JP2007028140A - Dielectric filter - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は誘電体同軸共振器を用いて構成する誘電体フィルタの構造に係るもので、積層構造によるチップフィルタとして用いられる誘電体フィルタに関するものである。 The present invention relates to a structure of a dielectric filter configured using a dielectric coaxial resonator, and relates to a dielectric filter used as a chip filter having a laminated structure.
誘電体フィルタとして一般的なものは同軸共振器を組み合わせてフィルタを構成するものであるが、セラミックのモノブロックに構成したものが多く利用されるようになっている。3素子以上の共振器を有する誘電体フィルタでは、共振器毎に共振周波数を変える必要が生じる。例えば3素子のものでは、両側の2素子の共振周波数は同じであるが、中央の素子の共振周波数は両側の2素子の共振周波数とは異なる場合がほとんどである。そのためモノブロックの誘電体フィルタでは、共振周波数を下げるために短絡電極を形成したり、共振器の周波数を上げるために中心導体を削ったりする必要があった。 As a general dielectric filter, a filter is formed by combining coaxial resonators, but a ceramic monoblock is often used. In a dielectric filter having three or more resonators, it is necessary to change the resonance frequency for each resonator. For example, in the case of three elements, the resonance frequency of the two elements on both sides is the same, but the resonance frequency of the center element is often different from the resonance frequency of the two elements on both sides. Therefore, in the monoblock dielectric filter, it is necessary to form a short-circuit electrode in order to lower the resonance frequency, or to cut the center conductor in order to increase the frequency of the resonator.
従来のモノブロック型の誘電体フィルタでは、共振器の内導体はフィルタの両端に露出している。そのために外部からの電磁界の影響を受けやすく、特に開放端面ではシールド構造を付加する必要があった。また、従来のモノブロック型の誘電体フィルタでは、その共振器の内導体の径や隣りの内導体との間隔は同一共振器内では変えられず、変えられるとしても一箇所で2段までであった。このため共振器間の結合を制御することにも限界があった。
本発明は、モノブロック内の共振器内導体をそれぞれ適切な長さになるように、共振器の内導体の長さを調整できるようにするものである。また、共振器の内導体(柱状導体)をフィルタの表面に露出させないようにして、外部の影響を小さくできるようにするものである。さらに、柱状電極の位置、径を変化させることができるようにして、共振器間の結合や共振器とアース導体間の結合を制御できるようにするものである。 The present invention makes it possible to adjust the length of the inner conductor of the resonator so that each of the inner conductors of the resonator in the monoblock has an appropriate length. Further, the influence of the outside can be reduced by not exposing the inner conductor (columnar conductor) of the resonator to the surface of the filter. Further, the position and diameter of the columnar electrode can be changed to control the coupling between the resonators and the coupling between the resonator and the ground conductor.
本発明は、誘電体ブロックを積層構造とし、また積層体に貫通孔を形成して共振器を構成することによって、上記の課題を解決するものである。すなわち、誘電体セラミックに複数の貫通孔を具えて共振器を構成する誘電体フィルタにおいて、セラミック誘電体シートからなり、積層方向に伸びる複数の平行な貫通孔を有する第1の積層体と、セラミック誘電体シートからなり、第1の積層体とは貫通孔の構造が異なる第2の積層体とが接合されて一体焼成され、貫通孔内に内導体が形成されるとともに、積層体の表面および端面に外導体、短絡導体および端子電極が形成されたことに特徴を有するものである。 The present invention solves the above-described problems by forming a dielectric block in a laminated structure and forming a resonator by forming a through hole in the laminated body. That is, in a dielectric filter that includes a plurality of through holes in a dielectric ceramic and constitutes a resonator, the first laminated body that is formed of a ceramic dielectric sheet and has a plurality of parallel through holes extending in the stacking direction, and the ceramic A dielectric sheet, a second laminate having a through hole structure different from that of the first laminate is joined and integrally fired to form an inner conductor in the through hole, and the surface of the laminate and It is characterized in that an outer conductor, a short-circuit conductor, and a terminal electrode are formed on the end face.
本発明によれば、共振器毎に共振周波数を自由に変えることが可能となり、特に3素子以上の共振器を有する誘電体フィルタにおいて短絡電極を形成したり、共振周波数を上げるために中心導体を削ったりする作業が必要なくなった。また、共振器の内導体をフィルタ端に露出させない構造も可能となるため、外部からの影響を除去して特性を安定させることができる。さらに、共振器の内導体の径や隣りどおしの間隔を自由に変えることが可能になったので、共振器間の結合を事由に制御することができ、高性能のフィルタの設計が容易となった。 According to the present invention, it becomes possible to freely change the resonance frequency for each resonator, and in particular, in a dielectric filter having three or more resonators, a short-circuit electrode is formed, or a center conductor is used to increase the resonance frequency. There is no longer any need to sharpen. Further, since a structure in which the inner conductor of the resonator is not exposed to the filter end is possible, the influence from the outside can be removed and the characteristics can be stabilized. In addition, the diameter of the inner conductor of the resonator and the spacing between adjacent ones can be freely changed, so that the coupling between the resonators can be controlled and the design of high-performance filters is easy. It became.
本発明の実施形態は以下のようになる。基本的には、複数の貫通孔を具えた積層セラミック誘電体と、貫通孔の形成形態が異なる積層セラミック誘電体とを接合して一体に焼成されてなるものである。
第1の実施形態として、前者の貫通孔に対向する位置の後者のセラミック誘電体の一部には貫通孔を形成しないものがある。これによって、共振器の貫通孔の長さに変化がつけられ、中心導体(柱状電極)の長さを異ならせて共振周波数を調整することができる。
第2の実施形態として、後者の積層セラミック誘電体には貫通孔を設けないものがある。これによって、貫通孔の端部が露出しない構造とすることができる。
第3の実施形態として、貫通孔を形成した積層セラミック誘電体の上下に積層セラミック誘電体を接合して一体化させるものがある。これらの実施形態は併用することが可能であり、任意に選択することができる。
The embodiment of the present invention is as follows. Basically, a multilayer ceramic dielectric having a plurality of through holes and a multilayer ceramic dielectric having different through hole formation forms are joined and fired integrally.
As a first embodiment, a part of the latter ceramic dielectric at a position facing the former through hole does not form a through hole. Thereby, the length of the through hole of the resonator is changed, and the resonance frequency can be adjusted by changing the length of the central conductor (columnar electrode).
As a second embodiment, there is a latter multilayer ceramic dielectric that does not have through holes. Thereby, it can be set as the structure where the edge part of a through-hole is not exposed.
As a third embodiment, there is one in which a multilayer ceramic dielectric is joined and integrated above and below a multilayer ceramic dielectric formed with a through hole. These embodiments can be used in combination and can be arbitrarily selected.
本発明による誘電体フィルタの製造は、誘電体セラミックグリーンシートの積層、パンチング等による貫通孔の形成、接合、焼成、電極形成のプロセスによって行う。電極形成は焼成前に導体ペーストを塗布しておき、同時焼成によって内導体、外導体、短絡導体、端子電極を形成することもできる。特に、両側が塞がれる柱状導体の形成はこの方法によって行うことが必要となる。広い面積のシートを積層した後に積層体を切断して多数の素子を得る方法によって製造される。積層の段階に誘電体ブロック内に設ける電極膜等を印刷しておくとよい。 The dielectric filter according to the present invention is manufactured by a process of forming a through-hole by bonding, punching or the like of dielectric ceramic green sheets, bonding, firing, and electrode formation. For electrode formation, a conductor paste is applied before firing, and an inner conductor, an outer conductor, a short-circuit conductor, and a terminal electrode can be formed by simultaneous firing. In particular, it is necessary to form columnar conductors that are closed on both sides by this method. It is manufactured by a method in which a large number of sheets are laminated and then the laminate is cut to obtain a large number of elements. An electrode film or the like provided in the dielectric block may be printed at the stage of lamination.
以下、図面を参照して、本発明の実施例について説明する。図1は本発明の実施例を示す斜視図で、2素子の誘電体フィルタの共振器の長さを異ならせる構造を示すものである。セラミック誘電体グリーンシートを積層して2種類の厚さの積層体を作製する。その厚さは、共通の長さの導体部にあたる積層体(a)と、周波数の差分に相当する長さにあたる(b)のように調整する。いずれも、焼成されて収縮した後に所定の長さとなるように調整される。積層体(a)には2箇所の共振器にあたる部分両方に穿孔し、導体ペーストを充填して柱状電極を形成する。積層体(b)には、長い(周波数の低い)共振器にあたる部分のみに穿孔し、導体ペーストを充填して柱状電極を形成する。積層体(a)と積層体(b)とを接着して焼成する。このようにして、同一ブロック内に長さの異なる共振器を具えた誘電体フィルタ(c)が作製される。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of the present invention, and shows a structure in which the lengths of resonators of a two-element dielectric filter are made different. A ceramic dielectric green sheet is laminated to produce a laminate with two different thicknesses. The thickness is adjusted such that the laminated body (a) corresponding to the conductor portion having a common length and (b) corresponding to the length corresponding to the difference in frequency are used. Both are adjusted to have a predetermined length after being baked and contracted. In the laminate (a), both portions corresponding to two resonators are perforated and filled with a conductive paste to form columnar electrodes. In the laminated body (b), only a portion corresponding to a long (low frequency) resonator is perforated and filled with a conductive paste to form a columnar electrode. The laminate (a) and the laminate (b) are bonded and fired. In this way, a dielectric filter (c) having resonators having different lengths in the same block is manufactured.
図2は、3素子の誘電体フィルタを構成する例を示すもので、共振器の長さが同じものと本発明によって長さを変えたものの比較を示したものである。共振器の長さを同じとしたフィルタ(a)の減衰特性、リターンロス特性を(b)に示す。これに対して共振器の内導体(柱状導体)の長さを変え、共振周波数のバランスをとったもの(c)の特性を(d)に示したものである。従来は共振器を長めに作っておいて共振器を削ったり、短絡電極を付加したりして周波数の調整を行う必要があったが、その工程が不要となる。 FIG. 2 shows an example of configuring a three-element dielectric filter, and shows a comparison between a resonator having the same length and a length changed according to the present invention. The attenuation characteristics and return loss characteristics of the filter (a) with the same resonator length are shown in (b). On the other hand, the characteristics of (c) in which the length of the inner conductor (columnar conductor) of the resonator is changed to balance the resonance frequency are shown in (d). Conventionally, it has been necessary to adjust the frequency by making the resonator longer and scraping the resonator or adding a short-circuit electrode, but this step is not necessary.
図3は、共振器の内導体(柱状導体)が端面に露出しない構造を得る例を示したものである。前記の図1の(b)の積層体に穿孔、導体注入を行わないものを用いることにより、図3(a)のように共振器の内導体の開放側がフィルタの端面に露出しない構造を実現できる。これによって、誘電体が露出して外部からの電磁界の影響を受けやすくなる開放端面をシールドすることになるので、外部からの影響を受けにくくできる。同様に、図3(b)のように接着面に導体膜を形成して短絡端面を誘電体内部に形成することも可能である。特性の調整のために短絡端面の導体膜にパターンを施す場合に、外部からの影響を受けにくくすることができる。また、図3(c)のように共振器の内導体の両側を開放として、1/2波長共振器を構成することもできる。 FIG. 3 shows an example of obtaining a structure in which the inner conductor (columnar conductor) of the resonator is not exposed to the end face. By using the layered body shown in FIG. 1 (b) that is not perforated or injected, a structure in which the open side of the inner conductor of the resonator is not exposed to the end face of the filter as shown in FIG. 3 (a) is realized. it can. As a result, the open end face that is exposed to the influence of the external electromagnetic field due to the exposure of the dielectric is shielded, so that it is difficult to be affected by the outside. Similarly, as shown in FIG. 3B, a conductor film may be formed on the bonding surface, and the short-circuit end surface may be formed inside the dielectric. When a pattern is formed on the conductor film on the short-circuit end face for adjusting the characteristics, it can be made less susceptible to external influences. Further, as shown in FIG. 3C, a half-wave resonator can be configured by opening both sides of the inner conductor of the resonator.
図4は共振器間の結合を調整する構造に適用する例を示したものである。隣り合う共振器の内導体(柱状電極)間の距離が同一柱状電極の位置によって異なるように構成した例である。図1(b)の積層体に施す穿孔位置をずらすことにより、共振器の内導体(柱状電極)の間隔を任意の位置で変えることが可能となる。これにより、共振器間の結合(容量性結合、誘導性結合、あるいはその両方)を変化させて調整することができる。これは、フィルタの通過帯域の調整や減衰極の制御を行う場合に非常に有用である。従来の金型による成形では図4(a)までは可能であったが、図4(b)のように2段以上の変化をつけることは本発明によって初めて可能となる。 FIG. 4 shows an example applied to a structure for adjusting coupling between resonators. This is an example in which the distance between the inner conductors (columnar electrodes) of adjacent resonators is different depending on the position of the same columnar electrode. By shifting the perforation position applied to the laminate of FIG. 1B, the interval between the inner conductors (columnar electrodes) of the resonator can be changed at an arbitrary position. Thereby, the coupling (capacitive coupling, inductive coupling, or both) between the resonators can be changed and adjusted. This is very useful when adjusting the passband of the filter or controlling the attenuation pole. In the conventional molding using a mold, the process up to FIG. 4 (a) was possible, but it is possible for the first time to make a change of two or more steps as shown in FIG. 4 (b).
図5は共振器間の結合を調整する構造に適用する他の例を示したものである。共振器の内導体の太さに変化をつけて、隣り合う共振器の内導体(柱状電極)間の距離が同一柱状電極の位置によって異なるように構成した例である。図1(b)の積層体に施す穿孔の径を変えることにより、共振器の内導体(柱状電極)の間隔を任意の位置で変えることが可能となる。これにより、共振器間の結合(容量性結合、誘導性結合、あるいはその両方)を変化させて調整することができる。これは、フィルタの通過帯域の調整や減衰極の制御を行う場合に非常に有用である。従来の金型による成形では図5(a)までは可能であったが、図5(b)のように2段以上の変化をつけることは本発明によって初めて可能となる。 FIG. 5 shows another example applied to a structure for adjusting coupling between resonators. This is an example in which the thickness of the inner conductor of the resonator is changed so that the distance between the inner conductors (columnar electrodes) of adjacent resonators varies depending on the position of the same columnar electrode. By changing the diameter of the perforations applied to the laminate of FIG. 1B, the interval between the inner conductors (columnar electrodes) of the resonator can be changed at an arbitrary position. Thereby, the coupling (capacitive coupling, inductive coupling, or both) between the resonators can be changed and adjusted. This is very useful when adjusting the passband of the filter or controlling the attenuation pole. In the conventional molding using a mold, the process up to FIG. 5 (a) was possible, but it is possible for the first time to make a change of two or more steps as shown in FIG. 5 (b).
上記の例は2素子あるいは3素子のバンドパスフィルタであるが、本発明はその他に共振子、トラップ、帯域素子フィルタあるいはデユプレクサなどへも応用できる。また、前記のように1/2波長の同軸共振器の作製も容易となり、バランス型フィルタへの適用もできる。もちろん、コムライン型だけでなく、インターデジタル型のフィルタにも有用である。 The above example is a two-element or three-element bandpass filter, but the present invention can also be applied to a resonator, a trap, a band element filter, a duplexer, or the like. In addition, as described above, a half-wavelength coaxial resonator can be easily manufactured, and can be applied to a balanced filter. Of course, it is useful not only for the comb line type but also for an interdigital type filter.
本発明は、移動体通信機器の端末等に使用される同軸型の誘電体フィルタ全般に利用でき、特に小型低背型の要求される場合、高密度実装が必要となる機器に有用な誘電体フィルタが得られる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for all coaxial dielectric filters used in terminals of mobile communication devices, and is particularly useful for devices that require high-density mounting when a small and low profile type is required. A filter is obtained.
11:セラミック誘電体積層体
13:貫通孔(内導体)
11: Ceramic dielectric laminate
13: Through hole (inner conductor)
Claims (7)
セラミック誘電体シートからなり、積層方向に伸びる複数の平行な貫通孔を有する第1の積層体と、セラミック誘電体シートからなり、第1の積層体とは貫通孔の構造が異なる第2の積層体とが接合されて一体焼成され、
貫通孔内に内導体が形成されるとともに、積層体の表面および端面に外導体、短絡導体および端子電極が形成されたことを特徴とする誘電体フィルタ。 In a dielectric filter constituting a resonator having a plurality of through holes in a dielectric ceramic,
A first laminated body made of a ceramic dielectric sheet and having a plurality of parallel through holes extending in the laminating direction, and a second laminated body made of a ceramic dielectric sheet and having a structure of through holes different from that of the first laminated body. The body is joined and fired integrally,
A dielectric filter, wherein an inner conductor is formed in a through-hole, and an outer conductor, a short-circuit conductor, and a terminal electrode are formed on a surface and an end surface of the laminate.
セラミック誘電体シートからなり、積層方向に伸びる複数の平行な貫通孔を有する第1の積層体と、セラミック誘電体シートからなり、第1の積層体とは貫通孔の構造が異なる第2および第3の積層体とが第1の積層体の両端面側に接合されて一体焼成され、
貫通孔内に内導体が形成されるとともに、積層体の表面および端面に外導体、短絡導体および端子電極が形成されたことを特徴とする誘電体フィルタ。 In a dielectric filter constituting a resonator having a plurality of through holes in a dielectric ceramic,
A first laminated body made of a ceramic dielectric sheet and having a plurality of parallel through holes extending in the laminating direction, and a second laminated body made of a ceramic dielectric sheet and having a through hole structure different from the first laminated body. 3 laminates are bonded to both end face sides of the first laminate and integrally fired,
A dielectric filter, wherein an inner conductor is formed in a through-hole, and an outer conductor, a short-circuit conductor, and a terminal electrode are formed on a surface and an end surface of the laminate.
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- 2005-07-15 JP JP2005206543A patent/JP2007028140A/en active Pending
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