JP2001085905A - 誘電体フィルタ - Google Patents

誘電体フィルタ

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JP2001085905A
JP2001085905A JP26370699A JP26370699A JP2001085905A JP 2001085905 A JP2001085905 A JP 2001085905A JP 26370699 A JP26370699 A JP 26370699A JP 26370699 A JP26370699 A JP 26370699A JP 2001085905 A JP2001085905 A JP 2001085905A
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dielectric filter
holes
dielectric
filter
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JP26370699A
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Akira Ikeda
昌 池田
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Tokin Corp
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Tokin Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 製造可能な孔径を備え,従来のステップイン
ピーダンスタイプモノリシックフィルタよりも,結合量
と減衰極の位置の設計自由度が高い誘電体フイルタを提
供すること。 【解決手段】 誘電体材料からなる略直方体形状の誘電
体ブロック1と,前記誘電体ブロック1の一面から対向
する他面に向けて設けられた少なくとも2つの貫通孔も
しくは非貫通孔からなる孔部2,3と、前記孔部2,3
に設けた内周電極6,7と、前記誘電体ブロック1の少
なくとも外周面に設けたアース用の外周面電極5とを備
えた誘電体フィルタ10であって、前記孔部2,3のう
ち少なくとも1つは,中心軸2c,2d又は3c,3d
の位置が互いに偏心している部位2a,2b又は3a,
3bを備えてている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、高周波帯の無線通
信等で使用される誘電体フィルタに関し、詳しくは、携
帯電話やデジタルコードレスホン等の移動体通信無線機
において、誘電体ブロック単体で構成された濾波を行う
表面実装型誘電体フィルタであって,1つの誘電体ブロ
ックに1つ以上の穴をあけ,必要な位置に電極を形成す
ることで実現出来るモノリシック誘電体フィルタに関す
る。
【0002】
【従来の技術】図11は、従来技術によるモノリシック
誘電体フィルタを示す透過斜視図である。また、図12
は、図11のモノリシック誘電体フィルタの水平断面図
である。図10を参照すると、誘電体フィルタ50は、
誘電体ブロック51に、2本の貫通孔52,53が形成
されており、ステップインピーダンスタイプのモノリシ
ックフィルタと呼ばれる。貫通穴52,53は、途中で
孔径が変わって、図において手前から細径部52a,5
3a及び後方に移動して、細径部52a,53aよりも
径の大きな大径部52b,53bとを備えている。
【0003】図12の断面図に示すように,細径部52
a,53a及び大径部52b,53bは、夫々共通の中
心軸52c,53cを備えている。また,開放端面54
を除いた誘電体ブロック51の表面全体は外部電極55
で被われており、2本の貫通孔52,53には、内周面
に内周電極56,57が夫々形成されており、2本の同
軸型共振器の内導体として見なすことが出来る。外周面
電極55をアース電位となるように実装基板等に実装
し、内導体に給電するよう入出力を構成すると、共振器
2素子のバンドパスフィルタとして機能する。
【0004】図13に示す破線の曲線62は、図11及
び図12に示した誘電体フィルタ50の特性を示してい
る。図13に示すように、曲線62に示された減衰量
は、符号63に示す部分で極小となり、この部分が通過
帯域であり、この通過帯域よりも低い周波数帯域に極大
点である減衰極64が構成されている。このように、よ
り大きな減衰量を実現する場合、減衰量を必要とする帯
域付近に減衰極を設ける方法がある。
【0005】このような誘電体フィルタは、高周波帯の
無線通信等に用いられ、主に携帯電話やコードレス電話
等に使用されることが多い。しかし、使用される周波数
帯域や必要とする特性はシステムによって異なっている
ため、誘電体フィルタは、使用されるシステムに合わせ
て減衰量が必要な帯域付近に減衰極を設ける等の手段に
よって、所望の特性を実現している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】図11及び図12に示
した従来のステップインピーダンスタイプのモノリシッ
クフィルタでは、図13の曲線62に示したように、通
過帯域63より低い周波数帯域に減衰極64が形成され
ている。そして,この減衰極64の位置と,共振器間の
結合の大きさは、主に大径部52b,53bと細径部5
2a,53aの径の比と,共振器間の間隔で決まる。
【0007】しかし,孔径には、製造上の限界があるた
め,任意の結合量を得,任意の位置に減衰極を作るのは
困難である。
【0008】そこで,本発明の技術的課題は、製造可能
な孔径を備え,従来のステップインピーダンスタイプモ
ノリシックフィルタよりも,結合量と減衰極の位置の設
計自由度が高い誘電体フイルタを提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明では、前記課題を
解決するために、誘電体材料からなる略直方体形状のブ
ロックと,前記ブロックの一面から対向する他面に向け
て設けられた少なくとも2つの貫通孔もしくは非貫通孔
からなる孔部と、前記孔部に設けた内周電極と、前記ブ
ロックの少なくとも外周面に設けたアース電極とを備え
た誘電体フィルタであって、前記孔部のうち少なくとも
1つは,中心軸の位置が互いに偏心している部位を複数
備えているとを特徴としている。
【0010】また、本発明では、前記誘電体フィルタに
おいて、前記複数の部位は、互いに孔径が異なることを
特徴としている。
【0011】さらに、本発明では、前記誘電体フィルタ
において,前記複数の部位の境界部は、孔径がテーパ状
に変化する形状を備えていることを特徴としている。
【0012】
【発明の実施の形態】まず、本発明の実施の形態を述べ
る前に、本発明の原理について具体的に説明する。
【0013】一般的に,モノリシックフィルタの共振器
間結合には、容量性結合と誘導性結合が存在する。この
結合の種類と減衰極との関係は、容量性結合の場合、通
過帯域より低い周波数帯域に減衰極が構成され、誘導性
結合の場合通過帯域より高い周波数帯域に減衰極が構成
される。
【0014】従来のステップインピーダンスタイプのモ
ノリシックフィルタは,開放端側の穴径を大きくするこ
とで、共振器結合は、容量性結合となり,通過帯域より
低い周波数帯域に減衰極が構成される。
【0015】しかし,さらに低い位置に減衰極を作りた
い場合,共振器の短絡端側の径を小さくするなどの方法
があるが,径を小さくすることには製造上の限界があ
る。
【0016】そこで,本発明においては、細径部だけの
孔位置を距離が遠くなるようにずらすことによって、誘
導性結合が弱まり(相対的に容量性結合が強まり),さ
らに低い位置に減衰極を作ることが出来る。つまり,径
の大きさによらず,相対的に,共振器短絡端側の共振器
の距離を離せば誘導性結合が弱まり,近づければ誘導性
結合を強めることが出来る。
【0017】それでは、本発明の実施の形態について図
面を参照して説明する。
【0018】図1は,本発明の第1の実施の形態に係る
誘電体フィルタを示す透過斜視図である。図2は図1の
誘電体フィルタの長手方向の透過図である。図3は図1
及び図2に示される誘電体フィルタの水平断面図であ
る。
【0019】図1乃至3に示すように、誘電体フィルタ
10は、誘電体ブロック1に、断面円形の2本の貫通孔
2,3が形成され、開放端面4を除く誘電体ブロック表
面全体がアース電極をなす外周面電極5で被われてい
る。また、2本の貫通孔2,3には、内周電極6,7が
形成されており、これらの貫通孔2,3は、2本の同軸
型共振器の内導体として見なすことが出来る。貫通孔
2,3は、途中で中心軸2c,3c,及び2d,3dが
夫々互いに偏心位置となる部位2a,2b及び3a,3
bを備えている。
【0020】図3に最も良く示されるように、図では前
方の端面で示される短絡端8側の共振器間距離が広いた
め,共振器は容量性の結合をする。
【0021】図4は本発明の第2の実施の形態に係る誘
電体フィルタを示す透過斜視図である。図5は図4の誘
電体フィルタの長手方向の透過図である。図6は図4及
び図5に示される誘電体フィルタの水平断面図である。
【0022】図4乃至図6を参照すると、第2の実施の
形態による誘電体フィルタ15は、前後方向に貫通した
断面円形の2本の貫通孔12,13を備えている。貫通
孔12,13の孔の中心軸12c,13cに沿って後方
に移動するにしたがって、これらの中心軸12c,13
cよりも幅方向内側の偏心位置にある中心軸12d,1
3dに夫々変わると同時に径も変わる部位12a,13
a及び12b,13bを夫々備えている他は、第1の実
施の形態による誘電体フィルタ10と同様な構成を有し
ている。
【0023】第2の実施の形態による誘電体フィルタ1
5は、第1の実施の形態による誘電体フィルタ10と同
様に、図4において前方に示される短絡端8側の共振器
間距離が広いため,共振器は容量性の結合をする。この
ために、図10に示す従来例よりも共振器短絡端側の距
離が大きく,相対的により強く容量性の結合をする。こ
のため,図10の従来例のフィルタに比べ共振器間の結
合が強く,また減衰極が低い位置に出来る。さらに,細
径部12a,12bの孔の断面が,大径部12b,13
bの孔の断面に完全に内包されているため,製造が容易
である。
【0024】図7は本発明の第3の実施の形態による誘
電体フィルタを示す断面図である。図7に示すように、
第3の実施の形態による誘電体フイルタ20は、第2の
実施の形態による誘電体フィルタ15とは、貫通孔1
6,17の形状が異なる他は、同様の形状を有する。即
ち、第3の実施の形態による誘電体フィルタ20におい
ては、貫通孔16,17の夫々互いの中心軸16c,1
7c及び中心軸16d,17dが、互いに偏心位置にな
るように設けられた細径部16a,17aと大径部16
b,16cとを備えている。
【0025】第3の実施の形態においては、これらの細
径部16a,17aと大径部16b,16cとの境界部
にある段差部をテーパ状16e,17eにすることで,
さらに製造が容易になり,かつ図4に示す誘電体フィル
タ15に比べ,特性上の劣化はない誘電体フィルタを提
供することができる。
【0026】図8は本発明の第4の実施の形態による誘
電体フィルタを示す断面図である。図8に示すように、
第4の実施の形態による誘電体フィルタ25は、図4に
示す誘電体フィルタ10に更に、従来と同様の貫通孔1
4を備えた構造であり、貫通孔12,13,14を備え
た3素子の場合を示している。尚、中央部の貫通孔14
は、共通の中心軸14cを備えた部位である細径部14
a及びこれよりも孔径の大きな大径部14bを備え、内
壁には内周電極11が形成されている。
【0027】第4の実施の形態による誘電体フィルタ2
5は、素子数が増えても,前述の実施の形態と同様の効
果が得られる。
【0028】図9は本発明の第5の実施の形態による誘
電体フィルタを示す透過斜視図である。図9に示す誘電
体フィルタ30は、図4に示す第2の実施の形態による
誘電体フィルタ15の変形例を示している。図9に示す
ように、誘電体ブロック1の外周面の側面には、夫々入
出力端子17が幅方向に対向するように、2ケ所に形成
されており,それ以外の外周面全面に電極5が形成され
ている。貫通孔12、13には,内周電極6,7が形成
されているが,貫通孔12,13の後端の一部16a,
16bに,内周面を一周するように電極がない部位が形
成されている。これにより,共振器の開放端を形成して
いる。
【0029】図10は本発明の効果を説明するためのグ
ラフであり、曲線21は、第2の実施の形態による誘電
体フィルタの特性を示す図で、比較のために図13に示
した従来技術による誘電体フィルタの特性も追記されて
いる。即ち、図10の曲線62は、図11及び図12に
示した誘電体フィルタ50の特性を示している。図10
に示すように、通常特性は、破線の曲線62に示され、
符号63に示す部分が通過帯域であり、通過帯域よりも
低い周波数帯域に減衰極64が構成されている。このよ
うに、より大きな減衰量を実現する場合、減衰量を必要
とする帯域付近に減衰極を設ける方法がある。
【0030】図10の夫々の曲線の比較から、曲線21
に示されるように、本発明の第2の実施の形態による誘
電体フィルタの特性は、従来技術による誘電体フィルタ
の特性を示す曲線62に比べて通過帯63が広く,減衰
極64が符号22で示すように低い方に移動しているこ
とがわかる。
【0031】また、特性曲線を示さなかったが、第1及
び第3乃至第5の実施の形態による誘電体フィルタの特
性も、上記第2の実施の形態と同様な効果を示した。
【0032】
【発明の効果】以上の説明の通り、本発明によれば、製
造が容易で,設計自由度が高モノリシック誘電体フィル
タを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態による誘電体フィル
タの透過斜視図である。
【図2】図1の誘電体フィルタの長手方向の透過図であ
る。
【図3】図1の誘電体フィルタの水平断面図である。
【図4】本発明の第2の実施の形態による誘電体フィル
タの透過斜視図である。
【図5】図4の誘電体フィルタの長手方向の透過図であ
る。
【図6】図4の誘電体フィルタの水平断面図である。
【図7】本発明の第3の実施の形態による誘電体フィル
タの水平断面図である。
【図8】本発明の第4の実施の形態による誘電体フィル
タの水平断面図である。
【図9】本発明の第5の実施の形態による誘電体フィル
タの透過斜視図である。
【図10】本発明の実施の形態による誘電体フィルタの
周波数特性を示す図である。
【図11】従来技術による誘電体フィルタの一例を示し
た透過斜視図である。
【図12】図11の誘電体フィルタの水平断面図であ
る。
【図13】図11の誘電体フィルタの周波数特性を示す
図である。
【符号の説明】
5,55 外周面電極 1,51 誘電体ブロック 2,3,12,13,14,16,17,52,53
貫通孔 4,54 開放端面 6,7,11,56,57 内周電極 8 短絡端面 10,15,20,25,30,50 誘電体フィル
タ 2a,3a,12a,13a,14a,16a,17
a,52a,53a細径部 2b,3b,12b,13b,14b,16b,17
b,52b,53b大径部 2c,2d,3c,3d,12c,12d,13c,1
3d,16c,16d,17c,17d,52c,53
c 中心軸

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 誘電体材料からなる略直方体形状のブロ
    ックと,前記ブロックの一面から対向する他面に向けて
    設けられた少なくとも2つの貫通孔もしくは非貫通孔か
    らなる孔部と、前記孔部に設けた内周電極と、前記ブロ
    ックの少なくとも外周面に設けたアース電極とを備えた
    誘電体フィルタであって、前記孔部のうち少なくとも1
    つは,中心軸の位置が互いに偏心している部位を複数備
    えているとを特徴とする誘電体フィルタ。
  2. 【請求項2】 請求項1項記載の誘電体フィルタにおい
    て、前記複数の部位は、互いに孔径が異なることを特徴
    とする誘電体フィルタ。
  3. 【請求項3】 請求項2項記載の誘電体フィルタにおい
    て,前記複数の部位の境界部は、孔径がテーパ状に変化
    する形状を備えていることを特徴とする誘電体フィル
    タ。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100460617B1 (ko) * 2001-06-20 2004-12-09 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 유전체 필터, 유전체 듀플렉서 및 통신 장치
JP2007028140A (ja) * 2005-07-15 2007-02-01 Toko Inc 誘電体フィルタ
CN110600841A (zh) * 2019-10-29 2019-12-20 苏州海瓷达材料科技有限公司 介质滤波器的电容耦合结构
WO2021135621A1 (zh) * 2019-12-31 2021-07-08 江苏灿勤科技股份有限公司 介质滤波器及包括该介质滤波器的无线电收发设备
WO2021135622A1 (zh) * 2019-12-31 2021-07-08 江苏灿勤科技股份有限公司 介质滤波器和无线电收发设备

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