JP3293200B2 - 誘電体共振器 - Google Patents

誘電体共振器

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JP3293200B2 JP31272092A JP31272092A JP3293200B2 JP 3293200 B2 JP3293200 B2 JP 3293200B2 JP 31272092 A JP31272092 A JP 31272092A JP 31272092 A JP31272092 A JP 31272092A JP 3293200 B2 JP3293200 B2 JP 3293200B2
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    • H01P1/20—Frequency-selective devices, e.g. filters
    • H01P1/201—Filters for transverse electromagnetic waves
    • H01P1/205—Comb or interdigital filters; Cascaded coaxial cavities
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    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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  • Electromagnetism (AREA)
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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、誘電体の内側導体と外
側導体とで共振を起こす誘電体共振器に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】図１２は従来のこの種の誘電体共振器１
の斜視図を示しており、例えば、３段の共振器構成とな
っている。この誘電体共振器１は図１２〜図１４に示す
ように、誘電体２の中央に穴３を穿設し、この穴３の内
周面に内側導体４となる電極膜を形成している。また、
誘電体２の表面には外側導体５となる電極膜を形成して
いる。ここで、図１３に示すように、誘電体２の穴３内
の全部にわたって内側導体４を形成するのではなく、誘
電体２の一方の端面２ａから穴３内に少し入った部分ま
で外側導体５を形成している。これは誘電体２の端面２
ａを開放せずに外側導体５で覆うことで、該端面２ａか
らの電磁界リークの防止をしているものである。また、
誘電体２の外側導体５の両側の一部には信号入出力電極
６，７を形成してある。そして、所定の周波数で共振す
る該誘電体共振器１をプリント基板等に表面実装して、
上記信号入出力端子６，７がプリント基板のパターンに
半田付け等により接続される。
【０００３】ここで、信号入出力端子６，７と内側導体
４との間には図１４に示すように、外部結合容量Ｃｅが
生じる。また、穴３内の内側導体４と外側導体５との間
には先端容量（浮遊容量）Ｃｓが生じる。図１５は上記
誘電体共振器１の等価回路図を示し、Ｒ１は信号入出力
端子６側の内側導体４による共振器を、Ｒ２は中央の内
側導体４による共振器を、Ｒ３は信号入出力端子７側の
内側導体４による共振器をそれぞれ示している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記誘電体２の穴３内
における内側導体４と外側導体５との間に生じる先端容
量つまり、浮遊容量Ｃｓを得て、コムライン結合または
インターデジタル結合をさせる構造の誘電体フィルタに
おいて、浮遊容量Ｃｓを調整する場合には以下のような
方法で行っていた。すなわち、図１６に示すように、誘
電体２の穴３内の内側導体４または外側導体５を削り、
穴３内の内側導体４と外側導体５との間の幅Ｓを変えて
いた。また、図１７に示すように、穴３の径を変えるこ
とにより内側導体４の径を変えて浮遊容量Ｃｓの値を調
整していた。しかしながら、図１６に示す方法では、電
極（内側導体４，外側導体５）の長さが変わってしま
い、図１７の場合では、金型の種類が増加し、また特性
インピーダンスが変わるので、設計が難しくなるという
問題があった。
【０００５】本発明は上述の点に鑑みて提供したもので
あって、比較的簡単な加工或いは成形で浮遊容量を得や
すくすることを目的として誘電体共振器を提供するもの
である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、誘電体の両側
の端面側に貫通した穴の内面に形成した内側導体と、上
記誘電体の両側の端面を含む該誘電体の外面の全体にわ
たって形成した外側導体とで形成され、上記誘電体の一
方の端面側から少し入った上記穴の内面には上記内側導
体が形成されていない箇所があり、上記内側導体と上記
外側導体とで所定の周波数で共振する誘電体共振器にお
いて、上記外側導体を含めた上記誘電体の上記一方の端
面側の表面に凹部を形成し、この凹部の底部の上記外側
導体と上記内側導体とを近接させたことを特徴としてい
る。
【０００７】また、請求項２においては、誘電体の両側
の端面側に貫通した穴の内面に形成した内側導体と、上
記誘電体の両側の端面を含む該誘電体の外面の全体にわ
たって形成した外側導体とで形成され、上記誘電体の一
方の端面側から少し入った上記穴の内面には上記内側導
体が形成されていない箇所があり、上記内側導体と上記
外側導体とで所定の周波数で共振する誘電体共振器にお
いて、上記外側導体を含めた上記誘電体の上記一方の端
面側の角部にテーパ部を形成し、このテーパ部の上記外
側導体と上記内側導体とを近接させたことを特徴として
いる。
【０００８】更に、請求項３では、誘電体の両側の端面
側に貫通した穴の内面に形成した内側導体と、上記誘電
体の両側の端面を含む該誘電体の外面の全体にわたって
形成した外側導体とで形成され、上記誘電体の一方の端
面側から少し入った上記穴の内面には上記内側導体が形
成されていない箇所があり、上記内側導体と上記外側導
体とで所定の周波数で共振する誘電体共振器において、
上記外側導体を含めた上記誘電体の上記一方の端面側の
角部に断面が略Ｌ型の凹段部を凹設し、この凹段部の上
記外側導体と上記内側導体とを近接させたことを特徴と
している。
【０００９】
【作用】本発明は、外側導体を含めた誘電体の上記一方
の端面側の表面に凹部を形成し、この凹部の底部の上記
外側導体と内側導体とを近接させることで、誘電体の穴
内の内側導体とアース電極となる外側導体との距離が短
くなり、浮遊容量が得やすくなる。また、凹部の大きさ
や深さなど比較的簡単な加工或いは成形により浮遊容量
を調整でき、コムラインタイプでは、例えば浮遊容量を
大きく得ることで、フィルタの帯域幅を広くすることが
できる。更に、例えば、浮遊容量を大きく得ることで共
振器長が短くなり、小型化が可能となる。
【００１０】また、請求項２においては、外側導体を含
めた誘電体の上記一方の端面側の角部にテーパ部を形成
し、このテーパ部の上記外側導体と内側導体とを近接さ
せていることで、請求項１の場合と同様に誘電体の穴内
の内側導体とアース電極となる外側導体との距離が短く
なり、浮遊容量が得やすくなる。また、角部のテーパ部
の大きさ、傾きなど比較的簡単な加工或いは成形により
浮遊容量を調整でき、コムラインタイプでは、例えば浮
遊容量を大きく得ることで、フィルタの帯域幅を広くす
ることができる。更に、例えば、浮遊容量を大きく得る
ことで共振器長が短くなり、小型化が可能となる。
【００１１】更に、請求項３では、外側導体を含めた誘
電体の上記一方の端面側の角部に断面が略Ｌ型の凹段部
を凹設し、この凹段部の上記外側導体と内側導体とを近
接させていることで、誘電体の穴内の内側導体とアース
電極となる外側導体との距離が短くなり、浮遊容量が得
やすくなる。また、角部の凹段部の大きさ、深さなど比
較的簡単な加工或いは成形により浮遊容量を調整でき、
コムラインタイプでは、例えば浮遊容量を大きく得るこ
とで、フィルタの帯域幅を広くすることができる。更
に、例えば、浮遊容量を大きく得ることで共振器長が短
くなり、小型化が可能となる。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。尚、本発明は誘電体２の表面に凹部を形成したこ
とに特徴を有し、内側導体４、外側導体５等の構成につ
いては従来と同様なので、要旨の部分について詳述す
る。図１は実施例１を示し、誘電体２の内側導体４を内
面に形成している穴３の両側であって誘電体２の端面２
ａ側に溝状の凹部８を略並行に形成している。この凹部
８を含めた誘電体２の外面全体にわたって外側導体５を
形成している。従って、図１（ｂ）に示すように、溝状
の凹部８の底部のアース電極となる外側導体５と内側導
体４との距離が短くなり、浮遊容量Ｃｓを得ることが容
易となる。
【００１３】この凹部８は誘電体２を加工したり、或い
は成形により形成することができる。従って、比較的簡
単な加工、或いは成形により浮遊容量Ｃｓを得ることが
できる。また、凹部８の大きさや深さ、或いは外側導体
５の一部を削除したりすることで、浮遊容量Ｃｓの調整
（浮遊容量Ｃｓの大小）が容易にできる。コムラインタ
イプのものでは、例えば、浮遊容量Ｃｓを大きく得るこ
とで、フィルタの帯域幅を広くすることができる。ま
た、例えば浮遊容量Ｃｓを大きく得ることで、共振器長
が短くなり、小型化も可能となる。更に、インターデジ
タル結合させる構造のフィルタにおいても、浮遊容量Ｃ
ｓを容易に得ることができると共に、浮遊容量Ｃｓの調
整も容易となる。
【００１４】（実施例２）図２は実施例２を示し、先の
実施例とは異なり、溝状の凹部８を誘電体２の片側に設
けたものである。この実施例においても、先の実施例と
同様に、浮遊容量Ｃｓを容易に得ることができ、また、
調整も容易である。
【００１５】（実施例３）実施例３を図３に示す。本実
施例では、溝状の凹部８を誘電体２の一方の側面に形成
したものである。誘電体２の穴３内の内側導体４に凹部
８の底部の外側導体５を近接させて、浮遊容量Ｃｓを容
易に得ている。そして、アース電極となる外側導体５と
内側導体４との距離ｔ、凹部８の幅ｗ、深さｄ等を変化
させることで、浮遊容量Ｃｓをコントロールする。
【００１６】この浮遊容量Ｃｓを調整することで、共振
器間の結合を調整することができる。これにより、フィ
ルタの通過帯域を形状を変化させることなくコントロー
ルすることができる。しかも、凹部８により上記浮遊容
量Ｃｓを、より大きくとることができるものである。ま
た、形状の標準化ができ、金型コストや管理コストを減
少することができる。尚、図３に示す実施例では、凹部
８を誘電体２の一方の側面に形成したが、誘電体２の両
側の側面に形成しても良い。この場合、さらに浮遊容量
Ｃｓを大きくとることができる。
【００１７】（実施例４）図４は実施例４を示し、穴３
の近傍に丸穴状の凹部８を該穴３と同じ方向に開口させ
てそれぞれ形成したものである。尚、この凹部８は穴３
に対応してそれぞれ形成しているが、１つでもよく、ま
た、穴３の数以上に形成してもよい。また、凹部８を穴
３の両側にそれぞれ対応させたり、多数の凹部８を形成
しても良いのは言うまでもない。
【００１８】（実施例５）実施例５を図５に示す。この
実施例では丸穴状の凹部８を誘電体２の側面に形成した
ものであり、凹部８の底部の外側導体５と内側導体４と
が並行して近接した形となっている。この実施例におい
ても、凹部８と穴３とを対応させて形成したが、穴３の
数は１つでも良く、また、３つ以上形成しても良い。更
に、凹部８を誘電体２のどの面に形成しても良い。
【００１９】（実施例６）図６は請求項２に対応する実
施例を示し、誘電体２の穴３の開口面がわの角部の両側
にテーパ部９を形成したものである。このテーパ部９を
形成することにより、穴３内の内側導体４と該テーパ部
９のアース電極としての外側導体５との距離が短くな
り、上記の実施例と同様に浮遊容量Ｃｓを容易に得るこ
とができるものである。また、上記テーパ部９の角度や
テーパ部９の大きさにより浮遊容量Ｃｓの大小の調整を
容易にすることができる。尚、他の面の角部にテーパ部
９を形成して浮遊容量Ｃｓを得るようにしても良い。
【００２０】（実施例７）図７は実施例７を示し、テー
パ部９を誘電体２の片側だけに形成した場合である。こ
の実施例においても、実施例５の場合と同様にテーパ部
９により浮遊容量Ｃｓを容易に得ることができる。
【００２１】（実施例８）実施例８を図８に示す。本実
施例では、誘電体２の角部の全面ではなく一部を切り欠
く形でテーパ部９を形成したものである。図８では、テ
ーパ部９を形成した凹所１０を一部分だけ形成したのを
示しているが、各穴３に対応して、片側或いは両側に凹
所１０を複数形成しても良い。また、凹所１０の数は限
定されないものである。また、浮遊容量Ｃｓの調整は、
凹所１０の位置や大きさにより容易に調整することがで
きる。
【００２２】（実施例９）図９は請求項３に対応した実
施例を示し、誘電体２の上面の角部の片側に先の実施例
のようなテーパ状ではなく段状の断面が略Ｌ型の凹段部
１１を形成したものである。この場合も穴３内の内側導
体４と凹段部１１のアース電極となる外側導体５との距
離が短くなり浮遊容量Ｃｓを得ることが容易となる。
尚、図９では凹段部１１を連続して形成したが、連続で
はなく、一部分或いは断続的に形成したり、誘電体２の
両側の角部に形成するようにしても良い。また、浮遊容
量の大小の調整は、凹段部１１の大きさ等により容易に
調整できる。
【００２３】（実施例１０）図１０及び図１１に示す 本実施例は上記実施例９の場合
と比べて、凹段部１１の深さを更に深くした実施例であ
る。すなわち、一体型の誘電体共振器において、内側導
体４で浮遊容量Ｃｓを得て、コムライン結合する誘電体
フィルタで、凹段部１１を形成することにより、外側導
体５と穴３内の内側導体４とを近づけて浮遊容量Ｃｓを
増加させるようにしたものである。その近づける寸法Ｗ
や凹段部１１の深さＸを調整することで結合を調整する
ことができる。ここで、穴３の軸方向における誘電体２
の寸法をＬとした場合、０≦Ｘ＜Ｌとしている。
【００２４】上記寸法Ｘ，Ｗを変化させることで、誘電
体共振器の結合係数を変えることができ、これにより、
フィルタの通過帯域を形状（金型）を変えることなくコ
ントロールすることができる。また、誘電体共振器の形
状の標準化ができ、金型コストや管理コストを減少する
ことができる。更に、穴３間のピッチを狭くせず、大き
な結合係数が得られるため、高域の極が通過帯域から遠
ざかり、低域の減衰が改善されることになる。また、浮
遊容量Ｃｓが増加することで、共振電極長が短くなり、
それに伴い、フィルタを小型化することができる。更
に、比帯域の大きなフィルタが得られる。
【００２５】また、上記各実施例における誘電体共振器
は３段構成の場合について説明したが、段数に限定され
るものではない。すなわち、１段の誘電体共振器や、３
段以上の誘電体共振器の場合にも適用できるものであ
る。また、本発明の誘電体共振器は、あらゆるフィル
タ、例えば、バンドパスフィルタ、バンドエリミネーシ
ョンフィルタ、ハイパスフィルタ、ローパスフィルタ等
を形成する場合に適用できるものである。
【００２６】
【発明の効果】本発明は上述のように、誘電体の両側の
端面側に貫通した穴の内面に形成した内側導体と、上記
誘電体の両側の端面を含む該誘電体の外面の全体にわた
って形成した外側導体とで形成され、上記誘電体の一方
の端面側から少し入った上記穴の内面には上記内側導体
が形成されていない箇所があり、上記内側導体と上記外
側導体とで所定の周波数で共振する誘電体共振器におい
て、上記外側導体を含めた上記誘電体の上記一方の端面
側の表面に凹部を形成し、この凹部の底部の上記外側導
体と上記内側導体とを近接させたものであるから、誘電
体の表面に形成した凹部の底部の外側導体と上記内側導
体とを近接させることで、誘電体の穴内の内側導体とア
ース電極となる外側導体との距離が短くなり、浮遊容量
が得やすくなる。また、凹部の大きさや深さなど比較的
簡単な加工或いは成形により浮遊容量を調整でき、コム
ラインタイプでは、例えば浮遊容量を大きく得ること
で、フィルタの帯域幅を広くすることができる。更に、
例えば、浮遊容量を大きく得ることで共振器長が短くな
り、小型化が可能となる効果を奏するものである。
【００２７】また、請求項２においては、誘電体の両側
の端面側に貫通した穴の内面に形成した内側導体と、上
記誘電体の両側の端面を含む該誘電体の外面の全体にわ
たって形成した外側導体とで形成され、上記誘電体の一
方の端面側から少し入った上記穴の内面には上記内側導
体が形成されていない箇所があり、上記内側導体と上記
外側導体とで所定の周波数で共振する誘電体共振器にお
いて、上記外側導体を含めた上記誘電体の上記一方の端
面側の角部にテーパ部を形成し、このテーパ部の上記外
側導体と上記内側導体とを近接させていることで、請求
項１の場合と同様に誘電体の穴内の内側導体とアース電
極となる外側導体との距離が短くなり、浮遊容量が得や
すくなる。また、角部のテーパ部の大きさ、傾きなど比
較的簡単な加工或いは成形により浮遊容量を調整でき、
コムラインタイプでは、例えば浮遊容量を大きく得るこ
とで、フィルタの帯域幅を広くすることができる。更
に、例えば、浮遊容量を大きく得ることで共振器長が短
くなり、小型化が可能となる。
【００２８】更に、請求項３では、誘電体の両側の端面
側に貫通した穴の内面に形成した内側導体と、上記誘電
体の両側の端面を含む該誘電体の外面の全体にわたって
形成した外側導体とで形成され、上記誘電体の一方の端
面側から少し入った上記穴の内面には上記内側導体が形
成されていない箇所があり、上記内側導体と上記外側導
体とで所定の周波数で共振する誘電体共振器において、
上記外側導体を含めた上記誘電体の上記一方の端面側の
角部に断面が略Ｌ型の凹段部を凹設し、この凹段部の上
記外側導体と上記内側導体とを近接させていることで、
誘電体の穴内の内側導体とアース電極となる外側導体と
の距離が短くなり、浮遊容量が得やすくなる。また、角
部の凹段部の大きさ、深さなど比較的簡単な加工或いは
成形により浮遊容量を調整でき、コムラインタイプで
は、例えば浮遊容量を大きく得ることで、フィルタの帯
域幅を広くすることができる。更に、例えば、浮遊容量
を大きく得ることで共振器長が短くなり、小型化が可能
となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）（ｂ）は本発明の実施例の誘電体共振器
の斜視図及び断面図である。
【図２】本発明の実施例２の誘電体共振器の斜視図であ
る。
【図３】（ａ）（ｂ）は実施例３の誘電体共振器の斜視
図及び要部断面図である。
【図４】（ａ）（ｂ）は実施例４の誘電体共振器の斜視
図及び要部断面図である。
【図５】（ａ）（ｂ）は実施例５の誘電体共振器の斜視
図及び要部断面図である。
【図６】（ａ）（ｂ）は本発明の請求項２に対応した実
施例６の誘電体共振器の斜視図及び要部断面図である。
【図７】同上の実施例７の誘電体共振器の斜視図であ
る。
【図８】同上の実施例８の誘電体共振器の斜視図であ
る。
【図９】本発明の請求項３に対応した実施例９の誘電体
共振器の斜視図である。
【図１０】同上の実施例１０の誘電体共振器の斜視図で
ある。
【図１１】同上の実施例１０の誘電体共振器の断面図で
ある。
【図１２】従来例の誘電体共振器の斜視図である。
【図１３】従来例の誘電体共振器の断面図である。
【図１４】従来例の誘電体共振器の中央部分を切断した
状態の要部斜視図である。
【図１５】誘電体共振器の等価回路図である。
【図１６】従来例の浮遊容量の調整方法を示す要部断面
図である。
【図１７】従来例の浮遊容量の他の調整方法を示す平面
図である。
【符号の説明】
１ 誘電体共振器 ２ 誘電体 ３ 穴 ４ 内側導体 ５ 外側導体 ８ 凹部 ９ テーパ部 １１ 凹段部
フロントページの続き (72)発明者 寄田 忠弘 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株 式会社村田製作所内 (72)発明者 加藤 英幸 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株 式会社村田製作所内 (72)発明者 辻口 達也 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株 式会社村田製作所内 (72)発明者 毛利 久志 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株 式会社村田製作所内 (72)発明者 多田 斉 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株 式会社村田製作所内 (56)参考文献 特開 昭61−143306（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−183309（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−53604（ＪＰ，Ｕ) 実開 平４−85901（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−126705（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01P 1/20 - 1/219 H01P 7/00 - 7/10

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 誘電体の両側の端面側に貫通した穴の内
    面に形成した内側導体と、上記誘電体の両側の端面を含
    む該誘電体の外面の全体にわたって形成した外側導体と
    で形成され、上記誘電体の一方の端面側から少し入った
    上記穴の内面には上記内側導体が形成されていない箇所
    があり、上記内側導体と上記外側導体とで所定の周波数
    で共振する誘電体共振器において、上記外側導体を含め
    た上記誘電体の上記一方の端面側の表面に凹部を形成
    し、この凹部の底部の上記外側導体と上記内側導体とを
    近接させたことを特徴とする誘電体共振器。
  2. 【請求項２】 誘電体の両側の端面側に貫通した穴の内
    面に形成した内側導体と、上記誘電体の両側の端面を含
    む該誘電体の外面の全体にわたって形成した外側導体と
    で形成され、上記誘電体の一方の端面側から少し入った
    上記穴の内面には上記内側導体が形成されていない箇所
    があり、上記内側導体と上記外側導体とで所定の周波数
    で共振する誘電体共振器において、上記外側導体を含め
    た上記誘電体の上記一方の端面側の角部にテーパ部を形
    成し、このテーパ部の上記外側導体と上記内側導体とを
    近接させたことを特徴とする誘電体共振器。
  3. 【請求項３】 誘電体の両側の端面側に貫通した穴の内
    面に形成した内側導体と、上記誘電体の両側の端面を含
    む該誘電体の外面の全体にわたって形成した外側導体と
    で形成され、上記誘電体の一方の端面側から少し入った
    上記穴の内面には上記内側導体が形成されていない箇所
    があり、上記内側導体と上記外側導体とで所定の周波数
    で共振する誘電体共振器において、上記外側導体を含め
    た上記誘電体の上記一方の端面側の角部に断面が略Ｌ型
    の凹段部を凹設し、この凹段部の上記外側導体と上記内
    側導体とを近接させたことを特徴とする誘電体共振器。
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