JP2000223909A - 誘電体フィルタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 入・出力電極の形成パターンを考慮しつつ狭
帯域対応を可能にした誘電体フィルタを提供する。 【解決手段】 外面に外導体１１を設けるとともに外面
から内部に延びる内導体形成穴の壁面に内導体１２、１
３を設けてなる誘電体ブロックを複数並設して一体形成
する。並設方向両外側の各誘電体ブロックの並設方向端
面に少なくとも位置させて外導体１１と遮断する断面凸
状の囲繞分離帯９、１０を設け、両分離帯の一方の内側
に入力電極７を設けるとともに他方の分離帯の内側に出
力電極８を設ける。これら入力電極７及び出力電極８を
それぞれ、両外側の誘電体ブロックにおける内導体形成
穴の開口近傍から入力電極７又は出力電極８に向かって
延びた通孔５、６壁に設けた導体を介して内導体１２、
１３に電気的に接続させている。入力電極７及び出力電
極８を両外側の誘電体ブロック端面の中央部にパターン
化して形成しつつ、上記通孔５、６によってあたかも短
絡端側寄りに入力電極及び出力電極を形成したと同様な
働きを持たせることができて狭帯域に対応することがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ギガヘルツ（ＧＨ
ｚ）帯の信号を扱う無線通信システムに用いて好適な狭
帯域用誘電体フィルタに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の誘電体フィルタ５１は、例えば図
６に示すように、外面に外導体６１を設けるとともに、
この外面から内部に延びる内導体形成穴の壁面に内導体
６２、６３を設けてなる２つの誘電体ブロックを一体形
成したものからなる。それぞれの内導体６２、６３は、
内導体と両側の端面５１ｃ、５１ｄとを連通した孔５
５、５６の壁面に形成した接続導体６５、６６を介し
て、これら端面５１ｃ、５１ｄから底面５１ｅにかけて
形成した断面Ｌ字型の入力電極５７、及び出力電極５８
に、それぞれ電気的に接続している。これら電極５７、
５８は、全面に導体を被覆した上記2つの誘電体ブロッ
クにおいて、予め形成した凸部を研削加工することによ
ってなる凸状の囲繞分離帯５９、６０によって、外導体
６１と電気的に遮断した導体からなる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで一般に誘電体
フィルタは、その使用される周波数と特性によって、誘
電体フィルタ自体の大きさとともに入出力位置が変わっ
てしまうという性質を持っている。例えば、図６に示し
たλ／４タイプの誘電体フィルタの場合、通過帯域が広
いときには入・出力電極の位置は、ほぼの両側端面の中
央部側言い換えればハイインピーダンス側にあるが、通
過帯域が狭いときは内導体形成穴の開口端側すなわち短
絡端寄り言い換えればローインピーダンス側に片寄る。
しかしながら、狭帯域対応誘電体フィルタの場合、入・
出力電極を形成するための分離帯の位置的形成上の制約
から、極端に分離帯を短絡端側に近づけて形成すること
ができなかった。そのため、ＧＰＳ用やスぺクトル拡散
方式無線用等の比帯域幅が１％以下の無線通信システム
に図６に示した誘電体フィルタを適用した場合、通過帯
域近傍の減衰度を充分とれなかったという問題があっ
た。本発明の目的は、入・出力電極の形成パターンを考
慮しつつ狭帯域対応を可能にした誘電体フィルタを提供
することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明に係る狭帯域用誘
電体フィルタは、外面に外導体を設けるとともに前記外
面から内部に延びる内導体形成穴の壁面に内導体を設け
てなる誘電体ブロックを複数並設して一体形成し、並設
方向両外側の各誘電体ブロックの前記並設方向端面に少
なくとも位置させて前記外導体と遮断する断面凸状の囲
繞分離帯を設け、両分離帯の一方の内側に入力電極を設
けるとともに他方の分離帯の内側には出力電極を設け、
これら入力電極及び出力電極をそれぞれ、前記両外側の
誘電体ブロックにおける前記内導体形成穴の開口近傍か
ら前記入力電極又は出力電極に向かって延びた通孔壁に
設けた導体を介して前記内導体に電気的に接続させてい
る。

【０００５】この誘電体フィルタによれば、入力電極及
び出力電極を両外側の誘電体ブロック端面の中央部にパ
ターン化して形成しつつ、通孔によってあたかも内導体
形成穴の開口側すなわち短絡端側寄りに入力電極及び出
力電極を形成したと同様な働きを持たせることができて
狭帯域に対応することができる。ここにおいて、狭帯域
は、例えば比帯域幅即ち中心周波数に対する通過帯域幅
の比が０．４％ないし１．０％を示す。なお、上記連通
孔は直線的であることが望ましいが、入力電極、接続導
体及び内導体が形成するＬ値と、出力電極、接続導体及
び内導体が形成するＬ値とを所望の値に設定できるので
あれば、特に直線的である必要はなく、弧状又は蛇行状
等の形状であってもよい。

【０００６】また本発明に係る狭帯域用誘電体フィルタ
は、上記囲繞分離帯が、上記並設方向両外側の各誘電体
ブロックの上記並設方向端面から該ブロックの底面に亘
って設けられているものが望ましい。かかる誘電体フィ
ルタによれば、使用する際にプリント基板等への実装で
底面に亘った入力電極及び出力電極を利用して表面実装
ができるとともに、入力電極及び出力電極が形成するＬ
値もより大ききとることができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る誘電体フィル
タの実施形態を図面に基づいて説明する。本発明に係る
誘電体フィルタの第１の実施の形態は、図１及び図２に
示すように、１／４波長型のコムライン型の二段型の誘
電体フィルタである。このフィルタ１をなす誘電体自体
は、例えばＢａ−Ｔｉ−Ｎｄ系、ＣａＴｉＯ₃系又はＢ
ａＴｉ₄Ｏ₉系などの誘電体セラミックスからなり、この
フィルタは、同じ大きさの角柱状誘電体ブロックを２個
一体的に形成されてなる。各誘電体ブロックの大きさ
は、縦×横×高さの寸法が例えば４．８mm×２．７mm×
２mmである。誘電体フィルタは、誘電体ブロックの外表
面に導電材料を被覆させて外導体１１を形成し、側面か
ら予め形成した縦断面正方形状の２つの穴内面にも同じ
導電材料を被覆させて内導体１２、１３を形成してい
る。上述の誘電体ブロックの大きさの場合、これら穴の
開口の一辺は０．７mm、奥行きの長さが４．５mmであ
る。これら誘電体ブロックの各穴が開口している側面１
ａは、上述の方法によって形成された短絡導体１４によ
って内導体１２、１３と外導体１１とを電気的に接続さ
せた電気的短絡端を形成している。なお、内導体１２、
１３における内奥端面上の導体と側面１ａと反対側の側
面１ｂ上に形成した導体との間には、電気的容量を形成
している。

【０００８】誘電体フィルタ１の両側端面１ｃ、１ｄ及
び底面１ｅには、断面凸状で頂部に上記導電材料が被覆
されていない凸状の分離帯９、１０が設けられている。
この分離帯９、１０は、側面１ａ、１ｂからそれぞれ離
間して形成され、かつ端面１ｃ，１ｄから底面１ｅにか
けて断面Ｌ字型に形成されている。上述の誘電体ブロッ
クの大きさの場合、分離帯９、１０の幅は０．５mm位、
その高さが０．０５mm位である。分離帯１０の最左辺か
ら側面１ａまでの離間距離が０．１５mm位、分離帯１０
の最右辺から側面１ｂまでの離間距離が２．８５mm位で
ある。また分離帯９の最左辺から側面１ａまでの離間距
離が０．１５mm位、分離帯９の最右辺から側面１ｂまで
の離間距離が２．８５mm位である。これら分離帯９、１
０によって囲まれた領域に、外導体１１と同じく導体被
覆されてなる入力電極７及び出力電極８が、外導体１１
と電気的に遮断して形成されている。入力電極７と入力
電極側の内導体１２、また出力電極８と出力電極側の内
導体１３とは、内導体１２及び内導体１３の側面１ａへ
の開口近傍から入力電極７及び出力電極８にそれぞれ向
かって斜めかつ直線的に延びる通孔５、６の内壁面に形
成した接続導体１５、１６によって電気的に接続されて
いる。この誘電体ブロックの大きさの場合、内導体１
２、１３と接続導体１５、１６との接続点は、側面１ａ
から０．１５mmないし０．２mm離れた位置にある。

【０００９】外導体１１、内導体１２及び１３、接続導
体１５及び１６、並びに入出力電極７及び８は、導電性
ペーストを誘電体ブロックに塗布して焼きつけるか、ま
たは無電解メッキなどして形成する。入力電極７、接続
導体１５及び内導体１２が形成するＬ値と、出力電極
８、接続導体１６及び内導体１３が形成するＬ値とは、
分離帯９、１０の高さを調整することによって所望の値
に設定している。これにより両サイドの誘電体ブロック
の共振周波数は、同じ周波数となっている。図１及び図
２の誘電体フィルタ１の場合、誘電体フィルタの中心周
波数は、２．５ＧＨｚである。

【００１０】本発明に係る誘電体フィルタの第２の実施
の形態は、図３及び図４に示すように、１／４波長型の
インターデジタル型の三段型の誘電体フィルタであり、
第１の実施の形態において述べた誘電体ブロックを３個
千鳥型に並べて一体的に形成したものである。３個の誘
電体ブロック２２、２３、２４は、一方側の側面２２
ａ，２３ａ、２４ａにこれらの中央部において横断面直
方形状の穴部を開口させ、他方側の側面２２ｂ、２３
ｂ、２４ｂのこれらの中央部において断面台形の突出部
４２、４３、４４を形成している。これら誘電体ブロッ
ク中、中央のブロック２３は、両側のブロック２２、２
４に挟まれ、両側のブロック２２、２４の側面２２ａ、
２４ａ側に中央のブロック２３の側面２３ｂを位置さ
せ、かつ両端のブロックの側面２２ａ、２４ａに対して
中央のブロック２３の側面２３ｂを突出させた配置とな
っている。穴部の各開口は両側のブロック２２、２４と
中央のブロック２３とにおいて互い違いとなるよう配置
されている。突出部４２、４３、４４は各穴部の内奥端
面とそれぞれ対向して形成されている。これら突出部４
２、４３、４４は、外方に傾斜した面と、各誘電体ブロ
ックの正面２２ａ、２３ａ、２４ａと平行に形成された
平坦面とを持っている。

【００１１】かかる誘電体フィルタ２１は、一体的に並
べて形成したベースとしての誘電体ブロック２２、２
３、２４の外表面に導電材料を被覆させて外導体３１を
形成するとともに、予め形成した３つの穴部内表面にも
同じ導電材料を被覆させて内導体３２，３３，３４を形
成している。これら誘電体ブロック２２、２３、２４の
一方側の側面２２ｂ、２３ｂ、２４ｂに被覆された導体
部分は、内導体３２，３３，３４と外導体３１との間の
電気的短絡端を形成している。また各穴部の内奥端面上
の内導体３２，３３及び３４と突出部４２，４３，４４
との間には、電気的容量を形成している。各突出部４
２，４３，４４の平端面に平行にその高さに関係させて
その突出部を削り落とすことにより、その突出部中おも
に上述の外方に傾斜した面に形成された電極の面積を調
整することにより、そこで形成される容量値をより容易
にかつ確実に調整し、各段の共振周波数を合わせてい
る。ここで、突出部４２、４４は同時に共振周波数ｆ１
に合わせ、後に突出部４３を共振周波数ｆ１より若干低
いｆ２に合わせ込んで３段構成の誘電体フィルタとして
マッチングをとる。内導体３２，３３，３４と外導体３
１とは、導電性ペーストを誘電体ブロック２２、２３、
２４に塗布して焼きつけるか、無電解メッキなどの方法
で形成する。

【００１２】誘電体フィルタ２１の両外側端面２２ｃ及
び２４ｃから及び底面２２ｄ及び２４ｄに亘って断面凸
状で頂部に上記導電材料が被覆されていない凸状分離帯
２９、３０が形成されている。この分離帯２９、３０
は、側面２２ａ、２４ａからそれぞれ離間して形成さ
れ、端面２２ｃ及び２４ｃから底面２２ｄ及び２４ｄに
亘って断面Ｌ字型の形状に形成されている。これら分離
帯２９、３０によって囲まれた領域に、外導体３１と同
じく導体被覆されてなる入力電極２７及び出力電極２８
が、外導体３１と電気的に遮断して形成されている。入
力電極２７と入力電極側の内導体３２、また出力電極２
８と出力電極側の内導体３４とは、内導体３２の一側面
２２ａへの開口近傍及び内導体３４の一側面２４ａへの
開口近傍から入力電極２７及び出力電極２８にそれぞれ
向かって斜めかつ直線的に延びた通孔２５、２６の壁面
に形成した導体３５、３６によって電気的に接続されて
いる。

【００１３】外導体３１、内導体３２，３３及び３４、
接続導体３５及び３６、並びに入出力電極２７及び２８
は、導電性ペーストを誘電体ブロックに塗布して焼きつ
けるか、または無電解メッキ等して形成される。入力電
極２７、接続導体３５及び内導体３２が形成するＬ値
と、出力電極２８、接続導体３６及び内導体３４が形成
するＬ値とは、分離帯２９、３０の高さを調整すること
によって所望の値に設定している。これにより両サイド
の誘電体ブロック２２及び２４の共振周波数は、微調整
された同じ周波数となっている。

【００１４】かかる誘電体フィルタにおいて、各誘電体
ブロックの大きさは、縦×横×高さの寸法が５．５mm×
３．３mm×２．０mmである。この誘電体ブロックの大き
さの場合、分離帯２９、３０の幅は、０．５mm位、その
高さが０．０５mm位である。分離帯３０の最左辺から側
面２４ａまでの離間距離が０．１５mm位、分離帯３０の
最右辺から側面２４ｂまでの離間距離が３．５５mm位で
ある。また分離帯２９の最左辺から側面２２ａまでの離
間距離が０．１５mm位、分離帯２９の最右辺から側面２
２ｂまでの離間距離が３．５５mm位である。またこの誘
電体ブロックの大きさの場合、縦断面正方形の穴部開口
の一辺の長さを０．７mm、奥行きの長さを４．７mmと
し、突出部の平坦面の高さを０．２mm位とする。内導体
３２と接続導体２５とのなす角度及び内導体３４と接続
導体２６とのなす角度は、４５度である。内導体３２と
接続導体２５との接続位置及び内導体３４と接続導体２
６との接続位置は、側面２２ａ、２４ａから０．１５mm
ないし０．２mmの位置にある。この場合、誘電体フィル
タの中心周波数は、１．９ＧＨｚである。

【００１５】本発明の誘電体フィルタの上述の実施の形
態においては、１／４波長型のコムライン型の二段の誘
電体フィルタ及び１／４波長型のインターデジタル型の
三段の誘電体フィルタについて説明したが、本発明はこ
れらの実施形態に限ることなく１／４波長型のコムライ
ン型の三段以上の誘電体フィルタ及びインターデジタル
型の二段、四段以上の誘電体フィルタであってもよい。

【００１６】

【実施例】次に図１に示した誘電体フィルタの実施例に
ついて、具体的に説明する。実施例の各誘電体ブロック
の大きさは、縦×横×高さの寸法が４．８mm×２．７mm
×２mmであり、導電材料を被覆させて内導体１２、１３
を形成している穴の開口の一辺は０．７mm、奥行きの長
さが４．５mmである。分離帯９、１０の幅は０．５mm
位、その高さが０．０５mm位であり、分離帯１０の最左
辺から側面１ａまでの離間距離が０．１５mm位、分離帯
１０の最右辺から側面１ｂまでの離間距離が２．８５mm
位である。また分離帯９の最左辺から側面１ａまでの離
間距離が０．１５mm位、分離帯９の最右辺から側面１ｂ
までの離間距離が２．８５mm位である。内導体１２、１
３と接続導体１５、１６との接続点は、側面１ａから
０．１５mmないし０．２mm離れた位置にある。分離帯
９、１０の高さを調整することにより各誘電体ブロック
の共振周波数は、同じ周波数となっている。この誘電体
フィルタのフィルタ特性は、図５に示すように誘電体フ
ィルタの中心周波数が２．４８４ＧＨｚであり、中心周
波数における減衰度が４ｄＢであり、通過帯域幅即ち減
衰度が中心周波数の減衰度に対して１ｄＢ低下する周波
数帯域幅が２２ＭＨｚである。この実施例においては中
心周波数に対する通過帯域幅の比が０．８８％である狭
帯域の誘電体フィルタが達成できた。

【００１７】

【発明の効果】本発明は、上述のように内導体形成穴の
開口側すなわち短絡端側の近傍から延びた通孔壁に形成
した導体を介して、内導体と入力電極又は出力電極とを
電気的に接続した誘電体フィルタであるので、入力電極
及び出力電極を両外側の誘電体ブロック端面の中央部に
パターン化して形成しつつ、上記通孔によってあたかも
短絡端側寄りに入力電極及び出力電極を形成したと同様
な働きを持たせることができて狭帯域に対応することが
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第１の実施の形態を
示す斜視図である。

【図２】図１に示した誘電体フィルタのII―II線に沿っ
た断面図である。

【図３】本発明の誘電体フィルタの第２の実施の形態を
示す斜視図である。

【図４】図３に示した誘電体フィルタのIV―IV線に沿っ
た断面図である。

【図５】図１に示した誘電体フィルタの実施例のフィル
タ特性を示すグラフである。

【図６】従来の誘電体フィルタの斜視図である。

【符号の説明】

１、２１ 誘電体フィルタ ２２、２３、２４ 誘電体ブロック １１、３１ 外導体 １２、 １３、３２、３３、３４ 内導体 ９、１０、２９、３０ 分離帯 ７、 ２７ 入力電極 ８、 ２８ 出力電極 １５、１６、３５，３６ 接続導体

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外面に外導体を設けるとともに前記外面
   から内部に延びる内導体形成穴の壁面に内導体を設けて
   なる誘電体ブロックを複数並設して一体形成し、並設方
   向両外側の各誘電体ブロックの前記並設方向端面に少な
   くとも位置させて前記外導体と遮断する断面凸状の囲繞
   分離帯を設け、該両分離帯の一方の内側に入力電極を設
   けるとともに他方の分離帯の内側に出力電極を設け、こ
   れら入力電極及び出力電極をそれぞれ、前記両外側の誘
   電体ブロックにおける前記内導体形成穴の開口近傍から
   前記入力電極又は出力電極に向かって延びた通孔壁に設
   けた導体を介して前記内導体に電気的に接続させたこと
   を特徴とする狭帯域用誘電体フィルタ。
2. 【請求項２】 前記囲繞分離帯が、前記並設方向両外側
   の各誘電体ブロックの前記並設方向端面から該ブロック
   の底面に亘って設けられていることを特徴とする請求項
   １記載の狭帯域用誘電体フィルタ。