JP2002064307A - 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

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JP2002064307A
JP2002064307A JP2000251167A JP2000251167A JP2002064307A JP 2002064307 A JP2002064307 A JP 2002064307A JP 2000251167 A JP2000251167 A JP 2000251167A JP 2000251167 A JP2000251167 A JP 2000251167A JP 2002064307 A JP2002064307 A JP 2002064307A
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inner conductor
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Atsushi Toda
淳 遠田
Motoharu Hiroshima
基晴 広嶋
Hideyuki Kato
英幸 加藤
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 通過帯域の高域側が急峻に減衰する特性をも
ち、構造が簡素であり、設計、成形および修正を容易に
行うことができる小型の誘電体フィルタ、誘電体デュプ
レクサおよびそれらを備えた通信装置を得る。 【解決手段】 誘電体ブロック1の内部に、一方の面か
ら、対向する面にかけて、内面に内導体3a,3bをも
ち、内径の異なる三層で形成された内導体形成孔2a,
2bを設け、該内導体形成孔2a,2bの内面の一方の
開口部付近に内導体非形成部6a,6bを設けて開放端
とし、他方の面を短絡端として、内導体形成孔2a,2
bの開放端側の層と短絡端側の層における内径を、その
中間部の層における内径よりも大きく形成する。また、
誘電体ブロック1の外面には、六面に外導体4を形成
し、上記開放端に結合するように外導体4から分離して
外部電極5a,5bを形成することにより誘電体フィル
タを構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、誘電体ブロック
内部に内導体形成孔を備え、外面に外導体を備えて成る
誘電体フィルタ、誘電体デュプレクサおよびそれらを備
えた通信装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】誘電体ブロックを用いた従来の誘電体フ
ィルタの構成を図6,7を参照して説明する。
【0003】図6の(A)は、誘電体フィルタの外観斜
視図で、(B)は、内導体形成孔部を通る面の断面図で
ある。この例では、内導体形成孔の横断面の大きさ(孔
断面形状が円である場合、以下「内径」という。)がD
1の層(第1層)と内径がD2の層(第2層)とが異な
って形成されており、二つの層における内導体形成孔の
軸位置を異ならせた構造となっている。
【0004】図6の(A)において、1は略直方体形状
の誘電体ブロックである。この誘電体ブロック1の内部
には、図における左手前の面からそれに対向する面にか
けて、内導体3a,3bが内面に形成された内導体形成
孔2a,2bを設けている。また、図における左手前の
面を開放端として、これを除く他の五面に外導体4を形
成し、外導体4から分離した外部電極5a,5bを形成
している。当該内導体形成孔2a,2bは、第1層にお
ける内径D1と第2層における内径D2とを異ならせ、
D1>D2の関係とし、軸間距離Pが、0<P≦(D1
−D2)/2となるように形成している。
【0005】図7に示す誘電体フィルタは、前記図6に
示す誘電体フィルタにおいて、軸間距離Pが、(D1−
D2)/2<P≦(D1+D2)/2となるよう形成し
ている。
【0006】このように、二つの内導体形成孔の開放端
側の間隔を広げ、短絡端側の間隔を狭めて、共振器間を
誘導性結合させれば、通過帯域の高域側に減衰極が生じ
るので、通過帯域の高域側が急峻に減衰する特性を得る
ために有用である。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
従来の誘電体フィルタにおいては、次のような解決すべ
き課題があった。すなわち、図6の(A),(B)に示
した構造では、内導体形成孔の内径が小さい層の軸の可
動範囲が狭いため、所定のフィルタ特性を得るための設
計上の自由度が低い。また、図7の(A),(B)に示
した構造では、上記設計上の自由度が高いが、構造が複
雑であるため、成形が難しい。因みに、内導体形成孔の
開放端側の内径に対して、短絡端側の内径を大きくする
と、共振器間を誘導性結合させることができるが、内導
体形成孔全体の軸長が長くなり、誘電体フィルタ全体が
大型化してしまう。
【0008】この発明の目的は、所定のフィルタ特性を
得るための設計上の自由度を高め、且つ、構造を簡素化
して成形を容易にした、小型の誘電体フィルタ、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。
【0009】
【課題を解決するための手段】この発明は、誘電体ブロ
ックの内部に、該誘電体ブロックの一方の面から、それ
に対向する他方の面にかけて、内面に内導体を形成した
複数の内導体形成孔を設け、外面に外導体を形成し、内
導体形成孔の一方の開口部付近の内導体形成孔内面に内
導体非形成部を設け、開放端とし、他方の開口面を短絡
端とし、外導体に開放端と結合するように外部電極を形
成するが、前記内導体形成孔において、内導体形成孔の
横断面の大きさを異ならせた層を複数設け、開放端側と
短絡端側との横断面の大きさを中間部の横断面の大きさ
に比べて大きくした3層のステップ構造による誘電体フ
ィルタを構成する。
【0010】また、この発明は、誘電体ブロックの内部
に、該誘電体ブロックの一方の面から、それに対向する
他方の面にかけて、内面に内導体を形成した複数の内導
体形成孔を設け、内導体形成孔の一方の開口面を開放面
として、これを除く面に外導体を形成し、外導体に内導
体形成孔の開放端と結合するように外部電極を形成する
が、前記内導体形成孔において、内導体形成孔の横断面
の大きさを異ならせた層を複数設け、開放端と短絡端と
の横断面の大きさを中間部の横断面の大きさに比べ大き
く形成した3層のステップ構造による誘電体フィルタを
構成する。
【0011】また、この発明は、前記誘電体フィルタを
複数組設けて、誘電体デュプレクサを構成する。
【0012】また、この発明は、前記誘電体フィルタま
たは誘電体デュプレクサを用いて、通信装置を構成す
る。
【0013】
【発明の実施の形態】第1の実施形態に係る誘電体フィ
ルタの構成を図1を参照して説明する。図1の(A)
は、誘電体フィルタの外観斜視図である。図1の(B)
は、それぞれの内導体形成孔を通る面の断面図である。
【0014】図1の(A)において、1は略直方形状の
誘電体ブロックであり、この誘電体ブロック1の内部に
は、図における左手前の面から、それに対向する面にか
けて、内面に内導体3a,3bを形成し、内径の異なる
三つの層で構成された内導体形成孔2a,2bを形成し
ている。また、該内導体形成孔2a,2bの内部には、
図に左手前の面の開口部付近に内導体非形成部6a,6
bを設けて、開放端とし、他方の面を短絡端としてい
る。また、誘電体ブロック1の外面には、六面に外導体
4を形成し、上記開放端に結合するように外導体4から
分離して外部電極5a,5bを形成している。上記内導
体形成孔において、図1の(B)に示すように、開放端
側の層の内径D1、短絡端側の層の内径D3は、その中
間部の層の内径D2と比べて大きく形成し、開放端側の
層の内径D1は、短絡端側の層の内径D3と比べて小さ
く形成する。すなわち、D3>D1>D2の関係を有す
る。
【0015】なお、内導体形成孔2a,2bにおいて、
短絡端側の断面形状は、円状に限らず、楕円状でも角状
でもよい。
【0016】次に、第2の実施形態に係る誘電体フィル
タの構成を図2を参照して説明する。図2の(A)は、
誘電体フィルタの外観斜視図である。図2の(B)は、
それぞれの内導体形成孔を通る面の断面図である。図2
の(A)において、1は略直方形状の誘電体ブロックで
あり、この誘電体ブロック1の内部には、図における左
手前の面から、それに対向する面にかけて、内面に内導
体3a,3bを形成し、内径の異なる三つの層で構成さ
れた内導体形成孔2a,2bを形成している。また、誘
電体ブロックの外面に、図における左手前の面を開放面
として、この面を除く五面に外導体4を形成し、前記内
導体形成孔2a,2bの開放端に結合する外部電極5
a,5bを外導体4から分離して形成している。上記内
導体形成孔において、図2の(B)に示すように、開放
面側の層の内径D1、短絡面側の層の内径D3は、その
中間部の層の内径D2と比べて大きく形成し、開放面側
の層の内径D1は、短絡面側の層の内径D3と比べて小
さく形成する。すなわち、D3>D1>D2の関係を有
する。
【0017】なお、内導体形成孔2a,2bにおいて、
短絡面側の断面形状は、円状に限らず、楕円状でも角状
でもよい。
【0018】実施形態1および2に示した内導体形成孔
の構成を用いることにより、誘導性結合が得られ、通過
帯域における高域側が急峻に減衰する特性が得られ、且
つ、誘電体フィルタの内導体形成孔の形状を簡素化して
成形を容易にできる。
【0019】上記誘電体ブロックの成型に際しては、誘
電体ブロックの外形面を定める外形金型と、内導体形成
孔の第1,第2の層における内形面を定めるピンを用い
る。そして、外形金型に内導体形成孔の第3の層に対応
する着脱自在の凸部を設けておけばよい。このような金
型を用いることにより、上記凸部を交換するだけでフィ
ルタ特性を変更できるようになる。
【0020】なお、実施形態1および2に係る誘電体フ
ィルタにおいて、上記内導体形成孔2a,2bのそれぞ
れの層での内径の関係を、D2>D1>D3としても、
誘導性結合は得られるが、内導体形成孔2a,2bの軸
長が長くなり、誘電体フィルタの外形が大きくなるとと
もに、内導体形成孔2a,2bの中央部の内径が最も大
きくなるため、構造が複雑となり、成形が難しくなる。
【0021】次に、第3の実施形態に係る誘電体フィル
タの構成を図3を参照して説明する。図3の(A)は、
誘電体フィルタの外観斜視図であり、(B)は、それぞ
れの内導体形成孔を通る面の断面図である。
【0022】図3の(A)において、1は略直方形状の
誘電体ブロックであり、この誘電体ブロック1の内部に
は、図における左手前の面から対向する面にかけて、内
面に内導体3a,3b,3cを形成した内導体形成孔2
a,2b,2cを設ける。また、誘電体ブロックの外面
に、図における左手前の面を開放面として、この面を除
く五面に外導体4を形成し、前記内導体形成孔2a,2
cの開放端に結合するように外部電極5a,5bを外導
体4から分離して形成する。この誘電体フィルタにおい
て、図3の(B)に示すように、内導体形成孔2a,2
cは、開放面側の層の内径D1、短絡面側の層の内径D
3、その中間部の層の内径D2とする、それぞれ内径の
異なる三つの層をもち、D3>D1>D2の関係を有し
ている。また、内導体形成孔2bは、開放面側の層の内
径D4、短絡面側の層の内径D3とする、それぞれ内径
の異なる二つの層をもつ構造としている。このような構
造で、内導体形成孔2bの開放面側の層の内径D4を所
定の大きさに設定することにより、外部電極5a,5b
が近接する内導体3a,3cの共振周波数と、内導体3
bとの共振周波数とを略等しくすることができ、且つ、
1段目−2段目の共振器間と2段目−3段目の共振器間
をそれぞれ誘導性結合させることができる。
【0023】次に、第4の実施形態に係る誘電体デュプ
レクサの構成を図4を参照して説明する。図4の(A)
は、誘電体デュプレクサを立てた状態での外観斜視図で
あり、(B)は、それぞれの内導体形成孔を通る面の断
面図である。
【0024】図4(A)において、1は略直方形状の誘
電体ブロックであり、この誘電体ブロック1の内部に
は、図における上面から、それに対向する面にかけて、
内面に内導体3a〜3eを形成した内導体形成孔2a〜
2eを設ける。また、誘電体ブロックの外面に、図にお
ける上面を開放面として、この面を除く五面に外導体4
を形成している。また、前記内導体形成孔2a,2eの
開放端に結合する外部電極5a,5bと、前記内導体形
成孔2d,2cとそれぞれ結合する外部電極5cとを、
外導体4から分離して形成している。
【0025】この誘電体デュプレクサにおいて、図4の
(B)に示すように、内導体形成孔2a,2cは、開放
面側の層の内径D1、短絡面側の層の内径D3、その中
間部の層の内径D2とする、それぞれ内径の異なる三つ
の層をもち、D3>D1>D2の関係を有している。内
導体形成孔2bは、開放面側の層の内径D4、短絡面側
の層の内径D3とする、それぞれ内径の異なる二つの層
をもつ構造とし、内径導体形成孔2bの内径D3,D4
を所定の大きさに設定する。内導体形成孔2d,2e
は、開放面側の層の内径D1、短絡面側の層の内径D2
とする、それぞれ内径の異なる二つの層をもつ構造と
し、D1>D2の関係を有している。
【0026】この構成により、内導体3a〜3cによる
三つの共振器を誘導性結合させた誘電体フィルタを送信
フィルタ、内導体3d,3eによる二つの共振器を容量
性結合させた誘電体フィルタを受信フィルタとし、外部
電極5cをアンテナ端子とし、外部電極5aを送信信号
入力端子、5bを受信信号出力端子とした誘電体デュプ
レクサを構成する。上記送信フィルタは、通過帯域の高
域側に減衰極が生じ、受信フィルタは、通過帯域の低域
側に減衰極が生じるので、送信信号帯域の高い方に受信
信号帯域が隣接する通信システムにおいて、送信信号の
受信回路への回り込みを確実に防止することができる。
【0027】次に、上記誘電体フィルタまたは誘電体デ
ュプレクサを用いた通信装置の構成を図5を参照して説
明する。図5において、ANTは送受信アンテナ、DP
Xはデュプレクサ、BPFa、BPFbはそれぞれ帯域
通過フィルタ、AMPa、AMPbはそれぞれ増幅回
路、MIXa、MIXbはそれぞれミキサ、OSCはオ
シレータ、SYNはシンセサイザ、IFは中間周波信号
である。
【0028】MIXaは変調信号と、SYNから出力さ
れた信号とを混合し、BPFaはMIXaからの混合出
力信号のうち送信周波数帯域のみを通過させ、AMPa
はこれを電力増幅してDPXを介しANTより送信す
る。AMPbはDPXから取り出した受信信号を増幅す
る。BPFbはAMPbから出力される受信信号のうち
受信周波数帯域のみを通過させる。MIXbは、SYN
から出力された周波数信号と受信信号とをミキシングし
て中間周波信号IFを出力する。
【0029】図5に示したデュプレクサDPX部分に
は、図4に示した構造のデュプレクサを用いることがで
きる。また帯域通過フィルタBPFa、BPFbには、
図1〜図3に示した構造の、誘電体フィルタを用いるこ
とができる。このようにして、フィルタ特性に優れた、
全体に小型のフィルタまたはデュプレクサを備えたこと
により、小型、軽量の通信性能に優れた通信装置を構成
することができる。
【0030】
【発明の効果】この発明によれば、共振器間の誘導性結
合により、通過帯域における高域側が急峻に減衰する特
性をもつ誘電体フィルタまたは、誘電体デュプレクサの
小型軽量化が図れる。
【0031】また、この発明によれば、誘電体フィルタ
または、誘電体デュプレクサの内導体形成孔の形状を簡
素化でき、設計、成形および修正を容易に行うことがで
きる。
【0032】また、この発明によれば、所定の通信性能
を有する全体に小型軽量の通信装置を容易に構成するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施形態に係る誘電体フィルタの外観斜
視図および断面図
【図2】第2の実施形態に係る誘電体フィルタの外観斜
視図および断面図
【図3】第3の実施形態に係る誘電体フィルタの外観斜
視図および断面図
【図4】第4の実施形態に係る誘電体デュプレクサの外
観斜視図および断面図
【図5】第5の実施形態に係る通信装置の構成を示すブ
ロック図
【図6】従来の誘電体フィルタの外観斜視図および断面
【図7】従来の誘電体フィルタの外観斜視図および断面
【符号の説明】
1−誘電体ブロック 2−内導体形成孔 3−内導体 4−外導体 5−外部電極 6−内導体非形成部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 英幸 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) 5J006 HA04 HA12 HA15 HA17 HA25 HA27 HA33 JA01 JA11 JA31 KA01 KA11 LA03 LA21 NA04 NB07 NC03 NF03

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 略直方体形状の誘電体ブロックの内部
    に、該誘電体ブロックの一方の面から、それに対向する
    他方の面にかけて、それぞれの内面に内導体を形成した
    複数の内導体形成孔を設け、前記誘電体ブロックの外面
    に外導体を形成した誘電体フィルタにおいて、 前記誘電体ブロックの六面全面に外導体を形成し、前記
    複数の内導体形成孔を、一方の開口面から他方の開口面
    にかけて横断面の大きさを異ならせた三層に構成すると
    ともに、前記一方の開口面付近の第1層にそれぞれ内導
    体非形成部を設けて開放端を構成し、第1層と前記他方
    の開口面付近の第3層における前記内導体形成孔の横断
    面の大きさを、第1層と第3層の中間層である第2層に
    おける内導体形成孔の横断面の大きさに比べて大きくし
    た誘電体フィルタ。
  2. 【請求項2】 略直方体形状の誘電体ブロックの内部
    に、該誘電体ブロックの一方の面から、それに対向する
    他方の面にかけて、それぞれの内面に内導体を形成した
    複数の内導体形成孔を設け、前記誘電体ブロックの外面
    に外導体を形成した誘電体フィルタにおいて、 前記内導体形成孔の一方の開口面を除く前記誘電体ブロ
    ックの五面に外導体を形成し、前記一方の開口面付近の
    第1層と前記一方の開口面に対向する他方の開口面付近
    の第3層における前記内導体形成孔の横断面の大きさ
    を、第1層と第3層の中間層である第2層における内導
    体形成孔の横断面の大きさに比べて大きくした誘電体フ
    ィルタ。
  3. 【請求項3】 請求項1または2に記載の誘電体フィル
    タを複数構成して成る誘電体デュプレクサ。
  4. 【請求項4】 請求項1もしくは2に記載の誘電体フィ
    ルタ、または請求項3に記載の誘電体デュプレクサを備
    えた通信装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2009072666A1 (en) * 2007-12-07 2009-06-11 Panasonic Corporation Laminated rf device with vertical resonators

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