JP3592875B2 - 誘電体フィルタ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、誘電体フィルタの構造に係るもので、特に二枚の誘電体基板を貼り合わせて複数の共振素子を一体に形成する誘電体フィルタの通過帯域特性を改善してスプリアスを減少させるものである。
【０００２】
【従来の技術】
移動体通信等の高周波帯域のフィルタ等として誘電体フィルタが各方面で利用されている。この誘電体フィルタにも多くのタイプがあるが、小型化が可能でかつ製造が容易な誘電体フィルタとして、二枚の誘電体基板の一方に凹溝を形成し、これに平板の誘電体基板を貼り合わせて対向面を含む凹溝の部分に内導体、周囲に外導体、そして一方の端面に短絡導体を形成する１／４波長ＴＥＭ共振型誘電体フィルタが提案されている（特願平４−１８６１００＝特開平６−６１０７等） 。
【０００３】
図２は、その誘電体フィルタの一例の斜視図で、凹溝を形成した誘電体基板２１と平板の誘電体基板２２を接着して一体化したものである。接着後に貫通孔２３内に内導体が形成され、外周面には外導体が形成される。なお、貫通孔の開口する一方の端面には短絡導体が形成され、他方の端面は開放端面となる。これによって、１／４波長ＴＥＭ共振器を一体に形成した誘電体フィルタが得られる。
【０００４】
この誘電体フィルタでは、誘電体基板２１と誘電体基板２２との接着面に導体膜を形成して、入出力結合容量や共振器間の容量性の結合を得たり、その値を調整することができる。入出力端子電極２６は面実装の要求から、外導体に囲まれた導体膜として、誘電体ブロックの端面を中心に隣接する表面まで延ばして形成することが多い。当然、入出力端子電極２６は外導体とは絶縁されなければならないので、その周囲は誘電体が露出することになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、入出力端子電極の周囲に誘電体が露出する部分ができると、この部分での電界、磁界は導体膜で囲まれた状態とは異なり、乱れが生じる。図３の破線３８で示したように、中心周波数の２倍、３倍の高調波成分が強く現れて通過帯域特性が劣化する。
【０００６】
本発明は、この高調波成分のスプリアス成分のレベルを下げるとともに、その周波数を上昇させることによって、通過帯域特性を改善するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、誘電体ブロックを構成する誘電体材料を選択するとともに、入出力端子電極の位置を選択することによって、上記の課題を解決するものである。
【０００８】
すなわち、二枚の誘電体基板が接着されて複数の共振器が一体に形成された誘電体フィルタにおいて、直線的に伸びる複数の平行な凹溝を具えた第一の誘電体基板の凹溝のある表面に第一の誘電体基板よりも誘電率の低い平板の第二の誘電体基板が接着されて複数の貫通孔が形成された誘電体ブロックからなり、貫通孔内に内導体が、貫通孔の伸びる方向に平行な表面および端面に外導体が、貫通孔の開口する一方の端面に短絡導体がそれぞれ形成されて複数の共振器が誘電体ブロック内に一体に形成され、第二の誘電体基板上に形成される端子電極の面積が第一の誘電体基板上に形成される端子電極の面積よりも大きいことに特徴を有するものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
凹溝を具えた誘電体基板の誘電率を９０程度と高くし、平板の誘電体基板の誘電率を４０以下と低くして、二枚の誘電体基板を貼り合わせる。誘電率の低い平板の誘電体基板側に、入出力端子電極を形成して、凹溝を具えた誘電体基板に懸かる部分を最小限とする。これによって、端子電極の部分に集まる電界、磁界を相対的に減少させ、その乱れの影響を減らすものである。
【００１０】
【実施例】
以下、図面を参照して、本発明の実施例について説明する。
【００１１】
図１は、本発明の実施例を示す斜視図である。凹溝を有する誘電体基板１１の凹溝のある表面に平板の誘電体基板１２を接着して一体化したもので、凹溝によってできる貫通孔１３内に導体膜を形成して内導体１４とし、外周面にも導体膜を形成して外導体１５とする。図示しないが、貫通孔１３が開口する一方の端面には短絡導体が形成され、その反対側の端面は開放端面となり、これによって１／４波長ＴＥＭ共振型の誘電体フィルタが構成される。
【００１２】
二枚の誘電体基板１１、１２の接着面には内導体との結合容量を得たり、内導体のインピーダンス整合点へ接続するための導体膜が形成され、その端部は端面まで引き出されて、端子電極１６と接続される。
【００１３】
本発明による誘電体フィルタにおいては、凹溝の形成される誘電体基板１１の誘電率を９０程度と比較的高くし、貼り合わせる平板の誘電体基板１２の誘電率を３７程度と比較的低くした。この誘電率は、誘電体フィルタの特性やサイズによって任意に選択でき、凹溝のある側の誘電率が相対的に高くなるようにすればよい。これによって、各々の共振子ユニットは、三方に高い誘電率の部分を、一方に低い誘電率の部分を具えることになる。
【００１４】
また、端子電極１６は、その大部分が誘電率の低い平板の誘電体基板１２の表面に位置するように形成するとよい。接着面に架かる必要があるので、一部分は凹溝を有する誘電率の高い誘電体基板１１の上にも位置してしまうが、大部分が誘電率の低い平板の誘電体基板１２の上に形成すればよい。この端子電極１６は端面から表面に跨がるように形成しておくと表面実装に適した構造となる。
【００１５】
上記の構造を採用した誘電体フィルタの特性を図３の実線１８で示す。図に現れているように、２倍の高調波のスプリアス成分の周波数も上にずれ、またレベルも大幅に下がっている。ただし、３倍の成分は周波数はずれるものの、レベルは高いままであった。しかし、実用的には２倍の成分を減衰させることが可能となるので、誘電体フィルタの通過帯域特性は大幅に向上する。
【００１６】
本発明は上記の例に限られるものではなく、誘電体基板を貼り合わせて誘電体ブロックを構成する誘電体フィルタ全般に応用できる。また、三枚以上の誘電体基板を重ねる場合にも利用でき、この場合にも平板の誘電体基板の誘電率を低くする。
【００１７】
【発明の効果】
本発明によれば、入出力電極による電界や磁界の乱れを最小限に抑えることができるので、高調波の出力レベルを抑えることが可能となり、通過帯域特性を大幅に改善することができる。
【００１８】
また、材料の選択のみで実現することができ、通常の製造方法をそのまま利用して、特性の良好な誘電体フィルタを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す斜視図
【図２】従来の誘電体フィルタの一例の斜視図
【図３】本発明による誘電体フィルタと従来の誘電体フィルタの特性の説明図
【符号の説明】
１１、１２、２１、２２：誘電体基板
１３、２３：貫通孔
１６、２６：端子電極

Claims (4)

1. 二枚の誘電体基板が接着されて複数の共振器が一体に形成された誘電体フィルタにおいて、直線的に伸びる複数の平行な凹溝を具えた第一の誘電体基板の凹溝のある表面に第一の誘電体基板よりも誘電率の低い平板の第二の誘電体基板が接着されて複数の貫通孔が形成された誘電体ブロックからなり、貫通孔内に内導体が、貫通孔の伸びる方向に平行な表面および端面に外導体が、貫通孔の開口する一方の端面に短絡導体がそれぞれ形成されて複数の共振器が誘電体ブロック内に一体に形成され、第二の誘電体基板上に形成される端子電極の面積が第一の誘電体基板上に形成される端子電極の面積よりも大きいことを特徴とする誘電体フィルタ。
2. 二枚の誘電体基板の接着面に、基板端面に引き出される入出力用の導体パターンを具え、それらの導体パターンが端子電極と接続される請求項１記載の誘電体フィルタ。
3. 二枚の誘電体基板の接着面に、基板端面に引き出される入出力用の導体パターンを具え、それらの導体パターンが第二の誘電体基板の端面に形成された端子電極と接続される請求項１記載の誘電体フィルタ。
4. 二枚の誘電体基板の接着面に、基板端面に引き出される入出力用の導体パターンを具え、それらの導体パターンが第二の誘電体基板の表面から端面に跨って形成された端子電極と接続される請求項１記載の誘電体フィルタ。

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