JP2002050912A - ストリップライン共振器 - Google Patents

ストリップライン共振器

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JP2002050912A
JP2002050912A JP2000231939A JP2000231939A JP2002050912A JP 2002050912 A JP2002050912 A JP 2002050912A JP 2000231939 A JP2000231939 A JP 2000231939A JP 2000231939 A JP2000231939 A JP 2000231939A JP 2002050912 A JP2002050912 A JP 2002050912A
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JP
Japan
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dielectric
frequency
dielectric block
laminated
thickness
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JP2000231939A
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English (en)
Inventor
Naoki Tsukamoto
直樹 塚本
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Kyocera Corp
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Kyocera Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】温度の変動によって周波数の変動が生じずに充
分なフィルタ特性が維持できるストリップライン共振器
を提供することにある。 【解決手段】誘電体ブロック1の周波数温度特性を補正
するように第1積層体3の積層厚みを第2、第3積層体
2,4の積層厚みとは異ならせたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、高周波フィルタに
用いられるストリップライン共振器に関するもので、特
に、ストリップライン共振器の温度特性を補正する技術
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年の移動体通信の発達により、電波の
使用周波数帯が準マイクロ波の領域に上がってきた。特
に、米国では「PCS」、欧州においては「DCS」と
いうシステムが実用化されており、これらのシステムで
は、周波数がそれぞれ1.8〜1.9GHz帯が使用さ
れている。一方、従来の移動体通信システム、例えば米
国のアナログシステムにおいては、送信周波数として8
24〜849MHzが、受信周波数として869〜89
4MHzが使用され、送信−受信周波数間隔が20MH
zとされていた。また、PCS(1.9GHz帯)にお
いては、受信周波数として1930〜1990MHz
が、送信周波数として1850〜1910MHzが使用
されており、送信−受信周波数間隔は20MHzとされ
ていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、PCS
においては、従来のアナログシステムに比べて使用周波
数帯が上がり、かつ、通過帯域幅が広がったにもかかわ
らず、送信−受信周波数間隔は従来の移動体通信システ
ムの場合(20MHz)と同じであり、このために、所
望のフィルタ特性を得るためには非常に厳しい条件が必
要となっていた。しかも、このような厳しい条件の下、
高周波フィルタに用いられる誘電体基板は、一般的にフ
ィルタ特性の中心周波数の温度特性を持つが、この温度
変化によって、誘電体の比誘電率が変化し、これにより
容量成分がかわり、この結果、高周波フィルタの中心周
波数が変わることがあった。従って、高周波フィルタの
中心周波数が大きく変動すると高周波フィルタの挿入損
失と減衰量は大きく変化してしまい、通信の品質に大き
な影響を与えてしまうという問題点があった。また、近
年、携帯電話の小型化、通信の高品質化に伴って、高周
波フィルタに用いられるストリップライン共振器の小型
化及び低損失化、高減衰化が図られており、このために
は、ストリップライン共振器の材料が高Q値、高誘電率
のものが必要となってきている。しかしながら、このよ
うな高Q値、高誘電率の材料は、一般的に大きな周波数
温度特性を持つことが知られており、ストリップライン
共振器の小型化及び低損失化すると上述のように温度変
化に伴う高周波フィルタの周波数変動の問題が顕著に現
れるという問題点を有していた。
【0004】一方、誘電体フィルタの小型化に伴って全
体の強度も低下することが知られているが、特に高誘電
率の材料を用いる場合は、このような傾向が顕著に現れ
るものである。
【0005】本発明は,上記欠点に鑑みて案出されたも
のであり、高周波フィルタに用いられるストリップライ
ン共振器において、温度の変動によって周波数の変動が
生じずに充分なフィルタ特性が維持できるストリップラ
イン共振器を提供することにある。
【0006】また、本発明の他の目的は、小型で低損
失,高減衰量であって機械的強度も十分得られるストリ
ップライン共振器を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに本発明は、矩形状の誘電体層を複数積層するととも
に誘電体層間にストリップラインを形成してなる第1積
層体の両主面に、矩形状の誘電体層を複数積層してなる
第2積層体と、第3積層体とを一体的に設けて誘電体ブロ
ックとなし、該誘電体ブロックの両主面にアース電極を
形成したストリップライン共振器において、前記誘電体
ブロックの周波数温度特性を補正するように前記第1積
層体の積層厚みを第2、第3積層体の積層厚みに対し異な
らせたことを特徴とするものである。
【0008】本発明の構成によれば、誘電体ブロックの
周波数温度特性を補正するように前記第1積層体の誘電
体層積層厚みを第2、第3積層体の積層厚みに対し異な
らせたことにより同じ材質の誘電体層であっても比誘電
率が異なって、これにより周波数温度特性を第1積層体
と第2、第3積層体で異ならせることができる。その結
果、第1〜第3の積層体が一体的に形成された誘電体ブ
ロックの周波数温度特性が補正されるものである。
【0009】また、第1積層体と第2、3の積層体とが互
いに逆極性となる誘電体材料をもちいることにより、誘
電体ブロックの周波数温度特性をゼロに近づけることが
できるものである。
【0010】さらに、前記第1積層体の誘電体層の厚み
を第2、第3積層体の誘電体層の厚みよりも薄く形成し
たことにより、誘電体ブロックの周波数温度特性を補正
できると共に、誘電体ブロックの焼結強度を上げること
ができる。
【0011】従って、温度の変化によってもストリップ
ライン共振器の中心周波数変動が生じず、従って、充分
なフィルタ特性を維持した機械的強度の強固な高周波フ
ィルタが提供できる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明のストリップライン
共振器の実施例を図面に基づいて説明する。図1は、高
周波フィルタに用いられるストリップライン共振器を備
えた誘電体フィルタの外観斜視図、図2は図1に示すA
−A線断面図である。図1に示すように誘電体フィルタ
Pは、複数の誘電体層を積層してなる誘電体ブロック1
の略全面にアース電極5が形成されている。また、誘電
体ブロック1の内部にはストリップライン6が、さらに
誘電体ブロック1の内部で、かつ、ストリップライン6
と対向した位置に入出力用内部電極7が形成されてい
る。
【0013】誘電体ブロック1は図2に示すように誘電
体層1a〜1jを積層してなる。具体的には誘電体層1
d〜1gの層間1e、1fにストリップライン6を形成
してなる第1積層体3と、第1積層体の一方主面から誘電
体層1a〜1cを複数積層してなる第2積層体2と、第
1積層体3の他方主面から誘電体層1h〜1iを複数積
層してなる第3の積層体4とからなる。
【0014】また、第1積層体3の積層厚みを第2、第
3積層体2、4とは異なるようにしている。さらに第1
積層体3の誘電体層の厚さも第2、第3積層体2、4よ
りも薄く形成している。
【0015】誘電体層1a〜1jはその材質として誘電
体セラミック材料と低温焼成化を可能とする酸化物や低
融点ガラス材料とから構成されている。具体的には、誘
電体セラミック材料とは、例えば、BaO−TiO
2系、Ca−TiO2系、MgO−TiO2系等があり、
低温焼成化するための酸化物としては、BiVO4、C
uO、Li2O、B23等がある。第1〜第3の積層体
2,3,4を温度係数が異なる材質としてもよい。
【0016】また、誘電体層1a〜1gは、端面側のそ
の厚み方向で、貫通孔が形成され、そこに導体が充填さ
れたビアホール導体8が形成されている。なお、ビアホ
ール導体8はAg、Ag−Pd、Cuなどを主成分とす
る導体材料が用いられる。
【0017】アース電極5は、Ag、Cuなどを主成分
(Ag単体またはAg−Pd、Ag−PtなどのAg合
金、Cu単体またはCu合金)とする導体材料から成
り、その形成方法としては、未焼成状態の誘電体ブロッ
ク1上に、アース電極5a〜5dとなる導体膜が被着さ
れ、誘電体ブロック1と一体的に焼成して構成される。
【0018】ストリップライン6は短手方向に整列した
ストリップライン61,62からなる。また、ストリッ
プライン61,62は誘電体層1f,1g間に形成され
ており、その一端側はビアホール導体8に接続されてい
る。またストリップライン6の開放側はビアホール導体
8を介して対向した折り返し対向電極60を形成した構
造としており、入出力内部電極7と折り返し電極60と
から形成される容量成分で全体としての容量成分の微調
整が可能であり、この容量成分を変化させても周波数温
度特性の温度変化による中心周波数の変化を抑えること
ができる。
【0019】ストリップライン6の材質としては、A
g、Ag−Pd、Cuなどを主成分とする導体材料によ
り構成されており、この導体材料に必要に応じてガラス
成分などが含有されている。
【0020】なお、本発明のストリップライン6は誘電
体ブロック1の中央に配設したが、これに限定されるこ
とはなく、誘電体ブロック1の一方主面に形成したアー
ス電極5aに対向する誘電体ブロック1の他方主面に形
成してもよい。
【0021】内部電極7は誘電体層1g,1h間に形成
されており、その中央部に形成した入出力用内部電極7
1はストリップライン61,62間に、また、入出力用
内部電極72、73は、その一端が誘電体ブロック1の
端面に引き出されて入出力電極70が形成されている。
内部電極7の材質としては、ビアホール導体8で示した
導体材料と同じものが用いられる。
【0022】以上のようなストリップライン共振器の構
成により、誘電体ブロック1、ストリップライン6、ア
ース電極5の働きにより、ストリップライン6とアース
電極5との間で容量成分と誘導成分とが形成されてλ/
4のL−C共振回路が構成され、これを利用してフィル
タ特性を得ることができる。
【0023】なお、本発明のストリップライン共振器は
端面に形成したビアホール導体8によりλ/4のL−C
共振回路を構成したがこれに限定されることはなく、ビ
アホール導体8を形成せずにλ/2のL−C共振回路を
形成しても良い。
【0024】このような誘電体フィルタPの等価回路を
図3に示す。図において、L1,L2は各ストリップラ
イン61、62で形成される誘導性成分、C1,C2は
ストリップライン6とアース電極5で形成される容量成
分、Cin,Cout,Ca,Cbは内部電極7とストリップ
ライン6で形成される容量成分を示す。
【0025】本発明の特徴である周波数温度特性を補正
する方法は、誘電体フィルタPの第1積層体3の積層方
向の厚みを第2、第3積層体2、4とは異なるようにし
て誘電体ブロック1全体の周波数温度特性が補正され
る。即ち、誘電体フィルタPにおける周波数温度係数を
τf、誘電体ブロック1の比誘電率をεr、比誘電率温
度係数τとした場合、 τf=−(τ/2εr)−α(αは熱膨張係数) の関係が成り立つことが知られている。従って、予め、
熱膨張係数αがわかるため、誘電体ブロック1の周波数
温度特性τfは誘電体フィルタPが持つ容量成分C1、
C2によって変わることとなり、第1積層体3の積層方
向の厚みを、第2、第3積層体2、4とは異なるように
することで周波数温度特性が誘電体ブロック1の全体で
相殺されるように補正させることができるのを見出した
ものである。
【0026】従って、より好ましい態様としては、第1
積層体の周波数温度特性が第2、第3積層体の周波数温
度特性と逆極性となるように選択すると図4に示すよう
に誘電体ブロック1の周波数温度特性がゼロに近づける
ことができる。
【0027】また、第1積層体3の誘電体層1d〜1g
の各厚みを第2、第3積層体2、4に比べて薄くするこ
とで誘電体ブロック1の最外層に大きな厚みの誘電体層
が配設されることになり、誘電体ブロック1の燒結時の
たわみを抑える構造としている。
【0028】
【発明の効果】以上のように、 本発明の構成によれ
ば、誘電体ブロックの周波数温度特性を補正するように
第1積層体の誘電体層積層方向の厚みを第2、第3積層
体の誘電体層積層方向の厚みとは異ならせたことにより
同じ材質の誘電体層であっても比誘電率が異なって、こ
れにより周波数温度特性を第1積層体と第2、第3積層
体で異ならせることができる。その結果、第1〜第3の
積層体が一体的に形成された誘電体ブロックの周波数温
度特性が効果的に補正することができる。
【0029】また、第1積層体と第2、3の積層体とが互
いに逆極性となる誘電体材料をもちいることにより、誘
電体ブロックの周波数温度特性をゼロに近づけることが
できたストリップライン共振器を提供することができ
る。
【0030】さらに、前記第1積層体の誘電体層積層方
向の厚みを第2、第3積層体の誘電体層積層方向の厚み
よりも薄く形成するとともに、前記第2積層体と第3の
積層体との誘電体積層方向の厚みを略同じにしたことに
より、誘電体ブロックの周波数温度特性を補正できると
共に、誘電体ブロックの焼結強度を上げることができる
ストリップライン共振器を提供することができる。
【0031】従って、温度の変化によってもストリップ
ライン共振器の中心周波数変動が生じず、従って、充分
なフィルタ特性を維持した機械的強度の強固な高周波フ
ィルタが提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のストリップライン共振器の斜視図であ
る。
【図2】図1のA−A線断面図であり本発明のストリッ
プライン共振器の内部構造を説明する斜視図である
【図3】本発明のストリップライン共振器における等価
回路図である。
【図4】第1積層体と第2、第3積層体の周波数温度特
性を示したものである。
【符号の説明】
P:誘電体フィルタ 1:誘電体ブロック 2:第1の誘電体層群 3:第2の誘電体層群 4:アース電極 5:ストリップライン 6:入出力用内部電極 7:ビアホール導体

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 矩形状の誘電体層を複数積層するととも
    に誘電体層間にストリップラインを形成してなる第1積
    層体の両主面に、矩形状の誘電体層を複数積層してなる
    第2積層体と、第3積層体とを一体的に設けて誘電体ブロ
    ックとなし、該誘電体ブロックの両主面にアース電極を
    形成したストリップライン共振器において、 前記誘電体ブロックの周波数温度特性を補正するように
    前記第1積層体の積層厚みを第2、第3積層体の積層厚み
    に対し異ならせたことを特徴とするストリップライン共
    振器。
  2. 【請求項2】 前記第1積層体と第2、3積層体とが互
    いに逆極性となる誘電体材料を用いて形成されているこ
    とを特徴とする請求項1記載のストリップライン共振
    器。
JP2000231939A 2000-07-31 2000-07-31 ストリップライン共振器 Pending JP2002050912A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100373689C (zh) * 2005-12-06 2008-03-05 电子科技大学 一种带状线谐振器及微波薄膜材料电磁参数测试装置
JP2018006878A (ja) * 2016-06-28 2018-01-11 日本ゼオン株式会社 信号伝送体、及び電子機器

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