JP2002171102A - Dielectric waveguide resonator and filter - Google Patents

Dielectric waveguide resonator and filter

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JP2002171102A JP2000363695A JP2000363695A JP2002171102A JP 2002171102 A JP2002171102 A JP 2002171102A JP 2000363695 A JP2000363695 A JP 2000363695A JP 2000363695 A JP2000363695 A JP 2000363695A JP 2002171102 A JP2002171102 A JP 2002171102A
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waveguide
resonator
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vias
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Hiroshi Uchimura
弘志 内村
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a dielectric waveguide resonator and a filter which are easily designed and manufactured independently of the frequencies of signals. SOLUTION: A cutoff waveguide (d) is provided to a part of a dielectric waveguide 1 which is formed in a dielectric board and provided with an H plane composed of conductor layers 1a and 1b, and an E plane composed of a group of conductor vias 1c arranged at an internal below half the wavelength of signals or a group of conductor vias 1c and a conductor belt 1d. Dielectric vias 5 which are formed of dielectric which has higher dielectric constant than that forms the dielectric waveguide are provided in the cutoff waveguide d.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、主にマイクロ波及
びミリ波用として用いられ、特に誘電体多層基板内に内
蔵可能な誘電体導波管共振器およびフィルタに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a dielectric waveguide resonator and a filter mainly used for microwaves and millimeter waves, and more particularly to a dielectric waveguide resonator and a filter which can be built in a dielectric multilayer substrate.

【0002】[0002]

【従来技術】図8に従来技術の導波管フィルタの例を示
す。31は導波管、32は入力ポート、33は出力ポー
ト、35、36及び37は共振器である。この導波管フ
ィルタは、導波管の一部にくびれ部34を設け、その間
に導波管共振器35、36、37を設けることにより3
段のフィルタを形成したものである。各共振器35、3
6、37の特性および共振器の段数を調整することによ
り全体のフィルタとしての特性を制御する。
2. Description of the Related Art FIG. 8 shows an example of a conventional waveguide filter. 31 is a waveguide, 32 is an input port, 33 is an output port, and 35, 36 and 37 are resonators. In this waveguide filter, a constricted portion 34 is provided in a part of the waveguide, and waveguide resonators 35, 36, and 37 are provided therebetween.
This is a stage filter formed. Each resonator 35, 3
By adjusting the characteristics of 6, 37 and the number of resonator stages, the characteristics of the whole filter are controlled.

【0003】このような構造の導波管フィルタは、通常
の導波管壁がすべて金属板からなる導波管では非常に作
りにくい構造となっている。そこで、USP53829
31では、この構造を誘電体シートを積層して形成した
誘電体導波管内に設けることが提案されている。そこに
挙げられた一つに、図9に示すように、誘電体基板内
に、導体ビア38を信号波長の1/2未満の間隔で配置
してこれをE面とし、導体ビアの配列によって共振器3
9を形成して全体としてフィルタ構造を形成したものが
示されている。この構造は従来の積層技術を応用して製
造できる点で有利である。
[0003] The waveguide filter having such a structure has a structure that is very difficult to form with a waveguide in which a normal waveguide wall is entirely made of a metal plate. So, USP53829
No. 31 proposes that this structure be provided in a dielectric waveguide formed by laminating dielectric sheets. As one of the above, as shown in FIG. 9, conductor vias 38 are arranged in a dielectric substrate at intervals of less than 1/2 of a signal wavelength, and this is set as an E plane. Resonator 3
9 is formed to form a filter structure as a whole. This structure is advantageous in that it can be manufactured by applying a conventional lamination technique.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
図9に示した誘電体導波管フィルタには以下の問題点が
ある。まず、第1に、製造上、導体ビア径とそのピッチ
には制限がある。例えば、ビア径φ0.2mmの場合、
ビアピッチは0.5mm以上とすることが望まれる。こ
れはビアピッチがあまり狭くなると、ビア間にクラック
が入る恐れがあり信頼性が劣るためである。
However, the dielectric waveguide filter shown in FIG. 9 has the following problems. First, there are restrictions on the diameter of conductor vias and their pitch in manufacturing. For example, when the via diameter is φ0.2 mm,
It is desired that the via pitch is 0.5 mm or more. This is because if the via pitch is too narrow, cracks may occur between the vias, resulting in poor reliability.

【0005】第2に、導体ビア38は誘電体導波管のE
面を形成するものであるため、原理的に、最大でも信号
波長の1/2未満の間隔に設定しなければならない。そ
のために、図9(a)に示すように、利用する周波数が
低いとき、すなわち信号波長が長いときは、共振器39
のサイズが大きいため、ビアピッチを0.5mm以上と
しても、十分な数のビアで共振器39および誘電体導波
管を形成できるので問題はない。しかし、図9(b)に
示すように、利用する周波数が高くなると、共振器39
の長さが短くなるため、共振器39を囲む辺に配置でき
る導体ビア38は数個となってしまう。場合によって
は、上記のビアピッチの制限内では配置できない。ま
た、このような導体ビア38による誘電体導波管は、ビ
アピッチによって等価導波管サイズが変化するので非常
に設計しにくいものとなる。
[0005] Second, the conductive via 38 is formed of the dielectric waveguide E.
Since it forms a surface, in principle, it must be set at an interval of at most less than half the signal wavelength. Therefore, as shown in FIG. 9A, when the frequency to be used is low, that is, when the signal wavelength is long, the resonator 39 is used.
Is large, there is no problem even if the via pitch is 0.5 mm or more, since the resonator 39 and the dielectric waveguide can be formed with a sufficient number of vias. However, as shown in FIG. 9B, when the frequency used increases, the
Becomes short, the number of conductor vias 38 that can be arranged on the side surrounding the resonator 39 becomes several. In some cases, they cannot be arranged within the above-mentioned via pitch limitation. Further, since the equivalent waveguide size varies depending on the via pitch, it is very difficult to design the dielectric waveguide formed by the conductor via 38.

【0006】従って、本発明は、信号周波数の高低に係
わらず、設計および製造が容易な共振器、またはフィル
タを提供することを目的とするものである。
Accordingly, it is an object of the present invention to provide a resonator or a filter which can be easily designed and manufactured regardless of the level of a signal frequency.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題に
対して検討を重ねた結果、図9に示されるように、導体
ビアにより周波数に整合したサイズで囲むことによって
共振器を形成するのではなく、導体ビアを所定幅をもっ
て2列に同一間隔で配置し、その2列に配列した導体ビ
ア列の間に、誘電体基板の誘電率よりも高い誘電体を多
数埋め込んだ誘電体ビア群を形成することにより共振器
を形成し、これを連ねることにより、誘電体導波管フィ
ルタを形成できることを見出し、本発明に至った。
The present inventor has studied the above problem, and as a result, as shown in FIG. 9, a resonator is formed by surrounding the conductor via with a size matched to the frequency by a conductor via. Rather, a dielectric via in which conductive vias are arranged at equal intervals in two rows with a predetermined width, and a large number of dielectrics higher than the dielectric constant of the dielectric substrate are embedded between the two rows of conductive vias The inventors have found that a resonator can be formed by forming a group, and a dielectric waveguide filter can be formed by connecting the resonators, and the present invention has been accomplished.

【0008】即ち、本発明の誘電体導波管共振器は、誘
電体基板内に形成され、H面が導体層からなり、E面が
信号波長の1/2未満の間隔で配置された導体ビア群か
らなる誘電体導波管の一部にカットオフ導波路を形成
し、該カットオフ導波路内に、前記誘電体導波管を形成
する誘電体よりも高い誘電率を有する誘電体からなる誘
電体ビアを形成したを特徴とするものである。
That is, a dielectric waveguide resonator according to the present invention is formed in a dielectric substrate, wherein the H plane is formed of a conductor layer, and the E plane is arranged at an interval of less than half the signal wavelength. A cut-off waveguide is formed in a part of the dielectric waveguide composed of the via group, and a dielectric having a higher dielectric constant than the dielectric forming the dielectric waveguide is formed in the cut-off waveguide. A dielectric via is formed.

【0009】なお、上記の誘電体導波管共振器におい
て、前記導体ビア群からなるE面内に、隣接する導体ビ
ア同士を電気的に接続する導体帯を形成することによっ
て、誘電体導波管を数層で形成でき厚くすることができ
るので、損失を小さくすることができる。
In the above dielectric waveguide resonator, a conductor band for electrically connecting adjacent conductor vias is formed in the E plane formed by the group of conductor vias, thereby forming a dielectric waveguide. Since the tube can be formed with several layers and can be made thick, the loss can be reduced.

【0010】また、誘電体ビアは複数個設けることによ
って、共振周波数を調整することができ、それらの配置
を変えることによって共振特性を調整することが可能と
なる。特に、誘電体ビアは、カットオフ導波路の中心軸
上、および/または複数個の誘電体ビアを中心軸上に対
して対照となる位置に配列すると、実効誘電率をより大
きくする効果を有する。
Further, by providing a plurality of dielectric vias, the resonance frequency can be adjusted, and the resonance characteristics can be adjusted by changing the arrangement of the dielectric vias. In particular, when the dielectric vias are arranged on the central axis of the cut-off waveguide and / or a plurality of dielectric vias are arranged at symmetric positions with respect to the central axis, the dielectric via has an effect of increasing the effective dielectric constant. .

【0011】なお、前記誘電体導波管を形成する誘電体
が、低温焼成磁器であり、導体ビアが銅、アルミニウ
ム、銀などの低抵抗金属からなることによって、導体損
などの発生を低減することができる。
The dielectric forming the dielectric waveguide is a low-temperature fired porcelain, and the conductor via is made of a low-resistance metal such as copper, aluminum or silver, thereby reducing the occurrence of conductor loss and the like. be able to.

【0012】特に、前記誘電体ビアの誘電率は、誘電体
導波管における誘電体よりも2倍以上高いことによって
共振器としての性能を高めることができる。
In particular, the dielectric constant of the dielectric via is twice or more higher than the dielectric of the dielectric waveguide, so that the performance as a resonator can be improved.

【0013】そして、上記の誘電体導波管共振器を直列
に複数配列することによって、フィルタを形成すること
ができる。
A filter can be formed by arranging a plurality of dielectric waveguide resonators in series.

【0014】本発明の誘電体導波管共振器およびフィル
タによれば、一定の幅を持つカットオフ導波路内に誘電
体導波管を形成する誘電体材料の誘電率よりも高い誘電
率の誘電体ビアを形成することによって共振器を形成す
ることができるので、信号周波数が高い場合でも、共振
器を形成する誘電体導波管の幅を一定のままで形成で
き、また誘電体導波管の側壁を形成する導体ビアは一定
のピッチで形成することができ、設計が容易であり、製
造も容易である。
According to the dielectric waveguide resonator and the filter of the present invention, a dielectric material having a dielectric constant higher than the dielectric material of the dielectric material forming the dielectric waveguide in the cut-off waveguide having a fixed width. Since the resonator can be formed by forming the dielectric via, even when the signal frequency is high, the width of the dielectric waveguide forming the resonator can be formed with a constant width, and the dielectric waveguide can be formed. The conductor vias forming the side wall of the tube can be formed at a constant pitch, and are easy to design and easy to manufacture.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
1乃至図3をもとに説明する。図1は、本発明における
誘電体導波管の詳細な構造を説明するための斜視図であ
り、図2、図3は、本発明の誘電体導波管共振器および
フィルタの一実施形態を示す概略斜視図である。なお、
図面では、いずれも誘電体を除いた透過図で示し、図2
では、導波管のE面における導体ビアは、疑似導体壁を
形成しているものとして省略した。図中、1は誘電体導
波管、2は入力ポート、3は出力ポート、4は共振器で
ある。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 is a perspective view for explaining a detailed structure of a dielectric waveguide according to the present invention. FIGS. 2 and 3 show one embodiment of a dielectric waveguide resonator and a filter according to the present invention. It is a schematic perspective view shown. In addition,
In the drawings, all are shown in a transmission diagram without the dielectric, and FIG.
In the above, the conductor via on the E-plane of the waveguide is omitted as it forms a pseudo conductor wall. In the figure, 1 is a dielectric waveguide, 2 is an input port, 3 is an output port, and 4 is a resonator.

【0016】本発明における誘電体導波管1は、図1に
示すように、所定の誘電体の上下に一対の導体層1a、
1bが所定の間隔tにて平行に配置されてH面を形成し
ており、その導体層1a、1bを電気的に接続するよう
に、導体層1a、1bに対して垂直にE面、即ち側壁を
形成すべく、所定の間隔xで導体ビア1cが幅zで2列
に配設されている。この導体ビア1c同士の間隔xは、
信号波長の1/2未満の間隔に設定される。また、導波
管の幅w1は、通常、信号波長の0.65倍〜0.95
倍に設定される。また、導体層1a、1b間の間隔t
は、w1/2に設定される。この導体ビア1c同士の間
隔xは、信号の漏れを側壁からのもれを防止する上で重
要である。
As shown in FIG. 1, a dielectric waveguide 1 according to the present invention has a pair of conductor layers 1a above and below a predetermined dielectric.
1b are arranged in parallel at a predetermined interval t to form an H plane, and an E plane perpendicular to the conductor layers 1a and 1b, that is, so as to electrically connect the conductor layers 1a and 1b, ie, Conductor vias 1c are arranged in two rows with a width z at a predetermined interval x to form side walls. The distance x between the conductor vias 1c is
The interval is set to less than 1/2 of the signal wavelength. The width w1 of the waveguide is usually 0.65 to 0.95 times the signal wavelength.
Set to double. Also, the interval t between the conductor layers 1a and 1b
Is set to w1 / 2. The distance x between the conductor vias 1c is important for preventing signal leakage from leaking from the side wall.

【0017】また、誘電体導波管1においては、導体ビ
ア1c群に対して、各列ごとに、隣接する導体ビア1c
同士を電気的に接続する導体帯1dを導体層1a、1b
と平行に形成することによって、誘電体導波管1の側壁
を導体ビア1cと導体帯1dによる導体からなる格子に
よって形成できるために、この側壁(E面)からの信号
の漏れを防止することができる。
Further, in the dielectric waveguide 1, the conductor vias 1c adjacent to the conductor vias 1c
The conductor band 1d for electrically connecting the conductor bands to the conductor layers 1a and 1b
When the dielectric waveguide 1 is formed in parallel, the side wall of the dielectric waveguide 1 can be formed by a grid composed of the conductor formed by the conductor via 1c and the conductor band 1d. Can be.

【0018】一方、図2の誘電体導波管共振器1によれ
ば、図1の誘電体導波管を基本構造とするものであり、
誘電体導波管1の一方の端部に入力ポート2が、また他
方の端部に出力ポート3が設けられている。そして、入
力ポート2と出力ポート3との間には、導波管の幅w1
よりも狭いw2で形成された部分が形成されている。こ
のように信号が伝送可能な導波管幅w1よりも狭くす
る、具体的には、信号波長の1/2未満に設定すると、
この部分で信号は伝搬できなくなる。このような部分を
カットオフ導波路dと言う。
On the other hand, according to the dielectric waveguide resonator 1 of FIG. 2, the dielectric waveguide of FIG. 1 has a basic structure.
An input port 2 is provided at one end of the dielectric waveguide 1, and an output port 3 is provided at the other end. And, between the input port 2 and the output port 3, the width w1 of the waveguide
A portion formed by w2 which is narrower than that is formed. As described above, when the width is set to be smaller than the waveguide width w1 through which a signal can be transmitted, specifically, when the width is set to less than 1 / of the signal wavelength,
In this part, the signal cannot be propagated. Such a portion is called a cutoff waveguide d.

【0019】本発明によれば、このカットオフ導波路d
領域内に、誘電体導波管1の上下に形成された導体層1
a、1bとを接続するように、誘電体を貫通してビアが
形成されており、そのビア内に誘電体導波管における誘
電体の誘電率εrよりも高い誘電率εdを有する誘電体
を充填してなる誘電体ビア5が形成されている。また、
図2の誘電体導波管共振器によれば、3つの誘電体ビア
5が導波管の中心軸に沿って中心間距離aをもって一列
に配置されている。このように、カットオフ導波路d内
に、上記の誘電体ビア5を形成することによって、カッ
トオフ導波路d内の一部の実効誘電率を高くすることに
よって、共振器4が形成される。
According to the present invention, the cut-off waveguide d
In the region, the conductor layers 1 formed above and below the dielectric waveguide 1
a, a via is formed through the dielectric so as to connect the dielectric with the dielectric having a dielectric constant εd higher than the dielectric constant εr of the dielectric in the dielectric waveguide in the via. Filled dielectric vias 5 are formed. Also,
According to the dielectric waveguide resonator of FIG. 2, three dielectric vias 5 are arranged in a line along the central axis of the waveguide with a center distance a. As described above, the resonator 4 is formed by forming the dielectric via 5 in the cut-off waveguide d and increasing the effective permittivity of a part of the cut-off waveguide d. .

【0020】この誘電体ビア5は、1個でも複数個でも
よいが、一部の実効誘電率を高くする上では、複数個形
成することが望ましい。また、複数の誘電体ビア5は、
カットオフ導波路d内において、図2のように一列に配
置することができる他、図3のように、2列に配置して
もよい。このように2列に配置すると、図2のような一
列の場合に比較して、共振器の長さを短くすることがで
きるというメリットがある。
The number of the dielectric vias 5 may be one or more. However, in order to partially increase the effective dielectric constant, it is desirable to form a plurality of the dielectric vias. Also, the plurality of dielectric vias 5
In the cut-off waveguide d, they may be arranged in a line as shown in FIG. 2 or may be arranged in two lines as shown in FIG. Arranging in two rows in this manner has an advantage that the length of the resonator can be reduced as compared with the case of one row as shown in FIG.

【0021】また、共振器4の共振周波数は、誘電体ビ
ア5内に充填される誘電体の誘電率εdやその数、又は
導波管の幅方向の位置によって調整することができる。
特に充填される誘電体の誘電率εdは、誘電体導波管に
おける誘電体の誘電率εrに対して、2倍以上であるこ
とが望ましい。
The resonance frequency of the resonator 4 can be adjusted by the dielectric constant εd of the dielectric filled in the dielectric via 5, its number, or the position in the width direction of the waveguide.
In particular, the dielectric constant εd of the dielectric to be filled is desirably at least twice the dielectric constant εr of the dielectric in the dielectric waveguide.

【0022】また、誘電体ビア5の直径は、必要な共振
特性を考慮して定められるが、加工の観点からは、誘電
体導波管を形成する誘電体シートの厚みの2倍以下であ
ることが望ましい。
The diameter of the dielectric via 5 is determined in consideration of necessary resonance characteristics. From the viewpoint of processing, the diameter is not more than twice the thickness of the dielectric sheet forming the dielectric waveguide. It is desirable.

【0023】さらに、図4は別の本発明の一実施形態を
示す概略斜視図である。この図4の誘電体導波管共振器
は、カットオフ導波路d内に、3つの共振器4a、4
b、4cを形成したものである。この場合、カットオフ
導波路d内においては、各共振器において、誘電体ビア
5a、5b、5cがそれぞれ中心間距離a1、a2、a3
をもって配置されている。そして、共振器4a、4b、
4cは、e1、e2の間隔で互いに離間して形成されてい
る。
FIG. 4 is a schematic perspective view showing another embodiment of the present invention. The dielectric waveguide resonator of FIG. 4 includes three resonators 4a, 4a in a cutoff waveguide d.
b, 4c. In this case, the cut-off in the waveguide d, in each resonator, the dielectric vias 5a, 5b, between the centers 5c respectively distances a 1, a 2, a 3
It is arranged with. And the resonators 4a, 4b,
4c are formed apart from each other at intervals of e 1 and e 2 .

【0024】かかる構造の共振器においては、共振器4
a、4b、4cの共振器の特性、即ち、誘電体ビア5
a、5b、5cの各配置やカットオフ導波路の長さdL
を調整することにより、中心周波数から外れた帯域で、
減衰量を調整することができる。
In the resonator having such a structure, the resonator 4
a, 4b, and 4c, ie, the dielectric via 5
a, 5b, 5c and the length dL of the cut-off waveguide
By adjusting the in the band outside the center frequency,
The amount of attenuation can be adjusted.

【0025】なお、共振器特性の調整は、各誘電体ビア
5の比誘電率を調整することによっても調整できる。ま
た、上記図2、図3、図4の3つの実施例の形態では、
誘電体ビア5は導体層1aから導体層1bまで誘電体導
波管を貫通したものになっているが、誘電体ビア5は必
ずしも導体層1aと導体層1b内の誘電体を貫通する必
要はなく、例えば、誘電体導波管自体を多層の誘電体層
の積層体によって形成する場合、導体層1aと導体層1
bとの間の特定の誘電体層にのみ誘電体ビアを形成する
ことができる。
The resonator characteristics can be adjusted by adjusting the relative permittivity of each dielectric via 5. Further, in the above-described three embodiments shown in FIGS. 2, 3, and 4,
Although the dielectric via 5 penetrates the dielectric waveguide from the conductor layer 1a to the conductor layer 1b, the dielectric via 5 does not necessarily need to penetrate the conductor layer 1a and the dielectric in the conductor layer 1b. For example, in the case where the dielectric waveguide itself is formed by a laminate of multiple dielectric layers, the conductor layers 1a and 1
The dielectric via can be formed only in a specific dielectric layer between the first and second dielectric layers.

【0026】またさらに、この誘電体導波管を形成する
誘電体材料は、低温で焼成可能なセラミック材料である
ことが望ましい。これは、本発明に基づき、誘電体ビア
5には誘電体導波管における誘電体材料とは異なる誘電
体材料を埋め込む必要があるが、その場合、焼成時に誘
電体材料と誘電体ビアの材料との反応を極力避けるため
である。特に、1050℃以下の温度で焼成可能な材料
を用いると、E面を形成してなる導体ビア1cや導体帯
1dを銅、銀、アルミニウムの群から選ばれる少なくと
も1種の低抵抗金属とともに形成することができる。低
温焼成可能なセラミック材料としては、例えば、ホウ珪
酸系ガラス粉末、あるいはガラス粉末10〜90体積%
と、アルミナ、シリカ、ムライト、窒化アルミニウムの
群から選ばれる少なくとも1種を10〜90体積%の割
合で配合し、800〜1050℃の温度で焼成すること
ができる。
Further, it is desirable that the dielectric material forming the dielectric waveguide be a ceramic material which can be fired at a low temperature. According to the present invention, it is necessary to embed a dielectric material different from the dielectric material in the dielectric waveguide in the dielectric via 5 according to the present invention. This is to minimize the reaction with In particular, when a material that can be fired at a temperature of 1050 ° C. or less is used, the conductor via 1c and the conductor band 1d that form the E plane are formed together with at least one low-resistance metal selected from the group consisting of copper, silver, and aluminum. can do. Examples of the ceramic material which can be fired at a low temperature include, for example, borosilicate glass powder or 10 to 90% by volume of glass powder.
And at least one selected from the group consisting of alumina, silica, mullite, and aluminum nitride at a ratio of 10 to 90% by volume and firing at a temperature of 800 to 1050 ° C.

【0027】このような本発明の誘電体導波管共振器
は、例えば、複数のセラミックグリーンシートにそれぞ
れ導体層1a、1b、導体ビア1c、導体帯1dを導体
ペーストを印刷塗布する、あるいは金属箔などを用いて
パターニングする。それと同時に所定のビア内に誘電体
ペーストを充填する。このようにして作成した各グリー
ンシートを位置合わせして積層一体化した後に所定の温
度で焼成することによって作製することができる。
In the dielectric waveguide resonator of the present invention, for example, the conductor layers 1a and 1b, the conductor vias 1c, and the conductor bands 1d are printed and applied with a conductor paste on a plurality of ceramic green sheets, respectively. Patterning is performed using a foil or the like. At the same time, a predetermined via is filled with a dielectric paste. The green sheets thus produced can be produced by aligning the laminated sheets, laminating and integrating them, and then firing them at a predetermined temperature.

【0028】なお、フィルタは、所定の共振特性を有す
る誘電体導波管共振器を組み合わせることによって形成
することができる。
The filter can be formed by combining dielectric waveguide resonators having predetermined resonance characteristics.

【0029】[0029]

【実施例】実施例1 図2の本発明の実施形態に基づく共振器を直列に接続し
てフィルタを作製してその共振器特性を図5に示した。
このフィルタにおけるパラメータはつぎのようにした。
基本の誘電体導波管は、比誘電率εr=4.9、導波管
幅W1=1.6mm、導波管厚みt=0.48mmと
し、共振器4は、カットオフ導波路の幅W 2=0.8m
m、カットオフ導波路長さdL=2.6mm、誘電体ビ
ア内の誘電体の比誘電率εd=20.0、誘電体ビア径
b=φ0.2mm、誘電体ビアピッチ(中心間距離)a
=0.5mmとした。また、誘電体ビア5はカットオフ
導波路dの中心軸上に一列に配置した。
EXAMPLE 1 A resonator according to an embodiment of the present invention shown in FIG. 2 was connected in series.
FIG. 5 shows the resonator characteristics.
The parameters in this filter were as follows.
The basic dielectric waveguide has a relative permittivity εr = 4.9 and a waveguide
Width W1= 1.6 mm, waveguide thickness t = 0.48 mm
The resonator 4 has a width W of the cut-off waveguide. Two= 0.8m
m, cut-off waveguide length dL = 2.6 mm, dielectric
A) The relative permittivity εd of the dielectric in the dielectric layer = 20.0, and the diameter of the dielectric via
b = φ0.2mm, dielectric via pitch (center-to-center distance) a
= 0.5 mm. The dielectric via 5 is cut off.
They were arranged in a line on the central axis of the waveguide d.

【0030】この場合、図5に示す通り、共振周波数は
73.2GHz、周波数帯域は0.5GHzの特性が得
られており、このような構造が共振器として機能してい
ることがわかる。
In this case, as shown in FIG. 5, a characteristic having a resonance frequency of 73.2 GHz and a frequency band of 0.5 GHz are obtained, which indicates that such a structure functions as a resonator.

【0031】実施例2 図3の本発明の実施形態に基づく共振器によってフィル
タを作製してその共振器特性を図6に示した。図6のフ
ィルタにおけるパラメータは次のようにした。基本の誘
電体導波管は実施例1と同じに設定した。共振器4は、
カットオフ導波路幅W2=0.8mm、カットオフ導波
路長さdL=2.0mm、誘電体ビアの比誘電率εd=
20.0、誘電体ビア径b=φ0.2mm、誘電体ビア
ピッチa=0.4mmとした。また、誘電体ビア群はカ
ットオフ導波路の中央に配置した。
Example 2 A filter was manufactured using a resonator based on the embodiment of the present invention shown in FIG. 3, and the resonator characteristics were shown in FIG. The parameters in the filter of FIG. 6 were as follows. The basic dielectric waveguide was set the same as in the first embodiment. The resonator 4 is
Cut-off waveguide width W 2 = 0.8 mm, cut-off waveguide length dL = 2.0 mm, dielectric constant εd of dielectric via =
20.0, dielectric via diameter b = φ0.2 mm, and dielectric via pitch a = 0.4 mm. The dielectric via group was arranged at the center of the cutoff waveguide.

【0032】この場合、共振周波数は74.1GHz、
周波数帯域は0.9GHzの特性が得られており、共振
器として機能していることがわかる。実施例1による図
5と比較してわかるように、誘電体ビアの配置やカット
オフ導波路長さを調整することにより、共振特性を調整
できることがわかる。
In this case, the resonance frequency is 74.1 GHz,
The frequency band has a characteristic of 0.9 GHz, which indicates that it functions as a resonator. As can be seen from comparison with FIG. 5 according to the first embodiment, it is understood that the resonance characteristics can be adjusted by adjusting the arrangement of the dielectric vias and the length of the cutoff waveguide.

【0033】実施例3 図4の本発明の実施形態に基づく共振器によってフィル
タを作製してその共振器特性を図7に示した。図4のフ
ィルタにおけるパラメータは次のようにした。基本の誘
電体導波管は実施例1と同じ、共振器4は、カットオフ
導波路幅W2=0.8mm、カットオフ導波路長さdL
=7.2mm、誘電体ビア5a、5b、5cの比誘電率
εd=20.0、誘電体ビア径b=φ0.2mm、誘電
体ビアピッチ(a1、a2、a3)=0.5mm、誘電体
ビア群の距離(e1=1.57mm、e2=1.57mm
とした。また、共振器4a、4bおよび4cの誘電体ビ
ア群はカットオフ導波路の中央に一列に配置した。また
共振器4の誘電体ビア群はカットオフ導波路の中央部か
ら0.03mmずらした位置に配置した。
Example 3 A filter was manufactured by using a resonator based on the embodiment of the present invention shown in FIG. 4, and the resonator characteristics were shown in FIG. The parameters in the filter of FIG. 4 were as follows. The basic dielectric waveguide is the same as that of the first embodiment. The resonator 4 has a cut-off waveguide width W 2 = 0.8 mm and a cut-off waveguide length dL.
= 7.2 mm, relative permittivity εd of dielectric vias 5a, 5b, 5c = 20.0, dielectric via diameter b = φ0.2 mm, dielectric via pitch (a 1 , a 2 , a 3 ) = 0.5 mm , Distance between the dielectric via groups (e 1 = 1.57 mm, e 2 = 1.57 mm
And The dielectric vias of the resonators 4a, 4b and 4c were arranged in a line at the center of the cutoff waveguide. The dielectric via group of the resonator 4 was arranged at a position shifted by 0.03 mm from the center of the cutoff waveguide.

【0034】この場合、中心周波数は73.3GHz、
周波数帯域は0.7GHzの特性が得られており、中心
周波数の両側±1GHzでは−20dB以下の減衰があ
るフィルタとして機能していることがわかる。
In this case, the center frequency is 73.3 GHz,
The frequency band has a characteristic of 0.7 GHz, and it can be seen that the filter functions as a filter having an attenuation of -20 dB or less at ± 1 GHz on both sides of the center frequency.

【0035】[0035]

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の誘電体導波
管共振器およびフィルタによれば、信号周波数の高低に
係わらず、側壁が導体ビアまたは導体ビアと導体層から
形成れる誘電体導波管を容易に形成することができるた
めに、共振器やフィルタの設計が容易となる。さらに、
従来の多層基板の製造方法に従い、種々の多層基板内に
容易に共振器やフィルタを内蔵させることができる。
As described above in detail, according to the dielectric waveguide resonator and the filter of the present invention, regardless of the level of the signal frequency, the side wall is formed by the conductor via or the conductor via and the conductor layer. Since the waveguide can be easily formed, the design of the resonator and the filter is facilitated. further,
According to a conventional method of manufacturing a multilayer substrate, a resonator and a filter can be easily incorporated in various multilayer substrates.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明における誘電体導波管の構造を説明する
ための概略斜視図である。
FIG. 1 is a schematic perspective view for explaining the structure of a dielectric waveguide according to the present invention.

【図2】本発明の誘電体導波管共振器の一実施形態を示
す概略斜視図である。
FIG. 2 is a schematic perspective view showing one embodiment of the dielectric waveguide resonator of the present invention.

【図3】本発明の誘電体導波管共振器の他の実施形態を
示す概略斜視図である。
FIG. 3 is a schematic perspective view showing another embodiment of the dielectric waveguide resonator of the present invention.

【図4】本発明の誘電体導波管共振器のさらに他の実施
形態を示す概略斜視図である。
FIG. 4 is a schematic perspective view showing still another embodiment of the dielectric waveguide resonator of the present invention.

【図5】図2の共振器によって作製したフィルタの共振
器特性を示す。
FIG. 5 shows resonator characteristics of a filter manufactured by using the resonator shown in FIG. 2;

【図6】図3の共振器によって作製したフィルタの共振
器特性を示す。
FIG. 6 shows resonator characteristics of a filter manufactured by using the resonator shown in FIG.

【図7】図4の共振器によって作製したフィルタの共振
器特性を示す。
FIG. 7 shows the resonator characteristics of a filter manufactured by using the resonator shown in FIG.

【図8】従来の導波管フィルタの構造を説明するための
概略斜視図である。
FIG. 8 is a schematic perspective view for explaining the structure of a conventional waveguide filter.

【図9】従来の誘電体導波管によるフィルタの構造を説
明するための概略平面図である。
FIG. 9 is a schematic plan view for explaining the structure of a filter using a conventional dielectric waveguide.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 誘電体導波管 1a、1b 導体層 1c 導体ビア 1d 導体帯 2 入力ポート 3 出力ポート 4 共振器 5 誘電体ビア d カットオフ導体路 Reference Signs List 1 dielectric waveguide 1a, 1b conductor layer 1c conductor via 1d conductor band 2 input port 3 output port 4 resonator 5 dielectric via d cut-off conductor path

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】誘電体基板内に形成され、H面が導体層か
らなり、E面が信号波長の1/2未満の間隔で配置され
た導体ビア群からなる誘電体導波管の一部にカットオフ
導波路を形成し、 該カットオフ導波路内に、前記誘電体導波管を形成する
誘電体よりも高い誘電率を有する誘電体からなる誘電体
ビアを形成してなることを特徴とする誘電体導波管共振
器。
1. A part of a dielectric waveguide formed in a dielectric substrate, wherein an H plane is formed of a conductor layer, and an E plane is formed of a group of conductor vias arranged at an interval of less than 1/2 of a signal wavelength. Forming a dielectric via made of a dielectric having a higher dielectric constant than the dielectric forming the dielectric waveguide in the cut-off waveguide. And a dielectric waveguide resonator.
【請求項2】前記導体ビア群からなるE面内に、隣接す
る導体ビア同士を電気的に接続する導体帯を形成したこ
とを特徴とする請求項1の誘電体導波管共振器。
2. The dielectric waveguide resonator according to claim 1, wherein a conductor band for electrically connecting adjacent conductor vias is formed in an E plane comprising said conductor via group.
【請求項3】複数の誘電体ビアからなることを特徴とす
る、請求項1または2の誘電体導波管共振器。
3. The dielectric waveguide resonator according to claim 1, comprising a plurality of dielectric vias.
【請求項4】複数の誘電体ビアの配置を変えて共振特性
を調整したことを特徴とする、請求項3記載の誘電体導
波管共振器。
4. The dielectric waveguide resonator according to claim 3, wherein the resonance characteristics are adjusted by changing the arrangement of the plurality of dielectric vias.
【請求項5】前記誘電体ビアが、前記カットオフ導波路
の中心軸上、または複数の誘電体ビアが中心軸上に対し
て対照となる位置に配列されてなることを特徴とする請
求項1乃至請求項4のいずれか記載の誘電体導波管共振
器。
5. The apparatus according to claim 1, wherein the dielectric vias are arranged on a central axis of the cut-off waveguide, or a plurality of dielectric vias are arranged at positions symmetrical with respect to the central axis. The dielectric waveguide resonator according to any one of claims 1 to 4.
【請求項6】前記誘電体導波管を形成する誘電体が、低
温焼成磁器であることを特徴とする請求項1乃至5のい
ずれか記載の誘電体導波管共振器。
6. The dielectric waveguide resonator according to claim 1, wherein the dielectric forming said dielectric waveguide is a low-temperature fired porcelain.
【請求項7】前記誘電体ビアの誘電率が、誘電体導波管
における誘電体よりも2倍以上高いことを特徴とする請
求項1乃至請求項6のいずれか記載の誘電体導波管共振
器。
7. The dielectric waveguide according to claim 1, wherein the dielectric via has a dielectric constant at least twice as high as that of the dielectric in the dielectric waveguide. Resonator.
【請求項8】請求項1乃至請求項7のいずれか記載の誘
電体導波管共振器を直列に複数配列してなること特徴と
するフィルタ。
8. A filter comprising a plurality of dielectric waveguide resonators according to claim 1 arranged in series.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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