JP2002057508A - 誘電体フィルタ、誘電体デュプレクサおよび通信装置 - Google Patents
誘電体フィルタ、誘電体デュプレクサおよび通信装置Info
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Abstract
く、また挿入損失を増大させることなく、減衰極位置を
通過帯域に近接させるようにした誘電体フィルタ、誘電
体デュプレクサおよびそれらを備えた通信装置を構成す
る。 【解決手段】 誘電体ブロック1の内部に、それぞれ内
面に内導体を形成した内導体形成孔2a〜2dを配列
し、外面に外導体および入出力電極5a,5bを形成す
るが、入出力電極5aを、誘電体ブロック1の側面から
実装基板への実装面にかけて形成し、内導体形成孔2
a,2bのそれぞれの内導体との間に静電容量を生じさ
せるとともに、内導体形成孔の開放端側の断面形状を誘
電体ブロック1の側面に平行な方向に伸びた長円形状と
する。
Description
の内外に導体膜を形成して成る誘電体フィルタ、誘電体
デュプレクサおよびそれらを用いた通信装置に関するも
のである。
て複数の共振線路を設けて成る誘電体フィルタが、例え
ば携帯電話などの通信装置に用いられている。従来、誘
電体ブロックを用いた誘電体フィルタにおいて、減衰極
を通過帯域の近傍に生じさせるものとして特開平5−1
45302号が示されている。
ルタは、誘電体ブロック内に複数の内導体形成孔を配列
し、それぞれ共振線路を構成する2つの内導体に静電容
量で結合する入出力電極を、誘電体ブロックの外面に形
成して、マルチパス構造としたものである。
低域側または高域側に減衰極が生じるが、この減衰極を
通過帯域に近付けるために、誘電体ブロック内に配列し
た複数の内導体形成孔の最端から二つ目の共振線路との
トビ結合を大きくすればよい。ところが、最端から二つ
目の共振線路と入出力電極との静電容量を大きくする
と、一つ目の(最端の)共振線路と入出力電極との静電
容量(外部結合量)が相対的に小さくなり、通過帯域内
の特性(特に反射特性)が悪化する。
外部結合量を大きくするために、その共振線路を入出力
電極に近付けると、電界の集中が大きくなって、挿入損
失が劣化するという問題が生じる。
化させることなく、また挿入損失を増大させることな
く、減衰極位置を通過帯域に近接させるようにした誘電
体フィルタ、誘電体デュプレクサおよびそれらを備えた
通信装置を提供することにある。
タは、略直方体形状の誘電体ブロックの内部に、それぞ
れ内面に内導体を形成した複数の内導体形成孔を略平行
に配列し、外面に外導体および入出力電極を形成するこ
とによって構成するが、入出力電極を、誘電体ブロック
の内導体形成孔の配列方向の端面である側面から、実装
基板へ対向する実装面である底面にかけて入出力電極を
形成し、側面に最も近い内導体形成孔の内導体と、それ
に隣接する他の内導体形成孔の内導体との間にそれぞれ
静電容量を生じさせるとともに、少なくとも前記側面に
最も近い内導体形成孔の断面を側面に沿って伸びた非円
形状とする。
の)内導体形成孔による共振線路と入出力電極との外部
結合部分における電界集中を緩和しつつ、最端の共振線
路と入出力電極との外部結合量を十分に確保する。ま
た、最端の共振線路と、それに隣接する内導体による共
振線路との間の相互容量も容易に大きくできるようにし
て、減衰極を通過帯域により近づける。
上記誘電体フィルタにおける入出力電極を送信信号入力
用電極、受信信号出力用電極、またはアンテナ接続用電
極の何れかとして設ける。これにより、送信帯域と受信
帯域間の減衰量を十分に確保する。
ィルタまたは誘電体デュプレクサを、例えば送信信号ま
たは受信信号の高周波信号処理部に設けて構成する。
ルタの構成を図1〜図5を参照して説明する。図1は誘
電体フィルタの斜視図、図2は内導体形成孔の軸に垂直
な面での断面図、図3は投影図である。なお、図1にお
いては、実装基板への実装面を図における上面として表
している。これらの図に示すように、略直方体形状の誘
電体ブロック1の内部に、互いに平行な四つの内導体形
成孔2a,2b,2c,2dを配列している。これらの
内導体形成孔は断面が長円(楕円)形状を成し、それら
の内面には共振線路としての内導体をそれぞれ形成して
いる。誘電体ブロック1の外面(六面)には外導体4を
形成している。内導体形成孔2a〜2dの一方の開口部
付近には内導体非形成部gを設けて、そこを共振線路の
開放端としている。また、内導体形成孔2a〜2dの配
列方向の端面である側面から、実装基板へ対向する実装
面である底面(図1における上面)にかけて、内導体の
開放端付近の位置に入出力電極5a,5bを形成してい
る。
る静電容量を示している。誘電体ブロック1の側面に最
も近い内導体形成孔の内導体3aおよび、それに隣接す
る内導体形成孔の内導体3bと入出力電極5aとの間に
は、それぞれ静電容量c3、c1が生じる。また、内導
体3aと3bとの間に静電容量c2が生じる。このよう
に、内導体形成孔の断面形状を、誘電体ブロックの側面
に沿って伸びる長円(楕円)形状としたことにより、c
3を大きくしつつ、c3部分の電界集中を緩和できる。
とともに外部結合量も確保して、通過帯域内の特性を改
善することができる。また、電界集中による挿入損失を
低減させることができる。また、各内導体形成孔を側面
に平行な方向(内導体形成孔の配列方向に垂直な方向)
に全体に偏平化したことにより、隣接する内導体形成孔
の対向部分が平面を成すので、(または曲率が小さくな
るので、)内導体形成孔の配列ピッチを狭くしても、電
界集中が抑えられ、その分、全体に内導体形成孔の配列
方向の誘電体ブロックの寸法を短縮化でき、全体に小型
の誘電体フィルタが得られる。
大にともない、図2に示した相互容量c2も容易に大き
くでき、c2の増大にともなって、減衰極が通過帯域に
さらに近づき、通過帯域に近接する不要な信号の減衰量
を十分に確保することができる。
立てて、実装面を正面としたときの誘電体フィルタの上
面図、(B)は正面図、(C)は左側面図、(D)は底
面図である。このように内導体形成孔2a〜2dの開放
端側の内径を太く、短絡端側の内径を細くして、ステッ
プ構造にしている。また、内導体形成孔2a、2bの短
絡端側の孔の中心は、互いに離れる方向に偏心させてい
て、この二つの内導体形成孔による共振器同士を容量性
結合させている。同様に内導体形成孔2c、2dによる
二つの共振器間も容量性結合させている。内導体形成孔
2b,2cによる共振器間は、開放端側の偏心により短
絡端側の孔の中心を相対的に近接させて誘導性結合させ
ている。
ある。ここでRa〜Rdは図3に示した内導体形成孔2
a〜2dによる共振器である。Ca,Cbは入出力電極
5aと内導体形成孔2a,2bの開放端付近の内導体と
の間に生じる静電容量、Cdは内導体形成孔2dの開放
端付近の内導体と入出力電極5bとの間に生じる静電容
量である。
す図である。この図において実線は図3に示したこの実
施形態に係る誘電体フィルタの特性、破線は内導体形成
孔の開放端側を短絡端側と同様に断面円形とした場合の
特性である。このように、内導体形成孔の開放端側の断
面形状を誘電体ブロックの側面に沿って伸びた長円形状
としたことにより、電界集中を増すことなくCaを増大
させ得るので、減衰極を通過帯域に近付けることができ
る。また、上述したように共振器Ra−Rb間の結合度
を増すことによっても、減衰極を通過帯域側により接近
させることになる。
タの構成を図6および図7を参照して説明する。図6は
誘電体フィルタの投影図であり、(A)は、誘電体フィ
ルタを立てて、実装面を正面としたときの誘電体フィル
タの上面図、(B)は正面図、(C)は左側面図、
(D)は底面図である。図3と対比すれば明らかなよう
に、この誘電体フィルタは、内導体形成孔2a,2bの
開放端側の偏心により短絡端側の孔の中心を相対的に近
接させて、この二つの内導体形成孔による共振器間を誘
導性結合させている。また同様に、内導体形成孔2c、
2dによる二つの共振器間も誘導性結合させている。内
導体形成孔2b,2cによる共振器間は、開放端側の偏
心により開放端側の孔の中心を相対的に近接させて容量
性結合させている。
示したものと同様となるが、誘導性結合している二つの
共振器間にとび容量Cbを設けたことになる。
す図である。このように、誘導性結合している二つの共
振器間にとび容量を設けたことにより、通過帯域の高域
側に減衰極が生じる。図7において実線は図6に示した
この実施形態に係る誘電体フィルタの特性、破線は内導
体形成孔の開放端側を短絡端側と同様に断面円形とした
場合の特性である。第1の実施形態の場合と同様に、内
導体形成孔の開放端側の断面形状を誘電体ブロックの側
面に沿って伸びた長円形状としたことにより、減衰極を
通過帯域に近付けることができる。
タの斜視図である。第1・第2の実施形態では、誘電体
ブロックの外面(六面)に外導体を形成し、内導体形成
孔の内部に開放端を設けたが、この図8に示すように内
導体形成孔の一方の開口面を開放面としてもよい。
レクサの構成を図9〜図11を参照して説明する。図9
は誘電体デュプレクサの斜視図である。ここでは実装基
板に対する実装面を上面にして表している。図10は内
導体形成孔の軸に垂直な面での主要部の断面図であり、
(B)は内導体形成孔の断面を円形にした場合の比較例
としての断面図である。更に、図11はこの誘電体デュ
プレクサのアンテナ端子と受信信号出力端子間の通過特
性を示す図である。
ロック1の内部に、互いに平行な内導体形成孔2a〜2
hを設けている。これらの内導体形成孔の内面にはそれ
ぞれ内導体を形成している。内導体形成孔2a,2c,
2d,2f,2g,2hの図における右後方の端面付近
には、図1に示したものと同様に内導体非形成部を設け
ていて、その部分を内導体の開放端としている。また、
2b,2eの内面には全面に内導体を形成している。誘
電体ブロック1の外面(六面)には、内導体形成孔2
g,2hの開放端付近との間でそれぞれ容量結合する入
出力電極5rx、内導体形成孔2b,2eの一方の端部
に導通する入出力電極5tx,5ant、および外導体
4をそれぞれ形成している。
形成孔2bによる共振器とインターディジタル結合して
トラップフィルタとして作用する。また、内導体形成孔
2c,2dによる二つの共振器はコムライン結合し、内
導体形成孔2cによる共振器と、励振線路としての内導
体形成孔2bの内導体とがインターディジタル結合し、
同様に内導体形成孔2dによる共振器と内導体形成孔2
eの内導体とがインターディジタル結合する。また内導
体形成孔2f,2g,2hによる共振器はそれぞれコム
ライン結合し、2fによる共振器と2eの内導体とはイ
ンターディジタル結合する。
共振器は送信フィルタとして作用し、2f,2g,2h
による共振器は受信フィルタとして作用し、入出力電極
5txは送信信号入力端子、5antはアンテナ端子、
5rxは受信信号出力端子として作用する。
電極5rxが、容量性結合している二つの内導体形成孔
2g,2hの内導体の開放端付近とそれぞれ容量結合し
たことにより、図11に示すように、通過帯域の低域側
に減衰極が生じる。
内導体形成孔の開放端側の断面形状も真円とし、内導体
形成孔の内径を1.0mmとすれば、誘電体ブロックの
全体の幅は12.8mmとなる。これに対し、この実施
形態によれば、内導体形成孔の開放端側の内周面積を同
一として、その断面形状を、内導体形成孔の配列方向に
垂直な向きに伸びる長円形とし、その短軸方向の幅を
0.8mmとすれば、誘電体ブロックの全体の幅は1
1.6mmにまで小型化できる。
プレクサの構成を示す斜視図である。図9に示した例で
は、受信信号出力端子5rxによって受信帯域の低域側
に減衰極を生じさせたが、この図12に示す例では、送
信信号入力端子5txと二つの内導体形成孔2a,2b
の内導体の開放端付近との間にそれぞれ静電容量を生じ
させて、送信帯域の高域側にも減衰極を生じさせてい
る。すなわち、内導体形成孔2g,2hによる共振器間
を容量性結合させて、第1の実施形態の場合と同様にし
て、通過帯域の低域側に減衰極を生じさせ、内導体形成
孔2a,2bによる共振器間を誘導性結合させて、第2
の実施形態の場合と同様にして、通過帯域の高域側に減
衰極を生じさせる。
減衰極によって送信信号の受信回路側への回り込みをよ
り抑えることができる。
面に最も近い内導体形成孔による共振線路と入出力電極
との外部結合部分における電界集中が緩和され、また、
側面に最も近い内導体形成孔と、それに隣接する内導体
形成孔による二つの共振線路間の相互容量も大きくなっ
て、減衰極を通過帯域により近づけることができる。
帯域間の減衰量を十分に確保した誘電体デュプレクサを
構成することができる。
れ、通過域の隣接周波数の減衰量を十分確保した小型の
帯域通過フィルタを用いたことにより、小型で通信性能
に優れた通信装置が構成できる。
視図
較例の断面図
特性図
斜視図
Claims (3)
- 【請求項1】 略直方体形状の誘電体ブロックの内部
に、それぞれ内面に内導体を形成した複数の内導体形成
孔を略平行に配列し、外面に外導体および入出力電極を
形成して成る誘電体フィルタにおいて、 前記入出力電極を、前記誘電体ブロックの前記内導体形
成孔の配列方向の端面である側面から、実装基板へ対向
する実装面である底面にかけて形成し、前記側面に最も
近い内導体形成孔の内導体と、該内導体形成孔に隣接す
る他の内導体形成孔の内導体との間にそれぞれ静電容量
を生じさせるとともに、少なくとも前記側面に最も近い
内導体形成孔の断面を前記側面に沿って伸びた非円形状
とした誘電体フィルタ。 - 【請求項2】 請求項1に記載の誘電体フィルタにおけ
る入出力電極を、送信信号入力用電極、受信信号出力用
電極、またはアンテナ接続用電極のいずれかとして設け
て成る誘電体デュプレクサ。 - 【請求項3】 請求項1に記載の誘電体フィルタまたは
請求項2に記載の誘電体デュプレクサを備えて成る通信
装置。
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