JP2004056682A - Dielectric device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a dielectric device which is suitable for miniaturization and height reduction, and by which adjustment of resonance frequency and adjustment of transmission characteristics are easy. <P>SOLUTION: Resonance sections Q1, Q2 include through holes 41, 42 and non-through holes 51, 52. The through holes 41, 42 are provided on a dielectric substrate 1 and provided with first internal conductors 61, 62 inside. The non-through holes 51, 52 are provided on the dielectric substrate 1 at intervals from the through holes 41, 42, the bottom part of which is closed and provided with second internal conductors 81, 82 inside. The second internal conductors 81, 82 are consecutive to the first internal conductor 61 or 62 on a first surface 21 or a second surface 22. The non-through hole 51 of the resonances section Q1 has an aperture on the first surface 21 and the non-through hole 52 of the resonance section Q2 has an aperture on the second surface 22. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、誘電体フィルタまたはデュプレクサ等を広くカバーする誘電体装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
この種の誘電体装置は、準マイクロ波帯、マイクロ波帯、ミリ波帯またはサブミリ波帯等の高周波領域において用いられる。より具体的な適用例としては、衛星通信機器、移動体通信機器、無線通信機器、高周波通信機器またはこれらの通信機器のための基地局等を挙げることができる。
【0003】
従来のこの種の誘電体装置は、その典型例として誘電体フィルタを例にとると、セラミック誘電体を共用して、複数の共振部を構成し、複数の共振部を容量結合もしくは誘導結合により段間結合し、所定の周波数成分を抽出するようになっている。セラミック誘電体は、複数の共振部において共用され、第1の面を除く外面の大部分が、導体によって覆われている。
【0004】
共振部のそれぞれは、第1の面から、この第1の面と向き合う第2の面まで貫通する貫通孔を有している。セラミックの第1の面から第2の面までの高さは、選択中心周波数波長をλとして、一般には、(λ/4)となるように選択してあり、従って、貫通孔も約(λ/4)の長さになる。
【0005】
しかし、この種の装置が用いられる衛星通信機器、移動体通信機器、無線通信機器及び高周波通信機器には、低背化、小型化及び軽量化の強い要請があり、セラミック誘電体の第1の面から第2の面までの高さを、(λ/4)を基準にして設定する従来技術では、この要請に応えることができない。
【0006】
誘電体フィルタの小型化を目的とした先行技術文献として、特公平7−32321号公報が知られている。この公知文献に開示された誘電体フィルタは、概念的には、約(λ/4)の高さを持つセラミック誘電体を、(λ/4)の半分である(λ/8)の位置で切断し、得られた2つの半片を、切断面が同一面側となるような関係で並列的に配置し、更に、切断面上で、2分された貫通導体を連続させるようにしたものと考えることができる。
【0007】
しかし、この従来技術の場合、共振波長を定める貫通導体が、セラミック誘電体の高さに一致し、その寸法に固定されているため、共振周波数の調整が困難であるという問題点があった。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、小型化及び低背化に適した誘電体装置を提供することである。
【0009】
本発明のもう一つの課題は、共振周波数の調整の容易な誘電体装置を提供することである。
【0010】
本発明の更にもう一つの課題は、伝送特性の調整の容易な誘電体装置を提供することである。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するため、本発明に係る誘電体装置は、誘電体基体と、複数の共振部とを含む。前記誘電体基体は、外面を覆う外導体を有し、前記外面は互いに対向する第1の面及び第2の面を含んでいる。
【0012】
前記共振部のそれぞれは、貫通孔と、非貫通孔とを含んでいる。前記貫通孔は、前記誘電体基体に設けられ、前記第1及び第2の面で開口し、内部に第1の内導体を備えている。
【0013】
前記非貫通孔は、前記貫通孔から間隔を隔てて前記誘電体基体に設けられ、前記第1及び第2の面の何れか一方で開口し、底部が閉じていて、内部に第2の内導体を備え、前記第2の内導体は前記第1及び第2の面の何れか一方において前記第1の内導体に連続している。
【0014】
前記複数の共振部は、前記非貫通孔が前記第1の面で開口するものと、前記非貫通孔が前記第2の面で開口するものとを含む。
【0015】
上述したように、本発明に係る誘電体装置において、複数備えられる共振部のそれぞれは、貫通孔と、非貫通孔とを含んでおり、貫通孔は、第1の内導体を備え、誘電体基体の第1の面及び第2の面に開口している。また、非貫通孔は、貫通孔から間隔を隔てて誘電体基体に設けられ、第1及び第2の面の何れか一方で開口し、底部が閉じていて、内部に第2の内導体を備える。第2の内導体は第1及び第2の面の何れか一方において第1の内導体に連続している。
【0016】
従って、本発明に係る誘電体装置では、共振部のそれぞれにおいて、共振波長を定める共振器長が、誘電体基体の第1の面からその第2の面までの高さに対応する貫通導体の長さと、非貫通孔の深さ(高さ)と、非貫通孔から貫通孔までの間隔との和となる。このことは、所定の共振波長を得る場合、誘電体基体の第1の面からその第2の面までの高さを、非貫通孔の深さと、非貫通孔から貫通孔までの間隔との和の分だけ縮小でき、誘電体基体の小型化及び低背化が可能であることを意味する。具体例として、共振波長を、(λ/4)とした場合、その高さを、通常要求される(λ/4)から(λ/8)へと半減できる。
【0017】
しかも、非貫通孔は閉じており、非貫通孔の底部の下側に誘電体基体の層が存在する。従って、この誘電体基体の層を利用して、非貫通孔の深さを調整し、もって共振周波数を調整することが可能になる。非貫通孔は貫通孔から間隔を隔てて配置されているから、間隔を調整することによっても、共振周波数を調整することが可能になる。
【0018】
また、複数の共振部には、非貫通孔が第1の面で開口するものと、非貫通孔が第2の面で開口するものとが含まれる。従って、個々の共振部の共振周波数を、第1の面を基準にした非貫通孔の深さ調整、及び、第2の面を基準にした非貫通孔の深さ調整によって、調整できることになる。このため、個々の共振部の共振周波数を容易に調整できるようになる。
【0019】
しかも、複数の共振部は、非貫通孔が第1の面で開口するものと、非貫通孔が第2の面で開口するものとを含むから、共振部間の伝送特性を、広範囲に容易に調整することができるようになる。
【0020】
例えば、複数の共振部のうち、隣接する共振部の少なくとも一組は、第2の内導体と第2の内導体の電気的結合、第1の内導体と第1の内導体との電気的結合、または、第1の内導体と第2の内導体の電気的結合によって結合させることができ、結合態様に応じて、共振部間の伝送特性を調整することができる。
【0021】
具体的態様として、複数の共振部のうち、隣接する共振部の一方は、非貫通孔が第1の面で開口し、他方は非貫通孔が第2の面で開口するような構成をとることができる。即ち、隣接する共振部では、非貫通孔を逆方向に開口させる。この場合は、隣接する共振部を、それぞれの非貫通孔内に設けられた第2の内導体によって電気的に結合させることにより、非貫通孔間に存在する誘電体基体の厚みを利用して、共振部間の伝送特性を調整することができる。
【0022】
より具体的には、隣接する共振部に備えられた非貫通孔の第2の内導体の底部を、誘電体基体を介して互いに対向させる構造とし、非貫通孔の深さを調整し、非貫通孔内の第2の内導体間にある誘電体基体の厚みを調整することにより、隣接する共振部間の伝送特性を調整することができる。
【0023】
別の態様として、隣接する共振部は、貫通孔内の第1の内導体によって電気的に結合させてもよい。
【0024】
更に別の態様として、複数備えられる共振部のうちの少なくなくとも1つは、非貫通孔が複数であってもよい。複数の非貫通孔のそれぞれは、間隔を隔てて備えられる。複数の非貫通孔のそれぞれに備えられた第2の内導体は、互いに連続させる。当然のことであるが、第2の内導体は、貫通孔に備えられた第1の内導体とも連続させる。
【0025】
この種の誘電体装置の基本的構成として、第1及び第2の面は、外導体によって覆われている被覆領域と、外導体によって覆われていない非被覆領域とを有する。貫通孔は、第1及び第2の面の一方では、非被覆領域で開口し、他方では被覆領域で開口し、第1の内導体は被覆領域で前記外導体に連続させる。非貫通孔は、第1及び第2の面の何れか一方の非被覆領域で開口し、第2の内導体は非被覆領域で第1の内導体に連続させる。
【0026】
本発明に係る誘電体装置は、誘電体フィルタまたはDuplexer(デュプレクサ、アンテナ共用器とも称される)を広くカバーする装置として用いることができる。
【0027】
誘電体フィルタとして用いられる場合は、第1の端子と、第2の端子とが備えられ、これらは、入出力端子として用いられる。第1の端子は、共振部の一方に備えられた非貫通孔と、誘電体基体を介して対向する位置に設けられる。第2の端子は、もう一つの共振部に備えられた非貫通孔と誘電体基体を介して対向する位置に設けられる。これらの第1及び第2の端子の何れも、外導体から絶縁される。
【0028】
上記構成によれば、第1及び第2の端子を実装基板上に面付けすることが可能になる。第1及び第2の端子は、第2の面に設けてもよいし、第1の面及び第2の面を除く誘電体基体の側面に設けてもよい。更に、第1及び第2の端子は、第1の内導体と容量結合するように設けてもよい。
【0029】
デュプレクサ(アンテナ共用器)に用いる場合は、少なくとも3つの共振部、及び、第1乃至第3の端子が備えられる。第1乃至第3の端子は、異なる共振部のそれぞれに付設され、アンテナ接続端子、受信側端子、及び、送信側端子として用いられる。
【0030】
上記構成によれば、第1乃至第3の端子を実装基板上に面付けすることが可能になる。第1乃至第3の端子は、第2の面に設けてもよいし、第1の面及び第2の面を除く誘電体基体の側面に設けてもよい。
【0031】
本発明の他の目的、構成及び利点については、添付図面を参照して、更に詳しく説明する。但し、本発明の技術的範囲がこれらの図示実施例に限定されないことは言うまでもない。
【0032】
【発明の実施の形態】
図1は本発明に係る誘電体フィルタの斜視図、図2は図1に示した誘電体フィルタを底面側から見た斜視図、図3は図1及び図2に示した誘電体フィルタの貫通孔、第1の内導体、非貫通孔及び第2の内導体の構成を示す透視図、図4は図1〜図3に示した誘電体フィルタの正面断面図である。これらの図は、2つの共振部Q1、Q2を有する誘電体フィルタの例を示している。
【0033】
共振部Q1、Q2のそれぞれは、誘電体基体1を共用し、誘電体基体1を介して一体化されている。誘電体基体1は、周知の誘電体セラミックスを用いて、第1の面(表面)21、第2の面(底面)22、及び、4つの側面23〜26の合計6つの外面からなる略6面体状に形成されている。誘電体基体1の外面には、外導体3が付着されている。外導体3は、一般に、銅または銀等を主成分とし、焼き付け、メッキ等の手段によって形成される。
【0034】
共振部Q1は、貫通孔41と、非貫通孔51とを含んでいる。貫通孔41は、第1の面21からその第2の面22に向かい、第1の面21及び第2の面22に開口する。貫通孔41の内部には、第2の面22にある外導体3に連続する第1の内導体61が備えられている。第1の内導体61は、貫通孔41の内面に付着された導体によって構成されている。第1の内導体61は、外導体3と同様の材料及び手段によって形成される。
【0035】
非貫通孔51は、貫通孔41から間隔D11(図4参照)を隔てて、貫通孔41とほぼ平行に配置されている。非貫通孔51は、第1の面21からその第2の面22に向かい、第1の面21でのみ開口している。非貫通孔51は、第1の面21と向き合う第2の面22の側では閉じており、第1の面21からの深さH21となっている。
【0036】
非貫通孔51は、第2の内導体81を備えている。第2の内導体81は第1の面21において、導体91によって、第1の内導体61に連続している。第2の内導体81は、非貫通孔51の内面に付着された導体によって構成されている。第2の内導体81は、第1の内導体61と同様の材料及び手段によって形成される。
【0037】
共振部Q2は、貫通孔42と、非貫通孔52とを含んでいる。貫通孔42は、第1の面21からその第2の面22に向かい、第1の面21及び第2の面22に開口する。貫通孔42の内部には、第1の面21にある外導体3に連続する第1の内導体62を備えている。第1の内導体62は、貫通孔42の内面に付着された導体によって構成されている。
【0038】
非貫通孔52は、貫通孔42から間隔D12(図4参照)を隔てて、貫通孔42とほぼ平行に配置されている。非貫通孔52は、第2の面22から第1の面21に向かい、第2の面22でのみ開口している。非貫通孔52は、第1の面21の側では閉じており、第2の面22からの深さH22となっている。非貫通孔52の深さH22は、共振部Q1の非貫通孔51の深さH21と等しくてもよいし、短くてもよいし、長くてもよい。
【0039】
非貫通孔52は、第2の内導体82を備えている。第2の内導体82は、第2の面22において、導体92によって第1の内導体62に連続させてある。第2の内導体82は、非貫通孔52の内面に付着された導体によって構成されている。
【0040】
第1及び第2の面21、22は、外導体3によって覆われている被覆領域と、外導体3によって覆われていない非被覆領域とを有する。貫通孔41は、第1の面21では、非被覆領域で開口し、第2の面22では被覆領域で開口する。貫通孔41の内部に備えられた第1の内導体61は、第2の面22の被覆領域で外導体3に連続させてある。非貫通孔51は、第1の面21の非被覆領域で開口し、その内部の第2の内導体61は、非被覆領域で、導体91により、第1の内導体61に連続させてある。
【0041】
同様に、貫通孔42は、第2の面22では非被覆領域で開口し、第1の面21では被覆領域で開口し、第1の内導体62は被覆領域で外導体3に連続させてある。非貫通孔52は、第2の面22の非被覆領域で開口する。非貫通孔52の第2の内導体82は、第2の面22の非被覆領域で、導体92により、第1の内導体62に連続させてある。
【0042】
実施例では、更に、共振部Q1、Q2を隣接させた上で、非貫通孔51の第2の内導体81の底部と、非貫通孔52の第2の内導体82の底部とを、厚みH3(図4参照)の誘電体基体1を介して互いに対向させた構造としてある。
【0043】
また、誘電体基体1の側面25には、入出力端子となる第1の端子11及び第2の端子12が備えられている。第1の端子11は、非貫通孔51と誘電体基体1を介して対向する位置に設けられ、外導体3から絶縁ギャップg2によって電気的に絶縁されている。
【0044】
第2の端子12は、非貫通孔52と誘電体基体1を介して対向する位置に設けられ、外導体3から絶縁ギャップg3によって電気的に絶縁されている。第1及び第2の端子11、12は、非貫通孔51、52の内導体81、82と重なる必要はない。部分的に対向し、または、対向しない位置に設けてあってもよい。また、絶縁ギャップg2、g3は一つのギャップとして連続させてもよい。
【0045】
次に、図1乃至図4に示した誘電体フィルタについて、共振部Q1を参照し、共振部を個別的に見た場合の作用効果を説明する。共振部Q2は、共振部Q1と同じ構造であり、共振部Q1についての説明がそのまま当てはまる。
【0046】
既に述べたように、共振部Q1において、貫通孔41は、誘電体基体1の第1の面21からその第2の面22に向かい、第1の面21及び第2の面22に開口する。この貫通孔41は、第2の面22にある外導体3に連続する第1の内導体61を備えている。非貫通孔51は貫通孔41から間隔D11を隔て、第1の面21からその第2の面22に向かう。共振部Q1の非貫通孔51は、第2の内導体81を備えており、第2の内導体81は、第1の面21において、貫通孔41の第1の内導体61に連続している。
【0047】
従って、共振部Q1において、共振波長を定める共振器長は、誘電体基体1の第1の面21からその第2の面22までの高さに対応する貫通孔41の長さH1と、第1の面21からその第2の面22に向かう非貫通孔51の深さ(高さ)H21と、非貫通孔51から貫通孔41までの間隔D11との和(H1+H21+D11)となる。
【0048】
このことは、所定の共振波長を得るのに、誘電体基体1の第1の面21からその第2の面22までの高さH1を、非貫通孔51の深さH21と、非貫通孔51から貫通孔41からまでの間隔D11との和(H21+D11)の分だけ縮小できることを意味する。従って、誘電体基体1を低背化し、小型化することができる。
【0049】
具体例として、共振波長(λ/4)の誘電体フィルタの場合、和(H21+D11)=(λ/8)とすれば、誘電体基体1の第1の面21からその第2の面22までの高さH1も(λ/8)となり、その高さを、通常要求される(λ/4)から、(λ/8)へと半減できる。共振部Q1と同じ構成を有する共振部Q2においても同様である。
【0050】
図5は共振器長と共振周波数との関係を示す図である。図において、横軸に共振器長(H1+H21+D11)をとり、縦軸に共振周波数をとってある。図5に図示するように、非貫通孔51の深さH21をH21=0からH21=H1の範囲で変えた場合、共振周波数は直線的に変化する。従って、非貫通孔51の深さH21を変えることにより、共振周波数を調整することができる。
【0051】
非貫通孔51は、貫通孔41から間隔D11を隔てて配置されているから、間隔D11を調整することによっても、共振周波数を調整することが可能である。
【0052】
共振部Q2についても同様である。共振部Q2において、所定の共振波長を得るのに、誘電体基体1の第2の面22から第1の面21までの高さH1を、非貫通孔52の深さH22と、非貫通孔52から貫通孔42からまでの間隔D12との和(H22+D12)の分だけ縮小し、誘電体基体1を低背化し、小型化することができる。
【0053】
上述のように、共振部Q1、Q2のそれぞれにおいて、個別に、上述した周波数調整を行うことができるので、共振周波数の調整が容易になる。
【0054】
以上は、共振部Q1、Q2を個別的に考慮した場合の作用効果であるが、本発明によれば、この他、共振部Q1、Q2の相互間の伝送特性に関する優れた作用効果が得られる。次にこの点について述べる。
【0055】
図1〜図4に図示した実施例では、共振部Q1、Q2のうち、共振部Q1は、非貫通孔51が第1の面21で開口し、共振部Q2は、非貫通孔52が第2の面22で開口する。即ち、隣接する共振部Q1、Qでは、非貫通孔51、52は、互いに逆方向に開口する。この構造によれば、共振部Q1、Q2を、それぞれの非貫通孔51、52の内部に設けられた第2の内導体81、82によって電気的に結合させることにより、非貫通孔51ー52間に存在する誘電体基体1の厚みを利用して、共振部Q1−Q2間の伝送特性を調整することができる。
【0056】
実施例の場合、共振部Q1に備えられた非貫通孔51の第2の内導体81の底部と、共振部Q2に備えられた非貫通孔52の第2の内導体82の底部とを、誘電体基体1を介して、互いに対向させる構造としてあるので、非貫通孔51または非貫通孔52の深さH21またはH22を調整し、非貫通孔51、52の第2の内導体81ー82間にある誘電体基体1の厚みH3を調整することにより、隣接する共振部Q1ーQ2間の伝送特性を調整することができる。
【0057】
次に、シミュレーションデータを挙げて、本発明の効果を具体的に説明する。図6はシミュレーションによって得られた周波数−伝送特性を示す図である。横軸に周波数(MHz)を取り、縦軸に第1の端子11から第2の端子12への伝送特性であるS21(dB)をとってある。
【0058】
図1〜図4に示した構造において、貫通孔41、42の長さH1を3mmに固定し、非貫通孔51、52の深さ(高さ)H21、H22を、0.02mm、0.25mm、0.5mm、0.75mm、1.00mmとした5個のサンプル1〜5について、周波数−伝送特性をシミュレーションによって求めた。
【0059】
曲線L1はH21、H22=0.02mmとしたサンプル1の周波数−伝送特性、曲線L3はH21、H22=0.50mmとしたサンプル3の周波数−伝送特性、曲線L5はH21、H22=1.00mmとしたサンプル5の周波数−伝送特性をそれぞれ示している。
【0060】
図6に示すように、非貫通孔51、52の深さH21、H22が深くなるにつれて、周波数−伝送特性が低域側にシフトし、共振周波数が低下して行き、反対に、非貫通孔51、52の深さH21、H22が浅くなると、共振周波数が高くなる。即ち、非貫通孔51、52の深さH21、H22を調整することによって、周波数−伝送特性を変化させ、共振周波数を調整することができる。図6において、第1の極PK1は通過帯域より低域側の減衰極に対応し、第2の極PK2は更に低域側の減衰極に対応する。
【0061】
次に、サンプル1〜5について、シミュレーションによって得られた通過帯域の中心周波数fc、第1の極PK1を生じる周波数、第2の極PK2を生じる周波数、中心周波数fcと第1の極PK1の周波数差(fc−PK1)、及び、10dB降下のバンド幅BW10を、表1に示す。

Figure 2004056682
【0062】
図7は表1のデータの理解の助けのために、表1に記載された中心周波数fc、第1の極PK1を生じる周波数、第2の極PK2を生じる周波数及び両極の周波数差(PK2−PK1)をグラフ化して示す図である。図7において、横軸に非貫通孔51、52の深さH21、H22をとり、左縦軸に第1の極PK1の周波数(MHz)、第2の極PK2の周波数(MHz)、中心周波数fcをとり、右縦軸にBW10、周波数差(fc−PK1)の周波数(MHz)をとってある。
【0063】
図7を参照すると、中心周波数fc、第1の極PK1を生じる周波数及び第2の極PK2を生じる周波数は、非貫通孔51、52の深さH21、H22が浅くなるにつれて高くなり、深くなるにつれて低くなる。
【0064】
周波数差(fc−PK1)及びバンド幅BW10は、非貫通孔51、52の深さH21、H22が浅くなるにつれて大きくなり、深くなるにつれて小さくなる変化特性を示す。
【0065】
また、図1〜図4に示した実施例の場合、共振部Q1に備えられた非貫通孔51の第2の内導体81の底部と、共振部Q2に備えられた非貫通孔52の第2の内導体82の底部とを、誘電体基体1を介して、互いに対向させる構造としてあるので、第1の共振部Q1及び第2の共振部Q2は、主として第1の共振部Q1の非貫通孔51と、第2の共振部Q2の非貫通孔52とが、容量結合する。したがって、第1の共振部Q1及び第2の共振部Q2の結合手段として、第1の面21に導体パターンを形成する必要がなくなる。このため、誘電体装置の小型化が容易になる。また、導体パターン形成用スクリーン印刷工程は不要であるから、製造コストが安価になる。
【0066】
更に、図1〜図4に示した実施例において、面付け実装のための第1の端子11を、外面25において、外導体3から、絶縁ギャップg2により、電気絶縁して設けられている。この構造によれば、第1の端子11を、実装基板上に面付けすることが可能になる。第1の端子11は非貫通孔51と電気的に結合(容量結合)されている。
【0067】
共振部Q2においても同様であり、第2の端子12は、外面25の面上において、外導体3から絶縁ギャップg3により、電気絶縁して設けられている。このため、第2の端子12を、実装基板上に面付けすることが可能になる。第2の端子12は非貫通孔52と電気的に結合(容量結合)されている。
【0068】
次に、本発明に係る誘電体装置の様々な実施例について、添付された図8乃至図29を参照して、順次に説明する。上述した添付図面において、先行図面に現れた構成部分と同一の構成部分については、同一の参照符号を付し、重複説明は省略する。
【0069】
図8は本発明に係る誘電体フィルタの別の実施例を示す斜視図、図9は図8に示した誘電体フィルタの貫通孔、第1の内導体、非貫通孔及び第2の内導体の構成を示す透視図、図10は図8、図9に示した誘電体フィルタの正面断面図である。これらの図は、2つの共振部Q1、Q2を有する誘電体フィルタの例を示している。
【0070】
図8〜図10に示した実施例では、共振部Q1の貫通孔41と、共振部Q2の貫通孔42とが間隔を隔ててほぼ平行する関係で向き合っており、貫通孔41の第1の内導体61と貫通孔42の第1の内導体62とが電気的に結合(容量結合)し、この結合によって、共振部Q1、Q2が互いに電気的に結合されている。
【0071】
この実施例の場合も、所定の共振波長を得るのに、誘電体基体1の第1の面21からその第2の面22までの高さH1を、非貫通孔51の深さH21と、非貫通孔51から貫通孔41からまでの間隔D11との和(H21+D11)の分だけ縮小できる。従って、誘電体基体1を低背化し、小型化することができる。
【0072】
共振波長(λ/4)の誘電体フィルタの場合、和(H21+D11)=(λ/8)とすれば、誘電体基体1の第1の面21からその第2の面22までの高さH1も(λ/8)となり、その高さを、通常要求される(λ/4)から、(λ/8)へと半減できる。共振部Q1と同じ構成を有する共振部Q2においても同様である。
【0073】
しかも、非貫通孔51は、第2の面22では開口せず、閉じており、非貫通孔51と第2の面22の外導体3との間には、非貫通孔51の深さH21と、誘電体基体1の高さH1との差分(H1ーH21)に対応する厚さH3の誘電体基体1が存在する。従って、この誘電体基体1の厚さH3を利用して、非貫通孔51の深さH21を調整し、もって共振周波数を調整することができる。
【0074】
次に、シミュレーションデータを挙げて、本発明の効果を具体的に説明する。図8〜図10の実施例において、貫通孔41、42の長さH1を3mmに固定し、非貫通孔51、52の深さ(高さ)H21、H22を、0.02mm、0.25mm、0.5mm、0.75mm、1.00mm、1.25mm、1.50mm、2.00mm、2.50mmとした9個のサンプル21〜29について、周波数−伝送特性をシミュレーションによって求めた。
【0075】
図11は、上述したシミュレーションによって得られた周波数−伝送特性を示す図である。横軸に周波数(MHz)を取り、縦軸に第1の共振部Q1から第2の共振部Q2への伝送特性であるS21(dB)をとってある。
【0076】
曲線L21はH21、H22=0.02mmとしたサンプル21の周波数−伝送特性、曲線L23はH21、H22=0.50mmとしたサンプル23の周波数−伝送特性、曲線L25はH21、H22=1.00mmとしたサンプル25の周波数−伝送特性、曲線L27はH21、H22=1.50mmとしたサンプル27の周波数−伝送特性、曲線L28はH21、H22=2.00mmとしたサンプル28の周波数−伝送特性、曲線L29はH21、H22=2.50mmとしたサンプル29の周波数−伝送特性をそれぞれ示している。
【0077】
図11に示すように、非貫通孔51、52の深さH21、H22が深くなるにつれて、周波数−伝送特性が低域側にシフトし、共振周波数が低下して行き、反対に、非貫通孔51、52の深さH21、H22が浅くなると、共振周波数が高くなる。即ち、非貫通孔51、52の深さH21、H22を調整することによって、周波数−伝送特性を変化させ、共振周波数を調整することができる。
【0078】
次に、サンプル21〜29について、シミュレーションによって得られた10dB降下のバンド幅BW10を、表2に示す。バンド幅BW10は、共振波形のピーク値から10(dB)だけ低下した位置におけるバンド幅である。
Figure 2004056682
【0079】
図12は表2に示されたデータをグラフ化して示す図である。図12に示すように、バンド幅BW10は、非貫通孔51、52の深さH21、H21が0.50(mm)を超える領域では、深さH21、H21が浅くなるにつれて広くなり、0.50(mm)よりも小さい領域では、深さH21、H21が浅くなるにつれて狭くなる。従って、貫通孔51、52の深さH21、H21を調整することによってバンド幅BW10を調整することができる。
【0080】
また、図8〜図10に示した実施例の場合、共振部Q1に備えられた貫通孔41の第1の内導体61と、共振部Q2に備えられた貫通孔42の第1の内導体62とを、誘電体基体1を介して、互いに対向させる構造としてあるので、第1の共振部Q1及び第2の共振部Q2は、第1の共振部Q1の貫通孔41と、第2の共振部Q2の貫通孔42とが互いに容量結合する。したがって、第1の共振部Q1及び第2の共振部Q2の結合手段として、第1の面21に導体パターンを形成する必要がなくなる。このため、小型化が容易になる。また、導体パターン形成用スクリーン印刷工程は不要であるから、製造コストが安価になる。
【0081】
更に、図8〜図10に示した実施例において、面付け実装のための第1の端子11を、外面25において、外導体3から、絶縁ギャップg2により、電気絶縁して設けられている。第1の端子11は、誘電体基体1を介して、非貫通孔51と電気的に結合する。この構造によれば、第1の端子11を、実装基板上に面付けすることが可能になる。
【0082】
共振部Q2においても同様であり、第2の端子12は、外面25の面上において、外導体3から絶縁ギャップg3により、電気絶縁して設けられている。第2の端子12は、誘電体基体1を介して、非貫通孔52と電気的に結合する。このため、第2の端子12を、実装基板上に面付けすることが可能になる。
【0083】
図示は省略するが、共振部Q1、Q2は、第1の内導体と第2の内導体の電気的結合によって結合させてあってもよい。
【0084】
図13は本発明に係る誘電体フィルタの別の実施例を示す斜視図、図14は図13に示した誘電体フィルタを底面側から見た斜視図、図15は図13、図14に示した誘電体フィルタの貫通孔、第1の内導体、非貫通孔及び第2の内導体の構成を示す透視図、図16は図13〜図15に示した誘電体フィルタの正面断面図である。
【0085】
図13〜図16に示した実施例では、3つの共振部Q1〜Q3を誘電体基体1に一列に配置してある。中間部に位置する共振部Q2は、非貫通孔52、53が2つである。非貫通孔52、53のそれぞれは、間隔を隔てて、誘電体基体1の第1の面21に開口し、かつ、貫通孔42の両側に備えられている。非貫通孔52、53のそれぞれに備えられた第2の内導体82、83は、導体92によって、互いに連続するとともに、貫通孔42の第1の内導体62にも連続する。
【0086】
共振部Q2の一方側に位置する共振部Q1は、貫通孔41及び非貫通孔51を有する。貫通孔41は第1の内導体61を備え、非貫通孔51は第2の内導体81を備える。非貫通孔51は、第2の面22に開口し、底部が共振部Q2の非貫通孔52の底部と対向している。従って、共振部Q1と共振部Q2とは、非貫通孔51の内部に形成された第2の内導体81と、非貫通孔52の内部に形成された第2の内導体82との間の容量結合により結合される。
【0087】
共振部Q2の他方側に位置する共振部Q3は、貫通孔43及び非貫通孔54を有する。貫通孔43は第1の内導体63を備え、非貫通孔54は第2の内導体84を備える。非貫通孔54は、第2の面22に開口し、底部が共振部Q2の非貫通孔53の底部と対向している。従って、共振部Q2と共振部Q3とは、非貫通孔53の内部に形成された第2の内導体83と、非貫通孔54の内部に形成された第2の内導体84との間の容量結合により結合される。
【0088】
図17は図13〜図16に示した誘電体フィルタについて、シミュレーションによって得られた周波数ー伝送特性を示す図である。図において、横軸に周波数(MHz)をとり、縦軸に共振部Q1〜Q3への伝送量S21(dB)をとってある。
【0089】
図18は図13〜図16に示した誘電体フィルタについて、シミュレーションによって得られた周波数ー反射特性を示す図である。図において、横軸に周波数(MHz)をとり、縦軸に反射量S11(dB)をとってある。
【0090】
図19は本発明に係る誘電体フィルタの別の実施例を示す斜視図、図20は図19に示した誘電体フィルタの貫通孔、第1の内導体、非貫通孔及び第2の内導体の構成を示す透視図である。
【0091】
図19及び図20の実施例では、共振部Q1及び共振部Q2は横並びに配置されている。即ち、共振部Q1の貫通孔41及び共振部Q2の貫通孔42は、間隔を隔てて併設されており、共振部Q1の非貫通孔51及び共振部Q2の非貫通孔52は、間隔を隔てて併設されている。共振部Q1の非貫通孔51は、第1の面21に開口し、共振部Q2の非貫通孔52は第2の面22に開口する。
【0092】
第1の端子11は誘電体基体1の面25に設けられ、誘電体基体1を介して、共振部Q1の非貫通孔51に設けられた第2の内導体81と容量結合する。第2の端子12も、誘電体基体1の面25に設けられ、誘電体基体1を介して、共振部Q2の非貫通孔52に設けられた第2の内導体82と容量結合する。
【0093】
図21は本発明に係る誘電体フィルタの別の実施例を示す斜視図、図22は図21に示した誘電体フィルタの貫通孔、第1の内導体、非貫通孔及び第2の内導体の構成を示す透視図である。
【0094】
図21及び図22に示した実施例では、共振部Q1及び共振部Q2は、貫通孔41及び貫通孔42の間隔が縮小され、または、非貫通孔51及び非貫通孔52の間隔が拡大される関係で、横並びに配置されている。即ち、共振部Q1の貫通孔41及び共振部Q2の貫通孔42の間の間隔は、共振部Q1の非貫通孔51及び共振部Q2の非貫通孔52の間の間隔よりも縮小されている。共振部Q1の非貫通孔51は、第1の面21に開口し、共振部Q2の非貫通孔52は第2の面22に開口する。
【0095】
図23は本発明に係る誘電体フィルタの別の実施例を示す斜視図、図24は図23に示した誘電体フィルタの貫通孔、第1の内導体、非貫通孔及び第2の内導体の構成を示す透視図である。
【0096】
図23及び図24に示した実施例では、共振部Q1及び共振部Q2は、非貫通孔51及び非貫通孔52の間隔が縮小され、または、貫通孔41及び貫通孔42の間隔が拡大される関係で、横並びに配置されている。即ち、共振部Q1の非貫通孔51及び共振部Q2の非貫通孔52の間の間隔は、共振部Q1の貫通孔41及び共振部Q2の貫通孔42の間の間隔よりも縮小されている。共振部Q1の非貫通孔51は、第1の面21に開口し、共振部Q2の非貫通孔52は第2の面22に開口する。
【0097】
図25は本発明に係る誘電体フィルタの別の実施例を示す斜視図、図26は図25に示した誘電体フィルタの貫通孔、第1の内導体、非貫通孔及び第2の内導体の構成を示す透視図である。
【0098】
図25及び図26に示した実施例では、共振部Q1及び共振部Q2は、非貫通孔51及び非貫通孔52の孔径が、貫通孔41及び貫通孔42の孔径よりも縮小されている。共振部Q1の非貫通孔51は、第1の面21に開口し、共振部Q2の非貫通孔52は第2の面22に開口する。また、図示はしないが、様々な孔径、孔形状をとることが可能である。
【0099】
図27は本発明に係る誘電体フィルタの別の実施例を示す斜視図である。この実施例では、貫通孔41、42の開口する位置に、段差△H1の凹部27、28を設けてある。凹部27、28は溝状であってもよい。この実施例は、貫通孔41、42の長さを変えることによって、周波数−伝達特性を調整できることを示している。第1の端子11は側面25及び側面23に連続して形成されている。第2の端子12は、側面25から側面24に連続して形成されている。
【0100】
次に、本発明に係る誘電体装置のもう一つの重要な適用例であるデュプレクサについて説明する。
【0101】
図28は本発明に係るデュプレクサの斜視図、図29は図29に示したデュプレクサを底面側からみた斜視図である。図示されたデュプレクサは5つの共振部Q1〜Q5を有する。共振部Q1〜Q5のそれぞれは、誘電体基体1を共用し、誘電体基体1を介して一体化されている。
【0102】
共振部Q1〜Q5の内、共振部Q1は貫通孔41と非貫通孔51との組み合わせ、共振部Q2は貫通孔42と非貫通孔52、53との組み合わせ、共振部Q3は貫通孔43と非貫通孔54、55との組み合わせを、それぞれ含む。共振部Q4は貫通孔44と非貫通孔56、57との組み合わせ、共振部Q5は貫通孔45と非貫通孔58との組み合わせを、それぞれ含む。
【0103】
共振部Q1の非貫通孔51、共振部Q3の非貫通孔54、55、共振部Q5の非貫通孔58は、誘電体基体1の第1の面21に開口し、共振部Q2の非貫通孔52、53、共振部Q4の非貫通孔56、57は、誘電体基体1の第2の面22に開口する。
【0104】
共振部Q1の非貫通孔51と共振部Q2の非貫通孔52とは、底部が、誘電体基体1を介して対向し、容量結合している。共振部Q2の非貫通孔53と共振部Q3の非貫通孔54とは、底部が、誘電体基体1を介して対向し、容量結合している。共振部Q3の非貫通孔55と共振部Q4の非貫通孔56とは、底部が、誘電体基体1を介して対向し、容量結合している。共振部Q4の非貫通孔57と共振部Q5の非貫通孔58とは、底部が、誘電体基体1を介して対向し、容量結合している。
【0105】
貫通孔(41〜45)と非貫通孔(51〜58)の構造、及び、相対関係の詳細は、図1〜図27を参照して説明した通りである。
【0106】
誘電体基体1の側面25には、第1の端子11、第2の端子12及び第3の端子13が備えられている。第1の端子11は、外導体3からギャップg2を隔てて分離され、共振部Q1の非貫通孔51と電気的に結合(容量結合)されている。第2の端子12は、外導体3からギャップg3を隔てて分離され、共振部Q3の貫通孔43と電気的に結合(容量結合)されている。第3の端子13は、外導体3からギャップg4を隔てて分離され、共振部Q5の非貫通孔58と電気的に結合(容量結合)されている。
【0107】
デュプレクサは、アンテナ共用器として用いられるので、共振部Q1〜Q5は、送信用及び受信用の2つに分けられる。図28、図29において、第1の端子11が受信用入力端子として用いられ、第2の端子12が共通端子として用いられ、第3の端子13が送信用出力端子として用いられるとすると、図28、図29において、第2の端子12よりも左側が受信用共振部を構成し、右側が送信用共振部を構成する。
【0108】
上記構成によれば、貫通孔41〜45、非貫通孔51〜58の深さ、及び、共振部Q1〜Q5のそれぞれにおける孔間隔を調整することによって共振波長を調整し、共振周波数を所定値に高精度であわせ込むことができること、小型化及び低背化が実現できること、及び、伝送特性を容易に調整できることは、図1〜図27に示した誘電体フィルタの説明において、詳細に論じたとおりである。
【0109】
図示は省略するが、デュプレクサについても、誘電体フィルタで例示した各種の構造(図1乃至図27参照)を適用することができることは勿論である。
【0110】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、次のような効果を得ることができる。
(a)小型化及び低背化に適した誘電体装置を提供することができる。
(b)共振周波数の調整の容易な誘電体装置を提供することができる。
(c)伝送特性の調整の容易な誘電体装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る誘電体フィルタの斜視図である。
【図2】図1に示した誘電体フィルタを底面側から見た斜視図である。
【図3】図1及び図2に示した誘電体フィルタの貫通孔、第1の内導体、非貫通孔及び第2の内導体の構成を示す透視図である。
【図4】図1〜図3に示した誘電体フィルタの正面断面図である。
【図5】図1乃至図4に示した誘電体フィルタの共振器長と共振周波数との関係を示す図である。
【図6】シミュレーションによって得られた周波数−伝送特性を示す図である。
【図7】表1に記載された中心周波数fc、第1の極PK1を生じる周波数、第2の極PK2を生じる周波数及び両極の周波数差(PK2−PK1)をグラフ化して示す図である。
【図8】本発明に係る誘電体フィルタの別の実施例を示す斜視図である。
【図9】図8に示した誘電体フィルタの貫通孔、第1の内導体、非貫通孔及び第2の内導体の構成を示す透視図である。
【図10】図8、図9に示した誘電体フィルタの正面断面図である。
【図11】シミュレーションによって得られた周波数−伝送特性を示す図である。
【図12】図12は表2に示されたデータをグラフ化して示す図である。
【図13】本発明に係る誘電体フィルタの別の実施例を示す斜視図である。
【図14】図13に示した誘電体フィルタを底面側から見た斜視図である。
【図15】図13、図14に示した誘電体フィルタの貫通孔、第1の内導体、非貫通孔及び第2の内導体の構成を示す透視図である。
【図16】図13〜図15に示した誘電体フィルタの正面断面図である。
【図17】図13〜図16に示した誘電体フィルタについて、シミュレーションによって得られた周波数ー伝送特性を示す図である。
【図18】図13〜図16に示した誘電体フィルタについて、シミュレーションによって得られた周波数ー反射特性を示す図である。
【図19】本発明に係る誘電体フィルタの別の実施例を示す斜視図である。
【図20】図19に示した誘電体フィルタの貫通孔、第1の内導体、非貫通孔及び第2の内導体の構成を示す透視図である。
【図21】本発明に係る誘電体フィルタの別の実施例を示す斜視図である。
【図22】図21に示した誘電体フィルタの貫通孔、第1の内導体、非貫通孔及び第2の内導体の構成を示す透視図である。
【図23】本発明に係る誘電体フィルタの別の実施例を示す斜視図である。
【図24】図23に示した誘電体フィルタの貫通孔、第1の内導体、非貫通孔及び第2の内導体の構成を示す透視図である。
【図25】本発明に係る誘電体フィルタの別の実施例を示す斜視図である。
【図26】図25に示した誘電体フィルタの貫通孔、第1の内導体、非貫通孔及び第2の内導体の構成を示す透視図である。
【図27】本発明に係る誘電体フィルタの別の実施例を示す斜視図である。
【図28】本発明に係るデュプレクサの斜視図である。
【図29】図28に示したデュプレクサを底面側からみた斜視図である。
【符号の説明】
1        誘電体基体
21       第1の面
22       第2の面
3        外導体
41〜45    貫通孔
51〜58    非貫通孔[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a dielectric device that widely covers a dielectric filter, a duplexer, and the like.
[0002]
[Prior art]
This type of dielectric device is used in a high-frequency region such as a quasi-microwave band, a microwave band, a millimeter wave band, or a submillimeter wave band. More specific application examples include satellite communication equipment, mobile communication equipment, wireless communication equipment, high-frequency communication equipment, base stations for these communication equipment, and the like.
[0003]
In a conventional dielectric device of this type, taking a dielectric filter as a typical example, a ceramic dielectric is used in common to form a plurality of resonators, and the resonators are capacitively or inductively coupled. A predetermined frequency component is extracted by coupling between stages. The ceramic dielectric is shared by the plurality of resonators, and most of the outer surface except the first surface is covered with the conductor.
[0004]
Each of the resonance units has a through hole penetrating from the first surface to a second surface facing the first surface. The height from the first surface to the second surface of the ceramic is generally selected to be (λ / 4), where λ is the selected center frequency wavelength, and thus the through hole is also about (λ). / 4).
[0005]
However, satellite communication equipment, mobile communication equipment, wireless communication equipment and high-frequency communication equipment in which this type of device is used have strong demands for reduction in height, size and weight, and the first ceramic dielectric material has been required. The prior art in which the height from the surface to the second surface is set on the basis of (λ / 4) cannot meet this demand.
[0006]
Japanese Patent Publication No. Hei 7-32321 is known as a prior art document for miniaturizing a dielectric filter. The dielectric filter disclosed in this known document conceptually includes a ceramic dielectric having a height of about (λ / 4) at a position (λ / 8) which is half of (λ / 4). The two halves obtained by cutting are arranged in parallel in such a manner that the cut surfaces are on the same side, and furthermore, the cut through surface is made so that the through conductor divided into two is continuous. You can think.
[0007]
However, in the case of this conventional technique, there is a problem that the adjustment of the resonance frequency is difficult because the through conductor that determines the resonance wavelength matches the height of the ceramic dielectric and is fixed to the dimension.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a dielectric device suitable for miniaturization and reduction in height.
[0009]
Another object of the present invention is to provide a dielectric device whose resonance frequency can be easily adjusted.
[0010]
Still another object of the present invention is to provide a dielectric device whose transmission characteristics can be easily adjusted.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, a dielectric device according to the present invention includes a dielectric substrate and a plurality of resonance units. The dielectric substrate has an outer conductor covering an outer surface, and the outer surface includes a first surface and a second surface facing each other.
[0012]
Each of the resonance units includes a through hole and a non-through hole. The through-hole is provided in the dielectric substrate, is opened on the first and second surfaces, and has a first inner conductor therein.
[0013]
The non-through-hole is provided in the dielectric base at an interval from the through-hole, is open on one of the first and second surfaces, is closed at the bottom, and has a second inner portion therein. A conductor, wherein the second inner conductor is continuous with the first inner conductor on one of the first and second surfaces.
[0014]
The plurality of resonating units include a unit in which the non-through hole opens on the first surface and a unit in which the non-through hole opens on the second surface.
[0015]
As described above, in the dielectric device according to the present invention, each of the plurality of resonance units includes the through-hole and the non-through-hole, and the through-hole includes the first inner conductor, An opening is provided in the first surface and the second surface of the base. The non-through-hole is provided in the dielectric substrate at a distance from the through-hole, is open on one of the first and second surfaces, is closed at the bottom, and has a second inner conductor therein. Prepare. The second inner conductor is continuous with the first inner conductor on one of the first and second surfaces.
[0016]
Therefore, in the dielectric device according to the present invention, in each of the resonating portions, the resonator length that determines the resonance wavelength corresponds to the height of the through conductor corresponding to the height from the first surface to the second surface of the dielectric substrate. It is the sum of the length, the depth (height) of the non-through hole, and the distance from the non-through hole to the through hole. This means that when a predetermined resonance wavelength is obtained, the height from the first surface to the second surface of the dielectric substrate is determined by the depth of the non-through hole and the distance from the non-through hole to the through hole. The sum can be reduced by the sum, which means that the dielectric substrate can be reduced in size and height. As a specific example, when the resonance wavelength is (λ / 4), the height can be halved from the normally required (λ / 4) to (λ / 8).
[0017]
Moreover, the non-through hole is closed, and a layer of the dielectric substrate exists below the bottom of the non-through hole. Therefore, it is possible to adjust the depth of the non-through hole by using the layer of the dielectric substrate, thereby adjusting the resonance frequency. Since the non-through holes are arranged at intervals from the through holes, the resonance frequency can be adjusted also by adjusting the intervals.
[0018]
In addition, the plurality of resonating portions include those in which a non-through hole opens on the first surface and those in which the non-through hole opens on the second surface. Therefore, the resonance frequency of each resonating part can be adjusted by adjusting the depth of the non-through hole based on the first surface and adjusting the depth of the non-through hole based on the second surface. . For this reason, the resonance frequencies of the individual resonance units can be easily adjusted.
[0019]
In addition, since the plurality of resonating portions include those in which the non-through hole opens on the first surface and those in which the non-through hole opens on the second surface, the transmission characteristics between the resonating portions can be easily widened. Can be adjusted.
[0020]
For example, at least one set of adjacent resonating portions among the plurality of resonating portions is electrically coupled between the second inner conductor and the second inner conductor, and electrically connected between the first inner conductor and the first inner conductor. The coupling can be performed by coupling or the electric coupling between the first inner conductor and the second inner conductor, and the transmission characteristics between the resonance units can be adjusted according to the coupling mode.
[0021]
As a specific mode, one of the adjacent resonating portions of the plurality of resonating portions has a configuration in which a non-through hole opens on the first surface, and the other has a non-through hole opening on the second surface. be able to. That is, in the adjacent resonance part, the non-through hole is opened in the opposite direction. In this case, the adjacent resonance portions are electrically coupled by the second inner conductor provided in each of the non-through holes, thereby utilizing the thickness of the dielectric substrate existing between the non-through holes. , The transmission characteristics between the resonance units can be adjusted.
[0022]
More specifically, the structure is such that the bottoms of the second inner conductors of the non-through holes provided in the adjacent resonating portions are opposed to each other via a dielectric substrate, and the depth of the non-through holes is adjusted. By adjusting the thickness of the dielectric substrate between the second inner conductors in the through hole, the transmission characteristics between the adjacent resonance parts can be adjusted.
[0023]
As another mode, adjacent resonance parts may be electrically connected by the first inner conductor in the through-hole.
[0024]
As yet another aspect, at least one of the plurality of resonance units may have a plurality of non-through holes. Each of the plurality of non-through holes is provided at an interval. The second inner conductor provided in each of the plurality of non-through holes is continuous with each other. As a matter of course, the second inner conductor is also connected to the first inner conductor provided in the through hole.
[0025]
As a basic configuration of this type of dielectric device, the first and second surfaces have a covered region covered by an outer conductor and an uncovered region not covered by the outer conductor. The through hole is open in the uncovered area on one of the first and second surfaces, and is open in the covered area on the other, and the first inner conductor is continuous with the outer conductor in the covered area. The non-through hole is opened in an uncovered region on one of the first and second surfaces, and the second inner conductor is connected to the first inner conductor in the uncovered region.
[0026]
The dielectric device according to the present invention can be used as a device that widely covers a dielectric filter or a duplexer (also referred to as a duplexer or an antenna duplexer).
[0027]
When used as a dielectric filter, a first terminal and a second terminal are provided, and these are used as input / output terminals. The first terminal is provided at a position opposed to a non-through hole provided in one of the resonance units via a dielectric substrate. The second terminal is provided at a position opposed to a non-through hole provided in another resonance portion via a dielectric substrate. Both the first and second terminals are insulated from the outer conductor.
[0028]
According to the above configuration, the first and second terminals can be imposed on the mounting board. The first and second terminals may be provided on the second surface, or may be provided on the side surface of the dielectric substrate excluding the first surface and the second surface. Further, the first and second terminals may be provided so as to be capacitively coupled to the first inner conductor.
[0029]
When used for a duplexer (antenna sharing device), at least three resonance sections and first to third terminals are provided. The first to third terminals are provided for each of the different resonance units, and are used as an antenna connection terminal, a reception terminal, and a transmission terminal.
[0030]
According to the above configuration, the first to third terminals can be imposed on the mounting board. The first to third terminals may be provided on the second surface, or may be provided on the side surface of the dielectric substrate excluding the first surface and the second surface.
[0031]
Other objects, configurations and advantages of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. However, it goes without saying that the technical scope of the present invention is not limited to these illustrated embodiments.
[0032]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
1 is a perspective view of a dielectric filter according to the present invention, FIG. 2 is a perspective view of the dielectric filter shown in FIG. 1 as viewed from the bottom side, and FIG. 3 is a through-hole of the dielectric filter shown in FIGS. FIG. 4 is a perspective view showing the configuration of the hole, the first inner conductor, the non-through hole, and the second inner conductor. FIG. 4 is a front sectional view of the dielectric filter shown in FIGS. These figures show examples of a dielectric filter having two resonance parts Q1 and Q2.
[0033]
Each of the resonance sections Q1 and Q2 shares the dielectric substrate 1 and is integrated via the dielectric substrate 1. The dielectric substrate 1 is made of a well-known dielectric ceramic, and is formed of a first surface (front surface) 21, a second surface (bottom surface) 22, and four side surfaces 23 to 26. It is formed in a planar shape. An outer conductor 3 is attached to the outer surface of the dielectric substrate 1. The outer conductor 3 generally has copper or silver as a main component and is formed by means such as baking or plating.
[0034]
The resonance section Q1 includes a through hole 41 and a non-through hole 51. The through-hole 41 extends from the first surface 21 to the second surface 22 and opens to the first surface 21 and the second surface 22. Inside the through-hole 41, a first inner conductor 61 which is continuous with the outer conductor 3 on the second surface 22 is provided. The first inner conductor 61 is configured by a conductor attached to the inner surface of the through hole 41. The first inner conductor 61 is formed of the same material and means as the outer conductor 3.
[0035]
The non-through-hole 51 is disposed substantially parallel to the through-hole 41 at a distance D11 (see FIG. 4) from the through-hole 41. The non-through hole 51 extends from the first surface 21 to the second surface 22 and opens only at the first surface 21. The non-through hole 51 is closed on the side of the second surface 22 facing the first surface 21 and has a depth H21 from the first surface 21.
[0036]
The non-through hole 51 has a second inner conductor 81. The second inner conductor 81 is connected to the first inner conductor 61 by the conductor 91 on the first surface 21. The second inner conductor 81 is constituted by a conductor attached to the inner surface of the non-through hole 51. The second inner conductor 81 is formed of the same material and means as the first inner conductor 61.
[0037]
The resonance section Q2 includes a through hole 42 and a non-through hole 52. The through hole 42 extends from the first surface 21 to the second surface 22 and opens to the first surface 21 and the second surface 22. Inside the through-hole 42, a first inner conductor 62 that is continuous with the outer conductor 3 on the first surface 21 is provided. The first inner conductor 62 is configured by a conductor attached to the inner surface of the through hole 42.
[0038]
The non-through-hole 52 is disposed substantially parallel to the through-hole 42 at a distance D12 (see FIG. 4) from the through-hole 42. The non-through hole 52 extends from the second surface 22 to the first surface 21 and opens only at the second surface 22. The non-through hole 52 is closed on the side of the first surface 21 and has a depth H22 from the second surface 22. The depth H22 of the non-through-hole 52 may be equal to, shorter or longer than the depth H21 of the non-through-hole 51 of the resonance part Q1.
[0039]
The non-through hole 52 has a second inner conductor 82. The second inner conductor 82 is connected to the first inner conductor 62 by a conductor 92 on the second surface 22. The second inner conductor 82 is constituted by a conductor attached to the inner surface of the non-through hole 52.
[0040]
The first and second surfaces 21 and 22 have a covered area covered by the outer conductor 3 and an uncovered area not covered by the outer conductor 3. The through hole 41 opens in the uncovered area on the first surface 21, and opens in the covered area on the second surface 22. The first inner conductor 61 provided inside the through-hole 41 is continuous with the outer conductor 3 in a covering area of the second surface 22. The non-through hole 51 is opened in the uncovered area of the first surface 21, and the second inner conductor 61 inside thereof is connected to the first inner conductor 61 by the conductor 91 in the uncovered area. .
[0041]
Similarly, the through hole 42 opens in the uncovered area on the second surface 22, opens in the covered area on the first face 21, and connects the first inner conductor 62 to the outer conductor 3 in the covered area. is there. The non-through hole 52 opens at an uncovered area of the second surface 22. The second inner conductor 82 of the non-through hole 52 is connected to the first inner conductor 62 by a conductor 92 in an uncovered area of the second surface 22.
[0042]
In the embodiment, furthermore, after the resonance portions Q1 and Q2 are adjacent to each other, the bottom of the second inner conductor 81 of the non-through-hole 51 and the bottom of the second inner conductor 82 of the non-through-hole 52 have the same thickness. H3 (see FIG. 4) has a structure in which they are opposed to each other via a dielectric substrate 1.
[0043]
In addition, a first terminal 11 and a second terminal 12 serving as input / output terminals are provided on a side surface 25 of the dielectric substrate 1. The first terminal 11 is provided at a position facing the non-through hole 51 via the dielectric substrate 1 and is electrically insulated from the outer conductor 3 by the insulating gap g2.
[0044]
The second terminal 12 is provided at a position facing the non-through hole 52 via the dielectric substrate 1 and is electrically insulated from the outer conductor 3 by an insulating gap g3. The first and second terminals 11 and 12 do not need to overlap the inner conductors 81 and 82 of the non-through holes 51 and 52. It may be provided at a position facing partly or not facing. Further, the insulating gaps g2 and g3 may be continuous as one gap.
[0045]
Next, the operation and effect of the dielectric filters shown in FIGS. 1 to 4 will be described with reference to the resonance part Q1 when the resonance parts are individually viewed. The resonance section Q2 has the same structure as the resonance section Q1, and the description of the resonance section Q1 applies as it is.
[0046]
As described above, in the resonance portion Q1, the through-hole 41 extends from the first surface 21 of the dielectric substrate 1 to the second surface 22 thereof, and opens to the first surface 21 and the second surface 22. . The through hole 41 has a first inner conductor 61 that is continuous with the outer conductor 3 on the second surface 22. The non-through hole 51 extends from the first surface 21 to the second surface 22 at a distance D11 from the through hole 41. The non-through hole 51 of the resonance part Q1 includes a second inner conductor 81, and the second inner conductor 81 is continuous with the first inner conductor 61 of the through hole 41 on the first surface 21. I have.
[0047]
Therefore, in the resonance part Q1, the resonator length that determines the resonance wavelength is the length H1 of the through hole 41 corresponding to the height from the first surface 21 of the dielectric substrate 1 to the second surface 22 thereof, and The sum (H1 + H21 + D11) of the depth (height) H21 of the non-through hole 51 from the first surface 21 to the second surface 22 thereof and the distance D11 from the non-through hole 51 to the through hole 41.
[0048]
This means that in order to obtain a predetermined resonance wavelength, the height H1 from the first surface 21 of the dielectric substrate 1 to the second surface 22 thereof is determined by the depth H21 of the non-through hole 51 and the non-through hole This means that it can be reduced by the sum (H21 + D11) of the distance D11 from 51 to the through hole 41. Therefore, the height and the size of the dielectric substrate 1 can be reduced.
[0049]
As a specific example, in the case of a dielectric filter having a resonance wavelength (λ / 4), if the sum (H21 + D11) = (λ / 8), from the first surface 21 of the dielectric substrate 1 to its second surface 22 Is also (λ / 8), and the height can be halved from the normally required (λ / 4) to (λ / 8). The same applies to the resonance section Q2 having the same configuration as the resonance section Q1.
[0050]
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the resonator length and the resonance frequency. In the figure, the horizontal axis indicates the resonator length (H1 + H21 + D11), and the vertical axis indicates the resonance frequency. As shown in FIG. 5, when the depth H21 of the non-through hole 51 is changed in the range of H21 = 0 to H21 = H1, the resonance frequency changes linearly. Therefore, the resonance frequency can be adjusted by changing the depth H21 of the non-through hole 51.
[0051]
Since the non-through-hole 51 is arranged at a distance D11 from the through-hole 41, the resonance frequency can also be adjusted by adjusting the distance D11.
[0052]
The same applies to the resonance section Q2. In the resonance part Q2, in order to obtain a predetermined resonance wavelength, the height H1 from the second surface 22 to the first surface 21 of the dielectric substrate 1 is set to the depth H22 of the non-through hole 52 and the non-through hole It is possible to reduce the distance by the sum (H22 + D12) of the distance D12 from the hole 52 to the through hole 42, thereby reducing the height and the size of the dielectric substrate 1.
[0053]
As described above, in each of the resonance units Q1 and Q2, the above-described frequency adjustment can be individually performed, so that the adjustment of the resonance frequency is facilitated.
[0054]
The above is the operation and effect when the resonance sections Q1 and Q2 are individually considered. According to the present invention, an excellent operation and effect regarding the transmission characteristics between the resonance sections Q1 and Q2 can be obtained. . Next, this point will be described.
[0055]
In the embodiment illustrated in FIGS. 1 to 4, of the resonance portions Q1 and Q2, the resonance portion Q1 has the non-through hole 51 opened in the first surface 21 and the resonance portion Q2 has the non-through hole 52 The second surface 22 is opened. That is, in the adjacent resonance portions Q1 and Q, the non-through holes 51 and 52 open in opposite directions. According to this structure, the resonance portions Q1 and Q2 are electrically coupled by the second inner conductors 81 and 82 provided inside the respective non-through holes 51 and 52, so that the non-through holes 51 and 52 are formed. The transmission characteristics between the resonance parts Q1 and Q2 can be adjusted by utilizing the thickness of the dielectric substrate 1 existing therebetween.
[0056]
In the case of the embodiment, the bottom of the second inner conductor 81 of the non-through hole 51 provided in the resonance part Q1 and the bottom of the second inner conductor 82 of the non-through hole 52 provided in the resonance part Q2 are: Since the structure is made to oppose each other via the dielectric substrate 1, the depth H21 or H22 of the non-through hole 51 or the non-through hole 52 is adjusted, and the second inner conductors 81 to 82 of the non-through holes 51 and 52 are adjusted. By adjusting the thickness H3 of the dielectric substrate 1 between them, it is possible to adjust the transmission characteristics between the adjacent resonance parts Q1 and Q2.
[0057]
Next, the effects of the present invention will be specifically described with reference to simulation data. FIG. 6 is a diagram showing frequency-transmission characteristics obtained by simulation. The horizontal axis represents frequency (MHz), and the vertical axis represents S21 (dB) which is a transmission characteristic from the first terminal 11 to the second terminal 12.
[0058]
In the structure shown in FIGS. 1 to 4, the length H1 of the through holes 41 and 42 is fixed to 3 mm, and the depths (heights) H21 and H22 of the non-through holes 51 and 52 are set to 0.02 mm, 0. Frequency-transmission characteristics of five samples 1 to 5 of 25 mm, 0.5 mm, 0.75 mm, and 1.00 mm were determined by simulation.
[0059]
Curve L1 is the frequency-transmission characteristic of sample 1 where H21 and H22 = 0.02 mm, curve L3 is the frequency-transmission characteristic of sample 3 where H21 and H22 = 0.50 mm, and curve L5 is H21 and H22 = 1.00 mm. The frequency-transmission characteristics of Sample 5 are shown.
[0060]
As shown in FIG. 6, as the depths H21 and H22 of the non-through holes 51 and 52 increase, the frequency-transmission characteristic shifts to a lower frequency side, and the resonance frequency decreases. When the depths H21 and H22 of the portions 51 and 52 are shallow, the resonance frequency increases. That is, by adjusting the depths H21 and H22 of the non-through holes 51 and 52, the frequency-transmission characteristics can be changed and the resonance frequency can be adjusted. In FIG. 6, the first pole PK1 corresponds to the attenuation pole on the lower side of the pass band, and the second pole PK2 corresponds to the attenuation pole on the lower side.
[0061]
Next, for samples 1 to 5, the center frequency fc of the pass band obtained by simulation, the frequency at which the first pole PK1 occurs, the frequency at which the second pole PK2 occurs, the center frequency fc and the frequency of the first pole PK1 Table 1 shows the difference (fc-PK1) and the bandwidth BW10 with a 10 dB drop.
Figure 2004056682
[0062]
FIG. 7 shows the center frequency fc, the frequency that produces the first pole PK1, the frequency that produces the second pole PK2, and the frequency difference between both poles (PK2- FIG. 17 is a diagram showing a graph of PK1). In FIG. 7, the horizontal axis indicates the depths H21 and H22 of the non-through holes 51 and 52, and the left vertical axis indicates the frequency (MHz) of the first pole PK1, the frequency (MHz) of the second pole PK2, and the center frequency. fc, BW10 and the frequency (MHz) of the frequency difference (fc-PK1) are plotted on the right vertical axis.
[0063]
Referring to FIG. 7, the center frequency fc, the frequency that generates the first pole PK1, and the frequency that generates the second pole PK2 increase and decrease as the depths H21 and H22 of the non-through holes 51 and 52 decrease. As it goes down.
[0064]
The frequency difference (fc-PK1) and the bandwidth BW10 show a change characteristic that increases as the depths H21 and H22 of the non-through holes 51 and 52 decrease, and decreases as the depths H21 and H22 decrease.
[0065]
Further, in the case of the embodiment shown in FIGS. 1 to 4, the bottom of the second inner conductor 81 of the non-through hole 51 provided in the resonance part Q1 and the bottom of the non-through hole 52 provided in the resonance part Q2 Since the bottom portion of the inner conductor 82 is opposed to the bottom portion of the second inner conductor 82 via the dielectric substrate 1, the first resonance portion Q1 and the second resonance portion Q2 are mainly formed by the non-connection of the first resonance portion Q1. The through-hole 51 and the non-through-hole 52 of the second resonance section Q2 are capacitively coupled. Therefore, it is not necessary to form a conductor pattern on the first surface 21 as a means for coupling the first resonance section Q1 and the second resonance section Q2. For this reason, miniaturization of the dielectric device is facilitated. Further, since a screen printing step for forming a conductor pattern is not required, the manufacturing cost is reduced.
[0066]
Further, in the embodiment shown in FIGS. 1 to 4, the first terminal 11 for imposition mounting is provided on the outer surface 25 so as to be electrically insulated from the outer conductor 3 by the insulating gap g2. According to this structure, the first terminal 11 can be imposed on the mounting board. The first terminal 11 is electrically coupled to the non-through hole 51 (capacitive coupling).
[0067]
The same applies to the resonance portion Q2, and the second terminal 12 is provided on the outer surface 25 so as to be electrically insulated from the outer conductor 3 by the insulating gap g3. Therefore, the second terminal 12 can be imposed on the mounting board. The second terminal 12 is electrically coupled to the non-through hole 52 (capacitive coupling).
[0068]
Next, various embodiments of the dielectric device according to the present invention will be sequentially described with reference to FIGS. In the attached drawings described above, the same components as those appearing in the preceding drawings are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
[0069]
FIG. 8 is a perspective view showing another embodiment of the dielectric filter according to the present invention, and FIG. 9 is a through hole, a first inner conductor, a non-through hole, and a second inner conductor of the dielectric filter shown in FIG. FIG. 10 is a front sectional view of the dielectric filter shown in FIGS. 8 and 9. These figures show examples of a dielectric filter having two resonance parts Q1 and Q2.
[0070]
In the embodiment shown in FIGS. 8 to 10, the through-hole 41 of the resonance part Q1 and the through-hole 42 of the resonance part Q2 face each other in a substantially parallel relationship with an interval, and the first through-hole 41 of the through-hole 41 is formed. The inner conductor 61 and the first inner conductor 62 in the through hole 42 are electrically coupled (capacitively coupled), and the resonance portions Q1 and Q2 are electrically coupled to each other by this coupling.
[0071]
Also in this embodiment, in order to obtain a predetermined resonance wavelength, the height H1 from the first surface 21 of the dielectric substrate 1 to the second surface 22 thereof is determined by the depth H21 of the non-through hole 51, The distance can be reduced by the sum (H21 + D11) of the distance D11 from the non-through hole 51 to the through hole 41. Therefore, the height and the size of the dielectric substrate 1 can be reduced.
[0072]
In the case of a dielectric filter having a resonance wavelength (λ / 4), if the sum (H21 + D11) = (λ / 8), the height H1 from the first surface 21 of the dielectric substrate 1 to the second surface 22 thereof is obtained. Is also (λ / 8), and the height can be halved from the normally required (λ / 4) to (λ / 8). The same applies to the resonance section Q2 having the same configuration as the resonance section Q1.
[0073]
Moreover, the non-through hole 51 is closed without being opened on the second surface 22, and the depth H 21 of the non-through hole 51 is provided between the non-through hole 51 and the outer conductor 3 on the second surface 22. And a thickness H3 corresponding to the difference (H1−H21) between the height and the height H1 of the dielectric substrate 1. Therefore, by utilizing the thickness H3 of the dielectric substrate 1, the resonance frequency can be adjusted by adjusting the depth H21 of the non-through hole 51.
[0074]
Next, the effects of the present invention will be specifically described with reference to simulation data. 8 to 10, the length H1 of the through holes 41 and 42 is fixed to 3 mm, and the depths (heights) H21 and H22 of the non-through holes 51 and 52 are set to 0.02 mm and 0.25 mm. , 0.5 mm, 0.75 mm, 1.00 mm, 1.25 mm, 1.50 mm, 2.00 mm, and 2.50 mm, frequency-transmission characteristics of nine samples 21 to 29 were determined by simulation.
[0075]
FIG. 11 is a diagram illustrating frequency-transmission characteristics obtained by the above-described simulation. The horizontal axis indicates frequency (MHz), and the vertical axis indicates S21 (dB) which is a transmission characteristic from the first resonance unit Q1 to the second resonance unit Q2.
[0076]
Curve L21 is the frequency-transmission characteristic of sample 21 where H21 and H22 = 0.02 mm, curve L23 is the frequency-transmission characteristic of sample 23 where H21 and H22 = 0.50 mm, and curve L25 is H21 and H22 = 1.00 mm. Curve L27 is the frequency-transmission characteristic of sample 27 with H21, H22 = 1.50 mm; curve L28 is the frequency-transmission characteristic of sample 28 with H21, H22 = 2.00 mm; The curve L29 shows the frequency-transmission characteristics of the sample 29 when H21 and H22 = 2.50 mm, respectively.
[0077]
As shown in FIG. 11, as the depths H21 and H22 of the non-through holes 51 and 52 increase, the frequency-transmission characteristic shifts to a lower frequency side, and the resonance frequency decreases. As the depths H21 and H22 of 51 and 52 become shallower, the resonance frequency becomes higher. That is, by adjusting the depths H21 and H22 of the non-through holes 51 and 52, the frequency-transmission characteristics can be changed and the resonance frequency can be adjusted.
[0078]
Next, Table 2 shows the bandwidths BW10 of 10 dB drop obtained by the simulations for the samples 21 to 29. The bandwidth BW10 is a bandwidth at a position lower by 10 (dB) from the peak value of the resonance waveform.
Figure 2004056682
[0079]
FIG. 12 is a graph showing the data shown in Table 2. As shown in FIG. 12, in a region where the depths H21 and H21 of the non-through holes 51 and 52 exceed 0.50 (mm), the bandwidth BW10 increases as the depths H21 and H21 become shallower. In a region smaller than 50 (mm), the depth becomes smaller as the depths H21 and H21 become shallower. Therefore, the bandwidth BW10 can be adjusted by adjusting the depths H21 and H21 of the through holes 51 and 52.
[0080]
Further, in the case of the embodiment shown in FIGS. 8 to 10, the first inner conductor 61 of the through hole 41 provided in the resonance part Q1 and the first inner conductor of the through hole 42 provided in the resonance part Q2. 62 are arranged so as to face each other with the dielectric substrate 1 interposed therebetween, so that the first resonance section Q1 and the second resonance section Q2 are connected to the through hole 41 of the first resonance section Q1 and the second resonance section Q1. The through hole 42 of the resonance part Q2 is capacitively coupled to each other. Therefore, it is not necessary to form a conductor pattern on the first surface 21 as a means for coupling the first resonance section Q1 and the second resonance section Q2. For this reason, miniaturization becomes easy. Further, since a screen printing step for forming a conductor pattern is not required, the manufacturing cost is reduced.
[0081]
Further, in the embodiment shown in FIGS. 8 to 10, the first terminal 11 for surface mounting is provided on the outer surface 25 so as to be electrically insulated from the outer conductor 3 by the insulating gap g2. The first terminal 11 is electrically coupled to the non-through hole 51 via the dielectric substrate 1. According to this structure, the first terminal 11 can be imposed on the mounting board.
[0082]
The same applies to the resonance portion Q2, and the second terminal 12 is provided on the outer surface 25 so as to be electrically insulated from the outer conductor 3 by the insulating gap g3. The second terminal 12 is electrically coupled to the non-through hole 52 via the dielectric substrate 1. Therefore, the second terminal 12 can be imposed on the mounting board.
[0083]
Although not shown, the resonance portions Q1 and Q2 may be coupled by an electric coupling between the first inner conductor and the second inner conductor.
[0084]
FIG. 13 is a perspective view showing another embodiment of the dielectric filter according to the present invention, FIG. 14 is a perspective view of the dielectric filter shown in FIG. 13 viewed from the bottom side, and FIG. FIG. 16 is a perspective view showing a configuration of a through hole, a first inner conductor, a non-through hole, and a second inner conductor of a dielectric filter, and FIG. 16 is a front sectional view of the dielectric filter shown in FIGS. .
[0085]
In the embodiment shown in FIGS. 13 to 16, three resonating portions Q <b> 1 to Q <b> 3 are arranged in a line on the dielectric substrate 1. The resonance portion Q2 located at the intermediate portion has two non-through holes 52 and 53. Each of the non-through holes 52 and 53 is opened at an interval on the first surface 21 of the dielectric substrate 1 and provided on both sides of the through hole 42. The second inner conductors 82 and 83 provided in each of the non-through holes 52 and 53 are continuous with each other by the conductor 92 and are also continuous with the first inner conductor 62 of the through hole 42.
[0086]
The resonance part Q1 located on one side of the resonance part Q2 has a through hole 41 and a non-through hole 51. The through hole 41 includes a first inner conductor 61, and the non-through hole 51 includes a second inner conductor 81. The non-penetrating hole 51 is opened in the second surface 22, and the bottom is opposed to the bottom of the non-penetrating hole 52 of the resonance part Q2. Therefore, the resonance portion Q1 and the resonance portion Q2 are located between the second inner conductor 81 formed inside the non-through hole 51 and the second inner conductor 82 formed inside the non-through hole 52. Coupled by capacitive coupling.
[0087]
The resonance part Q3 located on the other side of the resonance part Q2 has a through-hole 43 and a non-through-hole. The through hole 43 has a first inner conductor 63, and the non-through hole 54 has a second inner conductor 84. The non-through hole 54 is opened in the second surface 22, and the bottom is opposed to the bottom of the non-through hole 53 of the resonance part Q <b> 2. Therefore, the resonance portion Q2 and the resonance portion Q3 are located between the second inner conductor 83 formed inside the non-through hole 53 and the second inner conductor 84 formed inside the non-through hole 54. Coupled by capacitive coupling.
[0088]
FIG. 17 is a diagram showing frequency-transmission characteristics obtained by simulation for the dielectric filters shown in FIGS. In the figure, the horizontal axis indicates frequency (MHz), and the vertical axis indicates the transmission amount S21 (dB) to the resonance units Q1 to Q3.
[0089]
FIG. 18 is a diagram showing frequency-reflection characteristics obtained by simulation for the dielectric filters shown in FIGS. In the figure, the horizontal axis represents frequency (MHz), and the vertical axis represents reflection amount S11 (dB).
[0090]
FIG. 19 is a perspective view showing another embodiment of the dielectric filter according to the present invention, and FIG. 20 is a through hole, a first inner conductor, a non-through hole, and a second inner conductor of the dielectric filter shown in FIG. It is a perspective view which shows a structure of.
[0091]
In the embodiment of FIGS. 19 and 20, the resonance sections Q1 and Q2 are arranged side by side. That is, the through-hole 41 of the resonance part Q1 and the through-hole 42 of the resonance part Q2 are provided side by side at an interval, and the non-through-hole 51 of the resonance part Q1 and the non-through-hole 52 of the resonance part Q2 are spaced apart. It is attached. The non-through hole 51 of the resonance part Q1 opens on the first surface 21, and the non-through hole 52 of the resonance part Q2 opens on the second surface 22.
[0092]
The first terminal 11 is provided on the surface 25 of the dielectric substrate 1 and is capacitively coupled via the dielectric substrate 1 to the second inner conductor 81 provided in the non-through hole 51 of the resonance part Q1. The second terminal 12 is also provided on the surface 25 of the dielectric substrate 1 and is capacitively coupled via the dielectric substrate 1 to the second inner conductor 82 provided in the non-through hole 52 of the resonance section Q2.
[0093]
FIG. 21 is a perspective view showing another embodiment of the dielectric filter according to the present invention. FIG. 22 is a through hole, a first inner conductor, a non-through hole, and a second inner conductor of the dielectric filter shown in FIG. It is a perspective view which shows a structure of.
[0094]
In the embodiment shown in FIGS. 21 and 22, in the resonance part Q1 and the resonance part Q2, the distance between the through holes 41 and 42 is reduced, or the distance between the non-through holes 51 and 52 is increased. Are arranged side by side in a relationship. That is, the distance between the through-hole 41 of the resonance part Q1 and the through-hole 42 of the resonance part Q2 is smaller than the distance between the non-through-hole 51 of the resonance part Q1 and the non-through-hole 52 of the resonance part Q2. . The non-through hole 51 of the resonance part Q1 opens on the first surface 21, and the non-through hole 52 of the resonance part Q2 opens on the second surface 22.
[0095]
FIG. 23 is a perspective view showing another embodiment of the dielectric filter according to the present invention, and FIG. 24 is a through hole, a first inner conductor, a non-through hole, and a second inner conductor of the dielectric filter shown in FIG. It is a perspective view which shows a structure of.
[0096]
In the embodiment shown in FIG. 23 and FIG. 24, in the resonance part Q1 and the resonance part Q2, the distance between the non-through holes 51 and 52 or the distance between the through holes 41 and 42 is increased. Are arranged side by side in a relationship. That is, the interval between the non-through hole 51 of the resonance unit Q1 and the non-through hole 52 of the resonance unit Q2 is smaller than the interval between the through hole 41 of the resonance unit Q1 and the through hole 42 of the resonance unit Q2. . The non-through hole 51 of the resonance part Q1 opens on the first surface 21, and the non-through hole 52 of the resonance part Q2 opens on the second surface 22.
[0097]
FIG. 25 is a perspective view showing another embodiment of the dielectric filter according to the present invention, and FIG. 26 is a through hole, a first inner conductor, a non-through hole, and a second inner conductor of the dielectric filter shown in FIG. It is a perspective view which shows a structure of.
[0098]
In the embodiment shown in FIGS. 25 and 26, in the resonating portions Q1 and Q2, the diameters of the non-through holes 51 and 52 are smaller than the diameters of the through holes 41 and. The non-through hole 51 of the resonance part Q1 opens on the first surface 21, and the non-through hole 52 of the resonance part Q2 opens on the second surface 22. Although not shown, various hole diameters and hole shapes can be used.
[0099]
FIG. 27 is a perspective view showing another embodiment of the dielectric filter according to the present invention. In this embodiment, recesses 27 and 28 having a step ΔH1 are provided at positions where the through holes 41 and 42 are opened. The recesses 27 and 28 may be groove-shaped. This embodiment shows that the frequency-transmission characteristic can be adjusted by changing the length of the through holes 41 and 42. The first terminal 11 is formed continuously on the side surface 25 and the side surface 23. The second terminal 12 is formed continuously from the side surface 25 to the side surface 24.
[0100]
Next, a duplexer which is another important application example of the dielectric device according to the present invention will be described.
[0101]
FIG. 28 is a perspective view of the duplexer according to the present invention, and FIG. 29 is a perspective view of the duplexer shown in FIG. 29 as viewed from the bottom side. The illustrated duplexer has five resonance parts Q1 to Q5. Each of the resonance portions Q1 to Q5 shares the dielectric substrate 1 and is integrated via the dielectric substrate 1.
[0102]
Of the resonance portions Q1 to Q5, the resonance portion Q1 is a combination of the through hole 41 and the non-through hole 51, the resonance portion Q2 is a combination of the through hole 42 and the non-through holes 52 and 53, and the resonance portion Q3 is a combination of the through hole 43. The combination with the non-through holes 54 and 55 is included, respectively. The resonance part Q4 includes a combination of the through hole 44 and the non-through holes 56 and 57, and the resonance part Q5 includes a combination of the through hole 45 and the non-through hole 58.
[0103]
The non-through-hole 51 of the resonance part Q1, the non-through-holes 54 and 55 of the resonance part Q3, and the non-through-hole 58 of the resonance part Q5 are opened in the first surface 21 of the dielectric substrate 1, and the non-penetration of the resonance part Q2 is formed. The holes 52 and 53 and the non-through holes 56 and 57 of the resonance part Q4 open in the second surface 22 of the dielectric substrate 1.
[0104]
The bottoms of the non-through holes 51 of the resonance part Q1 and the non-through holes 52 of the resonance part Q2 face each other via the dielectric substrate 1 and are capacitively coupled. The bottoms of the non-through holes 53 of the resonance section Q2 and the non-through holes 54 of the resonance section Q3 face each other via the dielectric substrate 1 and are capacitively coupled. The bottoms of the non-through holes 55 of the resonance part Q3 and the non-through holes 56 of the resonance part Q4 face each other via the dielectric substrate 1, and are capacitively coupled. The bottoms of the non-through holes 57 of the resonance part Q4 and the non-through holes 58 of the resonance part Q5 face each other via the dielectric substrate 1 and are capacitively coupled.
[0105]
The structures of the through-holes (41 to 45) and the non-through-holes (51 to 58) and the details of the relative relationship are as described with reference to FIGS.
[0106]
A first terminal 11, a second terminal 12, and a third terminal 13 are provided on a side surface 25 of the dielectric substrate 1. The first terminal 11 is separated from the outer conductor 3 by a gap g2, and is electrically coupled (capacitively coupled) to the non-through hole 51 of the resonance part Q1. The second terminal 12 is separated from the outer conductor 3 by a gap g3, and is electrically coupled (capacitively coupled) to the through hole 43 of the resonance part Q3. The third terminal 13 is separated from the outer conductor 3 by a gap g4, and is electrically coupled (capacitively coupled) to the non-through hole 58 of the resonance part Q5.
[0107]
Since the duplexer is used as an antenna duplexer, the resonance sections Q1 to Q5 are divided into two sections for transmission and reception. 28 and 29, if the first terminal 11 is used as a receiving input terminal, the second terminal 12 is used as a common terminal, and the third terminal 13 is used as a transmitting output terminal. In FIG. 28 and FIG. 29, the left side of the second terminal 12 forms a reception resonance unit, and the right side of the second terminal 12 forms a transmission resonance unit.
[0108]
According to the above configuration, the resonance wavelength is adjusted by adjusting the depths of the through holes 41 to 45, the non-through holes 51 to 58, and the hole intervals in each of the resonance portions Q1 to Q5, and the resonance frequency is set to a predetermined value. It is discussed in detail in the description of the dielectric filter shown in FIGS. 1 to 27 that it can be adjusted with high precision, that the size and height can be reduced, and that the transmission characteristics can be easily adjusted. It is as follows.
[0109]
Although not shown, various structures exemplified in the dielectric filter (see FIGS. 1 to 27) can of course be applied to the duplexer.
[0110]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained.
(A) It is possible to provide a dielectric device suitable for miniaturization and reduction in height.
(B) A dielectric device whose resonance frequency can be easily adjusted can be provided.
(C) A dielectric device whose transmission characteristics can be easily adjusted can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of a dielectric filter according to the present invention.
FIG. 2 is a perspective view of the dielectric filter shown in FIG. 1 as viewed from a bottom surface side.
FIG. 3 is a perspective view showing a configuration of a through hole, a first inner conductor, a non-through hole, and a second inner conductor of the dielectric filter shown in FIGS. 1 and 2;
FIG. 4 is a front sectional view of the dielectric filter shown in FIGS.
FIG. 5 is a diagram showing a relationship between a resonator length and a resonance frequency of the dielectric filter shown in FIGS. 1 to 4;
FIG. 6 is a diagram showing frequency-transmission characteristics obtained by simulation.
FIG. 7 is a graph showing the center frequency fc, the frequency at which the first pole PK1 is generated, the frequency at which the second pole PK2 is generated, and the frequency difference (PK2-PK1) between the two poles described in Table 1.
FIG. 8 is a perspective view showing another embodiment of the dielectric filter according to the present invention.
9 is a perspective view showing a configuration of a through hole, a first inner conductor, a non-through hole, and a second inner conductor of the dielectric filter shown in FIG.
FIG. 10 is a front sectional view of the dielectric filter shown in FIGS. 8 and 9;
FIG. 11 is a diagram showing frequency-transmission characteristics obtained by simulation.
FIG. 12 is a graph showing the data shown in Table 2;
FIG. 13 is a perspective view showing another embodiment of the dielectric filter according to the present invention.
FIG. 14 is a perspective view of the dielectric filter shown in FIG. 13 as viewed from the bottom side.
FIG. 15 is a perspective view showing a configuration of a through hole, a first inner conductor, a non-through hole, and a second inner conductor of the dielectric filter shown in FIGS. 13 and 14.
FIG. 16 is a front sectional view of the dielectric filter shown in FIGS. 13 to 15;
FIG. 17 is a diagram showing frequency-transmission characteristics obtained by simulation for the dielectric filters shown in FIGS. 13 to 16;
FIG. 18 is a diagram showing frequency-reflection characteristics obtained by simulation for the dielectric filters shown in FIGS. 13 to 16;
FIG. 19 is a perspective view showing another embodiment of the dielectric filter according to the present invention.
20 is a perspective view showing a configuration of a through hole, a first inner conductor, a non-through hole, and a second inner conductor of the dielectric filter shown in FIG.
FIG. 21 is a perspective view showing another embodiment of the dielectric filter according to the present invention.
FIG. 22 is a perspective view showing a configuration of a through hole, a first inner conductor, a non-through hole, and a second inner conductor of the dielectric filter shown in FIG.
FIG. 23 is a perspective view showing another embodiment of the dielectric filter according to the present invention.
FIG. 24 is a perspective view showing a configuration of a through hole, a first inner conductor, a non-through hole, and a second inner conductor of the dielectric filter shown in FIG. 23.
FIG. 25 is a perspective view showing another embodiment of the dielectric filter according to the present invention.
26 is a perspective view showing a configuration of a through hole, a first inner conductor, a non-through hole, and a second inner conductor of the dielectric filter shown in FIG. 25.
FIG. 27 is a perspective view showing another embodiment of the dielectric filter according to the present invention.
FIG. 28 is a perspective view of a duplexer according to the present invention.
FIG. 29 is a perspective view of the duplexer shown in FIG. 28 as viewed from the bottom surface side.
[Explanation of symbols]
1 Dielectric substrate
21 First side
22 Second side
3 outer conductor
41-45 through hole
51-58 Non-through hole

Claims (12)

誘電体基体と、複数の共振部とを含む誘電体装置であって、前記誘電体基体は、外面を覆う外導体を有し、前記外面は互いに対向する第1の面及び第2の面を含んでおり、
前記共振部のそれぞれは、貫通孔と、非貫通孔とを含んでおり、
前記貫通孔は、前記誘電体基体に設けられ、前記第1及び第2の面で開口し、内部に第1の内導体を備えており、
前記非貫通孔は、前記貫通孔から間隔を隔てて前記誘電体基体に設けられ、前記第1及び第2の面の何れか一方で開口し、底部が閉じていて、内部に第2の内導体を備え、前記第2の内導体は前記第1及び第2の面の何れか一方において前記第1の内導体に連続しており、
前記複数の共振部は、前記非貫通孔が前記第1の面で開口するものと、前記非貫通孔が前記第2の面で開口するものとを含む
誘電体装置。
A dielectric device including a dielectric substrate and a plurality of resonance sections, wherein the dielectric substrate has an outer conductor covering an outer surface, and the outer surface has a first surface and a second surface facing each other. Includes,
Each of the resonance sections includes a through-hole and a non-through-hole,
The through hole is provided in the dielectric substrate, is opened on the first and second surfaces, and has a first inner conductor therein.
The non-through-hole is provided in the dielectric base at an interval from the through-hole, is open on one of the first and second surfaces, is closed at the bottom, and has a second inner portion therein. A conductor, wherein the second inner conductor is continuous with the first inner conductor on one of the first and second surfaces;
The dielectric device, wherein the plurality of resonance units include a resonator in which the non-through hole opens on the first surface and a resonator in which the non-through hole opens on the second surface.
請求項1に記載された誘電体装置であって、前記複数の共振部のうち、隣接する共振部の少なくとも一組は、前記第2の内導体と前記第2の内導体の電気的結合、前記第1の内導体と前記第1の内導体との電気的結合または前記第1の内導体と前記第2の内導体の電気的結合によって結合する誘電体装置。2. The dielectric device according to claim 1, wherein at least one pair of adjacent resonating portions of the plurality of resonating portions is electrically coupled between the second inner conductor and the second inner conductor, 3. A dielectric device that is coupled by electrical coupling between the first inner conductor and the first inner conductor or electrical coupling between the first inner conductor and the second inner conductor. 請求項1または2に記載された誘電体装置であって、前記複数の共振部のうち、隣接する共振部の一方は、前記非貫通孔が前記第1の面で開口し、他方は前記非貫通孔が前記第2の面で開口する誘電体装置。3. The dielectric device according to claim 1, wherein, of the plurality of resonance units, one of adjacent resonance units has the non-through hole opened in the first surface, and the other has the non-through hole. A dielectric device, wherein a through hole is opened on the second surface. 請求項3に記載された誘電体装置であって、隣接する共振部は、前記第2の内導体によって電気的に結合する誘電体装置。4. The dielectric device according to claim 3, wherein adjacent resonance units are electrically coupled by said second inner conductor. 請求項4に記載された誘電体装置であって、隣接する共振部の前記第2の内導体は、底部が前記誘電体基体を介して互いに対向する誘電体装置。5. The dielectric device according to claim 4, wherein the second inner conductors of the adjacent resonating portions have bottom portions opposed to each other via the dielectric substrate. 6. 請求項1乃至5の何れかに記載された誘電体装置であって、少なくなくとも1つの共振部は、前記非貫通孔が複数であり、前記複数の非貫通孔のそれぞれは、間隔を隔てて備えられ、それぞれに備えられた前記第2の内導体が連続する誘電体装置。The dielectric device according to any one of claims 1 to 5, wherein at least one resonating portion has a plurality of the non-through holes, and each of the plurality of non-through holes is spaced apart from each other. And a dielectric device in which the second inner conductors respectively provided are continuous. 請求項1乃至6の何れかに記載された誘電体装置であって、前記第1及び第2の面は、前記外導体によって覆われている被覆領域と、前記外導体によって覆われていない非被覆領域とを有しており、
前記貫通孔は、前記第1及び第2の面の一方では、前記非被覆領域で開口し、他方では前記被覆領域で開口し、前記第1の内導体は前記被覆領域で前記外導体に連続しており、
前記非貫通孔は、前記第1及び第2の面の何れか一方の前記非被覆領域で開口し、前記第2の内導体は前記非被覆領域で前記第1の内導体に連続している
誘電体装置。
The dielectric device according to claim 1, wherein the first and second surfaces are covered by the outer conductor and non-covered by the outer conductor. And a covering area,
The through hole is open in the uncovered area on one of the first and second surfaces, and is open on the other in the covered area, and the first inner conductor is continuous with the outer conductor in the covered area. And
The non-through hole is open in the uncovered region on one of the first and second surfaces, and the second inner conductor is continuous with the first inner conductor in the uncovered region. Dielectric device.
請求項1乃至7の何れかに記載された誘電体装置であって、端子を含んでおり、前記端子は、前記誘電体基体に備えられ、前記共振部と電気的に結合している誘電体装置。The dielectric device according to claim 1, further comprising a terminal, wherein the terminal is provided on the dielectric substrate and is electrically coupled to the resonance unit. apparatus. 請求項8に記載された誘電体装置であって、前記端子は前記誘電体基体の前記外面に備えられ、前記誘電体基体の層を介して、前記第2の内導体と電気的に結合している誘電体装置。9. The dielectric device according to claim 8, wherein the terminal is provided on the outer surface of the dielectric substrate, and is electrically coupled to the second inner conductor via a layer of the dielectric substrate. Dielectric device. 請求項1乃至9の何れかに記載された誘電体装置であって、誘電体フィルタである誘電体装置。The dielectric device according to any one of claims 1 to 9, wherein the dielectric device is a dielectric filter. 請求項1乃至9の何れかに記載された誘電体装置であって、デュプレクサである誘電体装置。10. The dielectric device according to claim 1, wherein the dielectric device is a duplexer. 請求項11に記載された誘電体装置であって、
3つ以上の共振部と、第1乃至第3の端子とを含み、
前記第1の端子は、前記共振部の少なくとも一つに電気的に結合し、
前記第2の端子は、前記共振部の他の少なくとも一つに電気的に結合し、
前記第3の端子は、前記共振部の残りの少なくとも一つに電気的に結合されている
誘電体装置。
The dielectric device according to claim 11, wherein
Including three or more resonance units and first to third terminals,
The first terminal is electrically coupled to at least one of the resonance units;
The second terminal is electrically coupled to at least one other of the resonance unit;
The dielectric device, wherein the third terminal is electrically coupled to at least one of the remaining portions of the resonance unit.
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