zeigt die Richtung nach oben und nach unten an.

Wie es durch einen Vergleich zwischen Fig. 7B, 8B und 9B ersichtlich ist, sind die Magnetfelder des ersten und zwei­ ten Kopplungsmodus, die durch den TMy-Modus und den TEM- Modus erzeugt werden, an der Position des Kopplungseinstel­ lungsblocks 17 schwach, und der Kopplungseinstellungsblock 17 ist parallel zu den Magnetfeldern positioniert. Anderer­ seits ist das Magnetfeld des TMx-Modus, der mit dem TEM- Modus gekoppelt ist, an der Position des Kopplungseinstel­ lungsblocks 17 intensiviert und der Block besteht senkrecht zu dem Magnetfeld. Somit hat der Kopplungseinstellungsblock 17 nur Einfluß auf den TMx-Modus, der mit dem TEM-Modus, der in Fig. 7B gezeigt ist, gekoppelt ist, und hat wenig Einfluß auf die anderen beiden Moden. Dementsprechend kann bei einem Filter, das solche Resonatoren verwendet, die Einstellung eines bestimmten Kopplungsmodus leicht und un­ abhängig durchgeführt werden.

Nachfolgend wird ein Filter gemäß einem dritten Ausfüh­ rungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mit Bezugnahme auf Fig. 10 beschrieben.

In Fig. 10 bezeichnet jedes der Bezugszeichen RWa und RWb einen Dualmodusresonator, der einen TM-Modus und einen TEM- Modus verwendet. Die Grundstruktur jedes Resonatorbauele­ ments ist die gleiche wie diejenige, die in Fig. 1 und Fig. 2A bis 2C gezeigt ist. Die Bezugszeichen 8a und 8b bezeich­ nen Koaxialverbinder und die Mittelleiter der Koaxialverb­ inder sind mit den Kopplungsschleifen 9a und 9b verbunden. Eine Kopplungsschleife 10ab ist mit den TEM-Modus- Magnetfeldern der Dualmodusresonatoren RWa und RWb verbun­ den. Als Ergebnis sind die beiden TEM-Moden über die Kopp­ lungsschleife 10ab miteinander gekoppelt. Die Kopplungsein­ stellungsblöcke 17a und 17b liefern eine Kopplung zwischen den TM-Moden und den TEM-Moden der Dualmodusresonatoren RWa und RWb. Kopplungseinstellungslöcher ha und hb sind zum Einstellen der Kopplungen zwischen den TM-Moden und den TEM-Moden der Dualmodusresonatoren RWa und RWb vorgesehen. Durch Einfügen eines dielektrischen Stabs in jedes der Lö­ cher von außerhalb des Hohlraums kann der Kopplungskoeffi­ zient von beiden Moden gemäß dem Einfügungsbetrag frei ein­ gestellt werden.

Auf diese Weise dient das Filter als ein Bandpaßfilter mit vier Resonatoren.

Nachfolgend wird ein Duplexer gemäß einem vierten Ausfüh­ rungsbeispiel der Erfindung mit Bezugnahme auf Fig. 11 be­ schrieben.

In Fig. 11 ist die Struktur, die einen Hohlraum 1 und einen dielektrischen Kern umfaßt, gleich wie die Struktur des in Fig. 6B gezeigten Resonatorbauelements, und dieser Duplexer umfaßt ein Paar der Resonatorbauelemente. In Fig. 11 ge­ zeichnet das Bezugszeichen 10tx eine Kopplungsschleife, die als ein Sendesignaleingangstor dient, und die zwischen den Mittelleiter des Koaxialverbinders 8tx und die Abdeckung des Hohlraums (die in Fig. 11 nicht gezeigt ist) geschaltet ist. Außerdem bezeichnet das Bezugszeichen 10rx eine Kopp­ lungsschleife, die als ein Empfangssignalausgangstor dient, und die zwischen den Mittelleiter des Koaxialverbinders 8rx und die Abdeckung des Hohlraums geschaltet ist. Das Bezugs­ zeichen 10ant ist eine Kopplungsschleife, die als ein An­ tennenverbindungstor dient, und beide Enden derselben sind mit der Abdeckung des Hohlraums verbunden. Der Mittelleiter des Koaxialverbinders 8ant ist mit einer vorbestimmten Po­ sition auf der Kopplungsschleife 10ant verbunden.

Mit der obigen Struktur dient der in Fig. 11 gezeigte linke Abschnitt als ein Sendefilter mit Bandpaßcharakteristika. Bei diesem Filter sind drei Resonatoren in der aufeinander­ folgenden Reihenfolge der Kopplungsschleife 10tx, des TMx- Modus, des TEM-Modus, des TMy-Modus und der Kopplungs­ schleife 10ant gekoppelt.

Der rechte Abschnitt, der in Fig. 11 gezeigt ist, dient als ein Empfangsfilter mit Bandpaßcharakteristika, bei dem die drei Resonatoren in der sequentiellen Reihenfolge der Kopp­ lungsschleife 10ant, des TMy-Modus, des TEM-Modus, des TMx- Modus und der Kopplungsschleife 10rx gekoppelt sind.

Nachfolgend wird die Struktur eines Dualmodusresonators ge­ mäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Er­ findung mit Bezugnahme auf Fig. 12A und 12B bis Fig. 14 be­ schrieben.

Fig. 12A ist eine Draufsicht, nachdem die Abdeckung eines Hohlraums entfernt wurde, und Fig. 12B ist eine longitudi­ nale Schnittansicht entlang einer Oberfläche der Mittelach­ se eines leitfähigen Stabs. Anders als das in Fig. 1 ge­ zeigte Resonatorbauelement sind der TEM-Modus und der TM- Modus bei diesem Ausführungsbeispiel miteinander gekoppelt, ohne ein Kopplungseinstellungsloch h in einem dielektri­ schen Kern zu bilden, und ebenfalls ohne einen Kopplungs­ einstellungsblock 17 in dem Hohlraum anzuordnen.

In anderen Worten ausgedrückt, bei diesem Ausführungsbei­ spiel ist ein Loch 5 zum Einfügen des leitfähigen Stabs 4 in der Mitte des dielektrischen Kerns 3 (der Mitte des Hohlraums 1) gebildet, und der leitfähige Stab 4 ist mit seiner Mitte verschoben von der Mitte des Lochs 5 angeord­ net. Die anderen Strukturen sind die gleichen wie diejeni­ gen, die in Fig. 1 gezeigt sind. Eine gestrichelte Linie zeigt einen Zustand an, in dem der leitfähige Stab und das Loch 5 konzentrisch positioniert sind. Bei diesem Ausfüh­ rungsbeispiel ist der leitfähige Stab nicht in der Mitte des Lochs positioniert, wie es durch das Symbol a angezeigt ist, sondern statt dessen zu einer Position verschoben, die durch das Symbol b angezeigt ist.

Fig. 13A bis 13B zeigen die Beispiele von elektrischen Feldverteilungen der Moden an. Fig. 13A zeigt die elektri­ sche Feldverteilung eines TEM-Modus, die durch den leitfä­ higen Stab 4 und den Hohlraum 1 erzeugt wird, und die elek­ trische Feldverteilung eines TM-Modus, die durch den die­ lektrischen Kern 3 und den Hohlraum 1 erzeugt wird. Fig. 13B zeigt die elektrische Feldverteilung eines ersten Kopp­ lungsmodus, der durch Summieren des TEM-Modus und des TM- Modus erhalten wird. Fig. 13C zeigt die elektrische Feld­ verteilung eines zweiten Kopplungsmodus, als den Modus ei­ nes Unterschieds zwischen dem TEM-Modus und dem TM-Modus.

Da die Mitte des leitfähigen Stabs 4 von der Mitte des Lochs 5, in das der Stab 4 eingefügt ist, verschoben ist, wie es oben gezeigt ist, wird zwischen den Störungsmengen des Lochs 5, das in dem dielektrischen Kern gebildet ist, bezüglich der elektrischen Feldverteilung der beiden Kopp­ lungsmoden ein Unterschied erzeugt. Als Folge werden die Frequenzen der beiden Kopplungsmoden unterschiedlich, und dadurch wird der TM-Modus mit dem TEM-Modus gekoppelt. Im Vergleich zu dem Fall, bei dem sich der leitfähige Stab 4 in der Mitte des Lochs 5 befindet, wird bei den in Fig. 13A bis 13C gezeigten Beispielen die Frequenz des ersten Kopp­ lungsmodus niedriger, während die Frequenz des zweiten Kopplungsmodus höher wird.

Fig. 14 zeigt die Beziehung zwischen dem Verschiebungsbe­ trag der Mitte des leitfähigen Stabs 4 von der Mitte des Lochs 5, das in dem dielektrischen Kern gebildet ist, und den Kopplungskoeffizienten zwischen den Moden. Wenn die Mitte des Lochs 5 an der gleichen Stelle positioniert ist wie die Mitte des leitfähigen Stabs 4, d. h. wenn der Ver­ schiebungsbetrag gleich Null ist, ist der Kopplungskoeffi­ zient zwischen dem TM-Modus und dem TEM-Modus Null. Wenn sich der Verschiebungsbetrag des leitfähigen Stabs erhöht, wird der Kopplungskoeffizient entsprechend höher. Folglich kann der Kopplungskoeffizient zwischen dem TM-Modus und dem TEM-Modus abhängig von der Position des leitfähigen Stabs bezüglich des dielektrischen Kerns oder in dem Hohlraum be­ stimmt werden.

Nachfolgend wird mit Bezugnahme auf Fig. 15A und 15B bis Fig. 17 eine Beschreibung der Struktur eines Dualmodusreso­ natorbauelements gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gegeben.

Fig. 15A ist eine Draufsicht des Bauelements, nachdem die Abdeckung eines Hohlraums entfernt ist, und Fig. 15B ist ein Längsschnitt um eine Oberfläche entlang der Mittelachse eines leitfähigen Stabs. Anders als bei dem in Fig. 1 ge­ zeigten Resonatorbauelement ist gleichartig dazu bei diesem Ausführungsbeispiel der TEM-Modus mit dem TM-Modus gekop­ pelt, ohne ein Kopplungseinstellungsblock h in einem die­ lektrischen Kern 3 zu bilden, und ohne einen Kopplungsein­ stellungsblock 17 in dem Hohlraum anzuordnen.

In anderen Worten ist bei diesem Ausführungsbeispiel ein leitfähiger Stab 4 an der Mitte eines Hohlraums 1 angeord­ net, und ein Loch 5 ist auf eine solche Weise gebildet, daß die Mitte des Lochs 5 von der Mitte des leitfähigen Stabs 4 verschoben ist. Die anderen Strukturen sind die gleichen wie diejenigen, die in Fig. 1 gezeigt sind. Eine gestri­ chelte Linie zeigt einen Zustand, in dem das Loch 5 mit dem leitfähigen Stab 4 konzentrisch ist. Bei diesem Ausfüh­ rungsbeispiel ist das Mittelloch 5 nicht konzentrisch mit dem leitfähigen Stab positioniert, wie es durch das Symbol a angezeigt ist, sondern zu einer Position verschoben, die durch das Symbol b angezeigt ist.

Fig. 16A bis 16C zeigen die Beispiele von elektrischen Feldverteilungen der Moden. Fig. 16A zeigt die elektrischen Feldverteilungen eines ersten Kopplungsmodus als den Modus einer Summe des TEM-Modus und des TM-Modus. Fig. 16C zeigt die elektrische Feldverteilung eines zweiten Kopplungsmodus als den Modus eines Unterschieds zwischen dem TEM-Modus und dem TM-Modus.

Da sich die Mitte des leitfähigen Stabs 4 relativ von der Mitte des Lochs 5 verschiebt, durch das der leitfähige Stab verläuft, wird zwischen den Störungsmengen des Lochs 5, das in dem dielektrischen Kern gebildet ist, bezüglich der elektrischen Feldverteilungen der beiden Kopplungsmoden ein Unterschied erzeugt. Als Konsequenz werden die Frequenzen der Kopplungsmoden unterschiedlich, mit dem Ergebnis, daß der TM-Modus mit dem TEM-Modus gekoppelt wird. Bei dem in Fig. 16A bis 16C gezeigten Ausführungsbeispiel, im Ver­ gleich zu dem Fall, in dem das Loch 5 und der leitfähige Stab 4 konzentrisch positioniert sind, wird die Frequenz des ersten Kopplungsmodus höher, während die Frequenz des zweiten Kopplungsmodus niedriger wird.

Fig. 17 zeigt die Beziehung zwischen dem Kopplungskoeffi­ zienten und dem Verschiebungsbetrag der Mitte des Lochs 5 von dem leitfähigen Stab 4. Wenn die Mitte des Lochs 5, das in dem dielektrischen Kern gebildet ist, an der gleichen Position ist wie die Mitte des leitfähigen Stabs 4, d. h. wenn der Verschiebungsbetrag Null ist, ist der Kopplungsko­ effizient zwischen dem TM-Modus und dem TEM-Modus Null. Wenn sich der Verschiebungsbetrag des Lochs 5 erhöht, wird der Kopplungskoeffizient demgemäß höher. Somit kann der Kopplungskoeffizient zwischen dem TM-Modus und dem TEM- Modus durch die Position des Lochs 5 bezüglich des leitfä­ higen Stabs 4 bestimmt werden.

Nachfolgend wird als siebtes Ausführungsbeispiel der vor­ liegenden Erfindung ein Resonatorbauelement mit Bezugnahme auf Fig. 18A, 18B und 19 beschrieben.

Das Resonatorbauelement umfaßt einen kreuzförmigen dielek­ trischen Kern 3 mit einem Teil, der sich in der Richtung der Achse x ausdehnt, und einem Teil, der sich in der Rich­ tung der Achse y ausdehnt. In der Mitte des dielektrischen Kerns 3 ist ein Loch 5 gebildet, durch das der leitfähige Stab 4 verläuft. Mit dieser Struktur können die drei Moden eines TMx-Modus, eines TMy-Modus und eines TEM-Modus ver­ wendet werden.

Fig. 19 zeigt die Beispiele von elektrischen Feldverteilun­ gen der obigen drei Moden. Wenn das Loch 5 in der Mitte des dielektrischen Kerns 3 gebildet ist, und der leitfähige Stab 4 und das Loch 5 konzentrisch positioniert sind, sind die elektrischen Feldverteilungen der drei Moden symme­ trisch und daher sind die Moden nicht miteinander gekop­ pelt. Wenn jedoch, wie es in Fig. 18A und 18B gezeigt ist, der leitfähige Stab 4 auf eine Weise angeordnet ist, die von der Mitte in der Richtung der Achse x um einen vorbe­ stimmten Betrag verschoben ist, wie das oben beschriebene Dualmodusresonatorbauglied, ist der TMx-Modus mit dem TEM- Modus gekoppelt. Außerdem ermöglicht das Verschieben des leitfähigen Stabs 4 in der Richtung der Achse y die Kopp­ lung zwischen dem TMy-Modus und dem TEM-Modus.

Wenn sich ferner die Mitte des leitfähigen Stabs 4 von der Mitte des Lochs 5 sowohl in die Richtung der Achse x als auch der Richtung der Achse y verschiebt, wird eine Stö­ rungsmenge zu jeder der elektrischen Feldverteilung der beiden Kopplungsmoden hinzugefügt, die durch den TMx-Modus und den TMy-Modus erhalten werden. Folglich sind der TMx- Modus und der TMy-Modus miteinander gekoppelt. Falls die Kopplung zwischen dem TMx-Modus und dem TMy-Modus unnötig ist, kann der dielektrische Teil, der durch das Symbol a angezeigt ist, um einen vorbestimmten Betrag abgeschnitten werden, um die Kopplung aufzuheben.

Nachfolgend wird mit Bezugnahme auf Fig. 20 eine Beschrei­ bung der Struktur eines Resonatorbauelements gemäß einem achten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gege­ ben.

Bei dem in Fig. 18 gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Loch 5 in der Mitte des kreuzförmigen dielektrischen Kerns 3 gebildet. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist jedoch ein leitfähiger Stab 4 in der Mitte des dielektrischen Kerns 3 (der Mitte eines Hohlraums 1) gebildet, und ein Loch 5 ist in einer Position gebildet, wobei die Mitte des Lochs 5 von der Mitte des leitfähigen Stabs 4 verschoben ist. Bei die­ sem Fall wird, ähnlich wie bei dem obigen Ausführungsbei­ spiel, der Kopplungsbetrag zwischen dem TMx-Modus und dem TEM-Modus durch die Verschiebung des Lochs 5 in der Rich­ tung der Achse x bestimmt, und der Kopplungsbetrag zwischen dem TMy-Modus und dem TEM-Modus wird durch die Verschiebung des Lochs 5 in der Richtung der Achse y bestimmt. Gleichar­ tig dazu tritt aufgrund der Verschiebung des Lochs 5 bezüg­ lich des dielektrischen Kerns 3 die Kopplung zwischen dem TMx-Modus und dem TMy-Modus sowohl in die Richtung der Ach­ se x als auch y auf. Die Kopplung zwischen dem TMx-Modus und dem TMy-Modus kann jedoch beispielsweise durch Schnei­ den einer bestimmten Menge des dielektrischen Teils, der durch das Symbol a angezeigt ist, verhindert werden, so daß elektrische Feldverteilungen der beiden Kopplungsmoden, die durch den TMx- und den TMy-Modus erhalten werden, ausgegli­ chen werden können.

Bei jedem der in Fig. 12A und 12B bis Fig. 20 gezeigten Ausführungsbeispiele ist der TEM-Modus durch Einstellen der Position des Lochs, das in dem dielektrischen Kern gebildet ist, bezüglich des leitfähigen Stabs mit dem TM-Modus ge­ koppelt. Außerdem können die Strukturen, die die Kopplung zwischen den spezifizierten Moden liefern, wie es in jedem der Ausführungsbeispiele von Fig. 1 bis 11 gezeigt ist, mit denselben kombiniert werden.

Fig. 21 zeigt ein Blockdiagramm einer Kommunikationsvor­ richtung gemäß einem neunten Ausführungsbeispiel der vor­ liegenden Erfindung. Die Kommunikationsvorrichtung verwen­ det den oben beschriebenen Duplexer. Wie es hier gezeigt ist, ist eine Sendeschaltung mit einem Eingangstor eines Sendefilters verbunden, und eine Empfangsschaltung ist mit einem Ausgangstor eines Empfangsfilters verbunden. Eine An­ tenne ist mit einem Eingangs- und einem Ausgangstor des Du­ plexers verbunden. Mit dieser Struktur ist ein Hochfre­ quenzabschnitt der Kommunikationsvorrichtung gebildet.

Zusätzlich können Schaltungselemente, wie z. B. ein Multi­ plexer, ein Synthesizer und ein Teiler durch das dielektri­ sche Resonatorbauelement gebildet werden, das in jedem der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben ist. Wenn diese Schaltungselemente außerdem zum Bilden einer Kommunikati­ onsvorrichtung verwendet werden, kann die Kommunikations­ vorrichtung kompakt gemacht werden.

Wie es oben beschrieben ist, sind in einem leitfähigen Hohlraum gemäß der vorliegenden Erfindung ein dielektri­ scher Kern und ein leitfähiger Stab angeordnet, von dem zu­ mindest ein leitfähig verbunden ist. Die Resonanzfrequenz eines Quasi-TEM-Modus, der durch den Hohlraum und den leit­ fähigen Stab erzeugt wird, und die Resonanzfrequenz eines Quasi-TM-Modus, der durch den Hohlraum und den dielektri­ schen Kern erzeugt wird, sind im wesentlichen ausgeglichen, und außerdem ist ein leitfähiges Bauglied an einem Platz angebracht oder von demselben entfernt, an dem das Magnet­ feld von einem der zwei Kopplungsmoden, die durch den Qua­ si-TEM-Modus und den Quasi-TM-Modus erzeugt werden, stark ist und das Magnetfeld des anderen Kopplungsmodus schwach ist.

Alternativ sind ein dielektrisches Bauglied und ein leitfä­ higes Bauglied an einem Platz angeordnet oder von demselben entfernt, an dem das elektrische Feld von einem von zwei Kopplungsmoden, die durch den Quasi-TEM-Modus und den Qua­ si-TM-Modus erzeugt werden, stark ist, und das elektrische Feld des anderen Kopplungsmodus schwach ist.

Als Folge können der Quasi-TEM-Modus und der Quasi-TM-Modus miteinander mit einer vorbestimmten Kopplungsstärke gekop­ pelt werden, ohne die gesamte Struktur kompliziert zu ma­ chen.

Außerdem sind bei dieser Erfindung in einem leitfähigen Hohlraum ein dielektrischer Kern und ein leitfähiger Stab angeordnet, von dem zumindest ein Ende zum Inneren des Hohlraums geleitet ist. Die Resonanzfrequenz eines Quasi- TEM-Modus, die durch den Hohlraum und den leitfähigen Stab erzeugt wird, und die Resonanzfrequenz eines Quasi-TM- Modus, die durch den Hohlraum und den dielektrischen Kern erzeugt wird, sind im wesentlichen ausgeglichen, und ein dielektrisches Bauglied und ein leitfähiges Bauglied sind an einem Platz angeordnet oder von demselben entfernt, an dem die elektrischen Feldvektoren des Quasi-TEM-Modus und des Quasi-TM-Modus einander wesentlich überlappen.

Alternativ sind ein dielektrisches Bauglied und ein magne­ tisches Bauglied an einem Platz angeordnet oder von demsel­ ben entfernt, an dem die Magnetfeldvektoren des Quasi-TEM- Modus und des Quasi-TM-Modus einander wesentlich überlap­ pen.

Bei jeder der obigen Strukturen können folglich der Quasi- TEM-Modus und der Quasi-TM-Modus miteinander mit einer vor­ bestimmten Kopplungsstärke gekoppelt werden, ohne die ge­ samte Struktur kompliziert zu machen.

Ferner ist bei dieser Erfindung ein Loch im wesentlichen an der Mitte des dielektrischen Kerns gebildet, und der leit­ fähige Stab wird durch das Loch geleitet. Der leitfähige Stab ist auf eine solche Weise angeordnet, daß die Mitte des leitfähigen Stabs von der Mitte des Lochs verschoben ist.

Alternativ ist ein Loch, durch das der leitfähige Stab ver­ läuft, in dem dielektrischen Kern auf solche Weise gebil­ det, daß die Mitte des Lochs von der Mitte des leitfähigen Stabs verschoben ist.

Folglich wird weder die Anordnung von irgendeinem Kopp­ lungsbauglied noch die Entfernung eines Bauglieds im we­ sentlichen benötigt. Somit können der Quasi-TEM-Modus und der Quasi-TM-Modus nur mit der Anordnung des leitfähigen Stabs oder der Bildung des Lochs zum Einfügen des leitfähi­ gen Stabs leicht miteinander gekoppelt werden.

Außerdem kann bei dieser Erfindung bezüglich des Quasi-TM- Modus, wenn ein Quasi-TM-Modusresonator von Dualmoden vor­ gesehen ist, dessen elektrischen Felder senkrecht zu dem dielektrischen Kern sind, das Resonatorbauelement einen Triplexmodusresonator aufweisen, der die Dual-Quasi-TM- Moden und den Quasi-TEM-Modus umfaßt. Somit kann die gesam­ te Struktur des Resonatorbauelements kompakt gemacht wer­ den.

Wenn bei dieser Erfindung das leitfähige Bauglied an einer Innenoberfläche des Hohlraums an einer Position angeordnet ist, die von der Axialrichtung des leitfähigen Stabs aus gesehen mit dem dielektrischen Kern überlappt, können das Verbinden und die Anordnung des leitfähigen Kopplungsbau­ glieds vereinfacht werden, was die Erzeugung des Bauele­ ments ermöglicht.

Wenn außerdem bei dieser Erfindung das leitfähige Bauglied einstückig mit dem Hohlraum geformt ist, kann die Herstel­ lung des Bauelements erleichtert werden.

Wenn außerdem bei dieser Erfindung das leitfähige Bauglied eine Metallschraube ist, und der Einfügungsbetrag in den Hohlraum von außen geändert werden kann, kann die Kopplung mit dem leitfähigen Bauglied durch einen Drehvorgang leicht eingestellt werden.

Bei dieser Erfindung kann ein Filter mit den obigen Vortei­ len leicht gebildet werden.

Bei dieser Erfindung kann ein Duplexer mit den obigen Vor­ teilen leicht gebildet werden.

Bei dieser Erfindung kann eine Kommunikationsvorrichtung mit den obigen Vorteilen leicht gebildet werden.

Claims (14)

1. Resonatorbauelement, das folgende Merkmale umfaßt:
einen leitfähigen Hohlraum (1);
einen leitfähigen Stab (4), der in dem Hohlraum (1) angeordnet ist, wobei zumindest ein Ende des leitfähi­ gen Stabs (4) leitfähig mit dem Inneren des Hohlraums (1) verbunden ist;
einen dielektrischen Kern (3), der in dem Hohlraum an­ geordnet ist, wobei die Resonanzfrequenz eines Quasi- TEM-Modus, der durch den leitfähigen Stab (4) und den Hohlraum (1) erzeugt wird, im wesentlichen zu der Re­ sonanzfrequenz eines Quasi-TM-Modus, der durch den dielektrischen Kern (3) und den Hohlraum (1) erzeugt wird, ausgeglichen ist; und
ein leitfähiges Bauglied, das an einem Platz angeord­ net oder von demselben entfernt ist, an dem das Ma­ gnetfeld von einem der beiden Kopplungsmoden, das durch den Quasi-TEM-Modus und den Quasi-TM-Modus er­ zeugt wird, stark ist, und das Magnetfeld des anderen Kopplungsmodus schwach ist.

2. Resonatorbauelement, das folgende Merkmale umfaßt:
einen leitfähigen Hohlraum (1);
einen leitfähigen Stab (4), der in dem Hohlraum (1) angeordnet ist, wobei zumindest ein Ende des leitfähi­ gen Stabs (4) leitfähig mit dem Inneren des Hohlraums (1) verbunden ist;
einen dielektrischen Kern (3), der in dem Hohlraum (1) angeordnet ist, wobei die Resonanzfrequenz eines Qua­ si-TEM-Modus, der durch den Hohlraum und den leitfähi­ gen Stab (4) erzeugt wird, im wesentlichen zu der Re­ sonanzfrequenz eines Quasi-TM-Modus, der durch den Hohlraum (1) und den dielektrischen Kern (3) erzeugt wird, ausgeglichen ist; und
ein dielektrisches Bauglied und ein leitfähiges Bau­ glied, die an einem Platz angeordnet oder von demsel­ ben entfernt sind, an dem das elektrische Feld von ei­ nem der beiden Kopplungsmoden, der durch den Quasi- TEM-Modus und den Quasi-TM-Modus erzeugt wird, stark ist, und das elektrische Feld des anderen Kopplungsmo­ dus schwach ist.

3. Resonatorbauelement, das folgende Merkmale umfaßt:
einen leitfähigen Hohlraum (1);
einen leitfähigen Stab (4), der in dem Hohlraum (1) angeordnet ist, wobei zumindest ein Ende des leitfähi­ gen Stabs (4) leitfähig mit dem Inneren des Hohlraums (1) verbunden ist;
einen dielektrischen Kern (3), der in dem Hohlraum (1) angeordnet ist, wobei die Resonanzfrequenz eines Qua­ si-TEM-Modus, der durch den Hohlraum (1) und den leit­ fähigen Stab (4) erzeugt wird, im wesentlichen zu der Resonanzfrequenz eines Quasi-TM-Modus, der durch den Hohlraum (1) und den dielektrischen Kern (3) erzeugt wird, ausgeglichen ist; und
ein dielektrisches Bauglied und ein leitfähiges Bau­ glied, die an einem Platz angeordnet oder von demsel­ ben entfernt sind, an dem die elektrischen Feldvekto­ ren des Quasi-TEM-Modus und des Quasi-TM-Modus einan­ der wesentlich überlappen.

4. Resonatorbauelement, das folgende Merkmale umfaßt:
einen leitfähigen Hohlraum (1);
einen leitfähigen Stab (4), der in dem Hohlraum (1) angeordnet ist, wobei zumindest ein Ende des leitfähi­ gen Stabs (4) leitfähig mit dem Inneren des Hohlraums (1) verbunden ist;
einen dielektrischen Kern (3), der in dem Hohlraum (1) angeordnet ist, wobei die Resonanzfrequenz eines Qua­ si-TEM-Modus, der durch den Hohlraum und den leitfähi­ gen Stab (4) erzeugt wird, im wesentlichen zu der Re­ sonanzfrequenz eines Quasi-TM-Modus, der durch den Hohlraum (1) und den dielektrischen Kern (3) erzeugt wird, ausgeglichen ist; und
ein leitfähiges Bauglied und ein magnetisches Bau­ glied, die an einem Platz angeordnet oder von demsel­ ben entfernt sind, an dem die Magnetfeldvektoren des Quasi-TEM-Modus und des Quasi-TM-Modus einander we­ sentlich überlappen.

5. Resonatorbauelement gemäß Anspruch 2, das ferner ein Loch umfaßt, das im wesentlichen in der Mitte des die­ lektrischen Kerns (3) gebildet ist und den leitfähigen Stab (4) umgibt, wobei statt der Anordnung oder der Entfernung des leitfähigen Bauglieds der leitfähige Stab (4) in einer solchen Position angeordnet ist, daß die Mitte des leitfähigen Stabs (4) von der Mitte des Lochs verschoben ist.

6. Resonatorbauelement gemäß Anspruch 2, das ferner ein Loch umfaßt, das in dem dielektrischen Kern (3) gebil­ det ist und den leitfähigen Stab (4) umgibt, wobei statt der Anordnung oder der Entfernung des dielektri­ schen Bauglieds das Loch in einer solchen Position po­ sitioniert ist, daß die Mitte des Lochs von der Mitte des leitfähigen Stabs (4) verschoben ist.

7. Resonatorbauelement gemäß Anspruch 1, bei dem der Qua­ si-TM-Modus Dual-Quasi-TM-Moden umfaßt, deren elektri­ sche Felder senkrecht zu dem dielektrischen Kern (3) gerichtet sind.

8. Resonatorbauelement gemäß Anspruch 1, bei dem das leitfähige Bauglied ein leitfähiger Vorsprung ist, der an einer Innenoberfläche des Hohlraums (1) an einer Position angeordnet ist, die von der Axialrichtung des leitfähigen Stabs (4) aus betrachtet mit dem dielek­ trischen Kern (3) überlappt.

9. Resonatorbauelement gemäß Anspruch 1, bei dem das leitfähige Bauglied einstückig mit dem Hohlraum (1) geformt ist.

10. Resonatorbauelement gemäß Anspruch 1, bei dem das leitfähige Bauglied eine Metallschraube ist, die einen Einfügungsbetrag in den Hohlraum aufweist, der von au­ ßen eingestellt werden kann.

11. Filter, das das Resonatorbauelement gemäß Anspruch 1 umfaßt, wobei das Resonatorbauelement Eingangs- und Ausgangsleiter zum Eingeben und Ausgeben von Signalen durch Koppeln mit einem vorbestimmten Resonanzmodus der Resonanzmoden umfaßt.

12. Duplexer, der ein Paar von Filtern umfaßt, die durch das Filter gemäß Anspruch 11 gebildet sind, wobei das Eingangstor eines ersten Filters ein Sendesignalein­ gangstor ist, das Ausgangstor eines zweiten Filters ein Empfangssignalausgangstor ist, und ein Eingangs- und Ausgangstor, das dem ersten und zweiten Filter ge­ meinsam ist, ein Antennentor ist.

13. Kommunikationsvorrichtung, die das Filter gemäß An­ spruch 11 umfaßt.

14. Kommunikationsvorrichtung, die den Duplexer gemäß An­ spruch 12 umfaßt.