JP2001192265A - 高周波用誘電体磁器組成物、誘電体共振器、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
高周波用誘電体磁器組成物、誘電体共振器、誘電体フィルタ、誘電体デュプレクサおよび通信機装置Info
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P7/00—Resonators of the waveguide type
- H01P7/10—Dielectric resonators
Landscapes
- Inorganic Insulating Materials (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】比誘電率が４０〜６０と大きく、Ｑ値が３００
００（１ＧＨｚ）以上と大きく、共振周波数の温度係数
を０±３０（ｐｐｍ／℃）に制御できる、高周波用誘電
体磁器組成物を提供する。 【解決手段】組成式：（１−ｙ）ｘＣａＴｉaＯ1+2a−
（１−ｙ）（１−ｘ）Ｃａ（Ｚｎ1/3Ｍ2/3）bＯ1+2b−
ｙＬｎＡｌcＯ(3+3c)/2で表わされる組成を有し、ペロ
ブスカイト型結晶相を主結晶とする。但し、Ｌｎは希土
類元素、ＭはＮｂ及び／又はＴａである。０．５６０≦
ｘ≦０．８００、０．０８０≦ｙ≦０．１８０、（１−
ｙ）ｘ≦０．６５０、０．９８５≦ａ≦１．０５０、
０．９００≦ｂ≦１．０２０、０．９００≦ｃ≦１．０
５０の範囲内にある。また、Ｚｎの一部がＭｇで置換さ
れている。
００（１ＧＨｚ）以上と大きく、共振周波数の温度係数
を０±３０（ｐｐｍ／℃）に制御できる、高周波用誘電
体磁器組成物を提供する。 【解決手段】組成式：（１−ｙ）ｘＣａＴｉaＯ1+2a−
（１−ｙ）（１−ｘ）Ｃａ（Ｚｎ1/3Ｍ2/3）bＯ1+2b−
ｙＬｎＡｌcＯ(3+3c)/2で表わされる組成を有し、ペロ
ブスカイト型結晶相を主結晶とする。但し、Ｌｎは希土
類元素、ＭはＮｂ及び／又はＴａである。０．５６０≦
ｘ≦０．８００、０．０８０≦ｙ≦０．１８０、（１−
ｙ）ｘ≦０．６５０、０．９８５≦ａ≦１．０５０、
０．９００≦ｂ≦１．０２０、０．９００≦ｃ≦１．０
５０の範囲内にある。また、Ｚｎの一部がＭｇで置換さ
れている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高周波用誘電体磁
器組成物、並びにそれを用いた誘電体共振器、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。
器組成物、並びにそれを用いた誘電体共振器、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】たとえば、携帯電話、パーソナル無線
機、衛星放送受信機などのように、マイクロ波やミリ波
などの高周波領域において利用される電子機器に搭載さ
れる誘電体共振器や誘電体フィルタや回路基板材料とし
て、誘電体磁器が広く用いられている。
機、衛星放送受信機などのように、マイクロ波やミリ波
などの高周波領域において利用される電子機器に搭載さ
れる誘電体共振器や誘電体フィルタや回路基板材料とし
て、誘電体磁器が広く用いられている。
【０００３】このような高周波用誘電体磁器に要求され
る誘電特性としては、（１）誘電体中では電磁波の波長
が１／（εr）1/2に短縮されるので、小型化要求への対
応として比誘電率（εr）が大きいこと、（２）誘電損
失が小さい、すなわちＱ値が大きいこと、（３）共振周
波数の温度安定性が優れている、すなわち共振周波数の
温度係数（τｆ）が０（ｐｐｍ／℃）付近であること、
などが挙げられる。
る誘電特性としては、（１）誘電体中では電磁波の波長
が１／（εr）1/2に短縮されるので、小型化要求への対
応として比誘電率（εr）が大きいこと、（２）誘電損
失が小さい、すなわちＱ値が大きいこと、（３）共振周
波数の温度安定性が優れている、すなわち共振周波数の
温度係数（τｆ）が０（ｐｐｍ／℃）付近であること、
などが挙げられる。
【０００４】従来、この種の誘電体磁器組成物として
は、たとえば、Ｂａ（Ｚｎ，Ｔａ）Ｏ 3系（特公昭５８
−２５０６８号公報）、Ｂａ（Ｓｎ，Ｍｇ，Ｔａ）Ｏ3
系（特公平３−３４１６４号公報）、（Ｚｒ，Ｓｎ）Ｔ
ｉＯ4系（特公平４−５９２６７号公報）、Ｂａ2Ｔｉ9
Ｏ20（特開昭６１−１０８０６号公報）などの誘電体磁
器組成物が知られている。
は、たとえば、Ｂａ（Ｚｎ，Ｔａ）Ｏ 3系（特公昭５８
−２５０６８号公報）、Ｂａ（Ｓｎ，Ｍｇ，Ｔａ）Ｏ3
系（特公平３−３４１６４号公報）、（Ｚｒ，Ｓｎ）Ｔ
ｉＯ4系（特公平４−５９２６７号公報）、Ｂａ2Ｔｉ9
Ｏ20（特開昭６１−１０８０６号公報）などの誘電体磁
器組成物が知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、Ｂａ
（Ｚｎ，Ｔａ）Ｏ3系やＢａ（Ｓｎ，Ｍｇ，Ｔａ）Ｏ3系
の材料は、Ｑ値は１５００００〜３０００００（１ＧＨ
ｚにおいて）と非常に大きいが、比誘電率（εr）が２
４〜３０と比較的小さい。
（Ｚｎ，Ｔａ）Ｏ3系やＢａ（Ｓｎ，Ｍｇ，Ｔａ）Ｏ3系
の材料は、Ｑ値は１５００００〜３０００００（１ＧＨ
ｚにおいて）と非常に大きいが、比誘電率（εr）が２
４〜３０と比較的小さい。
【０００６】一方、（Ｚｒ，Ｓｎ）ＴｉＯ4系やＢａ2Ｔ
ｉ9Ｏ20系の材料は、比誘電率（εr）が３７〜４０と比
較的大きく、Ｑ値も５００００〜６００００（１ＧＨｚ
において）と大きい値を示すが、たとえば４０を越える
といったより大きな比誘電率（εr）を実現するのは困
難である。
ｉ9Ｏ20系の材料は、比誘電率（εr）が３７〜４０と比
較的大きく、Ｑ値も５００００〜６００００（１ＧＨｚ
において）と大きい値を示すが、たとえば４０を越える
といったより大きな比誘電率（εr）を実現するのは困
難である。
【０００７】近年、電子機器の低損失化や小型化の要求
が強まり、これに伴って、誘電体材料に関しても、さら
に優れた誘電特性、特に、大きい比誘電率（εr）と大
きいＱ値を併せ持つ材料の開発に対する要求が強くなっ
てきているが、このような要求に対して十分に応えるこ
とができていないのが現状である。
が強まり、これに伴って、誘電体材料に関しても、さら
に優れた誘電特性、特に、大きい比誘電率（εr）と大
きいＱ値を併せ持つ材料の開発に対する要求が強くなっ
てきているが、このような要求に対して十分に応えるこ
とができていないのが現状である。
【０００８】そこで、本発明の目的は、比誘電率
（εr）が４０〜６０と大きく、Ｑ値が３００００（１
ＧＨｚにおいて）以上と大きく、しかも、共振周波数の
温度係数（τｆ）を０±３０（ｐｐｍ／℃）に制御でき
る、高周波用誘電体磁器組成物を提供することにある。
また、それを用いた誘電体共振器、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にあ
る。
（εr）が４０〜６０と大きく、Ｑ値が３００００（１
ＧＨｚにおいて）以上と大きく、しかも、共振周波数の
温度係数（τｆ）を０±３０（ｐｐｍ／℃）に制御でき
る、高周波用誘電体磁器組成物を提供することにある。
また、それを用いた誘電体共振器、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にあ
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、本発明の高周波用誘電体磁器組成物は、希土類元素
（Ｌｎ）、Ａｌ、Ｃａ、Ｚｎ、Ｍ（Ｍ：ＮｂおよびＴａ
のうちの少なくとも１種）およびＴｉを含み、組成式：
（１−ｙ）ｘＣａＴｉaＯ1+2a−（１−ｙ）（１−ｘ）
Ｃａ（Ｚｎ1/3Ｍ 2/3）bＯ1+2b−ｙＬｎＡｌcＯ(3+3c)/2
（ただし、ｘ、ｙはモル比）で表わされる組成を有し、
α＝（１−ｙ）ｘとしたとき、ｘ、ｙ、α、ａ、ｂおよ
びｃが、０．５６０≦ｘ≦０．８００、０．０８０≦ｙ
≦０．１８０、α≦０．６５０、０．９８５≦ａ≦１．
０５０、０．９００≦ｂ≦１．０２０、０．９００≦ｃ
≦１．０５０の範囲内にあり、ペロブスカイト型結晶相
を主結晶とすることを特徴とする。
め、本発明の高周波用誘電体磁器組成物は、希土類元素
（Ｌｎ）、Ａｌ、Ｃａ、Ｚｎ、Ｍ（Ｍ：ＮｂおよびＴａ
のうちの少なくとも１種）およびＴｉを含み、組成式：
（１−ｙ）ｘＣａＴｉaＯ1+2a−（１−ｙ）（１−ｘ）
Ｃａ（Ｚｎ1/3Ｍ 2/3）bＯ1+2b−ｙＬｎＡｌcＯ(3+3c)/2
（ただし、ｘ、ｙはモル比）で表わされる組成を有し、
α＝（１−ｙ）ｘとしたとき、ｘ、ｙ、α、ａ、ｂおよ
びｃが、０．５６０≦ｘ≦０．８００、０．０８０≦ｙ
≦０．１８０、α≦０．６５０、０．９８５≦ａ≦１．
０５０、０．９００≦ｂ≦１．０２０、０．９００≦ｃ
≦１．０５０の範囲内にあり、ペロブスカイト型結晶相
を主結晶とすることを特徴とする。
【００１０】また、上述の高周波用誘電体磁器組成物に
Ｍｇ元素をさらに含み、組成式：（１−ｙ）ｘＣａＴｉ
aＯ1+2a−（１−ｙ）（１−ｘ）Ｃａ｛（Ｚｎ1-zＭ
ｇz）1/3Ｍ2/3｝bＯ1+2b−ｙＬｎＡｌcＯ(3+3c)/2（た
だし、ｘ、ｙはモル比）で表わされる組成を有し、α＝
（１−ｙ）ｘとしたとき、ｘ、ｙ、ｚ、α、ａ、ｂおよ
びｃが、０．５６０≦ｘ≦０．８００、０．０８０≦ｙ
≦０．１８０、０＜ｚ＜１、α≦０．６５０、０．９８
５≦ａ≦１．０５０、０．９００≦ｂ≦１．０２０、
０．９００≦ｃ≦１．０５０の範囲内にあることを特徴
とする。
Ｍｇ元素をさらに含み、組成式：（１−ｙ）ｘＣａＴｉ
aＯ1+2a−（１−ｙ）（１−ｘ）Ｃａ｛（Ｚｎ1-zＭ
ｇz）1/3Ｍ2/3｝bＯ1+2b−ｙＬｎＡｌcＯ(3+3c)/2（た
だし、ｘ、ｙはモル比）で表わされる組成を有し、α＝
（１−ｙ）ｘとしたとき、ｘ、ｙ、ｚ、α、ａ、ｂおよ
びｃが、０．５６０≦ｘ≦０．８００、０．０８０≦ｙ
≦０．１８０、０＜ｚ＜１、α≦０．６５０、０．９８
５≦ａ≦１．０５０、０．９００≦ｂ≦１．０２０、
０．９００≦ｃ≦１．０５０の範囲内にあることを特徴
とする。
【００１１】そして、前記αは、α≦０．６００の範囲
内にあることが好ましい。
内にあることが好ましい。
【００１２】また、前記希土類元素（Ｌｎ）はＮｄおよ
びＬａのうちの少なくとも１種であることがより好まし
い。
びＬａのうちの少なくとも１種であることがより好まし
い。
【００１３】また、本発明の誘電体共振器は、誘電体磁
器が入出力端子に電磁界結合して作動する、誘電体共振
器において、前記誘電体磁器は、上述の高周波用誘電体
磁器組成物からなることを特徴とする。
器が入出力端子に電磁界結合して作動する、誘電体共振
器において、前記誘電体磁器は、上述の高周波用誘電体
磁器組成物からなることを特徴とする。
【００１４】また、本発明の誘電体フィルタは、上述の
誘電体共振器に外部結合手段を含んでなることを特徴と
する。
誘電体共振器に外部結合手段を含んでなることを特徴と
する。
【００１５】また、本発明の誘電体デュプレクサは、少
なくとも２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接続手段と、前記誘電体フ
ィルタに共通に接続されるアンテナ接続手段とを含んで
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１つが上述の誘電体フィルタであることを
特徴とする。
なくとも２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接続手段と、前記誘電体フ
ィルタに共通に接続されるアンテナ接続手段とを含んで
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１つが上述の誘電体フィルタであることを
特徴とする。
【００１６】さらに、本発明の通信機装置は、上述の誘
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１つの入出力接続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接続手段と異なる少
なくとも１つの入出力接続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。
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１つの入出力接続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接続手段と異なる少
なくとも１つの入出力接続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。
【００１７】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の一実施形態によ
る誘電体共振器１の基本的構造を図解的に示す断面図で
ある。
る誘電体共振器１の基本的構造を図解的に示す断面図で
ある。
【００１８】図１を参照して、誘電体共振器１は、金属
ケース２を備え、金属ケース２内の空間には、支持台３
によって支持された柱状の誘電体磁器４が配置されてい
る。また、入力端子５および出力端子６が、金属ケース
２に対して絶縁された状態で、金属ケース２によって保
持されている。誘電体磁器４は、入力端子５および出力
端子６に電磁界結合して作動するもので、入力端子５か
ら入力された所定の周波数の信号だけが出力端子６から
出力される。このような誘電体共振器１中の誘電体磁器
４が、本発明に係る高周波用誘電体磁器組成物で構成さ
れる。
ケース２を備え、金属ケース２内の空間には、支持台３
によって支持された柱状の誘電体磁器４が配置されてい
る。また、入力端子５および出力端子６が、金属ケース
２に対して絶縁された状態で、金属ケース２によって保
持されている。誘電体磁器４は、入力端子５および出力
端子６に電磁界結合して作動するもので、入力端子５か
ら入力された所定の周波数の信号だけが出力端子６から
出力される。このような誘電体共振器１中の誘電体磁器
４が、本発明に係る高周波用誘電体磁器組成物で構成さ
れる。
【００１９】なお、図１にはＴＥ０１δモードの誘電体
共振器を示したが、本発明の高周波用誘電体磁器組成物
は他のＴＥモードやＴＭモード、ＴＥＭモードなどの誘
電体共振器にも同様に用いることができる。
共振器を示したが、本発明の高周波用誘電体磁器組成物
は他のＴＥモードやＴＭモード、ＴＥＭモードなどの誘
電体共振器にも同様に用いることができる。
【００２０】図２は、本発明の通信機装置の一例を示す
ブロック図である。この通信機装置１０は、誘電体デュ
プレクサ１２、送信用回路１４、受信用回路１６および
アンテナ１８を含む。送信用回路１４は、誘電体デュプ
レクサ１２の入力接続手段２０に接続され、受信用回路
１６は、誘電体デュプレクサ１２の出力接続手段２２に
接続される。また、アンテナ１８は、誘電体デュプレク
サ１２のアンテナ接続手段２４に接続される。この誘電
体デュプレクサ１２は、２つの誘電体フィルタ２６、２
８を含む。誘電体フィルタ２６、２８は、本発明の誘電
体共振器に外部結合手段を接続してなるものである。こ
の実施例では、たとえば、誘電体共振器１の入出力端子
にそれぞれ外部結合手段３０を接続して形成される。そ
して、一方の誘電体フィルタ２６は入力接続手段２０と
他方の誘電体フィルタ２８との間に接続され、他方の誘
電体フィルタ２８は、一方の誘電体フィルタ２６と出力
接続手段２２との間に接続される。
ブロック図である。この通信機装置１０は、誘電体デュ
プレクサ１２、送信用回路１４、受信用回路１６および
アンテナ１８を含む。送信用回路１４は、誘電体デュプ
レクサ１２の入力接続手段２０に接続され、受信用回路
１６は、誘電体デュプレクサ１２の出力接続手段２２に
接続される。また、アンテナ１８は、誘電体デュプレク
サ１２のアンテナ接続手段２４に接続される。この誘電
体デュプレクサ１２は、２つの誘電体フィルタ２６、２
８を含む。誘電体フィルタ２６、２８は、本発明の誘電
体共振器に外部結合手段を接続してなるものである。こ
の実施例では、たとえば、誘電体共振器１の入出力端子
にそれぞれ外部結合手段３０を接続して形成される。そ
して、一方の誘電体フィルタ２６は入力接続手段２０と
他方の誘電体フィルタ２８との間に接続され、他方の誘
電体フィルタ２８は、一方の誘電体フィルタ２６と出力
接続手段２２との間に接続される。
【００２１】本発明に係る高周波用誘電体磁器組成物
は、前述したように、希土類元素（Ｌｎ）、Ａｌ、Ｃ
ａ、Ｚｎ、Ｍ（Ｍ：ＮｂおよびＴａのうちの少なくとも
１種）およびＴｉを含み、組成式：（１−ｙ）ｘＣａＴ
ｉaＯ1+2a−（１−ｙ）（１−ｘ）Ｃａ（Ｚｎ
1/3Ｍ2/3）bＯ1+2b−ｙＬｎＡｌcＯ(3+3c)/2（ただし、
ｘ、ｙはモル比）で表わされる組成を有し、α＝（１−
ｙ）ｘとしたとき、ｘ、ｙ、α、ａ、ｂおよびｃの各々
については、次のような範囲内にある。
は、前述したように、希土類元素（Ｌｎ）、Ａｌ、Ｃ
ａ、Ｚｎ、Ｍ（Ｍ：ＮｂおよびＴａのうちの少なくとも
１種）およびＴｉを含み、組成式：（１−ｙ）ｘＣａＴ
ｉaＯ1+2a−（１−ｙ）（１−ｘ）Ｃａ（Ｚｎ
1/3Ｍ2/3）bＯ1+2b−ｙＬｎＡｌcＯ(3+3c)/2（ただし、
ｘ、ｙはモル比）で表わされる組成を有し、α＝（１−
ｙ）ｘとしたとき、ｘ、ｙ、α、ａ、ｂおよびｃの各々
については、次のような範囲内にある。
【００２２】まず、ｘについては、０．５６０≦ｘ≦
０．８００の範囲内にある。ｘ＜０．５６０の場合は、
Ｑ値が３００００より小さくなり、また、ｘ＞０．８０
０の場合は、共振周波数の温度係数（τｆ）が＋３０ｐ
ｐｍ／℃よりも大きくなるためである。
０．８００の範囲内にある。ｘ＜０．５６０の場合は、
Ｑ値が３００００より小さくなり、また、ｘ＞０．８０
０の場合は、共振周波数の温度係数（τｆ）が＋３０ｐ
ｐｍ／℃よりも大きくなるためである。
【００２３】ｙについては、０．８００≦ｙ≦０．１８
０の範囲内にある。ｙ＜０．０８０の場合は、Ｑ値が３
００００よりも小さくなるためである。また、ｙ＞０．
１８０の場合は、Ｑ値が３００００よりも小さくなるた
めである。
０の範囲内にある。ｙ＜０．０８０の場合は、Ｑ値が３
００００よりも小さくなるためである。また、ｙ＞０．
１８０の場合は、Ｑ値が３００００よりも小さくなるた
めである。
【００２４】α＝（１−ｙ）ｘについては、α≦０．６
５０の範囲内にある。α＞０．６５０の場合には、共振
周波数の温度係数（τｆ）が＋３０ｐｐｍ／℃より大き
くなるためである。なお、α≦０．６００とすることに
より、共振周波数の温度係数（τｆ）が＋２０ｐｐｍ／
℃以下の特性を得ることができて、より好ましい。
５０の範囲内にある。α＞０．６５０の場合には、共振
周波数の温度係数（τｆ）が＋３０ｐｐｍ／℃より大き
くなるためである。なお、α≦０．６００とすることに
より、共振周波数の温度係数（τｆ）が＋２０ｐｐｍ／
℃以下の特性を得ることができて、より好ましい。
【００２５】ａについては、０．９８５≦ａ≦１．０５
０の範囲内にある。ａ＜０．９８５の場合や、ａ＞１．
０５０の場合は、Ｑ値が３００００より小さくなるため
である。
０の範囲内にある。ａ＜０．９８５の場合や、ａ＞１．
０５０の場合は、Ｑ値が３００００より小さくなるため
である。
【００２６】ｂについては、０．９００≦ｂ≦１．０２
０の範囲内にある。ｂ＜０．９００や、ｂ＞１．０２０
の場合は、Ｑ値が３００００より小さくなるためであ
る。
０の範囲内にある。ｂ＜０．９００や、ｂ＞１．０２０
の場合は、Ｑ値が３００００より小さくなるためであ
る。
【００２７】ｃについては、０．９００≦ｃ≦１．０５
０の範囲内にある。ｃ＜０．９００や、ｃ＞１．０５０
の場合は、Ｑ値が３００００より小さくなるためであ
る。
０の範囲内にある。ｃ＜０．９００や、ｃ＞１．０５０
の場合は、Ｑ値が３００００より小さくなるためであ
る。
【００２８】また、上記の高周波用誘電体磁器組成物に
おいて、Ｚｎの一部をＭｇで置換することもできる。
おいて、Ｚｎの一部をＭｇで置換することもできる。
【００２９】また、本発明に係る高周波用誘電体磁器組
成物において、希土類元素（Ｌｎ）としては、Ｎｄ、
Ｙ、Ｌａ、ＳｍまたはＰｒを用いることが好ましいが、
これらの中で、ＮｄまたはＬａを用いることがより好ま
しい。
成物において、希土類元素（Ｌｎ）としては、Ｎｄ、
Ｙ、Ｌａ、ＳｍまたはＰｒを用いることが好ましいが、
これらの中で、ＮｄまたはＬａを用いることがより好ま
しい。
【００３０】
【実施例】次に、本発明をより具体的な実施例に基づき
説明する。
説明する。
【００３１】（実施例１）出発原料として、高純度の希
土類酸化物（Ｎｄ2Ｏ3など）、酸化アルミニウム（Ａｌ
2Ｏ3）、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ3）、酸化亜鉛（Ｚ
ｎＯ）、酸化ニオブ（Ｎｂ2Ｏ5）、酸化タンタル（Ｔａ
2Ｏ5）、酸化チタン（ＴｉＯ2）を準備した。
土類酸化物（Ｎｄ2Ｏ3など）、酸化アルミニウム（Ａｌ
2Ｏ3）、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ3）、酸化亜鉛（Ｚ
ｎＯ）、酸化ニオブ（Ｎｂ2Ｏ5）、酸化タンタル（Ｔａ
2Ｏ5）、酸化チタン（ＴｉＯ2）を準備した。
【００３２】次に、表１に示す組成式：（１−ｙ）ｘＣ
ａＴｉaＯ1+2a−（１−ｙ）（１−ｘ）Ｃａ（Ｚｎ1/3Ｍ
2/3）bＯ1+2b−ｙＮｄＡｌcＯ(3+3c)/2（ただし、ｘ、
ｙはモル比）で表わされる組成物が得られるように、こ
れら原料を調合した。また、表２に示す組成式：０．５
５３ＣａＴｉＯ3−０．２９７Ｃａ（Ｚｎ1/3Ｎｂ2/3）
Ｏ3−０．１５０ＬｎＡｌＯ3で表わされる組成物が得ら
れるように、これら原料を調合した。
ａＴｉaＯ1+2a−（１−ｙ）（１−ｘ）Ｃａ（Ｚｎ1/3Ｍ
2/3）bＯ1+2b−ｙＮｄＡｌcＯ(3+3c)/2（ただし、ｘ、
ｙはモル比）で表わされる組成物が得られるように、こ
れら原料を調合した。また、表２に示す組成式：０．５
５３ＣａＴｉＯ3−０．２９７Ｃａ（Ｚｎ1/3Ｎｂ2/3）
Ｏ3−０．１５０ＬｎＡｌＯ3で表わされる組成物が得ら
れるように、これら原料を調合した。
【００３３】
【表１】
【００３４】
【表２】
【００３５】なお、表２に示した試料４０〜５５は、表
１の組成式中のＮｄの代わりに、表２の「希土類元素」
の欄に示した種々の希土類元素としたもので、表１中の
試料９に対応する組成を有している。
１の組成式中のＮｄの代わりに、表２の「希土類元素」
の欄に示した種々の希土類元素としたもので、表１中の
試料９に対応する組成を有している。
【００３６】次に、これら調合済み原料の粉末を、ボー
ルミルを用いて１６時間湿式混合した後、脱水、乾燥
し、その後、１１００〜１３００℃で３時間仮焼し、こ
の仮焼粉末に適量のバインダを加えて、再度、ボールミ
ルを用いて１６時間湿式粉砕することにより、調製粉末
を得た。
ルミルを用いて１６時間湿式混合した後、脱水、乾燥
し、その後、１１００〜１３００℃で３時間仮焼し、こ
の仮焼粉末に適量のバインダを加えて、再度、ボールミ
ルを用いて１６時間湿式粉砕することにより、調製粉末
を得た。
【００３７】次に、この調製粉末を１０００〜２０００
ｋｇ／ｃｍ2の圧力で円板状にプレス成形した後、１４
００〜１６００℃の温度で４〜２４時間大気中で焼成
し、直径１０ｍｍ、厚み５ｍｍのペロブスカイト型結晶
相を主結晶とする磁器を得た。
ｋｇ／ｃｍ2の圧力で円板状にプレス成形した後、１４
００〜１６００℃の温度で４〜２４時間大気中で焼成
し、直径１０ｍｍ、厚み５ｍｍのペロブスカイト型結晶
相を主結晶とする磁器を得た。
【００３８】得られた磁器について、測定周波数６〜８
ＧＨｚにおける比誘電率（εr）およびＱ値を両端短絡
型誘電体共振器法で測定し、Ｑ×ｆ＝一定則に従って、
１ＧＨｚのＱ値に換算した。また、ＴＥ０１δモード共
振器周波数から、共振周波数の２５℃〜５５℃間の温度
係数（τｆ）を測定した。これらの結果を、表１および
表２に示す。なお、表1において、試料番号に＊を付し
たものは、本発明の範囲外のものである。
ＧＨｚにおける比誘電率（εr）およびＱ値を両端短絡
型誘電体共振器法で測定し、Ｑ×ｆ＝一定則に従って、
１ＧＨｚのＱ値に換算した。また、ＴＥ０１δモード共
振器周波数から、共振周波数の２５℃〜５５℃間の温度
係数（τｆ）を測定した。これらの結果を、表１および
表２に示す。なお、表1において、試料番号に＊を付し
たものは、本発明の範囲外のものである。
【００３９】表１および表２から明らかなように、本発
明の範囲内にある試料によれば、マイクロ波帯において
比誘電率（εr）を大きな値に保ちながら大きいＱ値を
得ることができる。
明の範囲内にある試料によれば、マイクロ波帯において
比誘電率（εr）を大きな値に保ちながら大きいＱ値を
得ることができる。
【００４０】ここで、表１を主として参照しながら、本
発明の組成式：（１−ｙ）ｘＣａＴｉaＯ1+2a−（１−
ｙ）（１−ｘ）Ｃａ（Ｚｎ1/3Ｍ2/3）bＯ1+2b−ｙＬｎ
ＡｌcＯ(3+3c)/2（ただし、ｘ、ｙはモル比）で表わさ
れる組成物の限定理由を以下に説明する。
発明の組成式：（１−ｙ）ｘＣａＴｉaＯ1+2a−（１−
ｙ）（１−ｘ）Ｃａ（Ｚｎ1/3Ｍ2/3）bＯ1+2b−ｙＬｎ
ＡｌcＯ(3+3c)/2（ただし、ｘ、ｙはモル比）で表わさ
れる組成物の限定理由を以下に説明する。
【００４１】まず、ｘについて、０．５６０≦ｘ≦０．
８００としたのは、ｘ＜０．５６０の場合には、試料
５、１２、１７のように、Ｑ値が３００００より小さく
なるからである。また、ｘ＞０．８００の場合には、試
料４、１１のように、共振周波数の温度係数（τｆ）が
＋３０ｐｐｍ／℃よりも大きくなるからである。
８００としたのは、ｘ＜０．５６０の場合には、試料
５、１２、１７のように、Ｑ値が３００００より小さく
なるからである。また、ｘ＞０．８００の場合には、試
料４、１１のように、共振周波数の温度係数（τｆ）が
＋３０ｐｐｍ／℃よりも大きくなるからである。
【００４２】ｙについて、０．８００≦ｙ≦０．１８０
としたのは、ｙ＜０．０８０の場合には、試料２１のよ
うに、Ｑ値が３００００よりも小さくなるからである。
また、ｙ＞０．１８０の場合には、試料２、３のよう
に、Ｑ値が３００００よりも小さくなるからである。
としたのは、ｙ＜０．０８０の場合には、試料２１のよ
うに、Ｑ値が３００００よりも小さくなるからである。
また、ｙ＞０．１８０の場合には、試料２、３のよう
に、Ｑ値が３００００よりも小さくなるからである。
【００４３】α＝（１−ｙ）ｘについて、α≦０．６５
０としたのは、α＞０．６５０の場合には、試料１６の
ように、共振周波数の温度係数（τｆ）が＋３０ｐｐｍ
／℃より大きくなるからである。なお、α≦０．６００
とすることにより、共振周波数の温度係数（τｆ）が＋
２０ｐｐｍ／℃以下の特性を得ることができて、より好
ましい。
０としたのは、α＞０．６５０の場合には、試料１６の
ように、共振周波数の温度係数（τｆ）が＋３０ｐｐｍ
／℃より大きくなるからである。なお、α≦０．６００
とすることにより、共振周波数の温度係数（τｆ）が＋
２０ｐｐｍ／℃以下の特性を得ることができて、より好
ましい。
【００４４】ａについて、０．９８５≦ａ≦１．０５０
としたのは、ａ＜０．９８５の場合には、試料２２のよ
うに、Ｑ値が３００００より小さくなるからである。ま
た、ａ＞１．０５０の場合には、試料２５のように、同
じくＱ値が３００００より小さくなるからである。
としたのは、ａ＜０．９８５の場合には、試料２２のよ
うに、Ｑ値が３００００より小さくなるからである。ま
た、ａ＞１．０５０の場合には、試料２５のように、同
じくＱ値が３００００より小さくなるからである。
【００４５】ｂについて、０．９００≦ｂ≦１．０２０
としたのは、ｂ＜０．９００の場合には、試料２６のよ
うに、Ｑ値が３００００より小さくなるからである。ま
た、ｂ＞１．０２０の場合には、試料２９のように、同
じくＱ値が３００００より小さくなるからである。
としたのは、ｂ＜０．９００の場合には、試料２６のよ
うに、Ｑ値が３００００より小さくなるからである。ま
た、ｂ＞１．０２０の場合には、試料２９のように、同
じくＱ値が３００００より小さくなるからである。
【００４６】ｃについて、０．９００≦ｃ≦１．０５０
としたのは、ｃ＜．９００の場合には、試料３０のよう
に、Ｑ値が３００００より小さくなるからである。ま
た、ｃ＞１．０５０の場合には、試料３３のように、同
じくＱ値が３００００より小さくなるからである。
としたのは、ｃ＜．９００の場合には、試料３０のよう
に、Ｑ値が３００００より小さくなるからである。ま
た、ｃ＞１．０５０の場合には、試料３３のように、同
じくＱ値が３００００より小さくなるからである。
【００４７】また、表１の試料９、表２の試料４０〜５
５の比較から明らかなように、希土類元素（Ｌｎ）とし
ては、ＮｄおよびＬａのうちの少なくとも１種を用いる
ことにより、より大きな比誘電率（εr）とＱ値を得る
ことができる。
５の比較から明らかなように、希土類元素（Ｌｎ）とし
ては、ＮｄおよびＬａのうちの少なくとも１種を用いる
ことにより、より大きな比誘電率（εr）とＱ値を得る
ことができる。
【００４８】（実施例２）出発原料として、高純度の酸
化ネオジウム（Ｎｄ2Ｏ3）、酸化アルミニウム（Ａｌ2
Ｏ3）、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ3）、酸化亜鉛（Ｚｎ
Ｏ）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化ニオブ（Ｎｂ
2Ｏ5）、酸化チタン（ＴｉＯ2）を準備した。
化ネオジウム（Ｎｄ2Ｏ3）、酸化アルミニウム（Ａｌ2
Ｏ3）、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ3）、酸化亜鉛（Ｚｎ
Ｏ）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化ニオブ（Ｎｂ
2Ｏ5）、酸化チタン（ＴｉＯ2）を準備した。
【００４９】次に、表３に示す組成式：（１−ｙ）ｘＣ
ａＴｉＯ3−（１−ｙ）（１−ｘ）Ｃａ｛（Ｚｎ1-zＭｇ
z）1/3Ｎｂ2/3）Ｏ3−ｙＮｄＡｌＯ3（ただし、ｘ、ｙ
はモル比）で表わされる組成物が得られるように、これ
ら原料を調合した。
ａＴｉＯ3−（１−ｙ）（１−ｘ）Ｃａ｛（Ｚｎ1-zＭｇ
z）1/3Ｎｂ2/3）Ｏ3−ｙＮｄＡｌＯ3（ただし、ｘ、ｙ
はモル比）で表わされる組成物が得られるように、これ
ら原料を調合した。
【００５０】
【表３】
【００５１】なお、試料５６〜５９は、表１中の試料９
においてＺｎの一部をＭｇで置換したものである。試料
６０〜６３は、表１中の試料１５においてＺｎの一部を
Ｍｇで置換したものである。
においてＺｎの一部をＭｇで置換したものである。試料
６０〜６３は、表１中の試料１５においてＺｎの一部を
Ｍｇで置換したものである。
【００５２】次に、これら調合済み原料の粉末を用い
て、実施例１と同様にして、ペロブスカイト型結晶相を
主結晶とする磁器を得た。その後、実施例１と同様にし
て、比誘電率（εr）、Ｑ値、共振周波数の温度係数
（τｆ）を測定した。これらの結果を表３に示す。
て、実施例１と同様にして、ペロブスカイト型結晶相を
主結晶とする磁器を得た。その後、実施例１と同様にし
て、比誘電率（εr）、Ｑ値、共振周波数の温度係数
（τｆ）を測定した。これらの結果を表３に示す。
【００５３】表３から明らかなように、Ｚｎの一部をＭ
ｇで置換することによっても、置換前と比較して、比誘
電率（εr）はやや低下するものの、Ｑ値および共振周
波数の温度係数（τｆ）に変化のない優れた特性を得る
ことができる。
ｇで置換することによっても、置換前と比較して、比誘
電率（εr）はやや低下するものの、Ｑ値および共振周
波数の温度係数（τｆ）に変化のない優れた特性を得る
ことができる。
【００５４】なお、本発明の高周波用誘電体磁器組成物
には、本発明の目的を損なわない範囲内で微量の添加物
を加えることができる。たとえば、ＳｉＯ2、ＭｎＣ
Ｏ3、Ｂ 2Ｏ3、ＮｉＯ、ＣｕＯ、Ｌｉ2ＣＯ3、Ｐｂ
3Ｏ4、Ｂｉ2Ｏ3、Ｖ2Ｏ5、ＷＯ3などを０．０１〜１．
０ｗｔ％添加することにより、特性の劣化を抑えなが
ら、焼成温度を２０〜３０℃低下させることができる。
その他にも、ＢａＣＯ3、Ｓｂ2Ｏ 3などを１〜３ｗｔ％
添加することで、比誘電率（εr）と温度特性の微調整
が可能となり、優れた誘電体磁器を得ることができる。
には、本発明の目的を損なわない範囲内で微量の添加物
を加えることができる。たとえば、ＳｉＯ2、ＭｎＣ
Ｏ3、Ｂ 2Ｏ3、ＮｉＯ、ＣｕＯ、Ｌｉ2ＣＯ3、Ｐｂ
3Ｏ4、Ｂｉ2Ｏ3、Ｖ2Ｏ5、ＷＯ3などを０．０１〜１．
０ｗｔ％添加することにより、特性の劣化を抑えなが
ら、焼成温度を２０〜３０℃低下させることができる。
その他にも、ＢａＣＯ3、Ｓｂ2Ｏ 3などを１〜３ｗｔ％
添加することで、比誘電率（εr）と温度特性の微調整
が可能となり、優れた誘電体磁器を得ることができる。
【００５５】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、比誘電率（εr）が４０〜６０と大きく、Ｑ値
が３００００（１ＧＨｚにおいて）以上と大きく、しか
も、共振周波数の温度係数（τｆ）を０±３０（ｐｐｍ
／℃）に制御できる、高周波用誘電体磁器組成物を得る
ことができる。
よれば、比誘電率（εr）が４０〜６０と大きく、Ｑ値
が３００００（１ＧＨｚにおいて）以上と大きく、しか
も、共振周波数の温度係数（τｆ）を０±３０（ｐｐｍ
／℃）に制御できる、高周波用誘電体磁器組成物を得る
ことができる。
【００５６】したがって、このような組成を有する誘電
体磁器を用いて、誘電体共振器、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作製することによ
り、それぞれ良好な特性を得ることができる。
体磁器を用いて、誘電体共振器、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作製することによ
り、それぞれ良好な特性を得ることができる。
【図１】本発明の一実施形態による誘電体共振器を図解
的に示す断面図である。
的に示す断面図である。
【図２】本発明の通信機装置一例を示すブロック図であ
る。
る。
１ 誘電体共振器 ２ 金属ケース ４ 誘電体磁器 ５ 入力端子 ６ 出力端子 １０ 通信機装置 １２ 誘電体デュプレクサ １４ 送信用回路 １６ 受信用回路 １８ アンテナ ２０ 入力接続手段 ２２ 出力接続手段 ２４ アンテナ接続手段 ２６、２８ 誘電体フィルタ ３０ 外部結合手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｂ 3/12 ３１３ Ｈ０１Ｐ 7/10 Ｈ０１Ｐ 7/10 Ｃ０４Ｂ 35/00 Ｊ (72)発明者 田村 博 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） 4G030 AA07 AA08 AA11 AA13 AA16 AA20 AA21 AA32 AA36 BA09 CA01 4G031 AA03 AA04 AA07 AA09 AA11 AA14 AA15 AA26 AA29 BA09 CA01 5G303 AA02 AA10 AB06 AB08 AB11 BA12 CA01 CB01 CB06 CB15 CB17 CB21 CB22 CB26 CB33 CB35 CB38 CB40 CB41 5J006 HC07
Claims (9)
- 【請求項１】 希土類元素（Ｌｎ）、Ａｌ、Ｃａ、Ｚ
ｎ、Ｍ（Ｍ：ＮｂおよびＴａのうちの少なくとも１種）
およびＴｉを含み、 組成式：（１−ｙ）ｘＣａＴｉaＯ1+2a−（１−ｙ）
（１−ｘ）Ｃａ（Ｚｎ1/3Ｍ2/3）bＯ1+2b−ｙＬｎＡｌc
Ｏ(3+3c)/2（ただし、ｘ、ｙはモル比）で表わされる組
成を有し、α＝（１−ｙ）ｘとしたとき、 ｘ、ｙ、α、ａ、ｂおよびｃが、 ０．５６０≦ｘ≦０．８００ ０．０８０≦ｙ≦０．１８０ α≦０．６５０ ０．９８５≦ａ≦１．０５０ ０．９００≦ｂ≦１．０２０ ０．９００≦ｃ≦１．０５０ の範囲内にあり、 ペロブスカイト型結晶相を主結晶とすることを特徴とす
る、高周波用誘電体磁器組成物。 - 【請求項２】 Ｍｇ元素をさらに含み、 組成式：（１−ｙ）ｘＣａＴｉaＯ1+2a−（１−ｙ）
（１−ｘ）Ｃａ｛（Ｚｎ1 -zＭｇz）1/3Ｍ2/3｝bＯ1+2b
−ｙＬｎＡｌcＯ(3+3c)/2（ただし、ｘ、ｙはモル比）
で表わされる組成を有し、α＝（１−ｙ）ｘとしたと
き、 ｘ、ｙ、ｚ、α、ａ、ｂおよびｃが、 ０．５６０≦ｘ≦０．８００ ０．０８０≦ｙ≦０．１８０ ０＜ｚ＜１ α≦０．６５０ ０．９８５≦ａ≦１．０５０ ０．９００≦ｂ≦１．０２０ ０．９００≦ｃ≦１．０５０ の範囲内にあることを特徴とする、請求項１に記載の高
周波用誘電体磁器組成物。 - 【請求項３】 前記αがα≦０．６００の範囲内にある
ことを特徴とする、請求項１または２に記載の高周波用
誘電体磁器組成物。 - 【請求項４】 前記希土類元素（Ｌｎ）は、Ｎｄ、Ｙ、
Ｌａ、ＳｍおよびＰｒのうちの少なくとも１種であるこ
とを特徴とする、請求項１から３のいずれかに記載の高
周波用誘電体磁器組成物。 - 【請求項５】 前記希土類元素（Ｌｎ）はＮｄおよびＬ
ａのうちの少なくとも１種であることを特徴とする。請
求項１から３のいずれかに記載の高周波用誘電体磁器組
成物。 - 【請求項６】 誘電体磁器が入出力端子に電磁界結合し
て作動する、誘電体共振器において、前記誘電体磁器
は、請求項1から５のいずれかに記載の高周波用誘電体
磁器組成物からなることを特徴とする、誘電体共振器。 - 【請求項７】 請求項６に記載の誘電体共振器に外部結
合手段を含んでなることを特徴とする、誘電体フィル
タ。 - 【請求項８】 少なくとも２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接続手段
と、前記誘電体フィルタに共通に接続されるアンテナ接
続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１つが請求項７に記載の
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。 - 【請求項９】 請求項８に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１つの入出力接
続手段に接続される送信用回路と、該送信用回路に接続
される前記入出力接続手段と異なる少なくとも１つの入
出力接続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。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34361599A JP4513076B2 (ja) | 1999-10-25 | 1999-12-02 | 高周波用誘電体磁器組成物、誘電体共振器、誘電体フィルタ、誘電体デュプレクサおよび通信機装置 |
| EP00122723A EP1096598A3 (en) | 1999-10-25 | 2000-10-18 | High-frequency dielectric ceramic composition, dielectric resonator, dielectric filter, dielectric duplexer, and communication apparatus |
| US09/695,893 US6380115B1 (en) | 1999-10-25 | 2000-10-25 | High-frequency dielectric ceramic composition, dielectric resonator, dielectric filter, dielectric duplexer, and communication apparatus |
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