JP2000031703A - 誘電体フィルタ、誘電体デュプレクサおよび通信機装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】誘電体フィルタの外部結合量調整時に、何度も
誘電体フィルタの分解、組み立てを繰り返す必要を無く
し、容易に外部結合量調整を行え、量産にも適した誘電
体フィルタを提供する。 【解決手段】互いに対向する二面に電極が形成された誘
電体基板20と、前記電極の互いに対向する位置に設けら
れた略同形の開口部21と、前記誘電体基板20の両側に所
定間隔を隔てて配置された上下ケース11、24とからなる
誘電体共振器22と、該誘電体共振器22と結合する入出力
結合手段30とを含んでなる誘電体フィルタ10であって、
前記入出力結合手段30が、マイクロストリップライン31
とプローブ32とから構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロ波やミリ
波帯で使用される誘電体フィルタ、誘電体デュプレクサ
および通信機装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の誘電体フィルタを、図7に基づい
て説明する。なお、図7は従来の誘電体フィルタの分解
斜視図である。図7に示すように従来の誘電体フィルタ1
10は、対向する二面に電極が形成された誘電体基板120
と、下ケース124および上ケース111とから構成されてい
る。誘電体基板120に形成された電極の中央部には、電
極が除去されることにより二つの円形の開口部121が形
成され、裏面電極の中央部における対向する位置にも同
形状の開口部が形成されている。この開口部121によっ
て規定される部分および上下のケースで誘電体共振器12
2を構成し、その開口部121の形状や誘電体基板120の厚
みなどによって、その共振周波数が決まる。

【０００３】下ケース124は、基板125と基板125上に搭
載された金属枠126とからなり、金属枠126には誘電体基
板120が搭載されるため、内部に段差部127が形成されて
いる。基板125表面の所定の部分には電極が形成され、
さらに基板125表面には入出力結合手段130として、マイ
クロストリップライン131が入力用・出力用にそれぞれ
形成されている。また、基板125裏面のほぼ全面に電極
が形成されている。そして、スルーホール129を通して
基板125表面のマイクロストリップライン131以外の電極
が基板125裏面の電極に導通されている。

【０００４】このような構成を有する誘電体フィルタ11
0では、下ケース124の内部段差部127に誘電体基板120が
搭載され、導電性接着剤などにより固定されている。ま
た、下ケース124の金属枠126の上に上ケース111が搭載
されて固定されている。そして、入出力結合手段130と
してのマイクロストリップライン131に入力信号が入力
されると、マイクロストリップライン131と誘電体共振
器122とが結合し、誘電体共振器122は共振する。さら
に、隣り合う誘電体共振器122同士が結合した後、出力
側のマイクロストリップライン131から信号が出力され
て、誘電体フィルタ110は、帯域通過フィルタとして機
能している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、誘電体フィ
ルタにおいては、入出力結合手段と誘電体共振器との外
部結合量により、誘電体フィルタの特性が変化する。し
たがって、所望の特性を有する誘電体フィルタを得るた
めには、共振周波数や共振器間結合係数の調整等の他に
外部結合量の調整を行わねばならない。

【０００６】しかしながら、従来の誘電体フィルタにお
いては、共振周波数や共振器間の結合係数に影響を与え
る誘電体基板上の電極パターンはフォトリソグラフィー
により寸法精度良く形成されるので、共振周波数や共振
器間の結合係数は無調整にできる。一方、マイクロスト
リップラインを用いた入出力結合手段と誘電体基板とは
別体であるので組み立て時のばらつきにより外部結合量
がばらついてしまい、調整が必要となる。外部結合量の
調整を行うには、一度誘電体フィルタを組み立てた後に
特性を計測し、その後再び誘電体フィルタを分解して、
マイクロストリップラインの配置や長さ等を変化させ、
さらに誘電体フィルタを組み立てて特性を計測しなけれ
ばならなかった。この分解・組み立て作業は非常に手間
のかかる作業であり、量産性に適さないという問題があ
った。さらに、マイクロストリップラインの配置や長さ
を変化させること自体が、非常に困難で手間がかかると
いう問題もあった。

【０００７】また、この誘電体フィルタはマイクロ波や
ミリ波帯域で使用されるため、その大きさは非常に小型
であり、例えば、19GHzで使用される誘電体フィルタの
大きさは19mm×13mm×4mm程度である。このような大き
さの誘電体フィルタにおいては、誘電体基板とケースと
の位置関係の変化が誘電体フィルタの特性に与える影響
は大きい。また一方で、一度分解した後にもう一度誘電
体フィルタを全く同じ状態に組み立て直すことは非常に
困難なことである。すなわち、外部結合量調整のため
に、マイクロストリップラインの配置や長さを変化させ
ても、誘電体基板とケースとの配置位置が前の状態から
微妙に変化していれば、誘電体フィルタの特性が変化し
てしまうので、調整が難しいという問題があった。

【０００８】本発明の誘電体フィルタ、誘電体デュプレ
クサおよび通信機装置は、上述の問題を鑑みてなされた
ものであり、これらの問題を解決し、容易に特性を調整
でき、量産性も向上した誘電体フィルタ、誘電体デュプ
レクサおよび通信機装置を提供することを目的としてい
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の誘電体フィルタは、互いに対向する二面に電極
が形成された誘電体基板と、前記二面の電極に設けられ
た開口部と、前記誘電体基板の所定間隔を隔てて配置さ
れた導体板とからなる誘電体共振器と、該誘電体共振器
と結合する入出力結合手段とを含んでなる誘電体フィル
タであって、前記入出力結合手段が、結合量不変部と結
合量可変部とから構成される。

【００１０】また、請求項2に係る誘電体フィルタは、
前記結合量不変部がストリップラインからなり、前記結
合量可変部が金属線からなる。

【００１１】さらに、請求項3に係る誘電体フィルタ
は、前記誘電体共振器が、前記導体板を含むケースに収
納されており、該ケースに前記結合量可変部調整に用い
る調整手段挿入のための孔が形成されている。

【００１２】これらにより、誘電体フィルタを組み立て
直すことなく誘電体フィルタの外部結合量を調整するこ
とができる。

【００１３】さらにまた、請求項4に係る誘電体フィル
タは、前記金属線が先端開放のプローブである。これに
より、入出力結合手段と誘電体共振器との結合が大きく
とれるため、誘電体フィルタの特性において、大きな結
合量が必要な場合には有利となる。

【００１４】さらにまた、請求項5に係る誘電体フィル
タは、前記入出力結合手段が、複数の前記ストリップラ
インと、該ストリップライン間に接続された前記金属線
とからなる。これにより、金属線は両端で固定されるた
め安定する。

【００１５】さらにまた、請求項6に係る誘電体フィル
タは、前記金属線が凸形状である。これにより、外部結
合量を変化させるための調整が行いやすくなる。

【００１６】さらにまた、請求項7に係る誘電体フィル
タは、前記孔に雌ネジが形成されており、前記結合量可
変部調整に用いる調整手段としてネジが挿入される。こ
れにより、ネジで微妙な調整を行えるようになる。

【００１７】さらにまた、本発明の誘電体デュプレクサ
は、少なくとも二つの誘電体フィルタと、該誘電体フィ
ルタのそれぞれに接続される入出力結合手段と、前記誘
電体フィルタに共通的に接続されるアンテナ接続用手段
とを含んでなる誘電体デュプレクサであって、前記誘電
体フィルタの少なくとも一つが前記請求項1ないし7記載
の誘電体フィルタである。

【００１８】さらにまた、本発明の通信機装置は、前記
請求項8記載の誘電体デュプレクサと、該誘電体デュプ
レクサの少なくとも一つの入出力結合手段に接続される
送信用回路と、該送信用回路に接続される前記入出力結
合手段と異なる少なくとも一つの入出力結合手段に接続
される受信用回路と、前記誘電体デュプレクサのアンテ
ナ接続用手段に接続されるアンテナとを含んでなる。

【００１９】これらにより、容易に外部結合量の調整を
行え、量産に適した誘電体デュプレクサおよび通信機装
置を供給することができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例である誘電
体フィルタを、図1に基づいて説明する。なお、図1は本
実施例の誘電体フィルタの分解斜視図である。図1に示
すように本実施例の誘電体フィルタ10は、対向する二面
に電極が形成された誘電体基板20と、下ケース24および
上ケース11とから構成されている。誘電体基板20に形成
された電極の中央部には、電極が除去されることにより
二つの円形の開口部21が形成され、裏面電極の中央部に
おける開口部21に対向する位置にも同形状の開口部が形
成されている。この開口部21によって規定される部分お
よび上下ケースで誘電体共振器22を構成し、その開口部
21の形状や誘電体基板20の厚みなどによって、その共振
周波数が決まる。

【００２１】下ケース24は、基板25と基板25上に搭載さ
れた金属枠26とからなり、金属枠26には誘電体基板20が
搭載されるため、内部に段差部27が形成されている。そ
して、金属枠26には外部結合量調整用の棒などを挿入す
るための孔28が形成されている。基板25表面の所定の部
分には電極が形成され、さらに基板25表面には入出力結
合手段30として、マイクロストリップライン31とそれに
接続される銅や鉄などからなる先端開放のプローブ32が
入力用・出力用にそれぞれ形成されている。また、基板
25裏面のほぼ全面に電極が形成されている。そして、ス
ルーホール29を通して基板25表面のマイクロストリップ
ライン31以外の電極が基板25裏面の電極に導通されてい
る。

【００２２】このような構成を有する誘電体フィルタ10
では、下ケース24の内部段差部27に誘電体基板20が搭載
され、導電性接着剤などにより固定されている。また、
下ケース24の金属枠26の上に上ケース11が搭載されて固
定されている。そして、マイクロストリップライン31お
よびプローブ32から構成される入出力結合手段30に入力
信号が入力されると、入出力結合手段30と誘電体共振器
22とが結合し、誘電体共振器22は共振する。さらに、隣
り合う誘電体共振器22同士が結合した後、出力側の入出
力結合手段30から信号が出力されることにより、誘電体
フィルタ10が、帯域通過フィルタとして機能している。

【００２３】上記のように、入出力結合手段30をマイク
ロストリップライン31とプローブ32とから構成し、下ケ
ース24に孔28を形成すると、誘電体フィルタ10を組み立
てた後に特性を計測し、もう一度誘電体フィルタ10を分
解することなく、孔28より棒などを挿入してプローブ32
の位置や形状を変化させることができる。そして、外部
結合量を所望の値に調整することができる。また、プロ
ーブ32を用いると、誘電体共振器22との結合が強くな
り、さらに先端開放であるため、変形させやすい。した
がって、大きな外部結合量を得たい場合や、外部結合量
の変化を大きくしたい場合など、場合に応じて所望の誘
電体フィルタを得ることができる。

【００２４】次に、本発明の第二の実施例である誘電体
フィルタを、図2に基づいて説明する。なお、先の実施
例と同一部には同符号を付し、詳細な説明は省略する。
図2に示すように、この実施例においても、誘電体フィ
ルタ10aは、誘電体基板20と、上ケース11および下ケー
ス24とから構成されている。但し、この実施例において
は、誘電体基板20に形成された開口部21aは矩形状であ
り、このように構成されると誘電体共振器22aにおける
電磁界の閉じ込め性が弱まる。したがって、入出力結合
手段30との結合が取り易くなる。

【００２５】また、入力用・出力用としての一対の入出
力結合手段30は、分離された二つのマイクロストリップ
ライン31と、その間に接続された金属線33とから構成さ
れており、金属線33は基板25と垂直な方向に凸形状であ
る。このような構成を有する誘電体フィルタ10において
は、下ケース24の金属枠26に形成された孔28に調整用の
棒を挿入して、入出力結合手段30の金属線33部分の形状
を変化させることにより外部結合量を調整する。

【００２６】このように、複数のマイクロストリップラ
イン31とその間に接続された金属線33とを組み合せる
と、金属線33の両端を固定できるために車載レーダに搭
載された場合などに外部から加わる振動などに対して
も、誘電体フィルタ10aの特性は安定する。

【００２７】さらに、本発明の第三の実施例である誘電
体フィルタを、図3に基づいて説明する。なお、全体の
構成は第一、第二の実施例と同一であるため、入出力結
合手段部分のみの図を用いて説明する。図3に示すよう
に、本実施例の入出力結合手段30は、分離された二つの
マイクロストリップライン31と、その間に接続された金
属線34とから構成されており、金属線34は、基板25と平
行な方向に凸形状である。第二の実施例と異なり、金属
線34を基板25と平行な方向に凸形状にすると、誘電体基
板との距離が大きくなるので、誘電体共振器との結合が
弱くなる。したがって、金属線34の形状を変化させて外
部結合量を調整するときにも、第二の実施例に比べて金
属線34の変化量に対する外部結合量の変化量が小さくな
るので、あまり大きく外部結合量を変化させたくない時
など微調整が必要な場合に用いると有利である。

【００２８】さらにまた、本発明の第四の実施例である
誘電体フィルタを、図4に基づいて説明する。なお、全
体の構成は第一、第二の実施例と同一であるため、入出
力結合手段部分のみの図を用いて説明する。図4に示す
ように、本実施例の入出力結合手段30は、分離された二
つのマイクロストリップライン31と、その間に接続され
た金属線33とから構成されており、金属線33は、基板25
と垂直な方向に凸形状である。また、金属線33下方の基
板25には孔28aが形成されており、その孔28aには雌ネジ
が切られている。入出力結合手段30と誘電体共振器との
外部結合量を調整する際には、樹脂などにより形成され
たネジ35を金属線33下方の孔28aより挿入し、ネジ35に
より金属線33を押し上げて金属線33の位置、形状を変化
させる。さらに、金属線33に弾性を有する金属を用いる
と、ネジ35を戻したときに金属線33の弾性により金属線
33の位置、形状も戻るので、双方向に外部結合量を変化
させることができる。

【００２９】なお、これらの実施例においては、金属線
の一方端を分離された一方のマイクロストリップライン
に接続したが、アース電極に接続してもよい。また、金
属線の形状は、平板タイプや円柱タイプのものなど、い
ずれであっても構わない。

【００３０】さらにまた、本発明の第五の実施例である
誘電体デュプレクサを、図5に基づいて説明する。な
お、図5は本実施例の誘電体デュプレクサの分解斜視図
である。図5に示すように、本実施例の誘電体デュプレ
クサ40は、誘電体基板20上の二つの開口部21a1、21a2で
構成される誘電体共振器22a1、22a2部分からなる第一誘
電体フィルタ部50aと、別の二つの誘電体共振器部分22a
3、22a4からなる第二誘電体フィルタ部50bとからなる。
第一誘電体フィルタ部50aを構成する二つの誘電体共振
器22a1、22a2は、磁界結合し送信用帯域通過フィルタと
なる。第二誘電体フィルタ部50bを構成する、第一誘電
体フィルタ部50aの誘電体共振器22a1、22a2とは異なる
共振周波数を有する二つの誘電体共振器22a3、22a4もま
た、磁界結合し受信用帯域通過フィルタとなる。第一誘
電体フィルタ部50aの誘電体共振器22a1に結合する入出
力結合手段30aは、外部の送信用回路に接続されてい
る。また、第二誘電体フィルタ部50bの誘電体共振器22a
4に結合する入出力結合手段30dは、外部の受信用回路に
接続されている。さらに、第一誘電体フィルタ部50aの
誘電体共振器22a2に結合する入出力結合手段30bと、第
二誘電体フィルタ部50bの誘電体共振器22a3に結合する
入出力結合手段30cとは、アンテナ接続用手段36として
のマイクロストリップライン31に共通に接続され、外部
のアンテナに接続されている。

【００３１】このような構成の誘電体デュプレクサ40
は、第一誘電体フィルタ部50aで所定の周波数を通過さ
せ、第二誘電体フィルタ部50bで先の周波数とは異なる
周波数を通過させる帯域通過誘電体デュプレクサとして
機能する。なお、第一誘電体フィルタ部50aと第二誘電
体フィルタ部50bとのアイソレーションをとるため、上
ケース11と下ケース24の第一誘電体フィルタ部50aと第
二誘電体フィルタ部50bとの間には仕切りを入れてい
る。

【００３２】この実施例における入出力結合手段30a〜3
0dもまた、マイクロストリップライン31とその間に接続
された金属線33とから構成されている。したがって、下
ケース24に形成された孔28から棒などを挿入して金属線
33の形状を変化させて外部結合量を調整することができ
る。

【００３３】さらにまた、本発明の第六の実施例である
通信機装置を、図6に基づいて説明する。なお、図6は本
実施例の通信機装置の概略図である。図6に示すよう
に、本実施例の通信機装置60は、誘電体デュプレクサ40
と、送信用回路51と、受信用回路52と、アンテナ53から
構成される。ここで誘電体デュプレクサ40は、第五の実
施例で示したものであり、図5における第一誘電体フィ
ルタ部50aと接続される入出力結合手段30aが、送信用回
路51に接続されており、第二誘電体フィルタ部50bと接
続される入出力結合手段30dが、受信用回路52に接続さ
れている。また、アンテナ接続用手段36は、アンテナ53
に接続されている。

【００３４】この実施例における入出力結合手段および
アンテナ接続用手段もまた、マイクロストリップライン
とその間に接続された金属線とから構成されている。し
たがって、下ケースに形成された孔から棒などを挿入し
て金属線の形状を変化させて外部結合量を調整すること
ができる。

【００３５】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、入出力結
合手段を結合量可変部と結合量不変部とから構成した。
これにより、結合量可変部を変化させることで、容易に
入出力結合手段と誘電体共振器との外部結合量を変化さ
せることができる。

【００３６】さらに具体的には、入出力結合手段をスト
リップラインとプローブや凸形状の金属線とから構成
し、下ケースに孔を形成した。これにより、組み立てや
分解を繰り返すことなく、外部結合量の調整を行うこと
ができ、量産にも適した誘電体フィルタ、誘電体デュプ
レクサおよび通信機装置を供給することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の誘電体フィルタの分解斜視図である。

【図２】本発明の第二の実施例における誘電体フィルタ
の分解斜視図である。

【図３】本発明の第三の実施例における誘電体フィルタ
の入出力結合手段部分の斜視図である。

【図４】本発明の第四の実施例における誘電体フィルタ
の入出力結合手段部分の斜視図である。

【図５】本発明の誘電体デュプレクサの分解斜視図であ
る。

【図６】本発明の通信機装置の概略図である。

【図７】従来の誘電体フィルタの分解斜視図である。

【符号の説明】

10,10a 誘電体フィルタ 11 上ケース 20 誘電体基板 21,21a,21a1〜21a4 開口部 22,22a,22a1〜22a4 誘電体共振器 24 下ケース 25 基板 26 金属枠 27 段差部 28,28a 孔 29 スルーホール 30,30a〜30d 入出力結合手段 31 マイクロストリップライン 32 プローブ 33,34 金属線 35 ネジ 36 アンテナ接続用手段 40 誘電体デュプレクサ 50a 第一誘電体フィルタ部 50b 第二誘電体フィルタ部 51 送信用回路 52 受信用回路 53 アンテナ 60 通信機装置

フロントページの続き (72)発明者 三上 重幸 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株式 会社村田製作所内 (72)発明者 井田 裕 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株式 会社村田製作所内 (72)発明者 金川 潔 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株式 会社村田製作所内 Ｆターム(参考） 5J006 HC03 HC12 HC24 JA01 KA11 LA11 LA25 NA01 NE11 NE13 PA01 PA03 PA06

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】互いに対向する二面に電極が形成された誘
   電体基板と、前記二面の電極に設けられた開口部と、前
   記誘電体基板の二面から所定間隔を隔てて配置された導
   体板とからなる誘電体共振器と、 該誘電体共振器と結合する入出力結合手段とを含んでな
   る誘電体フィルタであって、 前記入出力結合手段が、結合量不変部と結合量可変部と
   から構成されることを特徴とする誘電体フィルタ。
2. 【請求項２】前記結合量不変部がストリップラインから
   なり、前記結合量可変部が金属線からなることを特徴と
   する請求項1記載の誘電体フィルタ。
3. 【請求項３】前記誘電体共振器が、前記導体板を含むケ
   ースに収納されており、該ケースに前記結合量可変部調
   整に用いる調整手段挿入のための孔が形成されたことを
   特徴とする請求項1または2記載の誘電体フィルタ。
4. 【請求項４】前記金属線が先端開放のプローブであるこ
   とを特徴とする請求項2または3記載の誘電体フィルタ。
5. 【請求項５】前記入出力結合手段が、複数の前記ストリ
   ップラインと、該ストリップライン間に接続された前記
   金属線とからなることを特徴とする請求項2または3記載
   の誘電体フィルタ。
6. 【請求項６】前記金属線が凸形状であることを特徴とす
   る請求項2、3または5記載の誘電体フィルタ。
7. 【請求項７】前記孔に雌ネジが形成されており、前記結
   合量可変部調整に用いる調整手段としてネジが挿入され
   ることを特徴とする請求項3、4、5または6記載の誘電体
   フィルタ。
8. 【請求項８】少なくとも二つの誘電体フィルタと、該誘
   電体フィルタのそれぞれに接続される入出力結合手段
   と、前記誘電体フィルタに共通的に接続されるアンテナ
   接続用手段とを含んでなる誘電体デュプレクサであっ
   て、 前記誘電体フィルタの少なくとも一つが前記請求項1な
   いし7記載の誘電体フィルタであることを特徴とする誘
   電体デュプレクサ。
9. 【請求項９】前記請求項8記載の誘電体デュプレクサ
   と、該誘電体デュプレクサの少なくとも一つの入出力結
   合手段に接続される送信用回路と、該送信用回路に接続
   される前記入出力結合手段と異なる少なくとも一つの入
   出力結合手段に接続される受信用回路と、前記誘電体デ
   ュプレクサのアンテナ接続用手段に接続されるアンテナ
   とを含んでなることを特徴とする通信機装置。