JP2003078306A - 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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JP2003078306A
JP2003078306A JP2001263836A JP2001263836A JP2003078306A JP 2003078306 A JP2003078306 A JP 2003078306A JP 2001263836 A JP2001263836 A JP 2001263836A JP 2001263836 A JP2001263836 A JP 2001263836A JP 2003078306 A JP2003078306 A JP 2003078306A
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JP
Japan
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inner conductor
dielectric
conductor forming
dielectric filter
coupling
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JP2001263836A
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Hitoshi Tada
斉 多田
Yukihiro Kitaichi
幸裕 北市
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Murata Manufacturing Co Ltd
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Murata Manufacturing Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 十分な結合容量を得られる小型の誘電体フィ
ルタを構成する。 【解決手段】 略直方体形状の誘電体ブロック1の内部
には、一方の面からこれに対向する他方の面にかけて内
面に内導体3a〜3cを形成した内導体形成孔2a〜2
cを設ける。一方、誘電体ブロック1の外面には、内導
体形成孔2a〜2cの一方の開口部を除き外導体4を形
成する。この内導体形成孔2a〜2cの配列方向端面か
ら実装面となる下面にかけて内導体3a,3cにそれぞ
れ結合する一対の入出力電極6を形成する。また、内導
体形成孔2a,2cの内面には、ギャップ71,72を
それぞれ設けて、結合用電極81,82を内導体3a,
3cから離間して形成する。誘電体ブロック1における
内導体の開放端面には、内導体3bに導通し、内導体形
成孔2bの開口端から結合用電極81,82まで所定の
形状で接続用電極5ab,5bcを形成する。

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、移動体通信機等
に搭載される、誘電体ブロックを用いた誘電体フィル
タ、誘電体デュプレクサおよびそれらを備えた通信装置
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の誘電体フィルタについて、図11
を参照して説明する。この誘電体フィルタは、特公平3
−69202に開示されているものである。
【0003】図11は誘電体フィルタの外観斜視図であ
り、(b)は(a)の誘電体フィルタを小型化したもの
である。図11の(a)において、1は誘電体ブロッ
ク、2a〜2cは内導体形成孔、3a〜3cは内導体、
4は外導体、5a〜5cは結合電極、6は入出力電極で
ある。
【0004】略直方体形状の誘電体ブロック1の内部に
は、一方の面からこれに対向する他方の面にかけて内面
に内導体3a〜3cを形成した内導体形成孔2a〜2c
を設けている。一方、誘電体ブロック1の外面には、内
導体形成孔2a〜2cの一方の開口部を除き外導体4を
形成している。内導体形成孔2a〜2cの開口部には、
それぞれ内導体3a〜3cに導通し、外導体4から離間
した結合電極5a〜5cを形成している。この結合電極
5a〜5cを形成した内導体形成孔2a〜2cの開口端
面を内導体3a〜3cの開放端とし、他方の開口端面を
内導体3a〜3cの短絡端として、それぞれ共振器を構
成している。また、この内導体形成孔2a〜2cの配列
方向端面(図における右手前面および図示されていない
が左奥面)から実装面となる下面にかけて一対の入出力
電極6を形成している。
【0005】ここで、各共振器間は結合電極5a〜5c
の互いに対向する辺間で容量結合しており、これら結合
電極5a〜5cの形状、隣り合う結合用電極間の互いに
対向する辺の長さ、および辺間の距離を変更することに
より、所望の結合容量を得る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の誘電体フィルタについては、以下に示す解決すべき
課題があった。
【0007】現在、通信装置の小型化に伴い、これに搭
載される誘電体フィルタにおいても、小型化が求められ
ている。ところが、従来の誘電体フィルタにおいては、
前述のように誘電体ブロック1の開放端面に形成された
結合電極5a〜5cの形状、隣り合う結合電極間の互い
に対向する辺の長さ、および辺間の距離により、共振器
間の結合容量を得ている。このため、図11の(b)に
示すように小型化した場合に、結合電極の大きさ、形
状、および隣り合う結合電極間の互いに対向する辺間の
長さの上限値が制限されてしまう。よって、必要な結合
容量を得ることができない場合が生じる。
【0008】この発明の目的は、小型化しても十分な結
合容量を得ることができる誘電体フィルタ、誘電体デュ
プレクサ、およびこれらを備えた通信装置を構成するこ
とにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】この発明は、内導体形成
孔の内面に、当該内導体形成孔内の内導体の端部付近に
対して所定の間隙を隔てて形成した結合用電極と、内導
体形成孔の開口面に、内導体形成孔内の結合用電極と、
当該内導体形成孔に隣接する他の内導体とを接続する接
続用電極とを備えて誘電体フィルタを構成する。
【0010】また、この発明は、内導体形成孔の内面
に、当該内導体形成孔内の内導体の端部付近に対して所
定の間隙を隔てて形成した結合用電極と、内導体形成孔
の開口面に、隣接する内導体形成孔内の結合用電極同士
を接続する接続用電極とを備えて誘電体フィルタを構成
する。
【0011】また、この発明は、結合用電極の内導体形
成孔の軸方向に延長して形成する深さを軸長の1/4未
満として誘電体フィルタを構成する。
【0012】また、この発明は、前記誘電体フィルタを
備えて誘電体デュプレクサを構成する。
【0013】また、この発明は、前記誘電体フィルタ、
または前記誘電体デュプレクサを備えて通信装置を構成
する。
【0014】
【発明の実施の形態】第1の実施形態に係る誘電体フィ
ルタの構成について、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、(b)はその平
面断面図、(c)は内導体形成孔2aを切った側面断面
図である。図1において、1は誘電体ブロック、2a〜
2cは内導体形成孔、3a〜3cは内導体、4は外導
体、5ab,5bcは接続用電極、6は入出力電極、7
1,72はギャップ(内導体非形成部)、81,82は
結合用電極である。
【0015】略直方体形状の誘電体ブロック1の内部に
は、一方の面からこれに対向する他方の面にかけて、内
面に内導体3a〜3cを形成した内導体形成孔2a〜2
cを設けている。一方、誘電体ブロック1の外面には、
内導体形成孔2a〜2cの一方の開口部を除き外導体4
を形成している。この外導体4から離間した内導体形成
孔2a〜2cの開口端面を内導体3a〜3cの開放端と
し、他方の開口端面を内導体2a〜3cの短絡端とし
て、それぞれλ/4共振器を構成している。また、この
内導体形成孔2a〜2cの配列方向端面(図における右
手前面および図示されていないが左奥面)から実装面と
なる下面にかけて内導体3a,3cの開放端にそれぞれ
結合する一対の入出力電極6を形成している。
【0016】また、内導体形成孔2a,2cの内面に
は、ギャップ71,72をそれぞれ設けて、結合用電極
81,82を内導体3a,3cから離間して形成してい
る。誘電体ブロック1における内導体3a〜3cの開放
端を有する面には、内導体3bに導通し、内導体形成孔
2bの開口端から内導体形成孔2a,2cの内面の結合
用電極81,82まで接続用電極5ab,5bcを形成
している。
【0017】各共振器間は結合用電極81と内導体3
a、および結合用電極82と内導体3cの互いに対向す
る辺間で容量結合している。ここで、結合用電極81,
82、接続用電極5ab,5bcの形状、およびギャッ
プ71,72の幅を変更することにより、所望の結合容
量Ckを得る。
【0018】このようにして、小型ながら十分な結合容
量を得ることができる誘電体フィルタを構成することが
できる。
【0019】ここで、開放端面に形成された接続用電極
5ab,5bcの幅と、内導体形成孔2a,2cの内面
に形成された結合用電極81,82の幅(円周方向の長
さ)は、同じでなくてもよく、所定の結合容量値を得る
ように形成すればよい。
【0020】また、内導体形成孔2a,2c内に形成さ
れている結合用電極81,82の軸方向の深さは、内導
体形成孔の軸長の1/4までとする。これは、軸長の1
/4までの長さで形成することにより、強い結合容量を
得ることができるが、軸長の1/4以上の長さとする
と、共振器自体の特性が異なってしまうため、当初の周
波数特性を有する誘電体フィルタとしての機能を果たす
ことができなくなるからである。
【0021】前述のギャップ71,72を形成する方法
を図2、図3を参照して説明する。図2は砥石によるギ
ャップ形成法の概念図であり、(a)は斜視図、(b)
は断面図である。また、図3は印刷によるギャップ形成
法の概念図であり、(a)は斜視図、(b)は断面図で
ある。図2、図3において、1は誘電体ブロック、2a
は内導体形成孔、3aは内導体、71はギャップ、81
は結合用電極であり、11は切削治具、12はレジスト
剤である。
【0022】図2に示すようなギャップ形成方法では、
まず、結合用電極81と内導体3aとが繋がった状態と
なるように電極を形成する。その後に、所定の位置にお
いて、内導体形成孔の開口端面から軸方向に内面に接触
させて切削治具11を進行させ、所定の深さまで進行さ
せたら、円周方向に所定の長さ進行させ、開口端面に向
けて軸方向に進行させる。このようにして内導体3aと
結合用電極81との間を電極を削ることにより離間して
ギャップ71を形成する。
【0023】一方、図3に示すようなギャップ形成方法
では、内導体3aおよび結合用電極81等を形成する以
前に、ギャップ71を形成する位置にメッキを防ぐレジ
スト剤12のパターンを形成しておく。その後、内導体
3aおよび結合用電極81を形成するのであるが、レジ
スト剤12を設けた位置には電極は形成されない。よっ
て、この後、レジスト剤12を取り除くか、もしくはそ
のまま残しておくことにより、ギャップ71を形成す
る。
【0024】次に、第2の実施形態に係る誘電体フィル
タの構成について、図4を参照して説明する。図4の
(a)は誘電体フィルタの外観斜視図であり、(b)は
平面断面図である。図4において、1は誘電体ブロッ
ク、2a〜2cは内導体形成孔、3a〜3cは内導体、
4は外導体、5ab,5bcは接続用電極、6は入出力
電極、71〜74はギャップ、85,86は結合用電極
である。図4に示した誘電体フィルタは、内導体の開放
端を有する面に設けた結合用電極85,86を内導体形
成孔2a,2b,2cの内部にそれぞれ形成している。
結合用電極85,86は、それぞれ内導体3a,3b,
3cとギャップ71,73,74,72を介して結合容
量Ck1 で結合している。また、誘電体ブロック1にお
ける内導体3a〜3cの開放端を有する面には、結合用
電極85,86を導通させる接続用電極5ab,5bc
を形成している。その他の構成は図1に示した誘電体フ
ィルタと同じである。
【0025】このように、結合用電極85,86、ギャ
ップ71〜74、および内導体3a〜3cにより、各共
振器間を結合して誘電体フィルタを構成している。
【0026】このような構成とすることにより、結合用
電極の形状およびギャップの設計自由度が増し、必要な
結合容量を容易に得ることができる。
【0027】次に、第3の実施形態に係る誘電体フィル
タの構成について、図5を参照して説明する。図5の
(a)は誘電体フィルタの外観斜視図であり、(b)は
その平面断面図である。図5において、1は誘電体ブロ
ック、2a〜2cは内導体形成孔、3a〜3c内導体、
4は外導体、5ab,5bcは接続用電極、6は入出力
電極、71,72はギャップ、81,82は結合用電極
である。
【0028】図5に示す誘電体フィルタは、誘電体ブロ
ック1の内導体形成孔2a〜2cの軸方向の長さが伝送
信号のλ/2であり、図における右奥面においても、結
合用電極81,82、ギャップ71,72および接続用
電極5ab,5bcを、左手前面に対向して設け、開放
端を形成している。他の構成については、図1に示した
誘電体フィルタとおなじである。このようにして、各内
導体形成孔2a〜2cのそれぞれがλ/2共振器として
機能し、全体として三段の共振器からなる誘電体フィル
タを構成している。
【0029】このように、λ/4共振器に限らず、λ/
2共振器を備えた誘電体フィルタにおいても、同様の効
果を得ることができる。
【0030】次に、第4の実施形態に係る誘電体フィル
タの構成について、図6を参照して説明する。図6は誘
電体フィルタの外観斜視図である。図6において、1は
誘電体ブロック、2a〜2cは内導体形成孔、3a〜3
cは内導体、4は外導体、5ab,5bcは接続用電
極、6は入出力電極、71,72はギャップ、81,8
2は結合用電極である。図6に示す誘電体フィルタは、
内導体形成孔2a〜2cの断面形状が四角であり、他の
構成は図1に示した誘電体フィルタと同じである。この
ように、内導体形成孔の形状は、断面円状に限ることな
く、四角状、楕円状、長円状であっても、同様の効果が
得られる。
【0031】次に、第5の実施形態に係る誘電体フィル
タの構成について、図7を参照して説明する。図7の
(a)は誘電体フィルタの外観斜視図、(b)はその平
面断面図である。図7において、1は誘電体ブロック、
2a〜2cは内導体形成孔、3a〜3cは内導体、4は
外導体、5ab,5bcは接続用電極、6は入出力電
極、71,72はギャップ、81,82は結合用電極で
ある。図7に示す誘電体フィルタは、結合用電極81,
82を内導体形成孔2a,2bの内面の全円周に亘って
形成しており、他の構成は図1に示した誘電体フィルタ
と同じである。
【0032】このように内導体形成孔の内面に形成され
ている結合用電極が全円周に亘っていても、同様の効果
を得ることができる。
【0033】次に、第6の実施形態に係る誘電体フィル
タの構成について、図8を参照して説明する。図8の
(a)は誘電体フィルタの外観斜視図であり、(b)は
その平面断面図である。図8において、1は誘電体ブロ
ック、2a〜2cは内導体形成孔、3a〜3cは内導
体、4は外導体、5ab,5bcは結合用電極、73,
74はギャップ、83,84は結合用電極である。
【0034】図8に示す誘電体フィルタは、内導体形成
孔2a,2cの内面には結合用電極を形成せず、内導体
形成孔2bの内面に、二つの結合用電極83,84を形
成している。他の構成については、図1に示した誘電体
フィルタと同じである。
【0035】このような構成とすることにより、内導体
形成孔2bからなる共振器と内導体形成孔2a,2cの
それぞれからなる共振器との間を容量結合Ckで結合す
るだけでなく、結合用電極83と84とが結合すること
により、内導体形成孔2aからなる共振器と内導体形成
孔2cからなる共振器との間を容量結合Ck’で結合さ
せることができる。これにより、さらに別の結合が得ら
れるため、設計の自由度がさらに向上する。
【0036】なお、前述の実施形態に示した誘電体フィ
ルタの結合用電極、および接続用電極の構造は、それぞ
れ単独の実施形態に示した内容に限ることなく、複数の
実施形態に示した構造を併せ持つ誘電体フィルタであっ
てもよい。例えば、一つの誘電体フィルタ内で、ある隣
り合う共振器同士が図1に示した構造であり、他の隣り
合う共振器同士が図4に示した構造であるなどの組み合
わされた構造であってもよい。
【0037】次に、第7の実施形態に係る誘電体デュプ
レクサの構成について、図9を参照して説明する。図9
は誘電体デュプレクサの外観斜視図である。図9におい
て、1は誘電体ブロック、2a〜2fは内導体形成孔、
3a〜3fは内導体、4は外導体、5ab,5bc,5
de,5efは接続用電極、6は入出力電極、71a,
71b,72a,72bはギャップ、81a,81b,
82a,82b、9はアンテナ電極である。
【0038】略直方体形状の誘電体ブロック1の内部に
は、一方の面からこれに対向する他方の面にかけて、内
面に内導体3a〜3fを形成した内導体形成孔2a〜2
fを設けている。一方、誘電体ブロック1の外面には、
内導体形成孔2a〜2fの一方の開口部を除き外導体4
を形成している。この外導体4から離間した内導体形成
孔2a〜2fの開口端面を内導体3a〜3fの開放端と
し、他方の開口端面を内導体3a〜3fの短絡端とし
て、それぞれλ/4共振器を構成している。
【0039】この内導体形成孔2a〜2fの配列方向端
面(図における右手前面および図示されていないが左奥
面)から実装面となる下面にかけて内導体3a,3fに
それぞれ結合する一対の入出力電極6を形成している。
また、内導体の開放端を有する面には、内導体形成孔2
cと2dとの間にアンテナ電極9を形成している。
【0040】内導体形成孔2a,2cの内面には、ギャ
ップ71a,72aをそれぞれ設けて、結合用電極81
a,82aを内導体3a,3cからを離間して形成して
いる。同様に内導体形成孔2d,2fの内面には、ギャ
ップ71b,72bをそれぞれ設けて、結合用電極81
b,82bを内導体3d,3fから離間して形成してい
る。また、誘電体ブロック1における内導体の開放端を
有する面には、内導体3bに導通し、内導体形成孔2b
の開口端から内導体形成孔2a,2cの内面の結合用電
極81a,82aまで接続用電極5ab,5bcを形成
している。同様に、内導体3eに導通し、内導体形成孔
2eの開口端から内導体形成孔2d,2fの内面の結合
用電極81b,82bまで接続用電極5de、5efを
形成している。
【0041】このようにして、内導体形成孔2a〜2c
よりなる誘電体フィルタと内導体形成孔2d〜2fより
なる誘電体フィルタとを備えた誘電体デュプレクサを構
成している。
【0042】このような構成とすることにより、小型な
がら十分な結合容量により広帯域化した誘電体デュプレ
クサを構成することができる。
【0043】なお、前述の実施形態に示した誘電体フィ
ルタ、および誘電体デュプレクサの内導体形成孔はスト
レート孔であるが、内導体の開放端側の径が短絡端側の
径よりも大きいステップ孔をもちいてもよい。
【0044】次に、第8の実施形態に係る通信装置の構
成について、図10を参照して説明する。図10は通信
装置のブロック図である。図10において、ANTは送
受信アンテナ、DPXはデュプレクサ、BPFa,BP
Fb,BPFcはそれぞれ帯域通過フィルタ、AMP
a,AMPbはそれぞれ増幅回路、MIXa,MIXb
はそれぞれミキサ、OSCは発振器、DIVは分周器
(シンセサイザー)である。MIXaはDIVから出力
される周波数信号をIF信号で変調し、BPFaは送信
周波数の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D
PXから出力される信号を増幅し、BPFbはからAM
Pbから出力される信号のうち受信周波数帯域のみを通
過させる。MIXbはBPFcより出力される周波数信
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。
【0045】図10に示したフィルタには、図1、図4
〜図8に示した構造の誘電体フィルタを用いることがで
き、デュプレクサDPXには、図9に示した構造の誘電
体デュプレクサを用いることができる。このようにして
優れた通信特性を有する通信装置を構成することができ
る。
【0046】
【発明の効果】この発明によれば、内導体形成孔の内面
に、当該内導体形成孔内の内導体の端部付近に対して所
定の間隙を隔てて形成した結合用電極と、内導体形成孔
の開口面に、内導体形成孔内の結合用電極と、当該内導
体形成孔に隣接する他の内導体とを接続する接続用電極
とを備えることにより、十分な結合容量を得られ広帯域
化された小型の誘電体フィルタを構成することができ
る。
【0047】また、この発明によれば、内導体形成孔の
内面に、当該内導体形成孔内の内導体の端部付近に対し
て所定の間隙を隔てて形成した結合用電極と、内導体形
成孔の開口面に、隣接する内導体形成孔内の結合用電極
同士を接続する接続用電極とを備えることにより、十分
な結合容量を得られ広帯域化された小型の誘電体フィル
タを構成することができる。
【0048】また、この発明によれば、結合用電極を内
導体形成孔の軸方向に延長して形成する長さを軸長の1
/4未満とすることにより、十分かつ強い結合容量を得
て広帯域化された小型の誘電体フィルタを構成すること
ができる。
【0049】また、この発明によれば、前記誘電体フィ
ルタを備えることにより、十分な結合容量を得て広帯域
化された小型の誘電体デュプレクサを構成することがで
きる。
【0050】また、この発明によれば、前記誘電体フィ
ルタ、または前記誘電体デュプレクサを備えることによ
り、通信性能に優れる通信装置を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、平面断面図、および側面断面図
【図2】砥石によるギャップ形成法の概念図
【図3】印刷によるギャップ形成法の概念図
【図4】第2の実施形態に係る誘電体フィルタの外観斜
視図、および平面断面図
【図5】第3の実施形態に係る誘電体フィルタの外観斜
視図、および平面断面図
【図6】第4の実施形態に係る誘電体フィルタの外観斜
視図
【図7】第5の実施形態に係る誘電体フィルタの外観斜
視図、および平面断面図
【図8】第6の実施形態に係る誘電体フィルタの外観斜
視図、および平面断面図
【図9】第7の実施形態に係る誘電体デュプレクサの外
観斜視図
【図10】第8の実施形態に係る通信装置のブロック図
【図11】従来の誘電体フィルタの外観斜視図
【符号の説明】
1−誘電体ブロック 2a〜2f−内導体形成孔 3a〜3f−内導体 4−外導体 5ab,5bc,5de,5ef−接続用電極 6−入出力電極 71,72,71a,72a,71b,72b−ギャッ
プ 81,82,81a,82a,81b,82b,83,
84,85,86−結合用電極 9−アンテナ電極 11−切削治具 12−レジスト剤 Ck,Ck’Ck1 −結合容量
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5J006 HA04 HA11 HA15 HA25 HA27 JA01 KA01 KA11 NA04 NB07 NC03

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 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、略直方体形状の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設け、前
    記誘電体ブロックの外面に外導体および入出力端子を設
    けた誘電体フィルタにおいて、 所定の内導体形成孔の内面に、当該内導体形成孔内の内
    導体の端部付近に対して所定の間隙を隔てて結合用電極
    を形成し、 前記誘電体ブロックの前記内導体形成孔の開口面に、前
    記結合用電極と、当該結合用電極を形成した内導体形成
    孔に隣接する他の内導体形成孔内の内導体とを接続する
    接続用電極を形成してなる誘電体フィルタ。
  2. 【請求項2】 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、略直方体形状の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設け、前
    記誘電体ブロックの外面に外導体および入出力端子を設
    けた誘電体フィルタにおいて、 互いに隣接する少なくとも2つの内導体形成孔の内面
    に、当該内導体形成孔内の内導体の端部付近に対して所
    定の間隙を隔てて結合用電極をそれぞれ形成し、 前記誘電体ブロックの前記内導体形成孔の開口面に前記
    結合用電極同士を接続する接続用電極を形成してなる誘
    電体フィルタ。
  3. 【請求項3】 前記結合用電極の前記内導体形成孔の軸
    方向への深さが、該内導体形成孔の軸長の1/4未満で
    ある請求項1または2に記載の誘電体フィルタ。
  4. 【請求項4】 請求項1〜請求項3のいずれかに記載の
    誘電体フィルタを備えた誘電体デュプレクサ。
  5. 【請求項5】 請求項1〜請求項3のいずれかに記載の
    誘電体フィルタ、または請求項4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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