JP2007028141A

JP2007028141A - 誘電体フィルタ

Info

Publication number: JP2007028141A
Application number: JP2005206544A
Authority: JP
Inventors: Masanori Yamada; 昌紀山田; Hiroyuki Kato; 弘幸加藤; Tomoki Midorikawa; 智樹緑川
Original assignee: Toko Inc
Current assignee: Toko Inc
Priority date: 2005-07-15
Filing date: 2005-07-15
Publication date: 2007-02-01

Abstract

【課題】タップによる入出力を可能にし、極端な広帯域又は狭帯域のフィルタへの対応を可能にし、共振器内導体（柱状電極）の端部にアース電極との間に短縮電極を設けて共振器の周波数を下げる。共振器間の容量結合を取り、外部からの影響を受けにくく、大容量の結合を得ることができ、広帯域化を可能とし、減衰極の位置の制御が容易にする
【解決手段】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、複数枚の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誘電体ブロックの焼成体で構成され、その誘電体ブロックの内部にセラミック誘電体シートの表面に形成された導体膜からなる電極を具え、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る。
【選択図】図１

Description

本発明は、同軸型の誘電体共振器の構造に係るもので、積層構造によって誘電体ブロックを構成する誘電体フィルタに関するものである。

モノブロック誘電体フィルタは通常、金型による成型品であるが、この場合、タップ電極を引き出すには、ブロックを共振器と垂直方向に貫通する電極を形成する必要があり、非常に複雑な金型を必要とする。そこで、通常は端子（入出力端子）と同軸部間でコンデンサによる入出力結合を得ていた。その為、極端な広帯域又は狭帯域のフィルタでは、入出力端子の寸法の制限などから対応が困難である。(貼り合わせ構造であれば、タップを引き出すことにより容易に対応できる。）

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ある。例えば、3素子のフィルタの場合、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素子に対して異なることがほとんどである。そのため、モノブロックの誘電体フィルタでは、共振器の周波数を下げるため短縮電極を形成したり、共振器の周波数を上げる為に中心導体を削ったりする必要があり、これらは外部の影響を受けやすいという欠点があった。

コムライン型のモノブロック誘電体フィルタで金型による成型品で必要な帯域を調整する場合、共振器間の結合の制御を行うには、オープン面側に結合用電極を形成する必要がある。しかし、広帯域にする場合に必要な大きさの容量が確保できない、外部からの影響を受けやすいなどの問題がある。モノブロック誘電体フィルタで減衰極の制御を行うためには、隣り合う共振器間の結合以外に、２素子以上離れた共振器同士の容量性結合と誘導性結合のバランスを制御する必要がある。容量性結合の制御には、誘電体ブロックの表面で結合容量を付加する方法があるが、外部からの影響を受けやすいという欠点がある。また、誘導性結合については、ブロックを共振器と垂直方向に貫通する電極を形成する必要があり、非常に複雑な金型を必要とする。（平面回路では特許特開H04-245702など）
特開平７−１４２９１４号公報特開平７−３１２５０３号公報特開平１０−２９００６号公報

本発明は。共振器内導体（柱状電極）と入出力端子電極を結ぶことにより、による入出力を可能にし、極端な広帯域又は狭帯域のフィルタへの対応を可能にするものである。また、共振器内導体（柱状電極）の端部にアース電極との間の容量すなわち短縮電極を設けることにより、その共振器の周波数を下げ、ブロック外部に短縮電極を設けたり、内導体の長さを調整することなくフィルタ特性が得られ、なおかつ外部からの影響を少なくするものである。さらに、共振器間の容量結合を取るため、外部からの影響を受けにくく、また多層にすることが可能なことから大容量の結合を得ることができ、広帯域のフィルタを可能とするとともに、2素子以上離れた共振器同士の容量性結合や誘導性結合を自由に取る事ができ、減衰極の位置の制御が容易に行えるようにするものである。

本発明は、積層体を形成するためのシートの表面に導体膜を形成してから積層することによって、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、複数枚の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誘電体ブロックの焼成体で構成され、その誘電体ブロックの内部にセラミック誘電体シートの表面に形成された導体膜からなる電極を具え、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。

モノブロック誘電体フィルタの誘電体ブロック内部に電極を形成することにより、タップ電極を引き出す事が可能になり、極端な広帯域又は狭帯域のフィルタの作成が可能になった。また、ブロック内部に短縮電極を形成することにより、共振器の内導体の長さを変化させることなく周波数の調整が可能で、なおかつ外部の影響を受けにくいフィルタの作成が可能になった。さらに、ブロック内部に容量結合電極を形成することにより、広帯域で、外部の影響を受けにくいフィルタの作成が可能になり、２素子以上の間の共振器間の容量性、誘導性結合を自由に調整可能になり、減衰極の制御が容易で、外部の影響を受けにくいフィルタの作成が可能になった。

本発明の実施形態は多数あるが、それらを分類すると以下のようになる。
（１）入出力用の導体パターンを形成するもの：端子電極と内導体とをインピーダンス整合点で接続するいわゆるタップ入出力構造であるが、容量性の結合による入出力電極にも利用可能である。
（２）短絡端となる導体パターンを形成するもの：外導体と内導体とを接続するもので、容量やインダクタンスを付加することも可能である。
（３）共振器（内導体）間の結合を調整する導体パターンを形成するもの：対向する導体膜による容量やストリップ導体によるインダクタンスを持たせるもので、フィルタの特性の調整に有用である。

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、本発明による誘電体フィルタを製造するプロセスを示すものであり、誘電体ブロック内に、タップ電極を形成するものである。グリーンシート(a)に入出力タップ用の電極を印刷する(b)。この時、電極が共振器の内導体（柱状電極）と入出力端子に接する（重なる）位置になるようにする。電極の印刷されたグリーンシート(b)と印刷の無いグリーンシート(a)を積層する(c、d)。積層体(d)に穿孔し導体を注入し、共振器の内導体（柱状電極）を形成する。ここまでの工程は、(f)の如く、1枚のシート上に複数個のフィルタが配置された状態で加工されるため、個別のフィルタに切断、外部電極印刷、焼成を行う。

図２は、誘電体ブロック内に、短縮電極を形成するものである。グリーンシート(a)に短縮電極用の電極を印刷する(b)。この時、電極が共振器の内導体（柱状電極）と接する（重なる）位置になるようにする。電極の印刷されたグリーンシート(b)と印刷の無いグリーンシート(a)を積層する(c、d)。積層体(d)に穿孔し導体を注入し、共振器の内導体（柱状電極）を形成する(e)。別に印刷のないグリーンシート(a)を積層する (f 、g)。長さの異なる素子を作成する際には、(g)に穿孔し導体を注入する(h)。(e)と(g)または(e)と(h)を接着する(i、j)。ここまでの工程は、1枚のシート上に複数個のフィルタが配置された状態で加工されるため、個別のフィルタに切断、外部電極印刷、焼成を行う。

誘電体ブロック内に、共振器間の容量結合を取るための電極を形成する例を図３で示す。
グリーンシート(a)に短縮電極用の電極を印刷する(b、c)。この時、電極がそれぞれの共振器の内導体（柱状電極）と接する（重なる）位置になるようにする。電極の印刷されたグリーンシート(b、c)と印刷のないグリーンシート(a)を積層する。(d、e)。積層体(d)に穿孔し導体を注入し、共振器の内導体（柱状電極）を形成する(f)。ここまでの工程は、1枚のシート上に複数個のフィルタが配置された状態で加工されるため、個別のフィルタに切断、外部電極印刷、焼成を行う。

誘電体ブロック内に、2素子以上離れた共振器間の容量性結合もしくは誘導性結合を取るための電極を形成する例を図４で説明する。グリーンシート(a)に容量性結合用の電極(b)もしくは誘導性結合用の電極 (c)を印刷する。この時、誘導性結合用の電極の場合には電極がそれぞれの共振器の内導体（柱状電極）と接する（重なる）位置になるようにする。容量性結合用の電極の場合には共振器の内導体（柱状電極）に接触しないようにする。電極の印刷されたグリーンシート(b)または(c)と印刷の無いグリーンシート(a)を積層する(d、e)。積層体(d)に穿孔し導体を注入し、共振器の内導体（柱状電極）を形成する(f)。ここまでの工程は、1枚のシート上に複数個のフィルタが配置された状態で加工されるため、個別のフィルタに切断、外部電極印刷、焼成を行う。

ＵＷＢ用のフィルタを上記の構造を利用して、薄型高性能で実現した誘電体フィルタの例を図５に示す。この図は６素子タイプの素子の内部構造を示す斜視図である。図６は表面に電極を形成した完成図で、図７はその特性の説明図である。

本発明は、移動体通信機器の端末用等小型軽量化が要求される分野の誘電体フィルタで利用でき、特別な素子等を付加することなく所望の特性を得たり、またその調整を行うことが可能となる。

本発明の実施例を示す斜視図本発明の他の実施例を示す斜視図本発明の他の実施例を示す斜視図本発明の他の実施例を示す斜視図本発明によるフィルタの例の内部構造を示す斜視図その外観を示す斜視図その特性の説明図

符号の説明

11：セラミック誘電体グリーンシート
12：導体パターン
14：積層体
15：貫通孔（内導体）

Claims

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、
複数枚の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誘電体ブロックの焼成体で構成され、その誘電体ブロックの内部にセラミック誘電体シートの表面に形成された導体膜からなる電極を具え、
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。
上記導体膜が入出力端子に接続されるとともに貫通孔内の内導体に接続された請求項１記載の誘電体フィルタ。
上記導体膜が外導体に接続された請求項１記載の誘電体フィルタ。
上記導体膜が隣り合う貫通孔内の内導体にそれぞれ接続されており、積層体内部でセラミック誘電体を介して対向して容量を得る電極となる請求項１記載の誘電体フィルタ。
上記導体膜は中間に貫通孔を挟む２つの貫通孔の内導体間を接続する請求項1記載の誘電体フィルタ。