JP3286872B2 - 誘電体フィルタ - Google Patents

誘電体フィルタ

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JP3286872B2
JP3286872B2 JP01966494A JP1966494A JP3286872B2 JP 3286872 B2 JP3286872 B2 JP 3286872B2 JP 01966494 A JP01966494 A JP 01966494A JP 1966494 A JP1966494 A JP 1966494A JP 3286872 B2 JP3286872 B2 JP 3286872B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、複数個の誘電体同軸共
振器を相互に結合してなる誘電体フィルタに係り、特に
一体成形型フィルタからなる誘電体フィルタの構造に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】図13は、従来の誘電体フィルタの分解
斜視図である。同図に示す誘電体フィルタ10は、5個
の誘電体同軸共振器を一体的に成形した誘電体フィルタ
で、図2に示す本発明に係る誘電体フィルタの等価回路
と同一の等価回路を有している。
【0003】誘電体フィルタ10は、フィルタブロック
11、結合ピン12A〜12D及びフィルタ特性上の極
を設けるための容量C3を形成する容量基板13とから
構成されている。
【0004】フィルタブロック11は、軸方向に延びる
5個の貫通孔112A〜112Eが平行に穿設された断
面長方形状のλg/4(λg;管内波長)の長さを有する
柱状の誘電体111の一方端面111Aを除く外周面及
び貫通孔112A〜112Eの内周面に銅等の電極11
3(図中、点描で示す)を形成して構成されている。
【0005】また、中央の貫通孔112Cを除く4個の
貫通孔112A〜112Eには、樹脂からなる嵌入部材
121A〜121Dを介して結合ピン12A〜12Dが
嵌入装着されている。
【0006】容量基板13は、上記誘電体111の開放
端面と同一の長方形状を有する誘電体基板からなり、上
記結合ピン12A〜12Dの対向位置に孔131A〜1
31Dが穿設されている。また、基板表面の上記孔13
1A〜131Dの形成位置にそれぞれ電極131A〜1
31Dが形成され、電極132B及び132Cは互いに
対向配置されて上記容量C3が形成されている。
【0007】そして、容量基板13は、結合ピン12A
〜12Dをそれぞれ容量基板13の孔131A〜131
Dに嵌入させ、電極132A〜132Dに半田付け等に
より接続して取り付けられている。
【0008】図14は、従来の誘電体フィルタの他の実
施例の要部斜視図、図15は、同誘電体フィルタの縦断
面図である。
【0009】図14に示す誘電体フィルタ15は、3個
の誘電体同軸共振器を一体的に成形した誘電体フィルタ
で、図9に示す本発明に係る誘電体フィルタの等価回路
と同一の等価回路を有している。
【0010】誘電体フィルタ15は、結合ピン12A〜
12Dと上記フィルタブロック11と同様に構成された
フィルタブロック16とから構成されている。
【0011】フィルタブロック16の各貫通孔162A
〜162Cの内周面に電極113を形成してなる内導体
は、図15に示すように、一部にギャップ163が設け
られ、内導体の該ギャップ163で生じる容量により図
9における容量Cs1,Cs2,Cs3が構成されてい
る。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の誘電体フィ
ルタは、フィルタブロックの開放端面の各開口部に結合
ピンを嵌入装着し、該結合ピンを介して外部回路と接続
されるようになっているので、構成部品が多く、構造が
複雑であるとともに、プリント基板への実装が困難であ
る。
【0013】特に有極型の誘電体フィルタ10は、有極
用の容量を形成するための容量基板13を要し、構成部
品が増加し、構造もより複雑となっている。
【0014】また、誘電体同軸共振器と並列に容量Cs
1,Cs2,Cs3を設ける誘電体同軸共振器15は、内
導体にギャップ163を設けて容量Cs1,Cs2,Cs
3を構成するようにしているので、大きい容量の設定及
び容量の調整も困難となっている。
【0015】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
であり、簡単な構造で上記容量の調整が容易かつ実装容
易な誘電体フィルタを提供することを目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、複数の軸方向に延びる孔を有する柱状誘
電体の一方端面を除く外周面及び上記孔の内周面に電極
を形成して複数の誘電体同軸共振器の外導体と内導体と
がそれぞれ構成され、上記複数の誘電体同軸共振器が相
互に結合されてなるフィルタが一体的に構成されたフィ
ルタブロックと、少なくとも1つの容量を構成するため
の電極が形成され、該容量を上記フィルタブロックの所
定の誘電体同軸共振器間に設けるべく上記フィルタブロ
ックの一方端面に取り付けられる容量基板とからなる誘
電体フィルタであって、上記容量基板は、中間層に上記
容量構成用電極が形成されるとともに、上記フィルタブ
ロックの一方端面に取り付けられる取付面にスルーホー
ルで上記容量構成用電極に接続された、当該容量構成用
電極と上記フィルタブロックの所定の内導体とを接続す
るための接続電極が形成され、かつ、上記取付面を除く
外側面の全面に接地電極が形成された多層基板からな
り、上記容量基板の接地電極は上記フィルタブロックの
外導体に接続され、上記容量基板の接続電極は上記フィ
ルタブロックの所定の内導体に接続されているものであ
る。
【0017】
【作用】本発明によれば、フィルタブロックの電極の形
成されていない端面に容量基板を取り付けて誘電体フィ
ルタが構成される。容量基板が取り付けられると、フィ
ルタブロックの所定の誘電体同軸共振器の内導体が容量
基板に形成された容量を構成する電極に接続され、所定
の誘電体同軸共振器間に容量が設けられた誘電体フィル
タが構成される。これによりフィルタ特性に極が生じ
る。
【0018】また、容量基板の接地電極とフィルタブロ
ックの外導体(接地電極)とが接続され、容量基板の中
間層に形成された上記容量が接地電極により遮蔽され
る。これにより容量基板からの高周波漏洩が防止され
る。
【0019】
【実施例】本発明に係る誘電体フィルタについて図を用
いて説明する。
【0020】図1は、本発明に係る誘電体フィルタの第
1実施例の分解斜視図である。なお、説明の便宜上、底
面(実装面)が上になるように描いている。また、図2
は、同誘電体フィルタの等価回路である。
【0021】誘電体フィルタ1は、5個の終端短絡の1
/4波長誘電体同軸共振器θ1〜θ5(図7、参照)を
相互に結合してなる5段構成のフィルタで、誘電体同軸
共振器θ2と誘電体同軸共振器θ4間に容量C3を設け
てフィルタ特性上の極が形成されるようになっている
(図2、参照)。
【0022】誘電体フィルタ1は、上記誘電体同軸共振
器θ1〜θ5と入出力用の外部結合容量C1,C2とが
一体的に構成されたフィルタブロック2と、極形成用の
上記容量C3が形成された容量基板3とから構成されて
いる。
【0023】フィルタブロック2は、横長長方形の断面
形状を有し、5個の軸方向に延びる貫通孔202〜20
6が平行に穿設された直方体状のセラミックスからなる
誘電体201の外周面及び上記貫通孔202〜206の
内周面に所要の銅、銀、白金及び金等の電極4(図中、
点描で示す。)を形成して構成されている。
【0024】上記貫通孔202〜206の内周面の全面
に上記電極4を形成して上記誘電体同軸共振器θ1〜θ
5の内導体が構成されている。誘電体201の一方端面
201Aは、誘電体同軸共振器θ1〜θ5の開放端面と
なっており、この開放端面201Aの貫通孔203,2
05の近傍位置に、図3に示すように、後述する上記容
量基板3の裏面3Bに形成された接続部301,302
(図5、参照)にそれぞれ接続される接続部203A,
205Aが上記電極4により形成されている。接続部2
03A,205Aは、それぞれ貫通孔203,205の
内周面に形成された電極4に接続されている。
【0025】上記誘電体201の両側面201B,20
1C及び底面(実装面)201Dであって上記開放端面
201Aの近傍位置には上記電極4により帯状の端子電
極207,208が形成されている。上記端子電極20
7,208は、それぞれ側面201B,201Cから底
面201Dに回り込ませて形成されている。
【0026】また、両側面201B,201C、底面2
01D及び上面201Eの全面に、上記電極4により端
子電極207,208を取り囲むように接地電極209
を形成して上記誘電体同軸共振器θ1〜θ5の共通の外
導体が構成されている。
【0027】そして、上記誘電体同軸共振器θ1〜θ5
の内導体及び外導体は、上記開放端面201Aに対向す
る端面全面に形成された電極4により終端が短絡されて
いる。
【0028】なお、本実施例では、全誘電体同軸共振器
θ1〜θ5の軸方向寸法を同一にしているので、フィル
タブロック2の軸方向寸法は幅方向において一定になっ
ているが、各誘電体同軸共振器θ1〜θ5の軸方向寸法
は相互に異なっていてもよい。各誘電体同軸共振器θ1
〜θ5の軸方向寸法を異ならせた場合、フィルタブロッ
ク2は、終端面が各誘電体同軸共振器θ1〜θ5の軸方
向寸法に応じて幅方向に凹凸した形状となる。
【0029】誘電体フィルタ1は、誘電体201の全面
に上記電極4を形成した後、不要な部分の電極4を剥離
するか、予め剥離する部分をマスキングし、必要な部分
にのみ電極4を形成して製造される。
【0030】誘電体201への電極4の形成は、厚膜製
造技術、薄膜製造技術又は鍍金処理等を用いて行なわれ
る。例えば厚膜製造技術では、上記誘電体201の全面
に銅、銀及び白金等の導電性ペーストを塗布した後、所
定の高温で加熱して該導電性ペーストを焼成して上記電
極4が形成される。そして、この後、開放端面201A
及び端子電極207,208の周囲の絶縁領域の電極4
を剥離して誘電体フィルタ1が製造される。
【0031】図4は、上記容量基板3の正面図、図5
は、同容量基板3の背面図である。
【0032】容量基板3は、上記誘電体201の開放端
面201Aと同一の形状を有するガラスエポキシ樹脂、
アルミナ等の誘電体からなる横長長方形の基板である。
容量基板3は、図5に示すように、裏面3Bの上記誘電
体201の開放端面201Aに設けられた上記接続部2
03A,205Aに対向する位置に電極4により接続部
301,302が形成されている。
【0033】一方、表面3Aの略中央に帯状電極30
3,304を交互に配置して容量C3が形成されてい
る。容量C3の一方電極303はスルーホール303A
を介して上記接続部301に接続され、容量C3の他方
電極304はスルーホール304Aを介して上記接続部
302に接続されている。
【0034】更に、容量基板3の表面3A及び四側面の
全面に、上記容量C3を構成する帯状電極303,30
4を取り囲んで接地電極305が形成されている。容量
基板3の電極形成も上記フィルタブロックと同様の方法
により行なわれる。
【0035】そして、容量基板3は、図1に示すよう
に、裏面3Bを誘電体201の開放端面201Aに対向
させ、接続部301,302をそれぞれ誘電体201の
接続部203A,205Aに接続するとともに、接地電
極305を誘電体201の接地電極209に接続してフ
ィルタブロック2に取り付けられる。
【0036】上記接続部301と接続部203A間及び
接続部302と接続部205A間の接続は、半田付け又
は導電接着剤等で行なわれる。また、接地電極305と
接地電極209間の接続は、誘電体2の開放端面201
Aの周縁に接地電極209に接続された接続部210
(図3、仮想線で示す)を形成するとともに、容量基板
3の裏面3Bの周縁に接地電極305に接続された接続
部306(図5、仮想線で示す)を形成し、該接続部3
06と上記接続部209とを半田付け又は導電接着剤等
で接続して行なわれる。
【0037】上記構成により、誘電体同軸共振器θ1〜
θ5は、上記誘電体201内に生じる電磁界の磁界成分
により相互に磁気結合され、該誘電体同軸共振器θ1〜
θ5が結合されたフィルタが一体的に構成される。
【0038】また、容量基板3がフィルタブロック2に
取り付けられることにより、図6に示すように、誘電体
同軸共振器θ3の内導体が接続部203A、接続部30
1及びスルーホール303Aを介して容量C3の一方電
極303に接続され、誘電体同軸共振器θ5の内導体が
接続部205A、接続部302及びスルーホール304
Aを介して容量C3の他方電極304に接続されて誘電
体同軸共振器θ3と誘電体同軸共振器θ5間に有極形成
用の容量C3が設けられる。
【0039】図7は、本発明に係る誘電体フィルタの第
2実施例の要部断面図である。
【0040】第2実施例は、容量基板を多層基板で構成
し、容量基板における高周波の漏洩を防止するようにし
たものである。
【0041】図7に示す誘電体フィルタ1′は、フィル
タブロック2の開放端面201Aに2層基板からなる容
量基板3′が取り付けられている。基板の中間層307
に上記容量C3が形成され、表面3A及び四側面は全面
に接地電極305が形成されている。
【0042】第2実施例は、容量C3が接地電極305
により完全に囲まれるので、容量基板3′からの高周波
の漏洩が少なく、フィルタ特性が安定する利点がある。
【0043】図8は、本発明に係る誘電体フィルタの第
3実施例の分解斜視図である。なお、説明の便宜上、底
面(実装面)が上になるように描いている。また、図9
は、同誘電体フィルタの等価回路図である。
【0044】誘電体フィルタ5は、3個の終端短絡の1
/4波長誘電体同軸共振器θ1〜θ3を相互に結合して
なる3段構成のフィルタである(図9、参照)。誘電体
フィルタ5は、各誘電体同軸共振器θ1〜θ3にそれぞ
れ容量Cs1,Cs2,Cs3を並列に形成して軸方向寸
法Lが短縮されるように構成されている。
【0045】誘電体フィルタ5は、上記誘電体同軸共振
器θ1〜θ3と入出力用の外部結合容量C1,C2とが
一体的に構成されたフィルタブロック6と、上記容量C
s1,Cs2,Cs3が形成された容量基板7とから構成
されている。
【0046】上記フィルタブロック6は、上記フィルタ
ブロック2と同様の方法で各誘電体同軸共振器θ1〜θ
3の各内導体及び外導体605並びに端子電極606,
607が形成されている。また、誘電体601の開放端
面601Aの貫通孔601,602,603の形成位置
にそれぞれ接続部602A,603A、604Aが設け
られている。接続部602A,603A、604Aは、
所定の面積を有する矩形状の電極4を形成して設けられ
ている。
【0047】なお、上記接続部602A,603A,6
04Aは、後述の接地電極704との間で上記容量Cs
1,Cs2,Cs3を構成するためのものであるから、そ
の形状は、上記矩形状に限定されず、円形、楕円形等で
あってもよく、その他任意の形状を採用することができ
る。
【0048】容量基板7は、裏面7Bの上記接続部60
2A,603A、604Aに対向する位置に、該接続部
602A,603A、604Aと同一形状の接続部70
1,702,703が設けられ、表面7A及び四側面の
全面に接地電極704が成形されている。上記接続部7
01,702,703は、それぞれ基板を介して接地電
極704に容量結合し、これら容量により上記容量Cs
1,Cs2,Cs3が構成されるようになっている。
【0049】なお、フィルタブロック6及び容量基板3
は、第1実施例のフィルタブロック2及び容量基板3と
同様の方法で電極4が形成される。
【0050】容量基板7は、図8に示すように、裏面7
Bを誘電体601の開放端面601Aに対向させ、接続
部701,702,703をそれぞれ誘電体601の接
続部602A,603A,604Aに接続するととも
に、接地電極704を誘電体601の接地電極(外導
体)605に接続してフィルタブロック6に取り付けら
れる。
【0051】上記接続部701と接続部602A間、接
続部702と接続部603A間及び接続部703と接続
部604A間の接続は、半田付け又は導電接着剤等で行
なわれる。また、接地電極704と接地電極605間の
接続は、第1実施例と同様に誘電体6の開放端面601
Aの周縁に接地電極605に接続された接続部607
(図11、仮想線で示す)を形成するとともに、容量基
板7の裏面7Bの周縁に接地電極704に接続された接
続部705(図10、仮想線で示す)を形成し、該接続
部705と上記接続部607とを半田付け又は導電接着
剤等で接続して行なわれる。
【0052】上記構成により、容量基板7がフィルタブ
ロック6に取り付けられることにより、図12に示すよ
うに、誘電体同軸共振器θ1〜θ3の各内導体が容量C
s1,Cs2,Cs3の一方電極である接続部701〜7
03にそれぞれ接続されるとともに、接地電極704が
接地電極605に接続され、これにより誘電体同軸共振
器θ1〜θ3の各内導体とアース間にそれぞれ上記容量
Cs1,Cs2,Cs3が接続される。
【0053】上記のように、複数の誘電体同軸共振器を
一体成形してなるフィルタブロックと誘電体同軸共振器
間又は誘電体同軸共振器とアース間に設けられる容量を
構成する容量基板とにより誘電体フィルタを構成するよ
うにしているので、構造が簡単になり、誘電体フィルタ
の小形化、軽量化及びコンパクト化が可能になる。ま
た、部品点数が少ないので、組立工数及び組立時間が削
減され、コスト低減に寄与する。
【0054】更に、フィルタブロックの外周面に端子電
極を形成して外観形状を突出部材のない箱状にするとと
もに、外周面全体を接地電極により被覆しているので、
誘電体フィルタの形状、構造、強度等の機械的特性上及
び電気特性上の品質が安定し、プリント基板への実装が
容易になるとともに、製品の信頼性が向上する。
【0055】また、容量基板の厚さや容量基板に形成す
る電極の形状、容量基板の誘電率等を調整することによ
り容易に所望の容量が得られるので、誘電体フィルタの
設計が容易になるとともに、上記容量の無調整化も可能
となる。
【0056】上記実施例では、3段又は5段構成の誘電
体フィルタについて説明したが、本発明は、これに限定
されるものではなく、任意の段数の誘電体フィルタに適
用することができる。また、上記実施例では、容量基板
として有極用の容量のみを形成する場合と軸方向寸法調
整用の容量のみを形成する場合とについて説明したが、
容量基板に両方の容量を形成してもよい。
【0057】例えば図5において、上記第1、第3及び
第5の誘電体同軸共振器θ1,θ3,θ5の内導体に対
応する位置に接地電極305との間で容量Cs1,Cs
3,Cs5を構成する接続部を形成し、誘電体フィルタ
1の第1、第3及び第5の誘電体同軸共振器θ1,θ
3,θ5に上記容量Cs1,Cs3,Cs5がそれぞれ並
列接続されるようにしてもよい。
【0058】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
複数の誘電体同軸共振器が相互に結合されてなるフィル
タが一体的に構成されたフィルタブロックと、少なくと
も1つの容量を構成するための電極が形成され、該容量
を上記フィルタブロックの所定の誘電体同軸共振器間に
設けるべく上記誘電体の一方端面に取り付けられる容量
基板とにより誘電体フィルタを構成したので、有極特性
を有する誘電体フィルタの構造が簡単になる。
【0059】また、部品点数が少ないので、組立が容易
で、組立工数及び組立時間の短縮が図れ、コストの削減
が可能になる。特に、容量基板に構成される容量を適当
に調整して誘電体フィルタの特性の無調整化を行なうこ
とにより組立時間の大幅な短縮が可能になる。更に、誘
電体フィルタの形状がコンパクトになるので、機械的、
電気的特性の安定性が向上し、プリント基板への実装も
容易になる。
【0060】また、本発明によれば、容量基板を多層基
板で構成し、容量基板に形成されたる回路(容量)を接
地電極により遮蔽するようにしたので、容量基板からの
高周波の漏洩が低減され、フィルタ特性が向上し、かつ
安定する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る誘電体フィルタの第1実施例の分
解斜視図である。
【図2】本発明に係る誘電体フィルタの第1実施例の等
価回路図である。
【図3】第1実施例に係る誘電体フィルタのフィルタブ
ロックの正面図である。
【図4】第1実施例に係る誘電体フィルタの容量基板の
正面図である。
【図5】第1実施例に係る誘電体フィルタの容量基板の
背面図である。
【図6】本発明に係る誘電体フィルタの第1実施例の断
面図である。
【図7】本発明に係る誘電体フィルタの第2実施例の実
施例の要部断面図である。
【図8】本発明に係る誘電体フィルタの第3実施例の分
解斜視図である。
【図9】本発明に係る誘電体フィルタの第3実施例の等
価回路図である。
【図10】第3実施例に係る誘電体フィルタのフィルタ
ブロックの正面図である。
【図11】第3実施例に係る誘電体フィルタの容量基板
の正面図である。
【図12】本発明に係る誘電体フィルタの第3実施例の
断面図である。
【図13】従来の誘電体フィルタの分解斜視図である。
【図14】従来の誘電体フィルタの他の実施例の斜視図
である。
【図15】従来の誘電体フィルタの他の実施例の縦断面
図である。
【符号の説明】
1,1′,5 誘電体フィルタ 2,6 フィルタブロック 201,601 誘電体 202〜206,602〜604 貫通孔 203A,205A,210,602A〜604A,6
07 接続部 207,208,606,607 端子電極 209,605 接地電極 3,7 容量基板 301,302,306,701,702,703,7
05 接続部 303,304 帯状電極 303A,304A スルーホール 305,704 接地電極 4 電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01P 1/20 - 1/219 H01P 7/00 - 7/10

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の軸方向に延びる孔を有する柱状誘
    電体の一方端面を除く外周面及び上記孔の内周面に電極
    を形成して複数の誘電体同軸共振器の外導体と内導体と
    がそれぞれ構成され、上記複数の誘電体同軸共振器が相
    互に結合されてなるフィルタが一体的に構成されたフィ
    ルタブロックと、少なくとも1つの容量を構成するため
    の電極が形成され、該容量を上記フィルタブロックの所
    定の誘電体同軸共振器間に設けるべく上記フィルタブロ
    ックの一方端面に取り付けられる容量基板とからなる誘
    電体フィルタであって、 上記容量基板は、中間層に上記容量構成用電極が形成さ
    れるとともに、上記フィルタブロックの一方端面に取り
    付けられる取付面にスルーホールで上記容量構成用電極
    に接続された、当該容量構成用電極と上記フィルタブロ
    ックの所定の内導体とを接続するための接続電極が形成
    され、かつ、上記取付面を除く外側面の全面に接地電極
    が形成された多層基板からなり、 上記容量基板の接地電極は上記フィルタブロックの外導
    体に接続され、上記容量基板の接続電極は上記フィルタ
    ブロックの所定の内導体に接続されていることを特徴と
    する誘電体フィルタ。
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