JP2006232575A

JP2006232575A - 高周波用誘電体磁器組成物、誘電体共振器、誘電体フィルタ、誘電体デュプレクサ、および通信機装置

Info

Publication number: JP2006232575A
Application number: JP2005046139A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Tachikawa; 勉立川; Naokatsu Fujinami; 直勝藤浪
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2005-02-22
Filing date: 2005-02-22
Publication date: 2006-09-07

Abstract

【課題】比誘電率（εｒ）、およびＱ値が高く、共振周波数の温度係数（τｆ）の絶対値が小さくて、しかも、レーザ加工を行った後、低い温度での熱処理によりＱ値を効率よく回復させることが可能な高周波用誘電体磁器組成物、それを用いた誘電体共振器、誘電体フィルタ、誘電体デュプレクサ、および通信機装置を提供する。
【解決手段】一般式：ｘＢａＯ−ｙＴｉＯ₂−ｚ｛（１−ｓ−ｔ−ｕ）ＳｍＯ_3/2−ｓＮｄＯ_3/2−ｔＰｒＯ_11/6−ｕＣｅＯ₂｝）で表したとき、ｘ，ｙ，ｚ，ｓ，ｔおよびｕがそれぞれ、０．１０≦ｘ≦０．２０，０．５５≦ｙ≦０．６８，０．１５≦ｚ≦０．３５，０．２０≦ｓ≦０．６５，０≦ｔ≦０．２５，０≦ｕ≦０．０３，ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００の関係を満足する主成分１００重量部に対して、Ｆｅを、Ｆｅ₂Ｏ₃換算で１．０重量部を超え、２．５重量部を超えない範囲で含有させる。
【選択図】なし

Description

本願発明は、マイクロ波やミリ波などの高周波領域において利用される高周波用誘電体磁器組成物、ならびにそれを用いて構成される誘電体共振器、誘電体フィルタ、誘電体デュプレクサ、および通信機装置に関する。

マイクロ波やミリ波などの高周波領域において、誘電体共振器や回路基板などを構成する材料として、誘電体磁器が広く利用されている。

このような高周波用誘電体磁器を、誘電体共振器や誘電体フィルタなどに用いる場合、以下のような誘電特性を備えていることが要求される。

(１)比誘電率（εｒ）が高いこと（すなわち、誘電体中では電磁波の波長が１／（εｒ）^1/2に短縮されることから、小型化への対応性を向上させる見地より、比誘電率（εｒ）が高いことが要求される）。
(２)誘電損失が小さいこと（すなわちＱ値が高いこと）。
(３)共振周波数の温度安定性が良好であること（すなわち共振周波数の温度係数（τｆ）が０ｐｐｍ／℃付近であること）。

なお、共振周波数の温度係数（τｆ）は、２５℃における共振周波数（ｆ₂₅）と、５５℃における共振周波数（ｆ₅₅）の値とを用いて、共振周波数温度曲線を直線近似したときの傾き（１次微係数）を表わすものであり、その値はτｆ＝（ｆ₅₅−ｆ₂₅）／（ｆ₂₅・（５５℃−２５℃））の式によって求められる。

そこで、上述のような要求に応えることが可能な、比誘電率εｒ及び無負荷Ｑが大きく、かつ温度係数τｆの絶対値が小さい高周波用誘電体磁器組成物として、ＢａＯ−Ｓｍ₂Ｏ₃−Ｎｄ₂Ｏ₃−ＣｅＯ₂−ＴｉＯ₂系のマイクロ波用誘電体セラミックスが提案されている（特許文献１）。

また、その他にも、ＢａＯ−Ｓｍ₂Ｏ₃−Ｎｄ₂Ｏ₃−Ｐｒ₆Ｏ₁₁−ＣｅＯ₂−ＴｉＯ₂系の主成分に対して、副成分であるＦｅの酸化物を、Ｆｅ₂Ｏ₃として１．０重量％以下添加した誘電体磁器組成物が提案されている（特許文献２）。

そして、上述のような、特許文献１のマイクロ波用誘電体セラミックスや、特許文献２の誘電体磁器組成物を用いた場合、高い誘電率や、マイクロ波帯における高いＱ値を得ることが可能になるとともに、良好な共振周波数の温度係数を実現することが可能になる。

ところで、近年、誘電体共振器や、誘電体フィルタなどにおいては、所望の特性を得るために、誘電体上に形成された電極などをレーザ加工法により高精度に加工する工程が必要になっている。
しかしながら、特許文献１のマイクロ波用誘電体セラミックスや、特許文献２の誘電体磁器組成物の表面に形成された電極をレーザ加工した場合、マイクロ波用誘電体セラミックスや誘電体磁器組成物にもレーザ加工の影響が及ぶことになり、Ｑ値などの特性の低下を招くという問題点がある。
そこで、Ｑ値などの特性を回復させるため、レーザ加工後に、ダメージを受けたセラミックス（誘電体磁器）を再酸化して、Ｑ値などの特性を回復させる方法が考えられている。
しかしながら、特許文献１のマイクロ波用誘電体セラミックスや、特許文献２の誘電体磁器組成物の場合、熱処理によってもＱ値を十分に回復させることは容易ではなく、所望の特性を備えた製品を得ることが困難であるという問題点がある。

一方、Ｑ値を回復させるために、高い温度で熱処理した場合には、セラミックス（誘電体磁器）を再酸化させて、Ｑ値を回復させることはできたとしても、例えばＣｕめっき膜によって形成された電極（誘電体共振器における内導体および外導体など）が酸化されてしまい、製品の特性が損なわれてしまうという問題点がある。
特開平２−２３９１５０号公報特開２００４−１２３４６６号公報

本願発明は、上記課題を解決するものであり、比誘電率（εｒ）、およびＱ値が高く、共振周波数の温度係数（τｆ）の絶対値が小さくて、しかも、レーザ加工を行った後、低い温度での熱処理によりＱ値を効率よく回復させることが可能な高周波用誘電体磁器組成物、それを用いた誘電体共振器、誘電体フィルタ、誘電体デュプレクサ、および通信機装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本願発明（請求項１）の高周波用誘電体磁器組成物は、
一般式：ｘＢａＯ−ｙＴｉＯ₂−ｚ｛（１−ｓ−ｔ−ｕ）ＳｍＯ_3/2−ｓＮｄＯ_3/2−ｔＰｒＯ_11/6−ｕＣｅＯ₂｝）で表したとき、ｘ，ｙ，ｚ，ｓ，ｔおよびｕがそれぞれ、
０．１０≦ｘ≦０．２０，
０．５５≦ｙ≦０．６８，
０．１５≦ｚ≦０．３５，
０．２０≦ｓ≦０．６５，
０≦ｔ≦０．２５，
０≦ｕ≦０．０３，
ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００
の関係を満足する主成分１００重量部に対して、
Ｆｅを、Ｆｅ₂Ｏ₃換算で１．０重量部を超え、２．５重量部を超えない範囲で含有させたこと
を特徴としている。

また、本願発明（請求項２）の誘電体共振器は、誘電体磁器が入出力端子に電磁界結合して作動するものである誘電体共振器であって、前記誘電体磁器が、請求項１記載の高周波用誘電体磁器組成物からなるものであることを特徴としている。

また、本願発明（請求項３）の誘電体フィルタは、請求項２に記載の誘電体共振器と、前記誘電体共振器の入出力端子に接続される外部結合手段とを備えていることを特徴としている。

また、本願発明（請求項４）の誘電体デュプレクサは、少なくとも２つの誘電体フィルタと、前記誘電体フィルタのそれぞれに接続される入出力接続手段と、前記誘電体フィルタに共通に接続されるアンテナ接続手段とを備える誘電体デュプレクサであって、前記誘電体フィルタの少なくとも１つが請求項３記載の誘電体フィルタであることを特徴としている。

また、本願発明（請求項５）の通信機装置は、請求項４記載の誘電体デュプレクサと、前記誘電体デュプレクサの少なくとも１つの入出力接続手段に接続される送信用回路と、前記送信用回路に接続される前記入出力手段とは異なる少なくとも１つの入出力接続手段に接続される受信用回路と、前記誘電体デュプレクサのアンテナ接続手段に接続されるアンテナとを備えていることを特徴としている。

本願発明（請求項１）の高周波用誘電体磁器組成物は、一般式：ｘＢａＯ−ｙＴｉＯ₂−ｚ｛（１−ｓ−ｔ−ｕ）ＳｍＯ_3/2−ｓＮｄＯ_3/2−ｔＰｒＯ_11/6−ｕＣｅＯ₂｝）で表したとき、ｘ，ｙ，ｚ，ｓ，ｔおよびｕがそれぞれ、０．１０≦ｘ≦０．２０，０．５５≦ｙ≦０．６８，０．１５≦ｚ≦０．３５，０．２０≦ｓ≦０．６５，０≦ｔ≦０．２５，０≦ｕ≦０．０３，ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００の関係を満足する主成分１００重量部に対して、Ｆｅを、Ｆｅ₂Ｏ₃換算で１．０重量部を超え、２．５重量部を超えない範囲で含有させるようにしているので、比誘電率（εｒ）、およびＱ値が高く、共振周波数の温度係数（τｆ）の絶対値が小さくて、しかも、レーザ加工を行った後の熱処理温度が低くても、Ｑ値を十分に回復させることが可能な高周波用誘電体磁器組成物を得ることが可能になる。

また、低い熱処理温度でＱ値を回復させることが可能になるため、例えば、本願発明の高周波用誘電体磁器組成物を用いて、内導体および外導体を備えた誘電体共振器を構成した場合に、レーザ加工後の熱処理工程で、内導体および外導体が酸化されてしまうことを防止して、所望の特性を備えた製品を得ることが可能になる。

すなわち、本願発明の高周波用誘電体磁器組成物においては、上述の主成分１００重量部に対して、Ｆｅを、Ｆｅ₂Ｏ₃換算で１．０重量部を超え、２．５重量部を超えない範囲で含有させるようにしているので、レーザ加工を行った後、熱処理温度が低くても、効率よく再酸化を行うことが可能になり、Ｑ値を十分に回復させることができるようになる。

なお、本願発明において、ｘの範囲を０．１０≦ｘ≦０．２０としたのは、ｘが０．１０〜０．２０の範囲を外れると、共振周波数の温度係数（τｆ）の絶対値が２０（ｐｐｍ／℃）よりも大きくなり、好ましくないことによる。

また、ｙの範囲を０．５５≦ｙ≦０．６８としたのは、ｙが０．５５を下回ると焼結が困難になり、ｙが０．６８を超えると比誘電率（εｒ）が小さくなり、好ましくないことによる。

また、ｚの範囲を０．１５≦ｚ≦０．３５としたのは、ｚが０．１５〜０．３５の範囲を外れると、共振周波数の温度係数（τｆ）の絶対値が２０（ｐｐｍ／℃）よりも大きくなり、好ましくないことによる。

また、ｓの範囲を０．２０≦ｓ≦０．６５としたのは、ｓが０．２０〜０．６５の範囲を外れると、共振周波数の温度係数（τｆ）の絶対値が２０（ｐｐｍ／℃）よりも大きくなり、好ましくないことによる。

また、ｔの範囲を０≦ｔ≦０．２５としたのは、ｔが０．２５を超えると、共振周波数の温度係数（τｆ）の絶対値が２０（ｐｐｍ／℃）よりも大きくなり、好ましくないことによる。

また、ｕの範囲を０≦ｕ≦０．０３としたのは、ｕが０．０３を超えると、共振周波数の温度係数（τｆ）の絶対値が２０（ｐｐｍ／℃）よりも大きくなり、好ましくないことによる。

また、本願発明（請求項２）の誘電体共振器は、誘電体磁器が入出力端子に電磁界結合して作動する誘電体共振器において、誘電体磁器として、上記の請求項１記載の高周波用誘電体磁器組成物からなる誘電体磁器（すなわち、高い比誘電率（εｒ）と、高いＱ値を有し、かつ、共振周波数の温度係数（τｆ）の絶対値が小さく、しかも、レーザ加工を行った後、熱処理温度が低くても、Ｑ値を十分に回復させることが可能な誘電体磁器）を用いるようにしているので、小型で、誘電損失が小さく、共振周波数の温度安定性に優れているとともに、レーザ加工後にも低い温度での熱処理によりＱ値を回復させることが可能であることから、特性を精度よく調整することが可能で、所望の特性を備えた誘電体共振器を提供することが可能になる。

また、本願発明（請求項３）の誘電体フィルタは、請求項２に記載の誘電体共振器と、該誘電体共振器の入出力端子に接続される外部結合手段とを備えているので、小型で、良好な特性を備えた誘電体フィルタを提供することが可能になる。

また、本願発明（請求項４）の誘電体デュプレクサは、少なくとも２つの誘電体フィルタと、誘電体フィルタのそれぞれに接続される入出力接続手段と、誘電体フィルタに共通に接続されるアンテナ接続手段とを備える誘電体デュプレクサであって、誘電体フィルタの少なくとも１つとして、請求項３記載の誘電体フィルタを用いているので、小型で、良好な特性を備えた誘電体デュプレクサを提供することが可能になる。

また、本願発明（請求項５）の通信機装置は、請求項４記載の誘電体デュプレクサと、誘電体デュプレクサの少なくとも１つの入出力接続手段に接続される送信用回路と、送信用回路に接続される入出力手段とは異なる少なくとも１つの入出力接続手段に接続される受信用回路と、誘電体デュプレクサのアンテナ接続手段に接続されるアンテナとを備えているので、小型で、良好な特性を備えた通信機装置を提供することが可能になる。

以下に本願発明の実施例を示して、本願発明の特徴とするところをさらに詳しく説明する。

［高周波用誘電体磁器組成物の作製］
(１)出発原料として、高純度の炭酸バリウム（ＢａＣＯ₃）、希土類酸化物（Ｓｍ₂Ｏ₃，Ｎｄ₂Ｏ₃，Ｐｒ₆Ｏ₁₁，ＣｅＯ₂）、酸化チタン（ＴｉＯ₂）、酸化鉄（Ｆｅ₂Ｏ₃）の各粉末を準備した。
(２)次に、一般式：ｘＢａＯ−ｙＴｉＯ₂−ｚ｛（１−ｓ−ｔ−ｕ）ＳｍＯ_3/2−ｓＮｄＯ_3/2−ｔＰｒＯ_11/6−ｕＣｅＯ₂｝）で表したときに、ｘ，ｙ，ｚ，ｓ，ｔおよびｕが表１，２，３および４に示すような値となるように、前記の各出発原料粉末を調合した。
なお、酸化鉄（Ｆｅ₂Ｏ₃）については、上記の一般式で表される主成分１００重量部に対して、表１〜４に示すように、０．０重量部〜３．０重量部の範囲となるような割合で配合した。
(３)それから、この調合粉末を、ボールミルを用いて１６時間湿式混合し、均一に分散させた後、脱水および乾燥処理を施して調整粉末を得た。
(４)この調整粉末を、１０００〜１２００℃の温度で３時間仮焼し、得られた仮焼粉末に適量のバインダを加えて、再びボールミルを用いて１６時間湿式粉砕することにより、焼成用粉末を得た。
(５)そして、この焼成用粉末を、１５００ｋｇｆ／ｃｍ²〜２５００ｋｇｆ／ｃｍ²（１．４７×１０²ＭＰａ〜２．４５×１０²ＭＰａ）の圧力で円柱状（円板状）にプレス成形した後、大気中において１３００〜１４００℃で４時間の焼成を行い、図１に示すように、直径（Ｄ）７．５０ｍｍ、厚さ（Ｔ）３．７５ｍｍの円柱状（円板状）の試料１を得た。

［特性の測定］
(ａ)レーザ加工前の特性の測定
それから、得られた各焼結体（各試料）について、測定周波数ｆが６〜７ＧＨｚにおける比誘電率（εｒ）とＱ値を、両端短絡型誘電体共振器法にて測定し、Ｑ×ｆ値に換算した。また、ＴＥ_01δモードによるキャビティ法にて共振周波数を測定し、２５〜５５℃の温度範囲における共振周波数の温度係数（τｆ）を測定した。なお、上記測定で得たＱ×ｆ値を初期特性（レーザ加工前）Ｑとした。

(ｂ)レーザ加工後の特性の測定
それから、上述のようにして作製した円柱状（円板状）の試料１の外周面２をレーザ加工し、その後のＱ×ｆ値を上述の方法と同様の方法で測定し、レーザ加工後Ｑとした。

(ｃ)レーザ加工後に熱処理を行った後の特性の測定
上述のようにしてレーザー加工を施した後の試料を、酸素濃度１０ｐｐｍの還元雰囲気中で熱処理（３００℃で３０min、または３５０℃で３０min）を施した後、Ｑ×ｆ値を上述の方法と同様の方法で測定し、それぞれ、３００℃熱処理後Ｑ、３５０℃熱処理後Ｑとした。

［特性の評価］
上述のようにして測定した、初期特性（比誘電率（εｒ）、レーザ加工前のＱ、および共振周波数の温度係数（τｆ））、レーザ加工後の特性（レーザ加工後のＱ、およびＱ低下率）、熱処理後の特性（熱処理後のＱ、およびＱの回復率）を、表１、２、３、および４に示す。ここでレーザ加工後のＱ低下率とは、レーザ加工前のＱを基準としてレーザ加工後のＱが何％減少したかを示す指標であり、（レーザ加工後のＱ−レーザ加工前のＱ）／レーザ加工前のＱ×１００により与えられる。また、レーザ加工後のＱ回復率とは、熱処理によりレーザ加工前のＱの何％にまで回復したかを示す指標であり、熱処理後のＱ／レーザ加工前のＱ×１００により与えられる。
なお、初期特性に不良の項目がある試料（試料番号１，２，８，２０，２５，２７，２９，３０，３１，３４，３６）についてはレーザ加工後および熱処理後の特性を調べなかった。

表１、２、３、および４において、試料番号に＊を付したものは、この発明の範囲外の試料である。

表１、２、３、および４から、全体として、各試料にレーザ加工を施した場合、Ｑ値が低下する（略半減する）が、熱処理を施すことによりＱ値が回復する傾向があることがわかる。

また、Ｆｅ₂Ｏ₃を添加していない試料番号１１の試料と、Ｆｅ₂Ｏ₃を添加している試料番号１２〜１９の試料の３００℃熱処理の前後の特性の比較から、Ｆｅ₂Ｏ₃を添加した試料ではＱ値の回復率が高いことがわかる。
しかしながら、Ｆｅ₂Ｏ₃添加量が１．０重量部以下の試料番号１２，１３，１４の試料では、３５０℃熱処理した場合にもＱ回復率が９８％未満となっており、Ｆｅの添加量は、Ｆｅ₂Ｏ₃として、主成分１００重量部に対して、１．０重量部を超える量とすることが望ましいことがわかる。
また、Ｆｅ₂Ｏ₃添加量が１．０重量部以下である、試料番号４，５，６，試料番号２１，２２の試料の場合にも、３５０℃熱処理した場合のＱ回復率が９８％未満となっており、この結果からも、Ｆｅの添加量は、Ｆｅ₂Ｏ₃として、主成分１００重量部に対して、１．０重量部を超える量とすることが望ましいことがわかる。

一方、Ｆｅ₂Ｏ₃の添加量が３．０重量部の試料番号２０の試料のように、Ｆｅ₂Ｏ₃添加量が２．５重量部を越えると、初期特性のＱ値が５０００以下に低下してしまう。したがって、Ｆｅの添加量は、Ｆｅ₂Ｏ₃として、主成分１００重量部に対して、２．５重量部を超えない量とすることが望ましいことがわかる。

また、試料番号１の試料のように、ｘ＜０．１０の場合や、試料番号３６の試料のように、ｘ＞０．２０の場合には、共振周波数の温度係数（τｆ）の絶対値が２０（ｐｐｍ／℃）よりも大きくなる。この結果から、本願発明の高周波用誘電体磁器組成物においては、ｘの範囲を０．１０≦ｘ≦０．２０とすることが望ましいことがわかる。

また、試料番号２，３０の試料のように、ｙ＜０．５５の場合には焼結が困難であり、また、試料番号３１および３４の試料のように、ｙ＞０．６８の場合には、比誘電率εｒが５５よりも小さくなる。この結果から、本願発明の高周波用誘電体磁器組成物においては、ｙの範囲を０．５５≦ｙ≦０．６８とすることが望ましいことがわかる。

また、試料番号３４の試料のように、ｚ＜０．１５の場合や、試料番号２の試料のように、ｚ＞０．３５の場合には、共振周波数の温度係数（τｆ）の絶対値が２０（ｐｐｍ／℃）よりも大きくなる。この結果から、ｚの範囲を０．１５≦ｚ≦０．３５とすることが望ましいことがわかる。

また、試料番号８の試料のように、ｓ＜０．２０の場合や、試料番号２５の試料のように、ｓ＞０．６５の場合には、共振周波数の温度係数（τｆ）の絶対値が２０（ｐｐｍ／℃）よりも大きくなる。この結果から、ｓの範囲を０．２０≦ｓ≦０．６５とすることが望ましいことがわかる。

また、試料番号２７の試料のように、ｔ＞０．２５の場合には、共振周波数の温度係数（τｆ）が＋２０（ｐｐｍ／℃）よりも大きくなる。このことから、ｔの範囲を０≦ｔ≦０．２５とすることが望ましいことがわかる。

また、試料番号２９の試料のように、ｕ＞０．０３の場合には、共振周波数の温度係数（τｆ）が＋２０（ｐｐｍ／℃）よりも大きくなる。このことから、ｕの範囲を０≦ｕ≦０．０３とすることが望ましいことがわかる。

図２は本願発明の高周波用誘電体磁器組成物（例えば、表１の試料番号９の高周波用誘電体磁器組成物）を用いて作製した誘電体共振器を示す図であり、(ａ)は斜視図、(ｂ)は正面断面図である。

この誘電体共振器１０は、誘電体磁器が入出力端子に電磁界結合して作動するタイプの誘電体共振器であって、図２(ａ)，(ｂ)に示すように、貫通孔１２を有する直方体形状の誘電体ブロック（誘電体磁器）１１と、誘電体ブロック１１の外周面に形成された外導体１３と、誘電体ブロック１１の貫通孔１２の内周面に形成された内導体１４とを備えている。なお、誘電体ブロック１１の一方端面１５には外導体１３が形成されているが、一方端面１５と対向する他方端面１６には、外導体は形成されておらず、誘電体セラミックが露出した構造を有している。
また、この実施例２の誘電体共振器１０では、内導体１４および外導体１３の構成材料として卑金属のＣｕが用いられている。

そして、この誘電体共振器１０においては、貫通孔１２の内周面に形成された内導体１４、あるいは誘電体ブロック１１の外周面に形成された外導体１３をレーザ加工する（内導体１４および／または外導体１３の一部領域を除去する）ことにより特性の調整（例えば共振周波数の調整）が行われるように構成されている。

この誘電体共振器１０では、本願発明の要件を備えた高周波用誘電体磁器組成物（例えば、表１の試料番号９の高周波用誘電体磁器組成物など）を用いているため、内導体１４や外導体１３をレーザ加工した後、レーザ加工の影響を受けた誘電体ブロック１１を、例えば、酸素濃度１０ｐｐｍ程度の還元雰囲気中で、３００〜３５０℃というような低温で熱処理することにより、十分にＱ値を回復させることができる。したがって、レーザ加工を行った後、特性を回復させて、所望の特性を備えた誘電体共振器を得ることができる。

なお、上述のように、この実施例２の誘電体共振器１０においては、内導体１４と外導体１３の構成材料として卑金属のＣｕが用いられているが、レーザ加工後の、Ｑ値を回復させるための熱処理が、例えば、酸素濃度１０ｐｐｍ程度の還元雰囲気中で、３００〜３５０℃というような低温で行われるため、内導体１４と外導体１３が酸化されてしまうことを防止して、所望の特性を備えた誘電体共振器を得ることができる。

図３は本願発明の高周波用誘電体磁器組成物（例えば、表１の試料番号９の高周波用誘電体磁器組成物など）を用いて作製した誘電体フィルタを示す斜視図である。

この誘電体フィルタ２０は、図３に示すように、複数の貫通孔２２を有する直方体形状の誘電体ブロック（誘電体磁器）２１と、誘電体ブロック２１の外周面に形成された外導体２３と、誘電体ブロック２１の貫通孔２２の内周面に形成された内導体２４と、上面２８から前側端面２９ａにかけて形成された外部結合手段２７ａ，上面２８から後側端面２９ｂにかけて形成された外部結合手段２７ｂを備えている。なお、誘電体ブロック２１の一方端面（右側端面）２５には外導体２３が形成されているが、一方端面（右側端面）２５と対向する他方端面（左側端面）２６には、外導体は形成されておらず、誘電体セラミックが露出した構造を有している。
また、この実施例３の誘電体フィルタ２０においても、内導体２４と外導体２３の構成材料として卑金属のＣｕが用いられている。

そして、この誘電体フィルタ２０においては、貫通孔２２の内周面に形成された内導体２４、あるいは誘電体ブロック２１の外周面に形成された外導体２３をレーザ加工することにより特性の調整（例えばフィルタ波形の調整）が行われるように構成されている。

この誘電体フィルタ２０においては、本願発明の要件を備えた高周波用誘電体磁器組成物（例えば、表１の試料番号９の高周波用誘電体磁器組成物）を用いているので、内導体２４や外導体２３をレーザ加工した後、レーザ加工の影響を受けた誘電体ブロック２１を、例えば、酸素濃度１０ｐｐｍ程度の還元雰囲気中で、３００〜３５０℃というような低温で熱処理することにより、十分にＱ値を回復させることができる。したがって、レーザ加工を行った後、特性を回復させて、所望の特性を備えた誘電体フィルタを確実に作製することができる。
なお、上述のように、この実施例３の誘電体フィルタ２０においても、内導体２４と外導体２３の構成材料として卑金属のＣｕが用いられているが、レーザ加工後の、Ｑ値を回復させるための熱処理が、例えば、酸素濃度１０ｐｐｍ程度の還元雰囲気中で、３００〜３５０℃というような低温で行われるため、内導体２４と外導体２３が酸化されてしまうことを防止して、所望の特性を備えた誘電体フィルタを得ることができる。

図４は本願発明の高周波用誘電体磁器組成物（例えば、表１の試料番号９の高周波用誘電体磁器組成物）を用いて作製した誘電体デュプレクサを示す斜視図である。

この誘電体デュプレクサ３０は、図４に示すように、複数（４つ）の貫通孔３２を有する直方体形状の誘電体ブロック３１と、誘電体ブロック３１の外周面に形成された外導体３３と、誘電体ブロック３１の貫通孔３２の内周面に形成された内導体３４と、上面３９から左側端面３９ｂに回り込むように形成された入力接続手段３６，出力接続手段３７，アンテナ接続手段３８を備えている。なお、誘電体ブロック３１の一方端面（右側端面）３９ａには外導体３３が形成されているが、一方端面（右側端面）３９ａと対向する他方端面（左側端面）３９ｂには、外導体は形成されておらず、誘電体セラミックが露出した構造を有している。
また、この実施例４の誘電体デュプレクサ３０においても、内導体３４と外導体３３の構成材料として卑金属のＣｕが用いられている。

この誘電体デュプレクサ３０においては、貫通孔３２の内周面に形成された内導体３４、あるいは誘電体ブロック３１の外周面に形成された外導体３３をレーザ加工することにより特性の調整が行われるように構成されている。

この誘電体デュプレクサ３０においては、本願発明の要件を備えた高周波用誘電体磁器組成物（例えば、表１の試料番号９の高周波用誘電体磁器組成物）が用いられているので、内導体３４や外導体３３をレーザ加工した後、レーザ加工の影響を受けた誘電体ブロック３１を、例えば、酸素濃度１０ｐｐｍ程度の還元雰囲気中で、３００〜３５０℃というような低温で熱処理することにより、十分にＱ値を回復させることができる。したがって、レーザ加工を行った後、特性を回復させて、所望の特性を備えた誘電体デュプレクサを確実に作製することができる。
なお、上述のように、この実施例４の誘電体デュプレクサ３０においても、内導体３４と外導体３３の構成材料として卑金属のＣｕが用いられているが、レーザ加工後の、Ｑ値を回復させるための熱処理が、例えば、酸素濃度１０ｐｐｍ程度の還元雰囲気中で、３００〜３５０℃というような低温で行われるため、内導体３４と外導体３３が酸化されてしまうことを防止して、所望の特性を備えた誘電体デュプレクサを得ることができる。

図５は、図２に示した上記実施例２の誘電体共振器１０を用いて構成された通信機装置の一例を示すブロック図である。

図５に示す通信機装置４０は、誘電体デュプレクサ４２、送信用回路４４、受信用回路４６およびアンテナ４８を備えている。
送信用回路４４は、誘電体デュプレクサ４２の入力接続手段５０に接続され、受信用回路４６は、誘電体デュプレクサ４２の出力接続手段５２に接続されている。
また、アンテナ４８は、誘電体デュプレクサ４２のアンテナ接続手段５４に接続されている。

通信機装置４０を構成する誘電体デュプレクサ４２は、２つの誘電体フィルタ５６、５８を備えている。誘電体フィルタ５６、５８は、本願発明の誘電体共振器１０に外部結合手段６０を接続することにより構成されるものである。図５に示す実施例では、誘電体共振器１０に設けた入出力端子にそれぞれ外部結合手段６０を接続することにより、誘電体フィルタ５６および５８のそれぞれが構成されている。

そして、一方の誘電体フィルタ５６は、入力接続手段５０と他方の誘電体フィルタ５８との間に配設され、他方の誘電体フィルタ５８は、一方の誘電体フィルタ５６と出力接続手段５２との間に配設されている。

この通信機装置４０においては、本願発明の要件を備えた高周波用誘電体磁器組成物（例えば、表１の試料番号９の高周波用誘電体磁器組成物）を使用した誘電体共振器１０が用いられているので、該誘電体共振器１０の内導体や外導体をレーザ加工した後、レーザ加工の影響を受けた誘電体ブロックを、低温で熱処理を行うことによりＱ値を回復させることができる。したがって、本願発明の高周波用誘電体磁器組成物を使用した誘電体共振器を用いることにより、所望の特性を備えた通信機装置を確実に得ることが可能になる。

なお、本願発明は上記実施例に限定されるものではなく、高周波用誘電体磁器組成物への微量添加物の添加の有無や具体的な焼成条件、レーザ加工後の熱処理条件、誘電体共振器、誘電体フィルタ、誘電体デュプレクサ、および通信機装置の具体的な構成などに関し、発明の範囲内において、種々の応用、変形を加えることが可能である。

上述のように、本願発明によれば、比誘電率（εｒ）、およびＱ値が高く、共振周波数の温度係数（τｆ）の絶対値が小さくて、しかも、レーザ加工後に低温で熱処理することにより特性を回復させることが可能な、高周波用誘電体磁器組成物を提供することが可能になるとともに、この高周波用誘電体磁器組成物を用いることにより、小型で、優れた特性を有する誘電体共振器、誘電体フィルタ、誘電体デュプレクサ、および通信機装置を有利に構成することが可能になる。
したがって、本願発明は、誘電体共振器、誘電体フィルタ、誘電体デュプレクサ、および通信機装置などの分野に広く利用することができる。

本願発明の一実施例にかかる高周波用誘電体磁器組成物の特性を調べるために作製した円柱状（円板状）の試料を示す図である。本願発明の高周波用誘電体磁器組成物を用いて形成された実施例２の誘電体共振器を示す図であり、(ａ)は斜視図、(ｂ)は正面断面図である。本願発明の一実施例（実施例３）にかかる誘電体フィルタを示す斜視図である。本願発明の一実施例（実施例４）にかかる誘電体デュプレクサを示す斜視図である。本願発明の一実施例（実施例５）にかかる通信機装置を示すブロック図である。

符号の説明

１試料
２外周面
１０誘電体共振器
１１誘電体ブロック（誘電体磁器）
１２貫通孔
１３外導体
１４内導体
１５一方端面
１６他方端面
２０誘電体フィルタ
２１誘電体ブロック（誘電体磁器）
２２貫通孔
２３外導体
２４内導体
２５誘電体ブロックの一方端面（右側端面）
２６誘電体ブロックの他方端面（左側端面）
２７ａ、２７ｂ外部結合手段
２８誘電体ブロックの上面
２９ａ誘電体ブロックの前側端面
２９ｂ誘電体ブロックの後側端面
３０誘電体デュプレクサ
３１誘電体ブロック
３２貫通孔
３３外導体
３４内導体
３６入力接続手段
３７出力接続手段
３８アンテナ接続手段
３９誘電体デュプレクサの上面
３９ａ誘電体デュプレクサ一方端面（右側端面）
３９ｂ誘電体デュプレクサ他方端面（左側端面）
４０通信機装置
４２誘電体デュプレクサ
４４送信用回路
４６受信用回路
４８アンテナ
５０入力接続手段
５２出力接続手段
５４アンテナ接続手段
５６、５８誘電体フィルタ
６０外部結合手段

Claims

一般式：ｘＢａＯ−ｙＴｉＯ₂−ｚ｛（１−ｓ−ｔ−ｕ）ＳｍＯ_3/2−ｓＮｄＯ_3/2−ｔＰｒＯ_11/6−ｕＣｅＯ₂｝）で表したとき、ｘ，ｙ，ｚ，ｓ，ｔおよびｕがそれぞれ、
０．１０≦ｘ≦０．２０，
０．５５≦ｙ≦０．６８，
０．１５≦ｚ≦０．３５，
０．２０≦ｓ≦０．６５，
０≦ｔ≦０．２５，
０≦ｕ≦０．０３，
ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００
の関係を満足する主成分１００重量部に対して、
Ｆｅを、Ｆｅ₂Ｏ₃換算で１．０重量部を超え、２．５重量部を超えない範囲で含有させたこと
を特徴とする高周波用誘電体磁器組成物。
誘電体磁器が入出力端子に電磁界結合して作動するものである誘電体共振器であって、前記誘電体磁器が、請求項１記載の高周波用誘電体磁器組成物からなるものであることを特徴とする誘電体共振器。
請求項２に記載の誘電体共振器と、前記誘電体共振器の入出力端子に接続される外部結合手段とを備えていることを特徴とする誘電体フィルタ。
少なくとも２つの誘電体フィルタと、前記誘電体フィルタのそれぞれに接続される入出力接続手段と、前記誘電体フィルタに共通に接続されるアンテナ接続手段とを備える誘電体デュプレクサであって、前記誘電体フィルタの少なくとも１つが請求項３記載の誘電体フィルタであることを特徴とする誘電体デュプレクサ。
請求項４記載の誘電体デュプレクサと、前記誘電体デュプレクサの少なくとも１つの入出力接続手段に接続される送信用回路と、前記送信用回路に接続される前記入出力手段とは異なる少なくとも１つの入出力接続手段に接続される受信用回路と、前記誘電体デュプレクサのアンテナ接続手段に接続されるアンテナとを備えていることを特徴とする通信機装置。