[发明专利]谐振器、滤波器、双工器及通信设备

说明书

本发明涉及无线通信和电磁波收发信所使用的、例如微波频带或毫米波频带的谐振器、滤波器、双工器和通信设备。

作为用于微波频带和毫米波频带的可小型化的谐振器，日本发明专利公开公报1990年第96402公开了一种螺旋谐振器。在这种螺旋谐振器中，由于将谐振线制成螺旋形，所以在相同的占有面积内有较长的谐振线，实现了整体的小型化。

但上述传统的谐振器，是由一条半波长线构成一个谐振器。所以，传统的谐振器其电能集聚的区域和磁能集聚的区域偏置在各介质基片的特定区域上。更具体地说，电能累积在接近半波长线的开放端部分，磁能累积在接近半波长线中央的部分。

在这样一种由一条微带线构成的谐振器中，存在必然会发生由于微带线固有的边缘效应引起的特性减弱这一问题。即，观察线条的剖面可看到，电流集中在线条的边缘部(宽度方向的两端及厚度方向的上端、下端)。即使假定增加线条的膜的厚度，也由于发生电流集中的边缘部不会扩大，因此，必然会发生因边缘效应引起的功率损耗问题。

因此，为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种能有效抑制因线条边缘效应引起的功率损耗、且整体能更小型化的谐振器、滤波器、双工器以及通信设备。

这了达到上述目的，本发明的提供的谐振器，具有分别是多条线条的集合体，并使该多条线条的两端分别分布在所述基片上特定点周围的所述集合体实际上的内周边上和外周边上，且所述多条线条彼此不相交地配置的多个线条图案，将这些线条图案配置成相互绝缘状态，并且至少使一个线条图案的各线条成螺旋状，使其它线条图案的各线条与所述线条图案的各线条形状不相同。

此外，本发明的提供的谐振器，具有分别是多条成螺旋状线条的集合体，并使该多条线条的两端分别分布在基片上特定点周围的所述集合体实际上的内周边上和外周边上，且所述多条线条彼此不相交地配置的线条图案，该线条图案的实际上的内周部和外周部分别作为电压开放端起作用，谐振器以半波长的整数倍的谐振模式进行谐振，将利用所述谐振模式的电压波节与电压波腹的电位差或其一部分附加静电电容的另一线条图案配置成相对所述线条图案为绝缘状态。

根据上述的多个螺旋状导体图案，与某一条螺旋状线条相邻地存在形状基本相同的螺旋状线条。因此，从微观看实际存在物理上的端部，各线条端部会发生弱的边缘效应，但当将这些多条线条的集合体作为一个线路宏观地来看时，就可以说与线条的例如右侧相邻的是与该线条形状相同的线条的左侧边缘部，线条宽度方向的端部就消失。即，端部的存在被稀释。利用该作用，极有效地减少线条边缘部的电流集中，抑制整体功率损耗。

还有，通过使其它线条图案靠近各线条呈螺旋状的线条图案，将静电电容等价附加在上述螺旋状线条形成的线条图案上，以获得降低谐振频率的效果，预先缩短螺旋状线条的设定长度，以实现整体的小型化。此外，增加以相同直径形成线条图案时的线条数，以此可进一步提高降低损耗的效果。

使上述多个线条图案之中的至少一个线条图案例如为放射状的图案。

此外，上述多个线条图案之中的至少两个分别为呈螺旋状的多条线条的集合体，且螺旋的旋转方向相互相反。凭此来保持谐振引起的磁场能量，提高谐振器的Q值。

此外，上述多个线条图案之中的至少一个线条图案在谐振状态下，使基本等电位的局部之间相互导通。以此来有效抑制寄生谐振模式。

此外，上述线条图案的线条由超导体构成。凭此来提高谐振器的Q值，同时充分发挥超导体的低损耗性能，使在临界电流密度以下的电平时以高的Q值进行工作。

此外，使线条图案的各线条宽度比使用频率中的线条导体的趋肤深度程度或趋肤深度更窄。以此使距离能使为了保持穿过线条左右间隙的磁通而流过的电流发生左右干扰，抑制相位与谐振相位错开的无效电流。由此显著降低功率损耗。

本发明涉及的滤波器是设置与具有上述某一构成的谐振器结合的信号输入输出部而构成。此外，本发明涉及的双工器是将上述滤波器设置为发送滤波器或接收滤波器或发送、接收双方的滤波器而构成。以此降低插入损耗，并实现整体小型化。

本发明的通信设备使用上述滤波器或双工器构成。由此降低高频收发信部分的插入损耗，提高杂音特性、传输速度等的通信品质，并实现整体的小型化。

附图简介。

图1所示为多重螺旋线条构成的谐振器的构成图。

图2所示为将上述线条的图案从极座标变换成直角坐标后示出的图。

图3所示为谐振器的电磁场分布例子的图。

图4所示为另一谐振器的电磁场分布例子的图。