JP2002204106A - 複合誘電体フィルタ装置および通信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型の誘電体ブロックを用いて全体に小型化
を図った場合でも、隣接するフィルタ間のアイソレーシ
ョン特性を容易に高められるようにした複合誘電体フィ
ルタ装置およびそれを備えた通信装置を構成する。 【解決手段】 単一の誘電体ブロック１の内部に内導体
形成孔２ａ〜２ｇを形成し、誘電体ブロック１の外面に
外導体４を形成するとともに、内導体形成孔２ａ〜２ｃ
部分の送信フィルタと内導体形成孔２ｅ〜２ｇ部分の受
信フィルタとの境界部分に外導体非形成部５を設ける。

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の
内外に導体膜を形成して成る複合誘電体フィルタ装置お
よびそれを備えた通信装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】誘電体ブロックの内外に導体膜を形成し
て成る誘電体フィルタは、マイクロ波帯における帯域通
過フィルタなどとして用いられている。特に、送信周波
数帯域を通過させ、受信周波数帯域を阻止する送信フィ
ルタと、受信周波数帯域を通過させ、送信周波数帯域を
阻止する受信フィルタとを、単一の誘電体ブロックに構
成したデュプレクサは、例えば携帯電話機などにおいて
アンテナ共用器として利用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
複数のフィルタを単一の誘電体ブロックに構成した複合
誘電体フィルタ装置においては、フィルタ間のアイソレ
ーションを如何に確保するかが設計上のポイントの１つ
になる。例えば、上記アンテナ共用器としてのデュプレ
クサにおいては、送信信号と受信信号を分離するために
用いるが、送信信号が受信回路に回り込んだ場合、受信
信号に悪影響を及ぼし、受信特性を悪化させるおそれが
あるため、アンテナ共用器は送信信号を受信帯域で大き
く減衰させる特性を持たせている。

【０００４】しかし、近年の通信装置の小型化に伴い、
上記複合誘電体フィルタ装置が小型化されるに伴って、
所定の規定値を満足するアイソレーション特性が得にく
くなるという問題があった。

【０００５】この発明の目的は、小型の誘電体ブロック
を用いて全体に小型化を図った場合でも、隣接するフィ
ルタ間のアイソレーション特性を容易に高められるよう
にした複合誘電体フィルタ装置およびそれを備えた通信
装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明は、略直方体形
状の誘電体ブロックの一方の面から、その面に対向する
他方の面へ向かって延び且つ互いに平行となる向きに複
数の内導体を配列し、前記誘電体ブロックの外面に外導
体を形成して、前記複数の内導体のうち順に隣接する複
数の内導体を組とするフィルタを複数組構成するが、互
いに隣接するフィルタ同士の境界部に相当する外導体の
一部に外導体非形成部を設ける。これにより、隣り合う
フィルタ間でのアース電流の結合（一方のフィルタのア
ース電流と他方のフィルタのアース電流との誘導結合）
を抑え、隣り合うフィルタ間のアイソレーション特性を
改善する。

【０００７】また、この発明は、上記外導体非形成部を
誘電体ブロックの外面に一周に亘って形成する。これに
より上記アース電流の結合を確実に抑えて、隣り合うフ
ィルタ間のアイソレーション特性を改善する。

【０００８】また、この発明は、上記誘電体ブロックの
外面に、隣接する二つのフィルタが共用する、外導体か
ら分離した入出力端子を形成するとともに、その入出力
端子の周囲に外導体非形成部を連続させる。この構造に
より、外導体非形成部を入出力端子周囲の部分にまで延
ばして、隣接するフィルタ間のアース電流の結合を抑え
る効果を高める。

【０００９】また、この発明は、上記誘電体ブロックの
外導体に接続するアース接続用金属カバーを、外導体非
形成部で分離した外導体毎に独立させる。このようにア
ース接続用金属カバーもフィルタ毎に分離することによ
って、隣接するフィルタ間のアース電流での結合を抑え
る。

【００１０】また、この発明は上記構造の複合誘電体フ
ィルタ装置を、例えばアンテナ共用器としてのデュプレ
クサ部分に設けて通信装置を構成する。これにより送信
信号の受信回路への回り込みを十分に抑えて、良好な受
信特性を得る。

【００１１】

【発明の実施の形態】第１の実施形態に係るデュプレク
サの構成を図１〜図３を参照して説明する。図１はデュ
プレクサの各面を見た投影図であり、（Ａ）は内導体の
開放端側の面、（Ｂ）は実装基板に実装した状態での上
面図、（Ｃ）は内導体の短絡面、（Ｄ）は実装基板への
実装面をそれぞれ示している。図１に示すように、略直
方体形状の誘電体ブロック１には、その一方の面から対
向する他方の面にかけてそれぞれ延び、且つ互いに平行
となる向きに、２ａ〜２ｇで示す７つの内導体形成孔を
設けていて、それらの内面に内導体３をそれぞれ形成し
ている。内導体形成孔２ａ〜２ｃ，２ｅ〜２ｇのそれぞ
れは、一方の開口面側の内径を太く、他方の開口面側の
内径を細くしたステップ孔としていて、内径の大きな開
口面付近に内導体非形成部ｇを設けている。この内導体
非形成部ｇを内導体の開放端としている。

【００１２】誘電体ブロック１の外面（六面）には外導
体４を形成していて、内導体形成孔２ａ〜２ｃ，２ｅ〜
２ｇの内面に形成した内導体の一方端を、（Ｃ）に示す
短絡面で外導体４に短絡させている。誘電体ブロック１
の外面には外導体４から分離した入出力端子６ａｎｔ，
６ｔｘ，６ｒｘをそれぞれ形成している。

【００１３】内導体形成孔２ｄは、内径が一定のストレ
ート孔であり、その内面に内導体を形成し、（Ａ）に示
す開放端側の面で外導体４に導通させ、他方端を上記入
出力端子６ａｎｔに導通させている。

【００１４】更に、誘電体ブロック１の外面には、内導
体形成孔２ａ〜２ｃによる３段の共振器から成る送信フ
ィルタ部分と、内導体形成孔２ｅ〜２ｇによる３段の共
振器から成る受信フィルタ部分との境界領域に外導体非
形成部５を設けている。図１に示す例では、（Ｃ）の短
絡面から（Ｂ）の上面にかけて、また、これとは別に
（Ａ）の開放端側の面から（Ｄ）の実装面にかけて、そ
れぞれ外導体非形成部５を設けている。この外導体非形
成部５は、隣接する送信フィルタと受信フィルタのアー
ス電流の結合を抑える。

【００１５】図２は上記デュプレクサの等価回路図であ
る。図２において、ＴＸフィルタは送信フィルタ、ＲＸ
フィルタは受信フィルタであり、それらのアース電流が
相互インダクタンスＭで結合する様子を等価回路で表し
ている。上記外導体非形成部５を、隣接するフィルタ間
に相当する外導体の一部に設けることによって、上記Ｍ
の値を小さくでき、送信フィルタと受信フィルタ間のア
イソレーションを高めることができる。

【００１６】図３は上記外導体非形成部を設けた場合と
設けない場合とでのアイソレーション特性の変化を示し
ている。図３において、横軸は周波数、縦軸は送信信号
入力端子から受信信号出力端子への透過量である。破線
は上記外導体非形成部５を設けなかった場合、実線は設
けた場合の特性であり、１８１０ＭＨｚが送信周波数帯
域と受信周波数帯域の境界であり、図中ハッチングで示
す部分が送信フィルタと受信フィルタの相手方周波数帯
域での要求減衰量を示している。

【００１７】このように、外導体非形成部を設けたこと
により、上記要求特性を満足させることができる。

【００１８】次に、第２の実施形態に係るデュプレクサ
の構成を図４を参照して説明する。図４は第１の実施形
態における図１に相当する部分の図であり、（Ａ）は内
導体の開放端側の面、（Ｂ）は実装基板に実装した状態
での上面図、（Ｃ）は内導体の短絡面、（Ｄ）は実装基
板への実装面をそれぞれ示している。この図４に示す例
では、（Ｃ）に示す短絡面から上面方向および実装面方
向にそれぞれ外導体非形成部５を形成し、且つこの外導
体非形成部５を、入出力端子６ａｎｔの周囲である、外
導体４との分離部に連続させている。その他の構成は図
１に示したものと同様である。このような構造により、
外導体非形成部５の連続長を稼いで、送信フィルタと受
信フィルタのアース電流の結合を効果的に抑えることが
できる。

【００１９】次に、第３の実施形態に係るデュプレクサ
の構成を図５を参照して説明する。図５は第１の実施形
態における図１に相当する部分の図であり、（Ａ）は内
導体の開放端側の面、（Ｂ）は実装基板に実装した状態
での上面図、（Ｃ）は内導体の短絡面、（Ｄ）は実装基
板への実装面をそれぞれ示している。この図５に示す例
では、入出力端子６ａｎｔの周囲である外導体４との分
離部に連続すると共に、誘電体ブロック１をはちまき状
に連続的に一周する外導体非形成部５を設けている。そ
の他の構造は図１に示したものと同様である。このよう
な構造により、送信フィルタと受信フィルタのアース電
流の結合を、より確実に抑えて、両者のアイソレーショ
ン特性を向上させることができる。

【００２０】次に、第４の実施形態に係るデュプレクサ
の構成を図６を参照して説明する。図６の（Ａ）は誘電
体デュプレクサの上方からの斜視図、（Ｂ）は下方から
の斜視図である。第１〜第３の実施形態では、誘電体ブ
ロック内の、送信フィルタと受信フィルタで挟まれる部
分に励振用の内導体を設けて、この励振用の内導体に送
信フィルタの終段の共振器および受信フィルタの初段の
共振器をそれぞれ結合させたが、この図６に示す例で
は、内導体形成孔２ａ〜２ｃ部分に３段の共振器からな
る送信フィルタを構成し、内導体形成孔２ｅ〜２ｇ部分
に３段の共振器から成る受信フィルタを構成し、入出力
端子６ａｎｔは、送信フィルタの終段の共振器である内
導体形成孔２ｃの内導体と容量結合し、且つ受信フィル
タの初段の共振器である内導体形成孔２ｅの内導体と容
量結合するように配置している。なお、入出力端子６ｔ
ｘ，６ｒｘは内導体形成孔２ａ，２ｇの内導体にそれぞ
れ容量結合する。このような構造のデュプレクサにおい
て、誘電体ブロックの外面における、送信フィルタと受
信フィルタの境界部分に、外導体非形成部５を設ける。
この例では、誘電体ブロックの上面において、開放面か
ら連続するように外導体非形成部５を設け、誘電体ブロ
ックの実装面において、入出力端子６ａｎｔの外導体４
からの分離部に連続するように外導体非形成部５を形成
している。

【００２１】次に、第５の実施形態に係るデュプレクサ
の構成を図７を参照して説明する。第１〜第５の実施形
態では、断面円形の内導体形成孔を設けて、その内面に
内導体を形成したが、この図７に示す例では、誘電体ブ
ロックの内部に平板状の内導体３ａ〜３ｃ，３ｅ〜３ｇ
を形成して、ストリップライン構造の共振器を構成して
いる。このような構造でも、誘電体ブロックの外面に外
導体非形成部５を、送信フィルタと受信フィルタの境界
部分に設けることによって、両フィルタのアース電流の
結合を抑え、両フィルタ間のアイソレーションを高める
ことができる。

【００２２】次に、第６の実施形態に係るデュプレクサ
の構成を図８を参照して説明する。図８はデュプレクサ
を実装基板に実装した状態での斜視図である。図８にお
いて、７ｒｘ，７ｔｘは、誘電体ブロックの開放面を覆
うとともに、誘電体ブロックの外面に形成した外導体４
ｒｘ，４ｔｘと実装基板上の接地電極との間をそれぞれ
導通させる金属カバーである。ここで、４ｒｘは受信フ
ィルタ部分の外導体、４ｔｘは送信フィルタ部分の外導
体である。誘電体ブロックの構成は図６に示したものと
同様である。

【００２３】このように外導体非形成部５で分離した外
導体４ｒｘと４ｔｘに対してそれぞれ独立した金属カバ
ー７ｒｘ，７ｔｘを用いて接地させたことにより、この
金属カバー７ｒｘ，７ｔｘを流れるアース電流による送
信フィルタと受信フィルタ間のアース電流の結合が抑え
られ、両フィルタ間のアイソレーションを高めることが
できる。

【００２４】次に、第７の実施形態に係る通信装置の構
成を図９を参照して説明する。

【００２５】図９においてＡＮＴは送受信アンテナ、Ｄ
ＰＸ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は周波数シンセサイザである。

【００２６】ＭＩＸａは送信信号のＩＦ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
キシングして受信信号の中間周波信号ＩＦを出力する。
上記デュプレクサＤＰＸ部分には、図１，図４〜図８に
示した構造のデュプレクサを用いる。

【００２７】尚、以上に示した各実施形態では、誘電体
ブロックに設けた内導体による共振器間を結合させるた
めの構造として、内導体形成孔をステップ構造にした
り、開放端に内導体非形成部による先端容量を形成した
りする例を示したが、その他に、誘電体ブロックの開放
面に、内導体から、隣接する内導体の開口部方向に伸び
る共振器間結合用の電極を形成して、隣接する共振器間
を結合させたり、隣接する内導体形成孔の間に結合用の
孔、窪みまたはスリットなどを形成して、隣接する共振
器間を結合させるようにした構造のものについても同様
に適用できる。

【００２８】

【発明の効果】この発明によれば、互いに隣接するフィ
ルタ同士の境界部に相当する外導体の一部に外導体非形
成部を設けたことにより、隣り合うフィルタ間でアース
電流の結合が抑えられ、隣り合うフィルタ同士のアイソ
レーション特性が改善される。

【００２９】また、この発明によれば、外導体非形成部
を誘電体ブロックの外面に一周に亘って形成したことに
より、アース電流の結合が確実に抑えられて、隣り合う
フィルタ間のアイソレーション特性が改善される。

【００３０】また、この発明によれば、誘電体ブロック
の外面に形成した、隣接する二つのフィルタが共用する
入出力端子の周囲に外導体非形成部を連続させたため、
外導体非形成部が入出力端子周囲の部分にまで連続する
ことになり、隣接するフィルタ間のアース電流の結合が
効果的に抑えられる。

【００３１】また、この発明によれば、誘電体ブロック
の外導体に接続するアース接続用金属カバーを、外導体
非形成部で分離した外導体毎に独立させたため、アース
接続用金属カバーもフィルタ毎に分離され、隣接するフ
ィルタ間のアース電流での結合が効果的に抑えられる。

【００３２】また、この発明によれば、上記構造の複合
誘電体フィルタ装置を、例えばアンテナ共用器としての
デュプレクサ部分に設けて通信装置を構成することによ
り、送信信号の受信回路への回り込みが十分に抑えられ
て、良好な受信特性が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態に係るデュプレクサの投影図

【図２】同デュプレクサのアース電流の結合を考慮した
等価回路図

【図３】同デュプレクサの外導体非形成部の有無による
アイソレーション特性の変化を示す図

【図４】第２の実施形態に係るデュプレクサの投影図

【図５】第３の実施形態に係るデュプレクサの投影図

【図６】第４の実施形態に係るデュプレクサの上方から
の斜視図および下方からの斜視図

【図７】第５の実施形態に係るデュプレクサの斜視図

【図８】第６の実施形態に係るデュプレクサの斜視図

【図９】第７の実施形態に係る通信装置の構成を示すブ
ロック図

【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−外導体非形成部 ６−入出力端子 ７−金属カバー ｇ−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 JA34 KA06 LA03

Claims (5)

【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一方の
   面から、その面に対向する他方の面へ向かって延び且つ
   互いに平行となる向きに複数の内導体を配列し、前記誘
   電体ブロックの外面に外導体を形成して、前記複数の内
   導体のうち順に隣接する複数の内導体を組とするフィル
   タを複数組構成してなる複合誘電体フィルタ装置におい
   て、 互いに隣接するフィルタ同士の境界部に相当する外導体
   の一部に外導体非形成部を設けた複合誘電体フィルタ装
   置。
2. 【請求項２】 前記外導体非形成部を前記誘電体ブロッ
   クの外面に一周にわたって形成した請求項１に記載の複
   合誘電体フィルタ装置。
3. 【請求項３】 前記誘電体ブロックの外面に、前記互い
   に隣接する２つのフィルタが共用する、外導体から分離
   した入出力端子を形成するとともに、当該入出力端子の
   周囲に前記外導体非形成部を連続させた請求項１または
   ２に記載の複合誘電体フィルタ装置。
4. 【請求項４】 前記誘電体ブロックの外導体に接続する
   アース接続用金属カバーを、前記外導体非形成部で分離
   した外導体毎に独立させた請求項１〜３のいずれかに記
   載の複合誘電体フィルタ装置。
5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれかに記載の複合誘
   電体フィルタ装置をアンテナ共用器として備えた通信装
   置。