JP3329450B1

JP3329450B1 - 誘電体装置

Info

Publication number: JP3329450B1
Application number: JP2001302513A
Authority: JP
Inventors: 謙二遠藤; 浩二田代; 修田久保
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2001-09-28
Filing date: 2001-09-28
Publication date: 2002-09-30
Anticipated expiration: 2021-09-28
Also published as: EP1592080A3; CN1287483C; EP1592080A2; KR100893644B1; US20030062973A1; EP1298758A2; CN1409434A; DE60215749D1; DE60215749T2; JP2003110306A; US6727784B2; EP1298758A3; KR20030027791A; EP1298758B1

Abstract

【要約】【課題】小型化及び低背化に適し、面付け実装が可能な
誘電体装置を提供する。【解決手段】共振部Ｑ１において、第１の孔４１は、誘
電体基体１に設けられ、面２１からその対向面２２に向
かい、面２１に開口し、内部に第１の内導体６１を備え
ている。第２の孔５１は誘電体基体１に設けられ、面２
１と隣り合う面２３に開口し、面２３からその対向面２
４の方向に向かい、誘電体基体１の内部で第１の孔４１
に連なる。第２の孔５１は内部に第２の内導体８１を備
え、第２の内導体８１は、誘電体基体１の内部で第１の
内導体６１に連続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、誘電体共振器、こ
れより構成される誘電体フィルタまたはデュプレクサ等
の誘電体装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の誘電体装置は、準マイクロ波
帯、マイクロ波帯、ミリ波帯またはサブミリ波帯等の高
周波領域において用いられる。より具体的な適用例とし
ては、衛星通信機器、移動体通信機器、無線通信機器、
高周波通信機器またはこれらの通信機器のための基地局
等を挙げることができる。

【０００３】従来、携帯電話等に使用されている共振器
や誘電体フィルタは、通常、誘電体基体に１つの貫通孔
を設けた共振器部分を、複数組み合わせて構成されてお
り、共振器の長さは、通常、自由空間の波長λの１／４
を、誘電体基体を構成する材料の比誘電率の平方根で除
した長さである。

【０００４】誘電体フィルタを構成する場合、複数の共
振器を、別途に準備した結合回路で結合させたり、或い
は、略直方体に形成された誘電体基体１の一面から外面
に複数の貫通孔を設け、開放面を除く外面と貫通孔内部
にメタライズを施し、それぞれの貫通孔を共振器部分と
する。

【０００５】誘電体基体１を用いた誘電体フィルタの場
合は、共振器部分にキャパシタ等の付加素子を装加した
り、開放面に導体パターンを形成して、付加要素を構成
する。更には誘電体基体１そのものに溝や凹部等を設置
することにより、電磁界結合分布のバランスを意図的に
崩し、電界または磁界により結合させる等の構造が採ら
れている。

【０００６】しかし、従来の共振器及ぴ誘電体フィルタ
では、小型化のために、共振器の長さを短くしたい場
合、上述のように、別途、負荷容量を構成することが必
要であり、また共振器に付加素子を装加する構造では、
部品点数が多く、小型化に不向きである。

【０００７】更に、共振器の開放面に導体パターンによ
りキャパシタ等を形成する構造では、誘電体基体１の開
放面に、複雑で精密な導電パターンを形成する必要があ
り、小型化及び低背化が進展するにつれて、生産のコス
トが嵩むとともに、歩留にも悪影響を与える。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、小型
化及び低背化に適した誘電体装置を提供することであ
る。

【０００９】本発明のもう一つの課題は、面付け実装可
能な誘電体装置を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ため、本発明に係る誘電体装置は、誘電体基体と、少な
くとも一つの共振部とを含む前記誘電体基体は、少なく
とも一つの開放面を含み、前記開放面を除く外面に外導
体膜を備えている。

【００１１】前記共振部は、第１の孔と、第２の孔とを
含む。前記第１の孔は、前記誘電体基体に設けられ、一
端が前記開放面に開口し、前記開放面からその対向する
外面の方向に向かう。第１の孔は内部に第１の内導体を
備える。

【００１２】前記第２の孔は、前記誘電体基体に設けら
れ、一端が、前記開放面と対向していない外面に開口
し、前記誘電体基体の内部で前記第１の孔の他端に連な
る。第２の孔も、内部に第２の内導体を備える。この第
２の内導体は一端が前記誘電体基体の内部で前記第１の
内導体に連続し、他端が前記外導体膜に連続する。

【００１３】上述したように、本発明に係る誘電体装置
では、共振部は、第１の孔と、第２の孔とを含み、開放
端とは反対側の他端に、第２の孔を交差させた新規な孔
構造が得られる。

【００１４】この新規な孔構造において、第１の孔に備
えられた第１の内導体及び第２の孔に備えられた第２の
内導体を互いに連続させる。

【００１５】第１の孔の第１の内導体は、誘電体基体に
よる誘電体層を介して、外導体膜と向かい合うから、第
１の内導体膜と、外導体膜との間には大きな静電容量が
発生する。このため、本発明に係る誘電体装置は、第２
の孔の軸方向で見た誘電体基体の長さに対して、その電
気長より低い周波数で共振する。換言すれば、所望の共
振周波数を得るのに誘電体基体の長さを短縮し、小型化
及び低背化を達成することができる。

【００１６】本発明に係る装置は、共振器、発振器、誘
電体フィルタまたはDuplexer（デュプレクサ、アンテナ
共用器とも称される）を広くカバーする装置として用い
ることができる。この内、共振器として用いる場合は、
一つの共振部で済むことがある。誘電体フィルタまたは
デュプレクサに用いる場合は、共振部は複数である。

【００１７】誘電体フィルタまたはデュプレクサとして
用いられる場合は、誘電体基体の長さ寸法が、上述した
理由から短縮される他、隣接する２つの共振部におい
て、第１の孔間の間隔を利用して、隣接する共振部間に
容量牲結合を生じさせることができる。しかもこの容量
性結合は、隣接する２つの共振部において、第１の孔間
の間隔を調整することにより、所望の結合度となるよう
に調整することができる。また、隣接する共振部間の電
気的結合は、第１の内導体の開口部近傍の導体を削除
し、もしくは、開口部近傍に導体を追加することによっ
ても調整することができる。

【００１８】また、第１の孔と誘電体基体に設けられた
外導体膜との間の容量を利用して、隣接する２つの共振
部の間に、実質的に、誘導性結合を生じさせることがで
きる。この誘導性結合も、第１の孔と誘電体基体に設け
られた外導体膜との間の間隔を調整することにより、所
望の誘導性結合度を有するように調整することができ
る。

【００１９】更に、誘電体フィルタとして用いる場合、
第１の端子と、第２の端子とが備えられ、これらは、入
出力端子として用いられる。第１の端子は、共振部の一
方に備えられた第１の孔と、誘電体基体の層を介して対
向する位置に設けることができる。第２の端子は、もう
一つの共振部に備えられた第１の孔と誘電体層を介して
対向する位置に設けられる。これらの第１及び第２の端
子の何れも、外導体から絶縁される。

【００２０】上記構成によれば、第１及び第２の端子を
実装基板上に面付けすることが可能になる。第１及び第
２の端子は、外面に設けてもよいし、開放面に設けても
よく、隣接する２面に跨がって設けてもよい。更に、第
１及び第２の端子は、第２の内導体と容量結合するよう
に設けてもよい。

【００２１】デュプレクサ（アンテナ共用器）に用いる
場合は、少なくとも３つの共振部、及び、第１乃至第３
の端子が備えられる。第１乃至第３の端子は、異なる共
振部のそれぞれに付設され、アンテナ接続端子、受信側
端子、及び、送信側端子として用いられる。上記構成に
よれば、第１乃至第３の端子を実装基板上に面付けする
ことが可能になる。

【００２２】本発明の他の目的、構成及び利点について
は、添付図面を参照して、更に詳しく説明する。但し、
本発明の技術的範囲がこれらの図示実施例に限定されな
いことは言うまでもない。

【００２３】

【発明の実施の形態】図１は本発明に係る誘電体共振器
の斜視図、図２は図１に示した誘電体共振器を背面側か
ら見た斜視図、図３は図１の３ー３線に沿った断面図、
図４は図３の４ー４線に沿った断面図である。図示され
た誘電共振器は、誘電体基体１と、１つの共振部Ｑ１と
を含む。誘電体基体１は、周知の誘電体セラミックスを
用いて、面２１〜２６を有する略６外面体状に形成さ
れ、開放面となる面２１を除いて、外面２２〜２６の大
部分が外導体膜３によって覆われている。外導体膜３
は、一般に、銅または銀等を主成分とし、焼き付け、メ
ッキ等の手段によって形成される。

【００２４】共振部Ｑ１は、第１の孔４１と、第２の孔
５１とを含む。第１の孔４１は、誘電体基体１に設けら
れ、一端が開放面２１に開口し、開放面２１からその対
向面となる外面２２の方向に向かう。第１の孔４１は内
部に第１の内導体６１を備える。第１の内導体６１は、
外導体膜３と同様の材料及び手段によって、電極膜とし
て形成される。これとは異なって、第１の内導体６１は
第１の孔４１の一部または全体を埋めるように充填され
ていてもよい。第１の内部導体６１は、開放面２１にお
いて、ギャップｇ１１により、外導体膜３から隔てられ
ている。

【００２５】第２の孔５１も、誘電体基体１に設けられ
る。第２の孔５１は、一端が外面２３に開口し、第２の
孔５１は外面２３からその対向面である外面２４の方向
に向かい、誘電体基体１の内部で第１の孔４１に連な
る。

【００２６】第２の孔５１は、内部に第２の内導体８１
を備える。この第２の内導体８１は、外面２３に開口す
る一端が外導体膜３に連続し、他端が第１の内導体６１
に連続する。第２の内導体８１は、第１の内導体６１と
同様の材料及び手段によって形成される。第２の内導体
８１は、第２の孔５１の一部または全体を埋めるよう
に、充填されていてもよい。

【００２７】図示実施例において、第２の孔５１は、内
径Ｄ２の実質的な円形状であり、第１の孔４１は、図１
で見て、横方向の内径Ｄ１１が、縦方向の内径Ｄ１２よ
りも大きい略長方形状の孔形を有する。横方向の内径Ｄ
１１は第２の孔５１の内径Ｄ２よりも大きい。従って、
第２の孔５１の他端は、第１の孔４１の横幅内で、第１
の孔５１に連なることになる。第１の孔４１は、隅部が
円弧状であることが好ましい。

【００２８】実施例では、更に、第１の孔４１は、第２
の孔５１との連接領域から、更に、距離Ｘ１だけ奥行き
方向に突出している（図３参照）。

【００２９】また、第２の孔５１が開口している外面２
３と、第１の孔４１との距離ｄ０が、第２の孔５１に対
向している面２４と第１の孔４１との距離ｄ１より長い
（図３参照）。即ち、ｄ０＞ｄ１である。

【００３０】第１の孔４１の内面に備えられた第１の内
導体６１と、外面２２、外面２４〜２６に設けられた外
導体膜３との間には、厚みｄ１〜ｄ４の誘電体層７１〜
７４が存在する（図３、図４参照）。更に、外面２２に
は、外導体膜３との間にギャップｇ２１を隔てて、端子
１１が備えられている。端子１１は誘電体層７２を介し
て、第１の内導体６１と静電容量Ｃ０２によって結合し
ている。

【００３１】上述したように、共振部Ｑ１は、第１の孔
４１と、第２の孔５１とを含む。第１の孔４１は、一端
が開放面２１に開口し、開放面２１からその対向する外
面２２に向かう。第２の孔５１は、一端が、外面２３に
開口し、外面２３からその対向する外面２４の方向に向
かい、他端が誘電体基体１の内部で第１の孔４１に連な
る。即ち、一端が開放面２１に位置する第１の孔４１に
対して、第２の孔５１を交差させた新規な孔構造が得ら
れる。

【００３２】この新規な孔構造において、第１の孔４１
に備えられた第１の内導体６１及び第２の孔５１に備え
られた第２の内導体８１を互いに連続させてあるから、
第１の孔４１及び第２の孔５１は、１つの電気回路を構
成する。第１の孔４１の第１の内導体６１は、誘電体基
体１による誘電体層７１〜７４を介して、外面２２、外
面２４〜２６上の外導体膜３と向き合う。従って、第１
の内導体６１と外導体膜３との間には、容量性結合が発
生する。

【００３３】第１の孔４１は複数備えることもできる。
この場合、複数の第１の孔のそれぞれは、異なる外面に
開口し、それぞれに備えられた第１の内導体を、誘電体
基体１の内部で第２の内導体８１に連続させる。例え
ば、図１〜図４に示した実施例において、第２の孔５１
と交差する方向から、１つまたは複数の第１の孔を設け
て、第２の孔５１の端部と交差させ、それぞれの内導体
を、図１〜図４に示した態様で、第２の内導体８１に連
続させる。図１乃至図４の実施例では、六面体状の誘電
体基体１を用いているので、外面２１、２２、２４、２
５、２６を利用して、上述した第１の孔の追加構造を実
現できる。

【００３４】上述したように、第１の孔４１の第１の内
導体６１は、誘電体基体１による誘電体層７１、７３、
７４を介して、外導体膜３と向かい合うから、第１の内
導体膜６１と、外導体膜３との間には大きな静電容量Ｃ
０１、Ｃ０３、Ｃ０４が発生する（図３及び図４参
照）。このため、本発明に係る誘電体装置は、第２の孔
５１の軸方向で見た誘電体基体１の長さＬ１に対して、
その電気長より低い周波数で共振する。換言すれば、所
望の共振周波数を得るのに誘電体基体１の長さＬ１を短
縮し、小型化及び低背化を達成することができる。

【００３５】また、第２の孔５１が開口している外面２
３と、第１の孔４１との距離ｄ０が、第２の孔５１に対
向している面２４と第１の孔４１との距離（厚み）ｄ１
より長くなっていて、ｄ０＞ｄ１を満たす実施例の場
合、距離（厚み）ｄ１の寸法に応じた静電容量Ｃ０１を
取得できる。

【００３６】次に、実施例に示した誘電体共振器の小型
化及び低背化について、具体例を挙げて説明する。図１
〜図４に示した構造において、誘電体基体１は、比誘電
率εｒ＝９２の誘電体材料を用い、略直方体の形状とし
た。誘電体基体１の寸法は、面２３で見た平面積が（２
ｍｍ×２ｍｍ）、長さＬ１は２．５ｍｍとした。第２の
孔５１の孔径Ｄ２は０．５ｍｍとし、第１の孔４１の孔
径Ｄ１１は１ｍｍとした。

【００３７】この共振器をルーズカップリングさせて測
定した共振周波数は２．０２ＧＨｚであった。長さＬ１
について、従来、共振周波数２．０２ＧＨｚの（１／
４）波長共振器では、３．５〜４ｍｍ程度必要であった
ので、本実施例の場合、３０％程度短縮することができ
たことになる。

【００３８】図５は誘電体共振器の別の実施例を示す斜
視図、図６は図５の６ー６線に沿った拡大断面図であ
る。図において、図１乃至図４に現れた構成部分と同一
の構成部分については、同一の参照符号を付し、重複説
明はできるだけ省略する。図５及び図６に示した実施例
では、第１の孔４１は、一端が開放面２１に開口し、他
端が開放面２１と対向する外面２２に開口している。第
１の孔４１の内部に備えられた第１の導体膜６１は、開
放面２１の面上では、ギャップｇ１１により外導体膜３
から隔てられ、外面２２の面上では、ギャップｇ０１に
より外導体膜３から隔てられている。

【００３９】この実施例の場合、第１の内導体６１と、
外面２４〜２６に設けられた外導体膜３との間の重なり
面積が増えるので、増大した静電容量Ｃ０１、Ｃ０３、
Ｃ０４（図４参照）を取得できることにある。

【００４０】更に、図５及び図６に示した実施例では、
端子１１は、誘電体基体１の外面２２に備えられ、誘電
体層を介して、第２の内導体８１と容量結合されてい
る。端子１１は、ギャップｇ２１により、外導体膜３か
ら隔てられている。

【００４１】図５及び図６に示した実施例に示した誘電
体共振器の場合も、小型化及び低背化が可能である。

【００４２】図７は本発明に係る誘電体共振器の更に別
の実施例を示す斜視図、図８は図７に示した誘電体フィ
ルタを底面側から見た斜視図、図９は図７の９ー９線に
沿った断面図である。この実施例では、端子１１は、外
面２２と、底面となる外面２４とに跨がって形成されて
いる。この実施例の場合も、誘電体共振器の小型化及び
低背化が可能である。

【００４３】図１０は本発明に係る誘電体フィルタの実
施例を示す斜視図、図１１は図１０に示した誘電体フィ
ルタを背面側から見た斜視図、図１２は図１０の１２ー
１２線に沿った断面図、図１３は図１２の１３ー１３線
に沿った断面図である。これらの図は、２つの共振部Ｑ
１、Ｑ２を有する誘電体フィルタの例を示している。共
振部Ｑ１、Ｑ２のそれぞれは、誘電体基体１を共用し、
誘電体基体１を介して一体化されている。共振部Ｑ１は
第１の孔４１と、第２の孔５１とを含んでいる。第１の
孔４１及び第２の孔５１は、先に図示され、かつ、説明
された何れの構造も、採用することができる。図１〜図
４に示した構造を採用した場合、第１の孔４１は、一端
が開放面２１に開口し、開放面２１から対向する外面２
２の方向に向かう。第１の孔４１は内部に第１の内導体
６１を備える。第１の内部導体６１は、開放面２１にお
いて、ギャップｇ１１により、外導体膜３から隔てられ
ている。

【００４４】また、第２の孔５１は、一端が開放面２１
と対向しない外面２３に開口し、他端が誘電体基体１の
内部で第１の孔４１の他端に連なる。第２の孔５１の第
２の内導体８１は、外面２３に開口する一端が外導体膜
３に連続し、他端が誘電体基体１の内部で第１の内導体
６１に連続する。

【００４５】共振部Ｑ２は、共振部Ｑ１と実質的に同一
の構造であり、第１の孔４２と、第２の孔５２とを含ん
でいる。第１の孔４２及び第２の孔５２は、図１〜図９
に図示され、かつ、説明された何れかの構造を採用する
ことができる。図１〜図４に示した構造を採用した場
合、第１の孔４２は、一端が開放面２１に開口し、開放
面２１からその外面２２の方向に向かう。第１の孔４２
は内部に第１の内導体６２を備える。第１の内部導体６
２は、開放面２１において、ギャップｇ１２により、外
導体膜３から隔てられている。

【００４６】また、第２の孔５２は、一端が開放面２１
と隣り合う外面２３に開口し、他端が誘電体基体１の内
部で第１の孔４２の他端に連なる。第２の孔５２の第２
の内導体８２は、外面２３に開口する一端が外導体膜３
に連続し、他端が第１の内導体６２に連続する。共振部
Ｑ１、Ｑ２の更に詳しい態様は、図１〜図９を参照して
説明したとおりであるので、ここでは、重複説明は省略
する。

【００４７】更に、実施例において、図１１〜図１３を
参照すると、誘電体基体１の外面２２には、入出力端子
となる第１の端子１１及び第２の端子１２が備えられて
いる。第１の端子１１は、第１の孔４１と、厚さｄ２１
の誘電体層７２を介して対向する位置に設けられ、外導
体膜３から絶縁ギャップｇ２１によって電気的に絶縁さ
れている。

【００４８】第２の端子１２は、第１の孔４２と、厚さ
ｄ２２の誘電体層７５を介して対向する位置に設けら
れ、外導体膜３から絶縁ギャップｇ２２によって電気的
に絶縁されている。

【００４９】第１及び第２の端子１１、１２と、第１の
孔４１、４２の内導体６１、６２との間には、その間の
誘電体層の厚さ、その誘電率及び面積によって定まる結
合容量が発生する。第１及び第２の端子１１、１２は、
第１の孔４１、４２の内導体６１、６２と重なることは
必須ではない。部分的に対向し、または、対向しない位
置に設けてあってもよい。また、絶縁ギャップｇ２１、
ｇ２２は一つのギャップとして連続させてもよい。

【００５０】共振部Ｑ１と共振部Ｑ２との間の結合が、
容量性結合になるか、誘導性結合になるかは、共振部Ｑ
１、Ｑ２を構成する第１の孔４１及び４２の内導体６１
と６２の間に形成される容量Ｃ０４と、第１の孔４１及
び４２の内導体６１、６２と外導体膜３の間に形成され
る容量Ｃ０１、Ｃ０３、Ｃ０６の相対関係に依る。前者
が強い場合、Ｑ１、Ｑ２は容量性結合が支配的に、後者
が強い場合は誘導性結合が支配的になる。

【００５１】図１０乃至図１３に示した誘電体フィルタ
において、共振部Ｑ２は、共振部Ｑ１と同じ構造である
から、その作用、利点については、共振部Ｑ１に関する
説明を、共振部Ｑ２についても採用できる。誘電体フィ
ルタ全体としての作用は、更に、共振部Ｑ１と共振部Ｑ
２との間の結合を考慮すればよい。

【００５２】図１４は本発明に係る誘電体フィルタの別
の実施例を示す斜視図である。図１４に示した実施例の
特徴は、誘電体基体１の外面２３に凹部１０１を有する
ことである。凹部１０１の内部には、共振部Ｑ１を構成
する第２の孔５１、５２が含まれている。

【００５３】図１４の実施例によれば、凹部１０１のデ
ィメンション選定により、共振部Ｑ１と共振部Ｑ２との
間の結合特性及び各共振周波数を調整することができ
る。

【００５４】図１５は本発明に係る誘電体フィルタの別
の実施例を示す斜視図、図１６は図１５の１６ー１６線
に沿った断面図である。図示実施例において、第１の孔
４１は、大径部４１１と、小径部４１２とを含んでい
る。大径部４１１は開放面２１に開口し、小径部４１２
は大径部４１１の下方に連なる。第１の孔４２も、大径
部４２１と、小径部４２２とを含んでおり、大径部４２
１は開放面２１に開口し、小径部４２２は大径部４２１
の下方に連なる。

【００５５】図１５、図１６の実施例では、第２の孔５
１、５２も、大径部５１１、５２１と、小径部５１２、
５２２とを含んでいる。大径部５１１、５２１は外面２
３に開口し、小径部５１２、５２２は大径部５１１、５
２１の下方に連なる。

【００５６】図１５、図１６に示した実施例の場合、大
径部（４１１、４２１）、（５１１、５２１）の孔径選
定により、共振部Ｑ１と共振部Ｑ２との間の結合特性及
び各共振周波数を調整することができる。

【００５７】図１７は３つの共振部Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３を
有する誘電体フィルタを示す斜視図、図１８は図１７に
示した誘電体フィルタを底面側から見た斜視図、図１９
は図１７の１９ー１９線に沿った断面図、図２０は図１
９の２０ー２０線に沿った断面図である。

【００５８】共振部Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３のそれぞれは、誘
電体基体１を共用し、誘電体基体１を介して一体化され
ている。誘電体基体１は、開放面２１を除いて、外面の
大部分が外導体膜３によって覆われている。

【００５９】共振部Ｑ１は第１の孔４１と第２の孔５１
とを含む。共振部Ｑ２は第１の孔４２と第２の孔５２と
を含む。共振部Ｑ３は第１の孔４３と第２の孔５３とを
含む。第１の孔４１〜４３及び第２の孔５１〜５３の個
別的構造、及び、相対関係は、既に説明した通りであ
る。

【００６０】図示実施例の場合、第１の孔４１〜４３の
内部に設けられた第１の内導体６１〜６３のそれぞれ
と、外導体膜３との間には、誘電体層７１、７２、７
３、７５、７７及び７８による静電容量Ｃ０１、Ｃ０
２、Ｃ０３、Ｃ０５、Ｃ０７、Ｃ０８があり、共振部Ｑ
１と共振部Ｑ２との間には、誘電体層７４による静電容
量Ｃ０４があり、共振部Ｑ２と共振部Ｑ３との間には、
誘電体層７６による静電容量Ｃ０６がある（図１９、図
２０参照）。静電容量Ｃ０１〜Ｃ０８の値は、所望する
特性に応じて適宜設定する。更に、共振部Ｑ１〜Ｑ３の
それぞれにおいて、誘電体層７１の厚みｄ１１〜ｄ１３
（図１７参照）を異ならせ、静電容量Ｃ０１を共振部Ｑ
１〜Ｑ３のそれぞれにおいて、互いに異ならせてもよ
い。

【００６１】実施例において、共振部Ｑ１、Ｑ３の間に
位置する共振部Ｑ２は、第１の孔４２の深さが共振部Ｑ
１、Ｑ３よりも浅く、且、誘電体層７１の厚みｄ１２が
共振部Ｑ１、Ｑ３における誘電体層７１の厚みｄ１１、
ｄ１３よりも大きい（図１７参照）。従って、共振部Ｑ
２の静電容量Ｃ０１は、共振部Ｑ１、Ｑ３の静電容量Ｃ
０１よりも小さくなる。

【００６２】第１の端子１１は、外面２２において、第
１の孔４１に対応する位置に、絶縁ギャップｇ２１によ
って、外導体膜３から電気絶縁した状態で配置されてい
る。

【００６３】第２の端子１２は、外面２２において、第
３の孔４３と対応する位置に、絶縁ギャップｇ２２によ
って、外導体膜３から電気絶縁した状態で配置されてい
る。

【００６４】図１７〜図２０に示した実施例によれば、
先の実施例と同様の小型化及び低背化が得られる他、よ
り多くの共振部Ｑ１〜Ｑ３を有するので、周波数選択特
性が向上する。

【００６５】次に、図１７〜図２０に示した誘電体フィ
ルタの周波数特性について、具体例を挙げて説明する。
図１７〜図２０に示した実施例において、誘電体基体１
は、比誘電率εｒ＝９２の誘電体材料を用い、略直方体
の形状とした。誘電体基体１の形状は、面２３で見た平
面積が（４．２ｍｍ×２ｍｍ）、長さＬ１は２．５ｍｍ
とした。第２の孔５１〜５３の孔径Ｄ２は０．７ｍｍと
した。隣り合う第１の孔４１〜４３の対向する面の距離
が近いためこの部分に大きな容量が発生する。このた
め、隣り合う共振部Ｑ１〜Ｑ３は容量性結合を示す。

【００６６】図２１は上記具体例の帯域通過フィルタ特
性Ｌ１１及び挿入損失特性Ｌ２１を示している。図にお
いて、横軸に周波数（ＭＨｚ）をとり、左縦軸に帯域通
過フィルタ特性Ｌ１１のための減衰量（ｄＢ）をとり、
右縦軸に挿入損失特性Ｌ２１のための挿入損失（ｄＢ）
をとってある。

【００６７】図２２は３つの共振部Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３を
有する誘電体フィルタの別の実施例を示す斜視図、図２
３は図２２に対応する断面図である。図２２及び図２３
に示した実施例の基本的構造は、図１７〜図２０に示し
た実施例と同様であるが、共振部Ｑ１〜Ｑ３の構成がほ
ぼ同じである点、共振部Ｑ１〜Ｑ３の第１の孔４１〜４
３の相互間隔が、図１７〜図２０の場合よりも拡大され
ている点、及び、共振部Ｑ１〜Ｑ３の第１の孔４１〜４
３と、外導体膜３との間の距離に相当する誘電体層７１
の厚みｄ１１、ｄ１２、ｄ１３が、図１７〜図２０の場
合よりも縮小されている点で、異なる。

【００６８】次に、図２２、図２３に示した誘電体フィ
ルタの周波数特性について、具体例を挙げて説明する。
図２１、図２２に示した実施例において、誘電体基体１
は、比誘電率εｒ＝９２の誘電体材料を用い、略直方体
の形状とした。誘電体基体１の形状は、面２３で見た平
面積が（４．２ｍｍ×２ｍｍ）、長さＬ１は２．５ｍｍ
とした。第２の孔５１〜５３の孔径Ｄ２は０．７ｍｍと
した。

【００６９】図２２、図２３に示した実施例の場合、共
振部Ｑ１〜Ｑ３の第１の孔４１〜４３の相互間隔が、図
１７〜図２０の場合よりも拡大されているため、共振部
Ｑ１〜Ｑ３の相互間に発生する容量は小さい。他方、共
振部Ｑ１〜Ｑ３の第１の孔４１〜４３と、外導体膜３と
の間の距離（ｄ１１、ｄ１２、ｄ１３）が、図１７〜図
２０の場合よりも縮小されているため、この部分に発生
する容量（Ｃ０１）は比較的大きい。このため、隣り合
う共振器Ｑ１〜Ｑ３の相互は誘導性結合を示す。この
点、容量性結合を示す図１７〜図２０の実施例と異な
る。

【００７０】図２４は図２２、図２３の実施例に係る上
記具体例の帯域通過フィルタ特性Ｌ１１及び挿入損失特
性Ｌ２１を示している。図において、横軸に周波数（Ｍ
Ｈｚ）をとり、左縦軸に帯域通過フィルタ特性Ｌ１１の
ための減衰量（ｄＢ）をとり、右縦軸に挿入損失特性Ｌ
２１のための挿入損失（ｄＢ）をとってある。

【００７１】本発明に係る誘電体装置は、誘電体共振
器、誘電体フィルタまたはデュプレクサを広くカバーす
る装置として用いることができる。この内、誘電体共振
器及び誘電体フィルタについては、これまで、図１〜図
２４を参照して詳細に説明した。紙面の都合上、これら
についての説明は、以上に留めるが、より多くの共振部
を備え得ること、図示され、かつ、説明された各実施例
の組み合わせが多数存在し得ること等は自明である。

【００７２】次に、本発明に係る誘電体装置のもう一つ
の重要な適用例であるデュプレクサについて説明する。

【００７３】図２５は本発明に係るデュプレクサの斜視
図、図２６は図２５に示したデュプレクサを背面側から
みた斜視図、図２７は図２５の２７ー２７線に沿った断
面図である。図示されたデュプレクサは６つの共振部Ｑ
１〜Ｑ６を有する。共振部Ｑ１〜Ｑ６のそれぞれは、誘
電体基体１を共用し、誘電体基体１を介して一体化され
ている。誘電体基体１は、開放面２１となる一面を除い
て、外面の大部分が外導体膜３によって覆われている。

【００７４】共振部Ｑ１〜Ｑ６の内、共振部Ｑ１は第１
の孔４１と第２の孔５１との組み合わせ、共振部Ｑ２は
第１の孔４２と第２の孔５２との組み合わせ、共振部Ｑ
３は第１の孔４３と第２の孔５３との組み合わせを、そ
れぞれ含む。共振部Ｑ４は第１の孔４４と第２の孔５４
との組み合わせ、共振部Ｑ５は第１の孔４５と第２の孔
５５との組み合わせ、共振部Ｑ６は第１の孔４６と第２
の孔５６との組み合わせを、それぞれ含む。

【００７５】第１の孔（４１〜４６）と第２の孔（５１
〜５６）の個別的構造、及び、相対関係の詳細は、図１
〜図２０を参照して説明した通りである。第１の孔（４
１〜４６）は、第１の内導体（６１〜６６）を有し、第
２の孔（５１〜５６）は第２の内導体８１〜８６を有す
る。

【００７６】デュプレクサは、アンテナ共用器として用
いられるので、共振部Ｑ１〜Ｑ３、及び、共振部Ｑ４〜
Ｑ６の何れか一方が送信用、他方が受信用となる。送信
周波数と受信周波数は互いに異なるので、共振部Ｑ１〜
Ｑ３の共振特性と、共振部Ｑ４〜Ｑ６の共振特性とは、
互いに異ならせる。

【００７７】送信側の共振部Ｑ１〜Ｑ３のうち、共振部
Ｑ１に含まれる第１の孔４１には、外面２４に設けられ
た第１の端子１１が、誘電体基体１による誘電体層を介
して、結合されている。

【００７８】共振部Ｑ４〜Ｑ６のうち、共振部Ｑ６に含
まれる第１の孔４６には、誘電体基体１の外面２４の側
に設けられた第３の端子１３が、誘電体基体１による誘
電体層を介して、結合されている。この場合の容量結合
の詳細も、既に説明した通りである。

【００７９】更に、中間の共振部Ｑ３、Ｑ４の第１の孔
４３、４４に対しては、外面２４の側において、アンテ
ナ接続用の第２の端子１２が接続される。

【００８０】第１乃至第３の端子１１〜１３は、外面２
２において、絶縁ギャップｇ２１〜ｇ２３によって外導
体膜３から電気絶縁した状態で、配置されている。第１
乃至第３の端子１１〜１３は実装基板上に面付けするた
めに用いることができる。

【００８１】共振部Ｑ１〜Ｑ３は、第１の孔４１〜４３
が縦長（図２５において）であり、共振部Ｑ４〜Ｑ６の
第１の孔４４〜４６は横長である。共振部Ｑ１〜Ｑ３の
第１の孔４１〜４３は、共振部Ｑ４〜Ｑ６の第１の孔４
４〜４６よりも、外導体膜３に対する距離が小さい。従
って、共振部Ｑ１〜Ｑ３は、誘導性結合を示し、共振部
Ｑ４〜Ｑ６は、容量性結合を示す。

【００８２】図示は省略するが、デュプレクサについて
も、誘電体共振器または誘電体フィルタで例示した各種
の構造（図１乃至図２３参照）を適用することができる
ことは勿論である。

【００８３】次に、図２５〜図２７に示したデュプレク
サの具体例について説明する。図２５〜図２７に示した
実施例において、誘電体基体１は、比誘電率εｒ＝９２
の誘電体材料を用い、略直方体の形状とした。誘電体基
体１の形状は、面２３で見た平面積が（８．５ｍｍ×２
ｍｍ）、長さＬ１は２．５ｍｍとした。第２の孔５１〜
５６の孔径Ｄ２は０．６ｍｍとした。

【００８４】図２８は上述した具体例に係るデュプレク
サの周波数特性である。図において、横軸に周波数（Ｍ
Ｈｚ）をとり、左縦軸に帯域通過フィルタ特性Ｌ１１、
Ｌ１２のための減衰量（ｄＢ）をとり、右縦軸に挿入損
失特性Ｌ２１、Ｌ２２のための挿入損失（ｄＢ）をとっ
てある。帯域通過フィルタ特性Ｌ１１は共振部Ｑ１〜Ｑ
３による特性、帯域通過フィルタ特性Ｌ１２は共振部Ｑ
４〜Ｑ６による特性である。挿入損失特性Ｌ２１は共振
部Ｑ１〜Ｑ３のの特性、挿入損失特性Ｌ２２は共振部Ｑ
４〜Ｑ６による特性である。

【００８５】上述したように、共振部Ｑ１〜Ｑ３は、誘
導性結合を示し、共振部Ｑ４〜Ｑ６は、容量性結合を示
すから、片側の３つの共振器を高い周波数の帯域通過フ
ィルタに、反対側の３つの共振器を低い周波数の帯域通
過フィルタにすると互いに相手帯域の減衰特性の良好な
デュプレクサを得ることができる。

【００８６】本発明は以上の具体例に限定されるもので
はない。複数の共振部Ｑ１〜Ｑ６を形成する誘電体基体
１では、面２３以外の面から形成する第１の孔４１〜４
６は必ずしも同一の側面から形成されている必要はな
い。入出力端子や調整の都合に合わせて適当な側面に設
置してもよい。第１の孔４１〜４６の周囲の導体が無い
部分は、所望する電気的性能により、導体によって分離
されていても、また一体になっていてもよい。第２の孔
５１〜５６の隣に形成される他の共振部は、面２３と対
向する面２４から形成されていてもよい。

【００８７】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、次
のような効果を得ることができる。（ａ）小型化及び低背化に適した誘電体装置を提供する
ことができる。（ｂ）面付け実装の可能な誘電体装置を提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る誘電体共振器の斜視図である。

【図２】図１に示した誘電体共振器を背面側から見た斜
視図である。

【図３】図１の３ー３線に沿った断面図である。

【図４】図３の４ー４線に沿った断面図である。

【図５】誘電体共振器の実施例を示す斜視図である。

【図６】図５の６ー６線に沿った拡大断面図である。

【図７】本発明に係る誘電体フィルタの斜視図である。

【図８】図７に示した誘電体フィルタを底面側から見た
斜視図である。

【図９】図７の９ー９線に沿った断面図である。

【図１０】本発明に係る誘電体フィルタの斜視図であ
る。

【図１１】図１０に示した誘電体フィルタを背面側から
見た斜視図である。

【図１２】図１０の１２ー１２線に沿った断面図であ
る。

【図１３】図１２の１３ー１３線に沿った断面図であ
る。

【図１４】本発明に係る誘電体フィルタの別の実施例を
示す斜視図である。

【図１５】本発明に係る誘電体フィルタの別の実施例を
示す斜視図である。

【図１６】図１５の１６ー１６線に沿った断面図であ
る。

【図１７】３つの共振部を有する誘電体フィルタを示す
斜視図である。

【図１８】図１７に示した誘電体フィルタを背面側から
見た斜視図である。

【図１９】図１７の１９ー１９線に沿った断面図であ
る。

【図２０】図１９の２０ー２０線に沿った断面図であ
る。

【図２１】図１７〜図２０の実施例に係る具体例の帯域
通過フィルタ特性及び挿入損失特性を示す図である。

【図２２】３つの共振部を有する誘電体フィルタの別の
実施例を示す斜視図である。

【図２３】図２２に示した実施例の図２０に対応する断
面図である。

【図２４】図２２、図２３の実施例に係る具体例の帯域
通過フィルタ特性及び挿入損失特性を示す図である。

【図２５】本発明に係るデュプレクサの斜視図である。

【図２６】図２５に示したデュプレクサを底面側からみ
た斜視図である。

【図２７】図２５の２７ー２７線に沿った断面図であ
る。

【図２８】図２５〜図２７に示した具体例に係るデュプ
レクサの周波数特性である。

【符号の説明】

１誘電体基体２１〜２６外面３外導体膜４１〜４６第１の孔５１〜５６第２の孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平７−312505（ＪＰ，Ａ) 特開平５−275904（ＪＰ，Ａ) 特開平９−223904（ＪＰ，Ａ) 特開平８−330808（ＪＰ，Ａ) 特開平８−321702（ＪＰ，Ａ) 特開平２−20103（ＪＰ，Ａ) 特開平８−250904（ＪＰ，Ａ) 特開2002−64307（ＪＰ，Ａ) 実開平５−63104（ＪＰ，Ｕ) 実開平２−38804（ＪＰ，Ｕ) 米国特許5731746（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01P 7/04 H01P 1/205 H01P 1/213

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】誘電体基体と、少なくとも一つの共振部
と、端子とを含む誘電体装置であって、前記誘電体基体は、一面とその他の外面に外導体膜を備
えており、前記共振部は、第１の孔と、第２の孔とを含んでおり、前記第１の孔は、前記誘電体基体に設けられ、一端が前記一面に開口し、
前記一面からその対向する外面の方向に向かい、内部に
第１の内導体を備え、前記第１の内導体が前記一面にお
いてギャップによって前記外導体膜から隔てられてお
り、前記第２の孔は、前記誘電体基体に設けられ、前記一面と対向していない
外面に開口し、前記誘電体基体の内部で前記第１の孔に
連なり、内部に第２の内導体を備え、前記第２の内導体
は一端が前記誘電体基体の内部で前記第１の内導体に連
なり、他端が前記外導体膜に連なり、前記第１の孔は、他端部が、前記第２の孔との連接領域
から、奥行き方向に突出しており、前記端子は、前記誘電体基体の前記外面に備えられ、前
記誘電体基体を介して、前記第１の孔の前記他端部に備
えられた前記第１の内導体と電気的に結合されている装
置。
【請求項２】誘電体基体と、少なくとも一つの共振部
とを含む誘電体装置であって、前記誘電体基体は、一面とその他の外面に外導体膜を備
えており、前記共振部は、第１の孔と、第２の孔とを含んでおり、前記第１の孔は、前記誘電体基体に設けられ、一端が前記一面に開口し、
前記一面からその対向する外面の方向に向かい、内部に
第１の内導体を備え、前記第１の内導体が前記一面にお
いてギャップによって前記外導体膜から隔てられてお
り、前記第２の孔は、前記誘電体基体に設けられ、前記一面と対向していない
外面に開口し、前記誘電体基体の内部で前記第１の孔に
連なり、内部に第２の内導体を備え、前記第２の内導体
は一端が前記誘電体基体の内部で前記第１の内導体に連
なり、他端が前記外導体膜に連なり、前記第１の孔は複数であり、前記第１の孔のそれぞれ
は、前記誘電体基体の異なる外面に開口し、それぞれに
備えられた前記第１の内導体が、前記誘電体基体の内部
で、前記第２の内導体に連続しており、更に、端子を含み、前記端子は前記誘電体基体の前記外
面に備えられ、前記誘電体基体を介して、前記第１の内
導体と電気的に結合されている装置。
【請求項３】誘電体基体と、少なくとも一つの共振部
とを含む誘電体装置であって、前記誘電体基体は、一面とその他の外面に外導体膜を備
えており、前記共振部は、第１の孔と、第２の孔とを含んでおり、前記第１の孔は、前記誘電体基体に設けられ、一端が前記一面に開口し、
前記一面からその対向する外面の方向に向かい、内部に
第１の内導体を備え、前記第１の内導体が前記一面にお
いてギャップによって前記外導体膜から隔てられてお
り、前記第２の孔は、前記誘電体基体に設けられ、前記一面と対向していない
外面に開口し、前記誘電体基体の内部で前記第１の孔に
連なり、内部に第２の内導体を備え、前記第２の内導体
は一端が前記誘電体基体の内部で前記第１の内導体に連
なり、他端が前記外導体膜に連なり、前記第１の孔は複数であり、前記第１の孔のそれぞれ
は、前記誘電体基体の異なる外面に開口し、前記誘電体
基体の内部で１つの前記第２の孔の端部と交差し、それ
ぞれに備えられた前記第１の内導体が、前記誘電体基体
の内部で、前記第２の内導体に連続している装置。
【請求項４】請求項３に記載された装置であって、端
子を含んでおり、前記端子は前記誘電体基体の前記外面
に備えられ、前記誘電体基体を介して、前記第１の内導
体と電気的に結合されている装置。
【請求項５】請求項１乃至４の何れかに記載された装
置であって、前記第２の孔が開口している外面と、前記
第１の孔との距離が、前記第２の孔に対向している面と
第１の孔との距離より長い装置。
【請求項６】請求項１乃至５の何れかに記載された装
置であって、前記共振部は複数であり、隣接する共振部
は、前記第１の内導体により、前記誘電体基体を介し
て、電気的に結合されている装置。
【請求項７】請求項１、２または４に記載された装置
であって、前記端子は、第１の端子と、第２の端子とを
含んでおり、前記第１の端子は、前記誘電体基体に備えられ、前記共
振部の少なくとも一つと電気的に結合し、前記第２の端子は、前記誘電体基体に備えられ、前記共
振部の他の少なくとも一つと電気的に結合している装
置。
【請求項８】請求項７に記載された装置であって、前記第１の端子は、前記誘電体基体の前記外面に備えら
れ、前記誘電体基体を介して、前記第１の内導体と電気
的に結合している装置。
【請求項９】請求項７に記載された装置であって、前記第１の端子は、前記誘電体基体の前記外面に備えら
れ、前記誘電体基体を介して、前記第２の内導体と電気
的に結合している装置。
【請求項１０】請求項７に記載された装置であって、前記第２の端子は、前記誘電体基体の前記外面に備えら
れ、前記誘電体基体を介して、前記第１の内導体と電気
的に結合している装置。
【請求項１１】請求項７に記載された装置であって、前記第２の端子は、前記誘電体基体の前記外面に備えら
れ、前記誘電体基体を介して、前記第２の内導体と電気
的に結合している装置。
【請求項１２】請求項８に記載された装置であって、
前記複数の共振部は、ステップ状の凹部を含んでおり、
前記凹部は、前記第２の孔が開口する外面に形成され、
その内部に複数の前記第２の孔を共通に含む装置。
【請求項１３】請求項１乃至３の何れかに記載された
装置であって、前記第１の孔は、大径部と、小径部とを含み、前記大径部は前記一面に開口し、前記小径部は前記大径
部に連なる装置。
【請求項１４】請求項１乃至３の何れかに記載された
装置であって、前記第２の孔は、大径部と、小径部とを含み、前記大径部は、前記第２の孔が開口する面に開口し、前
記小径部は前記大径部に連なる装置。
【請求項１５】請求項１乃至３の何れかに記載された
装置であって、誘電体フィルタである装置。
【請求項１６】請求項１乃至３の何れかに記載された
装置であって、デュプレクサである装置。
【請求項１７】請求項１６に記載された装置であっ
て、３つ以上の共振部と、第１乃至第３の端子とを含み、前記第１の端子は、前記共振部の少なくとも一つに電気
的に結合し、前記第２の端子は、前記共振部の他の少なくとも一つに
電気的に結合し、前記第３の端子は、前記共振部の残りの少なくとも一つ
に電気的に結合されている装置。