JP3505765B2 - 誘電体フィルタ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は、筒状の誘電体の内周面
及び外周面に電極を形成してなる誘電体同軸共振器を用
いた誘電体フィルタに係り、特にその構造に関するもの
である。 【０００２】 【従来の技術】図９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１００は、２個
の誘電体同軸共振器１０１を縦続接続してなる２段構成
のフィルタである。誘電体同軸共振器１０１は、断面矩
形の筒状のセラミックス等からなる誘電体１０２の一方
端面１０２Ａ（以下、開放端面という）を除く外周面及
び孔１０３の内周面に銅等の電極１０４を形成してなる
終端ショートの１／４波長同軸共振器である。 【０００３】２個の誘電体同軸共振器１０１は、開放端
面１０２Ａ側に配置された結合基板１０５により縦続接
続されている。結合基板１０５は、表面に一対の電極１
０６Ａ，１０６Ｂが形成され、各電極１０６Ａ，１０６
Ｂに誘電体同軸共振器１０１の内導体が結合端子１０７
Ａ，１０７Ｂを介してそれぞれ接続されている。また、
電極１０６Ａ及び１０６Ｂは、基板表面に搭載されたチ
ップコンデンサ１０８で接続されている。 【０００４】更に、結合基板１０５の裏面の上記電極１
０６Ａ，１０６Ｂの対向位置にそれぞれ電極が設けら
れ、各電極に入出力用の端子１０９，１１０が取り付け
られている。 【０００５】そして、上記誘電体同軸共振器１０１、結
合基板１０５及び端子１０９，１１０が接続された内部
ユニットが金属ケース１１１に収納され、上方からカバ
ー１１２が取り付けられて誘電体フィルタ１００が構成
されている。 【０００６】 【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１００は、誘電体同軸共振器１０１、結合基板１０
５、結合端子１０７Ａ，１０７Ｂ、チップコンデンサ１
０８、入出力用の端子１０９，１１０、金属ケース１１
１及びカバー１１２の多数の部品を必要としているの
で、構造が複雑化し、組立工数及び製造コストの削減を
困難にしていた。 【０００７】特に結合端子１０７Ａ，１０７Ｂ、チップ
コンデンサ１０８、入出力用の端子１０９，１１０、金
属ケース１１１及びカバー１１２等の多数の別個に製造
される部品から構成されているので、材料コストの削減
が困難である。 【０００８】また、上記部品の組立作業における誘電体
同軸共振器１００の構造のバラツキに起因して機械的強
度特性やフィルタ特性等のバラツキも大きくなってい
る。 【０００９】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
であり、部品点数が少なく、コンパクトかつ構造の簡単
な誘電体フィルタを提供することを目的とする。 【００１０】 【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、軸方向の孔を有する筒状の誘電体の所定
の外周面及び孔の内周面に電極を形成してなる２以上の
誘電体同軸共振器と、上記誘電体同軸共振器の開放端面
に取り付けられ、該誘電体同軸共振器間の結合及び信号
の入出力を行なう結合回路が設けられた結合部材とから
なる誘電体フィルタにおいて、上記結合部材は、上記誘
電体同軸共振器の各孔に嵌入装着される嵌入部を有する
絶縁材からなり、部材本体及び嵌入部の表面に所定の電
極を形成して上記結合回路が形成されると共に、前記電
極が形成された部材表面には、該電極を取り囲んで接地
電極が形成されており、上記嵌入部を上記誘電体同軸共
振器の孔に嵌入装着して取り付けられている構成を備
え、上記結合回路は、少なくとも１の容量を含み、該容
量は、上記結合部材の嵌入部の間に突設された突部に対
構造の電極を形成して構成され、前記対構造の電極は、
嵌入部の外表面に形成された電極とそれぞれ接続されて
おり、さらに該嵌入部外表面の電極は上記誘電体同軸共
振器の各孔の内周面電極と接続されていることを特徴と
するものである。 【００１１】 【作用】本発明によれば、開放端面の面を揃えて並設さ
れた２以上の誘電体同軸共振器の該開放端面に結合部材
を取り付けて誘電体フィルタが構成される。結合部材
は、部材本体及び嵌入部の表面に所定の電極を形成して
上記誘電体同軸共振器の結合及び信号の入出力を行なう
結合回路が形成され、上記嵌入部を対応する誘電体同軸
共振器の内導体が形成された孔に嵌入装着して取り付け
られる。 【００１２】結合部材が誘電体同軸共振器に取り付けら
れると、嵌入部の表面に形成された電極が各誘電体同軸
共振器の孔の内周面に形成された電極（内導体）に接続
され、これにより各誘電体同軸共振器が該嵌入部を介し
て上記結合回路に接続され、フィルタが構成される。こ
の際、結合部材の部材本体表面に形成された電極を取り
囲んで形成された接地電極は、結合部材に設けられた結
合回路をシールドする。 【００１３】また、本発明によれば、結合回路に含まれ
る容量は、上記結合部材の嵌入部の間に突設された突部
に対構造の電極を形成して構成される。この対構造の電
極に、嵌入部の外表面に形成された電極がそれぞれ接続
（導通）され、さらに該嵌入部外表面の電極は上記誘電
体同軸共振器の各孔の内周面電極と接続（導通）される
ことで、前記容量を介して誘電体同軸共振器が縦続接続
されるものである。 【００１４】 【実施例】本発明に係る誘電体フィルタについて、図面
を用いて説明する。 【００１５】図１は、本発明に係る誘電体フィルタの分
解斜視図である。また、図２〜図４は、同誘電体フィル
タの結合部材の平面図、正面図及び右側面図である。更
に、図５，図６は、それぞれ図３のＡ−Ａ断面図と図４
のＢ−Ｂ断面図であり、図７は、同誘電体フィルタの等
価回路である。 【００１６】誘電体フィルタ１は、２個の誘電体同軸共
振器２，２′と該誘電体同軸共振器２，２′の端面２１
Ａ，２１Ａ′に装着される結合部材３とから構成されて
いる。 【００１７】誘電体同軸共振器２は、断面正方形の中心
に軸方向に延びる貫通孔２２が穿設された角柱状の誘電
体２１の、一方端面２１Ａを除く外周面及び貫通孔２２
の内周面に銅、銀、白金等の電極４（図中、点描で示
す）を形成してなる終端ショートの１／４波長同軸共振
器である。誘電体同軸共振器２の大きさは、任意に設定
可能であるが、自動車電話や携帯電話等に応用されるも
のでは、例えば断面が３mm角で長さが８mm前後の小形サ
イズのものが実用されている。 【００１８】誘電体２１は、比誘電率が数１０〜１００
の高誘電率セラミックスからなり、略λｇ／４（λｇ；
共振周波数の管内波長）の軸方向寸法を有している。上
記貫通孔２２の内周面に形成された電極４により同軸共
振器の内導体が構成され、貫通孔２２に平行な外周面に
形成された電極４により同軸共振器の外導体が構成さ
れ、内導体及び外導体は電極が形成されない端面２１Ａ
（以下、開放端面２１Ａという）に対向する端面（以
下、終端面という）に形成された電極４により終端が短
絡されている。 【００１９】上記電極４は、例えば銅、銀、白金等の導
電ペーストを誘電体２１の内周面及び外周面の全面に塗
布した後、該誘電体２１を所定の高温で加熱し、塗布さ
れた導電ペーストを焼成して形成される。また、電極４
は、無電解メッキ法によって形成される。そして、端面
２１Ａに形成された電極４を除去して誘電体同軸共振器
２が完成される。 【００２０】なお、誘電体同軸共振器２′も誘電体同軸
共振器２と同様に構成されている。同図では、誘電体同
軸共振器２及び誘電体同軸共振器２′は、同一の同軸共
振器としているが、軸方向寸法の異なる同軸共振器であ
ってもよい。 【００２１】結合部材３は、上記誘電体同軸共振器２，
２′を相互に結合して２段構成のフィルタ回路を構成す
るとともに、該フィルタ回路への信号の入出力を行なう
入出力回路を構成するものである。 【００２２】結合部材３は、ポリエチレン（ＰＥ）樹
脂、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＥＦ）樹脂、ガ
ラスエポキシ樹脂等の絶縁材からなり、上記誘電体同軸
共振器２，２′の装着面（開放端面２１Ａ，２１Ａ′）
と同一の矩形形状を有するとともに、上記装着面に対向
する面に凹部３１が形成され、かつ、該凹部３１内の上
記誘電体同軸共振器２，２′の貫通孔２２，２２′との
対向位置に該貫通孔２２，２２′の断面形状と同一の断
面形状を有する筒状の突部３２，３２′が突設されてい
る。 【００２３】上記突部３２，３２′は、上記貫通孔２
２，２２′に嵌入装着して結合部材３を誘電体同軸共振
器２，２′の開放端面２１Ａ，２１Ａ′に取り付けるた
めのもので、その外周面に電極４′を形成して上記貫通
孔２２，２２′への導電性の嵌入部が構成されている
（図５、参照）。 【００２４】なお、上記突部３２，３２′を筒状にして
いるのは、上記貫通孔２２，２２′への嵌入を容易にす
るためのもので、上記突部３２，３２′を中実の棒状に
してもよい。また、本実施例では結合部材３に一体的に
突部３２，３２′を形成しているが、上記突部３２，３
２′に代えて銅、アルミニウム、リン青銅等の金属から
なる筒状の棒部材を結合部材３に埋設して嵌入部を構成
してよい。 【００２５】また、上記結合部材３の凹部３１の底面略
中央の上記突部３２，３２′間に所定の高さを有する突
部３３が突設されている。そして、上記突部３２，３
２′の外周面及び上記突部３３の突部３２，３２′との
対向面に電極４′が形成され、両電極４′は、結合部材
３の底面に形成された電極４′により接続されている。 【００２６】上記突部３３に形成された対構造の電極
４′は、突部３３を挟んで結合し、容量Ｃ３（図７、参
照）を構成するものである。また、突部３２，３２′の
外周面に形成された電極４′は、誘電体同軸共振器２，
２′の各内導体を上記容量Ｃ３各電極に接続するための
ものである。 【００２７】更に、結合部材３の両側面３Ａ，３Ｂの内
側面の適所に電極４′が形成されている。この電極４′
は、後述する端子電極３５，３６と容量結合して外部結
合容量Ｃ１，Ｃ２を構成するもので、結合部材３の底面
に形成された電極４′によりそれぞれ突部３２，３２′
の外周面に形成された電極４′に接続されている。 【００２８】また、結合部材３の両側面３Ａ，３Ｂ及び
底面３Ｃの適所に帯状の端子電極３５，３６が形成され
ている。端子電極３５，３６は、側面３Ａ，３Ｂから底
面３Ｃに回り込ませて形成されている。端子電極３５，
３６の結合部材３の両側面３Ａ，３Ｂに形成された部分
は、内側面の電極４′との対向位置に形成され、上記内
側面に形成された電極４′と容量結合して上記外部結合
容量Ｃ１，Ｃ２が構成されている。 【００２９】更に、結合部材３の外周面３Ａ〜３Ｄの全
面に上記端子電極３５，３６を取り囲んで電極４′が形
成されている。この電極４′は、結合部材３に設けられ
た回路をシールドするための接地電極３７を構成するも
のである。 【００３０】上記構成において、誘電体フィルタ１の組
立は、嵌入部３２，３２′をそれぞれ貫通孔２２，２
２′に嵌入させて、結合部材３を誘電体同軸共振器２，
２′の開放端面２１Ａ，２１Ａ′に取り付けることによ
り行なわれる。 【００３１】上記嵌入部３２，３２′は、貫通孔２２，
２２′に圧入させてもよいが、貫通孔３内の電極４との
接続を確実に行なうため、該電極４と嵌入部３２，３
２′の電極４′とを半田付けや導電接着剤により固着す
るとよい。 【００３２】結合部材３が誘電体同軸共振器２，２′に
取り付けられると、嵌入部３２，３２′が誘電体同軸共
振器２，２′の貫通孔２２，２２′の内周面に形成され
た電極４（内導体）と接続され、これにより結合部材３
の凹部３１に設けられた結合回路に接続され、該結合回
路を介して縦続接続される。すなわち、誘電体同軸共振
器２，２′の各内導体が嵌入部３２，３２′を介して突
部３３に形成された容量Ｃ３を構成する両電極４′にそ
れぞれ、該容量Ｃ３を介して誘電体同軸共振器２，２′
が縦続接続される。 【００３３】一方、上記嵌入部３２，３２′は、結合部
材３の両側面３Ａ，３Ｂの内外面に形成された電極４′
及び端子電極３５，３６により構成される外部結合容量
Ｃ１，Ｃ２を介してそれぞれ端子電極３５，３６に容量
結合され、これにより等価的に、図７に示すフィルタ回
路が構成される。なお、図７において、Ｐ１，Ｐ２はそ
れぞれ上記端子電極３５，３６に対応し、θ１，θ２は
それぞれ上記誘電体同軸共振器２，２′に対応してい
る。 【００３４】上記のように、２個の誘電体同軸共振器
２，２′と該誘電体同軸共振器２，２′の開放端面２１
Ａ，２１Ａ′に取り付けられる結合部材３とにより誘電
体フィルタを構成しているので、構成部品が少なく、組
立工数及び組立時間が削減され、コスト低減を図ること
ができる。 【００３５】また、構造が簡単で、かつ構成部品の位置
が固定されるので、組立による構造のバラツキが少な
く、これによりフィルタ特性が安定し、延いては調整作
業の簡素化を図ることができる。 【００３６】更に、結合部材３の外周面に接地電極３７
を設けて結合部材３の内側面に設けられる回路をシール
ドするようにしているので、結合部材３からの高周波の
漏洩が低減され、フィルタ特性の安定化を図ることもで
きる。 【００３７】また、誘電体フィルタ１は、断面長方形の
柱状構造をなし、結合部材３の底面３Ｃを含む側面が実
装面となるように構成しているので、図８に示すよう
に、直接、プリント基板５に実装することができる。 【００３８】すなわち、プリント基板５の表面（搭載
面）に所定の入出力用のライン電極５１，５２及び接地
電極５３を形成し、該ライン電極５１，５２に結合部材
３に設けられた端子電極３５，３６をそれぞれ接続する
とともに、該接地電極５３に結合部材３に設けられた接
地電極３７及び誘電体同軸共振器２，２′の外周面に形
成された電極４（外導体）を接続して誘電体フィルタ１
がプリント基板５に実装される。 【００３９】なお、上記上記実施例では、２個の誘電体
同軸共振器を用いた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、３個以
上の誘電体同軸共振器を用いた誘電体フィルタについて
も適用することができる。 【００４０】また、上記実施例では、断面正方形の角柱
状の誘電体同軸共振器を用いた場合について説明した
が、誘電体同軸共振器の断面形状はこれに限定されるも
のではなく、長方形、三角形、円形及び楕円形等の任意
の断面形状にすることができる。断面形状が円形や楕円
形の誘電体同軸共振器は、多段構成にした場合、隣接す
る誘電体同軸共振器間に無駄なスペースが生じるから、
好ましくは扁平な側面を有する正方形、長方形及び三角
形等の多角形の断面形状を有する誘電体同軸共振器を用
いるのがよい。 【００４１】更に、上記実施例では結合部材の凹部内に
突部を設け、該突部の対向する面に電極を形成して結合
容量を構成したが、上記凹部内に櫛型に電極を対向配置
して平面的に結合容量を構成してもよい。また、上記実
施例では結合容量が１個の場合について説明したが、結
合容量が複数個の場合にも必要に応じて所要数の突部を
設け、該突部に電極を形成して所要の結合容量を構成す
ることができる。 【００４２】 【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
２以上の誘電体同軸共振器と、上記誘電体同軸共振器の
開放端面に取り付けられる結合部材とからなる誘電体フ
ィルタであって、上記結合部材を、上記誘電体同軸共振
器の各孔に嵌入装着される嵌入部を有する絶縁材からな
り、部材本体及び嵌入部の表面に所要の電極を形成して
上記誘電体同軸共振器を結合する結合回路を形成し、上
記嵌入部を上記誘電体同軸共振器の孔に嵌入装着して取
り付けるようにしたので、誘電体フィルタの構成部品が
少なく、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。 【００４３】また、組立が容易で、組立工数及び組立時
間が削減され、製造コストの低減に寄与する。さらに、
結合部材の外周面に接地電極を設けて結合部材に設けら
れる回路をシールドするようにしているので、結合部材
からの高周波の漏洩が低減され、フィルタ特性の安定化
を図ることもできる。 【００４４】また、結合部材本体に突部を突設し、該突
部に対構造の電極を形成して上記結合回路に含まれる容
量を構成するようにしたので、比較的容量値の大きいも
のも容易に構成することができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明に係る誘電体フィルタの分解斜視図であ
る。 【図２】本発明に係る誘電体フィルタの結合部材の平面
図である。 【図３】本発明に係る誘電体フィルタの結合部材の正面
図である。 【図４】本発明に係る誘電体フィルタの結合部材の右側
面図である。 【図５】図３のＡ−Ａ断面図である。 【図６】図４のＢ−Ｂ断面図である。 【図７】本発明に係る誘電体フィルタの等価回路であ
る。 【図８】本発明に係る誘電体フィルタのプリント基板へ
の実装方法を説明するための斜視図である。 【図９】従来の誘電体フィルタの分解斜視図である。 【符号の説明】 １ 誘電体フィルタ ２，２′ 誘電体同軸共振器 ２１ 誘電体 ２２，２２′ 貫通孔 ２１Ａ，２１Ａ′ 開放端面 ３ 結合部材 ３１ 凹部 ３２，３２′ 突部（嵌入部） ３３ 突部 ３５，３６ 端子電極 ３７ 接地電極 ４，４′ 電極 ５ プリント基板 ５１，５２ ライン電極 ５３ 接地電極

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)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 軸方向の孔を有する筒状の誘電体の所定
   の外周面及び孔の内周面に電極を形成してなる２以上の
   誘電体同軸共振器と、上記誘電体同軸共振器の開放端面
   に取り付けられ、該誘電体同軸共振器間の結合及び信号
   の入出力を行なう結合回路が設けられた結合部材とから
   なる誘電体フィルタにおいて、 上記結合部材は、上記誘電体同軸共振器の各孔に嵌入装
   着される嵌入部を有する絶縁材からなり、部材本体及び
   嵌入部の表面に所定の電極を形成して上記結合回路が形
   成されると共に、前記電極が形成された部材表面には、
   該電極を取り囲んで接地電極が形成されており、上記嵌
   入部を上記誘電体同軸共振器の孔に嵌入装着して取り付
   けられている構成を備え、 上記結合回路は、少なくとも１の容量を含み、該容量
   は、上記結合部材の嵌入部の間に突設された突部に対構
   造の電極を形成して構成され、前記対構造の電極は、嵌
   入部の外表面に形成された電極とそれぞれ接続されてお
   り、さらに該嵌入部外表面の電極は上記誘電体同軸共振
   器の各孔の内周面電極と接続されて いることを特徴とす
   る誘電体フィルタ。