JP3909646B2 - Dielectric filter, duplexer and multiplexer - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、誘電体ブロックに複数の共振器を形成してなる誘電体フィルタ、送受共用器及びマルチプレクサに関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
従来、セラミック誘電体を用いて形成された多段共振型の誘電体フィルタは、自動車電話機や携帯電話機などの移動無線通信機器、コードレス電話機、衛生通信機器などの電子回路を構成するのに広く利用されている。
【0003】
この種の誘電体フィルタは、セラミック誘電体からなる直方体形状の誘電体ブロックに複数の誘電体共振器を形成し、これら誘電体共振器を相互に電磁的に結合させて帯域通過型のフィルタとしたものであり、例えば特開平10−93305号公報や特表平8−512187号公報に記載されているものが知られている。
【0004】
誘電体フィルタは、携帯電話や自動車電話等の無線通信機器のアンテナと送信回路系及び受信回路系との間に配置されて、所定の送信周波数を有する送信信号を送信回路系へと出力する一方で、アンテナで受信した信号から所定の周波数を有する受信信号を受信回路系へと出力する機能を持った送受共用器として使用されている。
【0005】
特表平8−512187号公報に記載されている誘電体フィルタ(デュプレクスフィルタ)の斜視図を図14に示す。直方体形状を有する単一の誘電体ブロック202には、その1つの面(図14における上面)からそれに対向する他方の面(図14における下面)に貫通する10個の貫通孔203〜212が形成されている。これらの貫通孔は、長円の横断面形状を有しており、誘電体ブロック202の長手方向に一列に配列されている。貫通孔203〜212の各々の内壁面には、内導体214が形成されている。また、誘電体ブロック202の下面及び側面には、外導体215が形成されている。貫通孔203〜212及びその内導体214は、外導体215及び誘電体ブロック202とともに、1列に配列された10個の誘電体共振器を形成している。内導体214は、上面で外導体215から電気的に開放(分離)されており、下面で外導体215と電気的に短絡(導通)している。
【0006】
以上のような構造を有する従来の誘電体フィルタは、図14において手前側に位置する側面Aがプリント基板等の実装基板にハンダ付けするための実装面として使用される。この誘電体フィルタにおいては、誘電体ブロック202の誘電率をεr とし、貫通孔203〜212の軸方向(上下方向)及び配列方向(誘電体ブロック202の長手方向)の双方に平行な方向の誘電体ブロックの断面積(図14において、誘電体ブロック2の高さをHとし長さをWとすると、断面積はH×Wとなる)により決まる周波数fsを有するTEモードのスプリアスが発生する。このスプリアス周波数fsが誘電体共振器の共振周波数の2倍又は3倍の高調波に近い場合には、受信回路系や送信回路系の動作の安定性等に好ましくない影響が及ぶ。このような影響を避けるために、上記従来の誘電体フィルタの場合には、スプリアス周波数の共振ピークを高調波から遠ざけるべく、誘電体ブロック202のサイズ即ち誘電体フィルタの外形寸法を変更しなければならなかった。
【0007】
このような問題を解決するために、特開平11−136003号公報には、誘電体ブロックを複数個の貫通孔を有する複数のユニットに分けて、誘電体ブロックの断面積(H×W)を変えることで、TEモードのスプリアス周波数を遠ざけることが提案されている。しかしながら、このような方策では、部品点数が増加し、また相互のユニットを機械的且つ電気的に接合する手段が必要になり、製造コストの面で不利である。また、誘電体フィルタのサイズも大きくなりがちであり、近年の小型化の要求には対応し難い。
【0008】
一方、以上のようなスプリアスを抑制する方法としてトラップ回路を付加することも考えられる。図15に、トラップ回路を付加した誘電体フィルタの分解斜視図を示す。図16は、この誘電体フィルタの等価回路図である。誘電体共振器を3段に配置してなる誘電体フィルタ300が誘電体実装基板302上に接合されている。誘電体フィルタ300の側面(図15における下面)には、両端の誘電体共振器304A,304Bに対応する位置に1対の入出力電極306,307が外導体305から絶縁されて形成されている。一方、誘電体基板302の上面には、アース導体310と該アース導体から絶縁された1対の入出力電極316,317とが形成されている。誘電体フィルタ300の外導体305は誘電体実装基板上面のアース導体310と接続されており、誘電体フィルタ300の入出力電極306,307は誘電体基板上面の入出力電極316,317と接続されている。
【0009】
入出力電極317は、トラップ結合用電極をも兼ねており、結合用電極のための延在部317aを有する。該延在部にはチップコンデンサ320の一方の電極が接合されており、該コンデンサ320の他方の電極は接続端子322を介してトラップ用誘電体共振器324の内導体と接続されている。該トラップ用誘電体共振器324の外導体は基板302のアース導体310と接続されている。このようなトラップの付加された誘電体フィルタは、例えば特開平7−245505号公報に記載されている。
【0010】
以上のように、トラップ付加のためには、誘電体共振器、コンデンサ、接続端子などの多くの部品を追加することが必要になり、このような多くの部品を所定の位置に組み込むためのハンダ付けなどの作業が必要である。従って、スプリアスの抑制は可能となるものの、装置の小型化が困難であり、部品コスト及び製造コストが高くなるという難点がある。
【0011】
そこで、本発明は、誘電体ブロックを複数のユニットに分けたり誘電体ブロックの外形寸法を変更したり部品点数を増加させたりすることなしに、良好なスプリアス特性を得ることができ、しかも組み立てなどの製造のコストの低減が可能な誘電体フィルタを提供することを目的とするものである。
【0012】
更に、本発明はこのような誘電体フィルタを用いた送受共用器やマルチプレクサを提供することをも目的とするものである。
【0013】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、上記目的を達成するものとして、
対をなす第1の端面及び第2の端面、該第1の端面及び第2の端面を横切る複数の側面、及び前記第1の端面及び第2の端面の間に延びている互いに平行な複数の貫通孔を有する誘電体ブロックと;該誘電体ブロックの前記複数の貫通孔の内面に形成された内導体と;前記誘電体ブロックの前記側面及び前記第2の端面に形成された外導体とを含んで複数のλ/4共振器が形成されており、
該複数のλ/4共振器は前記複数の側面のうちの対をなす第1の側面及び第2の側面に沿って配列されており、
前記外導体から絶縁されて1対の入出力電極が配置されており、
前記第1の側面及び/又は第2の側面には前記第1の端面の非導電領域から前記第2の端面の方へと延びた非導電パターン部が形成されており、該非導電パターン部は前記λ/4共振器の配列方向に関して所定範囲内で前記非導電領域に連なっており、前記所定範囲は前記λ/4共振器の配列方向に関して前記誘電体ブロックの中央を中心とし幅が該誘電体ブロックの寸法の1/2倍の範囲であり、前記非導電パターン部は前記λ/4共振器の低次高調波の波長λ’に対するλ’/4スロットライン共振器として機能することを特徴とする誘電体フィルタ、
が提供される。
【0014】
また、本発明によれば、上記目的を達成するものとして、
対をなす第1の端面及び第2の端面、該第1の端面及び第2の端面を横切る複数の側面、及び前記第1の端面及び第2の端面の間に延びている互いに平行な複数の貫通孔を有する誘電体ブロックと;該誘電体ブロックの前記複数の貫通孔の内面に形成された内導体と;前記誘電体ブロックの前記側面及び前記第2の端面に形成された外導体とを含んで複数のλ/4共振器が形成されており、
該複数のλ/4共振器は前記複数の側面のうちの対をなす第1の側面及び第2の側面に沿って配列されており、
前記外導体から絶縁されて送信信号入力電極、受信信号出力電極及び入出力共通電極が配置されており、
前記第1の側面及び/又は第2の側面には前記第1の端面の非導電領域から前記第2の端面の方へと延びた非導電パターン部が形成されており、該非導電パターン部は前記λ/4共振器の配列方向に関して所定範囲内で前記非導電領域に連なっており、前記所定範囲は前記λ/4共振器の配列方向に関して前記誘電体ブロックの中央を中心とし幅が該誘電体ブロックの寸法の1/2倍の範囲であり、前記非導電パターン部は前記λ/4共振器の低次高調波の波長λ’に対するλ’/4スロットライン共振器として機能することを特徴とする送受共用器、
が提供される。
【0015】
前記非導電パターン部は、前記第1の端面と第2の端面との間の距離の1/4倍〜1倍の長さを持つことが好ましい。前記非導電パターン部は、前記誘電体ブロックの前記λ/4共振器の配列方向の寸法の1/4倍以下の幅を持つことが好ましい。前記非導電パターン部は複数形成されていてもよい。
【0016】
本発明の1つの態様においては、前記1対の入出力電極或は前記送信信号入力電極、受信信号出力電極及び入出力共通電極は前記誘電体ブロックの側面に形成されている。
【0017】
本発明の1つの態様においては、前記誘電体ブロックはその前記第1の側面が実装基板に接合されており、該実装基板は前記第1の側面の外導体に接続されるアース導体パターンと前記入出力電極或は前記送信信号入力電極、受信信号出力電極及び入出力共通電極に接続される電極パターンとを有している。
【0018】
更に、本発明によれば、上記目的を達成するものとして、
以上のような送受共用器の前記送信信号入力電極及び受信信号出力電極をいずれも入力電極及び出力電極のうちの一方となし且つ前記入出力共通電極を入力電極及び出力電極のうちの他方となしたことを特徴とするマルチプレクサ、
が提供される。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の具体的実施形態を説明する。以下に説明する図面においては、同等の機能を有する部材または部分には対応する符号が付されている。
【0020】
図1及び図2は、本発明による誘電体フィルタの第1の実施形態を示す模式的斜視図である。また、図3は、実装基板に接合された本実施形態の誘電体フィルタを示す分解斜視図である。
【0021】
これらの図において、2は直方体形状の誘電体ブロックであり、該ブロック2の材料としては例えばBaTiO3 系のセラミックを使用することができる。該ブロック2には円形状断面を持つ上下方向貫通孔3が複数互いに平行に形成されている。該貫通孔3の内面には導体膜が付されており、該導体膜により内導体4が形成されている。また、誘電体ブロック2の貫通孔3に沿った4つの側面及び貫通孔3が開口せる一方の端面(図1では下端面)には導体膜が付されており、該導体膜により外導体5が形成されている。内導体4及び外導体5の材料としては例えばAgを用いることができる。このようにして、誘電体ブロック2の表面の所要部分をメタライズすることで、λ/4同軸型誘電体共振器12A,12B,12Cが形成されている。内導体4と外導体5とが短絡されている端面(図1では下端面)を短絡端面と呼び、内導体4と外導体5とが短絡されていない端面(図1では上端面)を開放端面と呼ぶ。開放端面には、図示されているように、内導体4のそれぞれに接続された導体膜からなる容量電極4’が形成されているが、それ以外の領域は導体膜を備えておらず非導電領域とされている。
【0022】
即ち、本実施形態では、対をなす下端面及び上端面、これらの端面を横切る4つの側面、及び下端面と上端面との間に延びている互いに平行な3つの貫通孔3を有する誘電体ブロック2と;誘電体ブロック2の貫通孔内面に形成された内導体4と;誘電体ブロックの側面及び下端面に形成された外導体5とを含んで3つのλ/4共振器12A,12B,12Cが形成されている。これらのλ/4共振器12A,12B,12Cは4つの側面のうちの対をなす第1の側面A及び第2の側面Bに沿って配列されている。
【0023】
本実施形態では、互いに同一の向きに並列配置された3つの共振器12A,12B,12Cにより3段の帯域通過フィルタ12が形成されている。本実施形態では、全共振器12A,12B,12Cが単一の誘電体ブロック2を用いて形成されている。
【0024】
図1において、誘電体ブロック2の側面A(実装面)には、左端の共振器12A及び右端の共振器12Cの近傍に、外導体5から絶縁された導体膜からなる入力電極6及び出力電極7が形成されている。入力電極6は共振器12Aと容量結合しており、出力電極7は共振器12Cと容量結合している。
【0025】
図2に示されているように、誘電体ブロック2の側面Bには、開放端面から短絡端面の方へと延びた非導電パターン部15が形成されている。開放端面の外周部には導体膜が形成されておらず、従って非導電パターン部15は開放端面の非導電領域から短絡端面の方へと延びている。この非導電パターン部15は、λ/4共振器12A,12B,12Cの配列方向に関して所定範囲内で開放端面の非導電領域に連なっており、この所定範囲はλ/4共振器の配列方向に関して誘電体ブロック2の中央WCを中心とし幅が誘電体ブロック2の寸法Wの1/2倍の範囲(即ち、WCの左右両側にそれぞれWの1/4倍)である。
【0026】
非導電パターン部15は、長さがLで幅がDのストライプ形状をなしている。この非導電パターン部15は、側面Bにメタライズ処理により外導体5を形成する際に、所望領域で該メタライズ処理の適用を除外することにより形成することができる。
【0027】
誘電体ブロック2の高さをHとし幅(共振器12A,12B,12Cの配列方向の寸法)をWとした時に、非導電パターン部15の長さLはHの1/4倍〜1倍の長さを持つことが好ましく、非導電パターン部15の幅DはWの1/4倍以下の幅を持つことが好ましい。これにより、スプリアス特性を向上させる効果が顕著となる。尚、Dの最小値は、非導電パターン部15で直流的な絶縁がなされる最小の値である。但し、誘電体フィルタの共振器間結合を変化させないようにする観点からは、Dは小さい方が好ましい。
【0028】
図3に示されているように、誘電体ブロック2はその側面Aが実装基板(配線基板)20に接合されている。実装基板20は、側面Aの外導体5に接続されるアース導体パターン22と入出力電極6,7にそれぞれ接続される電極パターン26,27とを有している。これらの接合は、ハンダ付けなどにより行うことができる。
【0029】
図4に、本実施形態の誘電体フィルタのスプリアス特性を示す。これは、H=5.0mm,W=4.7mm,L=4.5mm,D=0.6mmで、非導電パターン部15がWC上に位置する場合のものである。図4には、比較のために、非導電パターン部15のないこと(即ち、側面Bの全体に外導体5が形成されている)のみ本実施形態のものと異なるもののスプリアス特性も示されている。非導電パターン部15のある本発明実施形態の場合には、TEモードによるスプリアスピークの近くに減衰極が生じて、2倍の高調波域2fにおける減衰が良好である。これに対して、非導電パターン部なしの場合には2fにおける減衰が不十分であることがわかる。
【0030】
図5は、本実施形態において、Lのみを変化させた時のスプリアス特性の変化を示すものである。L1 =4.5mm,L2 =4.0mm,L3 =3.5mmである。Lが小さくなるにつれて2倍高調波域2fにおける減衰が次第に低下することがわかる。
【0031】
この様に、本発明においては、非導電パターン部15を適切な位置にて適切な寸法に形成することで、高調波域の近くで適切に減衰極を形成し、これによりスプリアス特性を向上させている。その理由は次のようであると考えられる。即ち、共振器の共振周波数fの2倍または3倍の低次高調波域の近くにピークを持ちフィルタの特性に与える影響の最も大きなスプリアスのモードはTE101 モードである。このモードの電界強度は、共振器配列の方向には誘電体ブロック2の中央即ちWCの位置で最大となり且つ両端で最小となり、また、貫通孔3の方向には開放端面で最大となり且つ短絡端面で最小となる。そして、非導電パターン部15は、λ/4共振器の低次高調波の波長λ’に対するλ’/4スロットライン共振器の機能を果たしていると考えられ、その電界強度は同軸型共振器と同様に開放部で最大となり短絡部で最小となる。このスロットライン共振器の共振周波数は上記スプリアスピークの比較的近くに位置しており、これにより該スロットライン共振器とスプリアスモードとが電界の強い領域で相互に結合し、スロットライン共振器がスプリアス抑制のためのトラップ回路として機能すると考えられる。
【0032】
以上のことは、図21〜図24に示すスプリアス特性の測定結果からも理解される。これらの測定は、図2に示されている寸法が、H=5.3mm,W=5.0mm,L=4.0mm,D=0.3mmの場合のものである。
【0033】
図21は非導電パターン部15がWC上に位置する場合のものであり、図22は非導電パターン部15がWCからW/8だけずれて位置する場合のものであり、図23は非導電パターン部15がWCからW/4だけずれて位置する場合のものである。非導電パターン部15のWCからのずれが大きくなるに従って、減衰極によるスプリアス抑制の効果が次第に小さくなっている。従って、非導電パターン部15は、WCからW/4以内の距離にあるのが好ましく、WCからW/8以内の距離にあるのが更に好ましく、WC上にあるのが最も好ましい。
【0034】
また、図24は、開放端面において、非導電パターン部15の両側の導体膜どうしを短絡させた場合のものである。この場合には、非導電パターン部15が開放部を持たずλ’/4スロットライン共振器を形成しないので、望ましい位置に減衰極が形成されない。従って、減衰極によるスプリアス抑制の効果はない。
【0035】
図6〜図8は、本発明による誘電体フィルタのそれぞれ第2〜4の実施形態を示す模式的斜視図である。これらの実施形態は、誘電体ブロック2の側面Bに形成されている非導電パターン部15の形態のみが上記第1の実施形態と異なる。
【0036】
図6の実施形態では、非導電パターン部15は、下端部において島状の膨らみを有している。これにより、減衰極を低域にシフトさせることができる。島状の膨らみは、図のような方形以外の形状であってもよい。この場合、島状の膨らみの部分は、WCを中心とする所定範囲からはみ出していてもよいが、所定範囲内に配置されているようにすることが好ましい。
【0037】
図7の実施形態では、非導電パターン部15は、上下方向の直線状ではなく、蛇行した曲線状をなしている。この場合も、非導電パターン部15の下部は、WCを中心とする所定範囲からはみ出していてもよいが、所定範囲内に配置されているようにすることが好ましい。
【0038】
図8の実施形態では、2つの非導電パターン部15a,15bが形成されている。3つ以上の非導電パターン部を形成してもよい。このように複数の非導電パターン部を形成することで、複数の減衰極を生じさせることができ、更にスプリアス特性を向上させることができる。各非導電パターン部は、長さや幅が異なっていてもよく、これによりそれぞれ独立に減衰極位置を制御することができる。尚、複数の非導電パターン部の各々を上記実施形態で説明した条件に該当させるようにする。
【0039】
図9は、本発明による誘電体フィルタの第5の実施形態を示す模式的斜視図である。この実施形態は、誘電体ブロック2の開放端面に形成されている容量電極の形状のみが上記第1の実施形態と異なる。即ち、本実施形態では、誘電体ブロック2の開放端面に、各貫通孔3に対応して凹部が形成されており、該凹部の底面及び内側壁面に容量電極4”が形成されている。これにより、共振器間結合容量及び入出力結合容量を大きくすることができる。
【0040】
図17は、本発明による誘電体フィルタの第6の実施形態を示す分解斜視図である。この実施形態では、誘電体ブロック2の実装面Aに非導電パターン部15’が形成されている。そして、配線基板20の上面には、非導電パターン部15’に対応する位置に、該非導電パターン部15’より幾分大きめの非導電部28が形成されている。本実施形態においても、上記実施形態と同様な作用効果が得られる。
【0041】
更に、本発明においては、非導電パターン部を誘電体ブロック2の実装面A及びこれと対をなす側面の双方に設けてもよい。
【0042】
図18及び図19は、本発明による誘電体フィルタのそれぞれ第7及び第8の実施形態を示す模式的斜視図であり、図20は、本発明による誘電体フィルタの第9の実施形態を示す分解斜視図である。これらの実施形態では、特に入出力電極の変形例が示されている。尚、これらの図には示されていないが、誘電体ブロック2の後側の側面には、図2その他に示すような非導電パターン部が形成されている。
【0043】
図18の実施形態では、入力電極6及び出力電極7が、ともに実装面Aから該実装面に連なる他の側面まで延びている。
【0044】
図19の実施形態では、結合用誘電体ブロック32が用いられている。該結合用誘電体ブロック32には、誘電体ブロック2の貫通孔3に形成された共振器内導体4に対応して、貫通孔内面に結合用内導体34が形成されている。そして、該結合用内導体34と共振器内導体4との対応するものどうしが、それらの貫通孔内に挿入された導電性接続部材38により機械的且つ電気的に接続されている。そして、結合用誘電体ブロック32の側面に、入力電極36及び出力電極37が形成されている。
【0045】
図20の実施形態では、両端の共振器の内導体4の形成されている貫通孔内に絶縁ロッド44,45が挿入されており、該絶縁ロッド44,45に形成された挿入孔内にそれぞれ入力電極ピン46及び出力電極ピン47が挿入されている。
【0046】
図10及び図11は、本発明による送受共用器の第1の実施形態を示す模式的斜視図である。本実施形態では、λ/4同軸型誘電体共振器12A,12B,12C,14A,14B,14C及びλ/4同軸型誘電体共振器16が形成されている。本実施形態では、互いに同一の向きに並列配置された3つの共振器12A,12B,12Cにより3段の送信側フィルタ(送信用帯域通過フィルタ)12が形成されており、互いに同一の向きに並列配置された3つの共振器14A,14B,14Cにより3段の受信側フィルタ(受信用帯域通過フィルタ)14が形成されており、送信側フィルタ12と受信側フィルタ14との間すなわち共振器12Cと共振器14Aとの間にこれらと同一の向きに入出力容量形成用の共振器16が配置されている。
【0047】
本実施形態では、全共振器12A,12B,12C,14A,14B,14C,16が単一の誘電体ブロック2を用いて形成されている。即ち、本実施形態は、送信側フィルタ12の誘電体ブロックと受信側フィルタ14の誘電体ブロックと第2共振器16の誘電体ブロックとが一体化された形態をなしている。
【0048】
図10において、誘電体ブロック側面Aには、送信側フィルタ12の左端の共振器12Aの近傍にて外導体5から絶縁された導体膜からなる送信信号入力電極106が形成されており、受信側フィルタ14の右端の共振器14Cの近傍にて外導体5から絶縁された導体膜からなる受信信号出力電極107が形成されている。更に、誘電体ブロック側面Aには、共振器16の近傍にて外導体5から絶縁された導体膜からなる入出力共通電極108が形成されている。また、誘電体ブロック2の開放面には、外導体5から絶縁された導体膜からなり共通電極108と共振器16の内導体4とを接続する接続導体109が形成されている。該接続導体109は、共振器12A〜12C,14A〜14Cの内導体に接続された容量電極4’と同様に、容量電極としての機能をも発揮する。
【0049】
図11に示されている非導電パターン部15の位置、長さL及び幅Dは、誘電体ブロック2の寸法H,Wに対して、上記図2に関して説明したと同様な関係にあるのが好ましい。これにより、送信側フィルタ及び受信側フィルタの双方について、TEモードピークの近くに減衰極を生じさせ、スプリアス特性を向上させることができる。
【0050】
図12は、本発明による送受共用器の第2の実施形態を示す模式的斜視図である。この実施形態では、2つの非導電パターン部15a,15bが形成されている。3つ以上の非導電パターン部を形成してもよい。このように複数の非導電パターン部を形成することで、複数の減衰極を生じさせることができ、更にスプリアス特性を向上させることができる。各非導電パターン部は、長さや幅が異なっていてもよく、これによりそれぞれ独立に減衰極位置を制御することができる。尚、各非導電パターン部は、長さや幅が異なっていてもよく、これによりそれぞれ独立に減衰極位置を制御することができる。尚、複数の非導電パターン部の各々を上記実施形態で説明した条件に該当させるようにする。
【0051】
図13は、本発明による送受共用器の第3の実施形態を示す模式的斜視図である。この実施形態は、誘電体ブロック2の開放端面に形成されている容量電極及び接続導体の形状のみが上記第1の実施形態と異なる。即ち、本実施形態では、誘電体ブロック2の開放端面に、各貫通孔3に対応して凹部が形成されており、該凹部の底面及び内側壁面に容量電極4”及び接続導体109’が形成されている。これにより、共振器間結合容量及び入出力結合容量を大きくすることができる。
【0052】
以上の実施形態では、全ての共振器の内導体が同等の形状及び寸法を持つものとしている。しかしながら、本発明では各共振器の形状及び寸法は所望により適宜変更することができ、例えば送信側フィルタと受信側フィルタとで形状や寸法を異なるものとすることができる。
【0053】
以上の実施形態で示されている送受共用器の送信信号入力電極106及び受信信号出力電極107をいずれも入力電極及び出力電極のうちの一方として使用し、且つ、入出力共通電極108を入力電極及び出力電極のうちの他方として使用することにより、本発明による2入力1出力のマルチプレクサまたは1入力2出力のマルチプレクサを形成することができる。
【0054】
このマルチプレクサにおいても、送受共容器の場合と同様なスプリアス特性向上の効果が得られる。
【0055】
本発明において、フィルタを構成する共振器の数は3以外でも良い。
【0056】
【発明の効果】
以上説明した様に、本発明によれば、誘電体ブロックの側面に共振器配列方向に関して中央部の近傍にて開放端面の非導電領域から短絡端面の方へと延びた非導電パターン部を形成することで、簡単な構成にて、高調波の近傍に減衰極を形成させ良好なスプリアス特性を得ることができ、しかも組み立てなどの製造コストの低減が可能な誘電体フィルタ、送受共用器及びマルチプレクサが提供される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による誘電体フィルタを示す模式的斜視図である。
【図2】本発明による誘電体フィルタを示す模式的斜視図である。
【図3】実装基板に接合された誘電体フィルタを示す分解斜視図である。
【図4】誘電体フィルタのスプリアス特性を示すグラフである。
【図5】誘電体フィルタのスプリアス特性を示すグラフである。
【図6】本発明による誘電体フィルタを示す模式的斜視図である。
【図7】本発明による誘電体フィルタを示す模式的斜視図である。
【図8】本発明による誘電体フィルタを示す模式的斜視図である。
【図9】本発明による誘電体フィルタを示す模式的斜視図である。
【図10】本発明による送受共用器を示す模式的斜視図である。
【図11】本発明による送受共用器を示す模式的斜視図である。
【図12】本発明による送受共用器を示す模式的斜視図である。
【図13】本発明による送受共用器を示す模式的斜視図である。
【図14】従来の誘電体フィルタの斜視図である。
【図15】従来の誘電体フィルタの分解斜視図である。
【図16】図15の誘電体フィルタの等価回路図である。
【図17】本発明による誘電体フィルタを示す分解斜視図である。
【図18】本発明による誘電体フィルタの模式的斜視図である。
【図19】本発明による誘電体フィルタの模式的斜視図である。
【図20】本発明による誘電体フィルタを示す分解斜視図である。
【図21】誘電体フィルタのスプリアス特性を示すグラフである。
【図22】誘電体フィルタのスプリアス特性を示すグラフである。
【図23】誘電体フィルタのスプリアス特性を示すグラフである。
【図24】誘電体フィルタのスプリアス特性を示すグラフである。
【符号の説明】
2 誘電体ブロック
3 貫通孔
4 内導体
4’,4” 容量電極
5 外導体
6 入力電極
7 出力電極
12 帯域通過フィルタ
12A,12B,12C 誘電体共振器
14 帯域通過フィルタ
14A,14B,14C 誘電体共振器
15,15’,15a,15b 非導電パターン部
16 誘電体共振器
20 配線基板
22 アース導体パターン
26,27 電極パターン
28 非導電部
32 結合用誘電体ブロック
34 結合用内導体
36 入力電極
37 出力電極
38 導電性接続部材
44,45 絶縁ロッド
46 入力電極ピン
47 出力電極ピン
106 送信信号入力電極
107 受信信号出力電極
108 入出力共通電極
109 接続導体
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a dielectric filter formed by forming a plurality of resonators in a dielectric block, a duplexer, and a multiplexer.
[0002]
[Prior art and problems to be solved by the invention]
Conventionally, a multistage resonance type dielectric filter formed using a ceramic dielectric is widely used to constitute an electronic circuit such as a mobile radio communication device such as an automobile phone or a mobile phone, a cordless phone, and a sanitary communication device. ing.
[0003]
In this type of dielectric filter, a plurality of dielectric resonators are formed in a rectangular parallelepiped-shaped dielectric block made of a ceramic dielectric, and these dielectric resonators are electromagnetically coupled to each other. For example, those described in JP-A-10-93305 and JP-A-8-512187 are known.
[0004]
The dielectric filter is disposed between an antenna of a wireless communication device such as a mobile phone or a car phone and a transmission circuit system and a reception circuit system, and outputs a transmission signal having a predetermined transmission frequency to the transmission circuit system. Therefore, it is used as a duplexer having a function of outputting a reception signal having a predetermined frequency from a signal received by an antenna to a reception circuit system.
[0005]
FIG. 14 shows a perspective view of a dielectric filter (duplex filter) described in JP-A-8-512187. A single dielectric block 202 having a rectangular parallelepiped shape is formed with ten through holes 203 to 212 penetrating from one surface (upper surface in FIG. 14) to the other surface (lower surface in FIG. 14). Has been. These through holes have an elliptical cross-sectional shape and are arranged in a line in the longitudinal direction of the dielectric block 202. An inner conductor 214 is formed on the inner wall surface of each of the through holes 203 to 212. Further, outer conductors 215 are formed on the lower surface and side surfaces of the dielectric block 202. The through holes 203 to 212 and the inner conductor 214 together with the outer conductor 215 and the dielectric block 202 form ten dielectric resonators arranged in a line. The inner conductor 214 is electrically open (separated) from the outer conductor 215 on the upper surface, and is electrically short-circuited (conducted) with the outer conductor 215 on the lower surface.
[0006]
In the conventional dielectric filter having the above structure, the side surface A located on the front side in FIG. 14 is used as a mounting surface for soldering to a mounting substrate such as a printed circuit board. In this dielectric filter, the dielectric constant of the dielectric block 202 is ε. r And the sectional area of the dielectric block in the direction parallel to both the axial direction (vertical direction) and the arrangement direction (longitudinal direction of the dielectric block 202) of the through holes 203 to 212 (in FIG. 14, the height of the dielectric block 2). If the height is H and the length is W, the cross-sectional area is H × W), and a TE mode spurious signal having a frequency fs is determined. When the spurious frequency fs is close to a harmonic that is twice or three times the resonance frequency of the dielectric resonator, it adversely affects the operation stability of the receiving circuit system and the transmitting circuit system. In order to avoid such an influence, in the case of the above conventional dielectric filter, the size of the dielectric block 202, that is, the outer dimension of the dielectric filter must be changed in order to keep the resonance peak of the spurious frequency away from the harmonic. did not become.
[0007]
In order to solve such a problem, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-136003 discloses that the dielectric block is divided into a plurality of units having a plurality of through holes, and the sectional area (H × W) of the dielectric block is calculated. It has been proposed to change the spurious frequency of the TE mode by changing it. However, such a measure is disadvantageous in terms of manufacturing cost because it increases the number of parts and requires a means for mechanically and electrically joining each other's units. In addition, the size of the dielectric filter tends to increase, and it is difficult to meet the recent demand for miniaturization.
[0008]
On the other hand, it is conceivable to add a trap circuit as a method of suppressing spurious as described above. FIG. 15 shows an exploded perspective view of a dielectric filter to which a trap circuit is added. FIG. 16 is an equivalent circuit diagram of this dielectric filter. A dielectric filter 300 in which dielectric resonators are arranged in three stages is bonded onto a dielectric mounting substrate 302. A pair of input / output electrodes 306 and 307 are formed on the side surface (lower surface in FIG. 15) of the dielectric filter 300 so as to be insulated from the outer conductor 305 at positions corresponding to the dielectric resonators 304A and 304B at both ends. . On the other hand, an earth conductor 310 and a pair of input / output electrodes 316 and 317 insulated from the earth conductor are formed on the upper surface of the dielectric substrate 302. The outer conductor 305 of the dielectric filter 300 is connected to the ground conductor 310 on the upper surface of the dielectric mounting substrate, and the input / output electrodes 306 and 307 of the dielectric filter 300 are connected to the input / output electrodes 316 and 317 on the upper surface of the dielectric substrate. ing.
[0009]
The input / output electrode 317 also serves as a trap coupling electrode, and has an extending portion 317a for the coupling electrode. One electrode of the chip capacitor 320 is joined to the extending portion, and the other electrode of the capacitor 320 is connected to the inner conductor of the trapping dielectric resonator 324 via the connection terminal 322. The outer conductor of the trapping dielectric resonator 324 is connected to the ground conductor 310 of the substrate 302. Such a dielectric filter to which traps are added is described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-245505.
[0010]
As described above, in order to add a trap, it is necessary to add many parts such as a dielectric resonator, a capacitor, and a connection terminal, and solder for incorporating such many parts in a predetermined position. Work such as attaching is necessary. Therefore, although spurious can be suppressed, it is difficult to reduce the size of the apparatus, and there is a problem that the component cost and the manufacturing cost are increased.
[0011]
Therefore, the present invention can obtain good spurious characteristics without assembling the dielectric block into a plurality of units, changing the outer dimensions of the dielectric block, or increasing the number of parts, and also assembling. An object of the present invention is to provide a dielectric filter capable of reducing the manufacturing cost.
[0012]
Another object of the present invention is to provide a duplexer and a multiplexer using such a dielectric filter.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, the above object is achieved as follows:
A pair of first and second end faces, a plurality of side faces crossing the first and second end faces, and a plurality of parallel ends extending between the first and second end faces A dielectric block having a plurality of through holes; an inner conductor formed on an inner surface of the plurality of through holes of the dielectric block; an outer conductor formed on the side surface and the second end surface of the dielectric block; A plurality of λ / 4 resonators are formed including
The plurality of λ / 4 resonators are arranged along a first side surface and a second side surface forming a pair of the plurality of side surfaces,
A pair of input / output electrodes are arranged insulated from the outer conductor;
A non-conductive pattern portion extending from the non-conductive region of the first end surface to the second end surface is formed on the first side surface and / or the second side surface, and the non-conductive pattern portion is The λ / 4 resonator is connected to the non-conductive region within a predetermined range with respect to the arrangement direction of the λ / 4 resonator, and the predetermined range is centered on the center of the dielectric block with respect to the arrangement direction of the λ / 4 resonator. In the range of 1/2 times the size of the body block And the non-conductive pattern portion functions as a λ ′ / 4 slot line resonator with respect to the wavelength λ ′ of the lower harmonic of the λ / 4 resonator. A dielectric filter characterized by
Is provided.
[0014]
In addition, according to the present invention, the above-mentioned object is achieved as follows:
A pair of first and second end faces, a plurality of side faces crossing the first and second end faces, and a plurality of parallel ends extending between the first and second end faces A dielectric block having a plurality of through holes; an inner conductor formed on an inner surface of the plurality of through holes of the dielectric block; an outer conductor formed on the side surface and the second end surface of the dielectric block; A plurality of λ / 4 resonators are formed including
The plurality of λ / 4 resonators are arranged along a first side surface and a second side surface forming a pair of the plurality of side surfaces,
A transmission signal input electrode, a reception signal output electrode, and an input / output common electrode are arranged insulated from the outer conductor,
A non-conductive pattern portion extending from the non-conductive region of the first end surface to the second end surface is formed on the first side surface and / or the second side surface, and the non-conductive pattern portion is The λ / 4 resonator is connected to the non-conductive region within a predetermined range with respect to the arrangement direction of the λ / 4 resonator, and the predetermined range is centered on the center of the dielectric block with respect to the arrangement direction of the λ / 4 resonator. In the range of 1/2 times the size of the body block And the non-conductive pattern portion functions as a λ ′ / 4 slot line resonator with respect to the wavelength λ ′ of the lower harmonic of the λ / 4 resonator. A duplexer characterized by that,
Is provided.
[0015]
It is preferable that the non-conductive pattern portion has a length that is ¼ to 1 times the distance between the first end surface and the second end surface. It is preferable that the nonconductive pattern portion has a width equal to or less than 1/4 times the dimension of the dielectric block in the arrangement direction of the λ / 4 resonators. A plurality of the non-conductive pattern portions may be formed.
[0016]
In one aspect of the present invention, the pair of input / output electrodes or the transmission signal input electrode, the reception signal output electrode, and the input / output common electrode are formed on a side surface of the dielectric block.
[0017]
In one aspect of the present invention, the first side surface of the dielectric block is bonded to a mounting board, and the mounting board has a ground conductor pattern connected to an outer conductor on the first side surface and a front surface. An input output electrode or an electrode pattern connected to the transmission signal input electrode, the reception signal output electrode, and the input / output common electrode.
[0018]
Furthermore, according to the present invention, the above object is achieved as follows:
In the duplexer as described above, the transmission signal input electrode and the reception signal output electrode are both one of the input electrode and the output electrode, and the input / output common electrode is the other of the input electrode and the output electrode. A multiplexer characterized by
Is provided.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings described below, members or portions having equivalent functions are denoted by corresponding reference numerals.
[0020]
1 and 2 are schematic perspective views showing a first embodiment of a dielectric filter according to the present invention. FIG. 3 is an exploded perspective view showing the dielectric filter of the present embodiment bonded to the mounting substrate.
[0021]
In these drawings, reference numeral 2 denotes a rectangular parallelepiped dielectric block. As a material of the block 2, for example, BaTiO Three Series ceramics can be used. A plurality of vertical through holes 3 having a circular cross section are formed in the block 2 in parallel with each other. A conductor film is attached to the inner surface of the through hole 3, and an inner conductor 4 is formed by the conductor film. In addition, a conductor film is attached to the four side surfaces along the through hole 3 of the dielectric block 2 and one end face (the lower end face in FIG. 1) where the through hole 3 opens, and the outer conductor 5 is provided by the conductor film. Is formed. For example, Ag can be used as the material of the inner conductor 4 and the outer conductor 5. In this way, a required portion of the surface of the dielectric block 2 is metallized to form λ / 4 coaxial dielectric resonators 12A, 12B, and 12C. The end face where the inner conductor 4 and the outer conductor 5 are short-circuited (the lower end face in FIG. 1) is called a short-circuit end face, and the end face where the inner conductor 4 and the outer conductor 5 are not short-circuited (the upper end face in FIG. 1) is opened. Called the end face. On the open end surface, as shown in the figure, a capacitive electrode 4 ′ made of a conductor film connected to each of the inner conductors 4 is formed, but the other regions are not provided with a conductor film and are not conductive. It is an area.
[0022]
That is, in the present embodiment, a dielectric having a paired lower end surface and upper end surface, four side surfaces crossing these end surfaces, and three parallel through holes 3 extending between the lower end surface and the upper end surface. Three λ / 4 resonators 12A and 12B including a block 2; an inner conductor 4 formed on the inner surface of the through hole of the dielectric block 2, and an outer conductor 5 formed on the side surface and the lower end surface of the dielectric block. , 12C are formed. These λ / 4 resonators 12A, 12B, and 12C are arranged along a first side surface A and a second side surface B that form a pair of four side surfaces.
[0023]
In the present embodiment, a three-stage bandpass filter 12 is formed by three resonators 12A, 12B, and 12C arranged in parallel in the same direction. In the present embodiment, all resonators 12A, 12B, and 12C are formed using a single dielectric block 2.
[0024]
In FIG. 1, on the side surface A (mounting surface) of the dielectric block 2, an input electrode 6 and an output electrode made of a conductor film insulated from the outer conductor 5 are provided in the vicinity of the left end resonator 12A and the right end resonator 12C. 7 is formed. The input electrode 6 is capacitively coupled to the resonator 12A, and the output electrode 7 is capacitively coupled to the resonator 12C.
[0025]
As shown in FIG. 2, a non-conductive pattern portion 15 extending from the open end surface toward the short-circuit end surface is formed on the side surface B of the dielectric block 2. No conductor film is formed on the outer peripheral portion of the open end face, and therefore the nonconductive pattern portion 15 extends from the nonconductive region of the open end face toward the short-circuit end face. The non-conductive pattern portion 15 is connected to the non-conductive region of the open end face within a predetermined range with respect to the arrangement direction of the λ / 4 resonators 12A, 12B, 12C, and the predetermined range is related to the arrangement direction of the λ / 4 resonator. Centering on the center WC of the dielectric block 2, the width is in a range that is ½ times the dimension W of the dielectric block 2 (that is, ¼ on each of the left and right sides of WC).
[0026]
The non-conductive pattern portion 15 has a stripe shape having a length L and a width D. The non-conductive pattern portion 15 can be formed by excluding application of the metallization process in a desired region when the outer conductor 5 is formed on the side surface B by the metallization process.
[0027]
When the height of the dielectric block 2 is H and the width (dimension in the arrangement direction of the resonators 12A, 12B, and 12C) is W, the length L of the non-conductive pattern portion 15 is 1/4 to 1 times H. And the width D of the non-conductive pattern portion 15 is preferably ¼ times W or less. As a result, the effect of improving the spurious characteristics becomes significant. Note that the minimum value of D is the minimum value at which DC insulation is performed in the nonconductive pattern portion 15. However, from the viewpoint of not changing the coupling between resonators of the dielectric filter, it is preferable that D is small.
[0028]
As shown in FIG. 3, the dielectric block 2 has a side surface A bonded to a mounting substrate (wiring substrate) 20. The mounting substrate 20 has a ground conductor pattern 22 connected to the outer conductor 5 on the side surface A and electrode patterns 26 and 27 connected to the input / output electrodes 6 and 7, respectively. These joining can be performed by soldering or the like.
[0029]
FIG. 4 shows spurious characteristics of the dielectric filter of the present embodiment. This is a case where H = 5.0 mm, W = 4.7 mm, L = 4.5 mm, D = 0.6 mm, and the non-conductive pattern portion 15 is located on the WC. For comparison, FIG. 4 also shows spurious characteristics that differ from those of the present embodiment only in that the non-conductive pattern portion 15 is not present (that is, the outer conductor 5 is formed on the entire side surface B). Yes. In the embodiment of the present invention having the non-conductive pattern portion 15, an attenuation pole is generated near the spurious peak due to the TE mode, and the attenuation in the double harmonic region 2f is good. On the other hand, it can be seen that the attenuation at 2f is insufficient when there is no non-conductive pattern portion.
[0030]
FIG. 5 shows changes in spurious characteristics when only L is changed in the present embodiment. L 1 = 4.5mm, L 2 = 4.0 mm, L Three = 3.5 mm. It can be seen that the attenuation in the second harmonic region 2f gradually decreases as L decreases.
[0031]
As described above, in the present invention, the non-conductive pattern portion 15 is formed in an appropriate size at an appropriate position, thereby appropriately forming an attenuation pole near the harmonic region, thereby improving spurious characteristics. ing. The reason is considered as follows. That is, the spurious mode having a peak near the low-order harmonic region twice or three times the resonance frequency f of the resonator and having the greatest influence on the filter characteristics is TE. 101 Mode. The electric field strength in this mode is maximum at the center of the dielectric block 2, that is, at the position of the WC, and minimum at both ends in the direction of the resonator arrangement, and is maximum at the open end face in the direction of the through hole 3 and short-circuit end face. The minimum. The non-conductive pattern portion 15 is Function of λ ′ / 4 slot line resonator for wavelength λ ′ of low-order harmonic of λ / 4 resonator The electric field strength is the maximum at the open portion and the minimum at the short-circuit portion as in the coaxial resonator. The resonance frequency of the slot line resonator is located relatively close to the spurious peak, whereby the slot line resonator and the spurious mode are coupled to each other in a region where the electric field is strong, and the slot line resonator is spurious. It is considered to function as a trap circuit for suppression.
[0032]
The above can be understood from the measurement results of the spurious characteristics shown in FIGS. These measurements are taken when the dimensions shown in FIG. 2 are H = 5.3 mm, W = 5.0 mm, L = 4.0 mm, and D = 0.3 mm.
[0033]
21 shows the case where the non-conductive pattern portion 15 is located on the WC, FIG. 22 shows the case where the non-conductive pattern portion 15 is located at a position shifted from the WC by W / 8, and FIG. 23 shows the non-conductive pattern portion. This is a case where the pattern unit 15 is located by being shifted from the WC by W / 4. As the deviation of the non-conductive pattern portion 15 from the WC increases, the effect of suppressing spurious due to the attenuation pole gradually decreases. Therefore, the non-conductive pattern portion 15 is preferably at a distance within W / 4 from the WC, more preferably at a distance within W / 8 from the WC, and most preferably on the WC.
[0034]
FIG. 24 shows the case where the conductive films on both sides of the non-conductive pattern portion 15 are short-circuited on the open end face. In this case, the non-conductive pattern portion 15 does not have an open portion. λ '/ 4 slot line resonator Therefore, the attenuation pole is not formed at a desired position. Therefore, there is no spurious suppression effect due to the attenuation pole.
[0035]
6 to 8 are schematic perspective views showing second to fourth embodiments of the dielectric filter according to the present invention, respectively. These embodiments differ from the first embodiment only in the form of the non-conductive pattern portion 15 formed on the side surface B of the dielectric block 2.
[0036]
In the embodiment of FIG. 6, the non-conductive pattern portion 15 has an island-like bulge at the lower end. Thereby, an attenuation pole can be shifted to a low region. The island-like bulge may have a shape other than a square as shown in the figure. In this case, the island-shaped bulge portion may protrude from a predetermined range centering on the WC, but is preferably arranged within the predetermined range.
[0037]
In the embodiment of FIG. 7, the non-conductive pattern portion 15 has a meandering curved shape, not a vertical shape. Also in this case, the lower portion of the non-conductive pattern portion 15 may protrude from a predetermined range centering on the WC, but is preferably arranged within the predetermined range.
[0038]
In the embodiment of FIG. 8, two non-conductive pattern portions 15a and 15b are formed. Three or more non-conductive pattern portions may be formed. By forming a plurality of non-conductive pattern portions in this manner, a plurality of attenuation poles can be generated, and spurious characteristics can be further improved. Each non-conductive pattern portion may be different in length and width, and thereby the attenuation pole position can be controlled independently. It should be noted that each of the plurality of non-conductive pattern portions satisfies the conditions described in the above embodiment.
[0039]
FIG. 9 is a schematic perspective view showing a fifth embodiment of the dielectric filter according to the present invention. This embodiment is different from the first embodiment only in the shape of the capacitor electrode formed on the open end face of the dielectric block 2. That is, in this embodiment, a concave portion is formed on the open end surface of the dielectric block 2 corresponding to each through hole 3, and a capacitive electrode 4 ″ is formed on the bottom surface and the inner wall surface of the concave portion. Thus, the coupling capacity between the resonators and the input / output coupling capacity can be increased.
[0040]
FIG. 17 is an exploded perspective view showing a sixth embodiment of the dielectric filter according to the present invention. In this embodiment, a nonconductive pattern portion 15 ′ is formed on the mounting surface A of the dielectric block 2. On the upper surface of the wiring board 20, a non-conductive portion 28 that is somewhat larger than the non-conductive pattern portion 15 ′ is formed at a position corresponding to the non-conductive pattern portion 15 ′. Also in this embodiment, the same effect as the above-described embodiment can be obtained.
[0041]
Furthermore, in the present invention, the non-conductive pattern portion may be provided on both the mounting surface A of the dielectric block 2 and the side surface paired therewith.
[0042]
18 and 19 are schematic perspective views showing seventh and eighth embodiments of the dielectric filter according to the present invention, respectively, and FIG. 20 shows a ninth embodiment of the dielectric filter according to the present invention. It is a disassembled perspective view. In these embodiments, modifications of the input / output electrodes are particularly shown. Although not shown in these drawings, a non-conductive pattern portion as shown in FIG. 2 and the like is formed on the rear side surface of the dielectric block 2.
[0043]
In the embodiment of FIG. 18, the input electrode 6 and the output electrode 7 both extend from the mounting surface A to other side surfaces that are continuous with the mounting surface.
[0044]
In the embodiment of FIG. 19, a coupling dielectric block 32 is used. In the coupling dielectric block 32, a coupling inner conductor 34 is formed on the inner surface of the through hole corresponding to the resonator inner conductor 4 formed in the through hole 3 of the dielectric block 2. Corresponding members of the coupling inner conductor 34 and the resonator inner conductor 4 are mechanically and electrically connected to each other by a conductive connecting member 38 inserted into the through holes. An input electrode 36 and an output electrode 37 are formed on the side surface of the coupling dielectric block 32.
[0045]
In the embodiment of FIG. 20, the insulating rods 44 and 45 are inserted into the through holes in which the inner conductors 4 of the resonators at both ends are formed, and the insertion holes formed in the insulating rods 44 and 45 are respectively inserted. An input electrode pin 46 and an output electrode pin 47 are inserted.
[0046]
10 and 11 are schematic perspective views showing the first embodiment of the duplexer according to the present invention. In the present embodiment, λ / 4 coaxial dielectric resonators 12A, 12B, 12C, 14A, 14B, and 14C and λ / 4 coaxial dielectric resonator 16 are formed. In this embodiment, the three resonators 12A, 12B, and 12C arranged in parallel in the same direction form a three-stage transmission filter (transmission bandpass filter) 12, and are arranged in parallel in the same direction. The three resonators 14A, 14B, and 14C that are arranged form a three-stage reception side filter (reception bandpass filter) 14 between the transmission side filter 12 and the reception side filter 14, that is, the resonator 12C. A resonator 16 for forming an input / output capacitance is disposed between the resonator 14A and the resonator 14A in the same direction as these.
[0047]
In this embodiment, all resonators 12A, 12B, 12C, 14A, 14B, 14C, and 16 are formed using a single dielectric block 2. In other words, the present embodiment has a configuration in which the dielectric block of the transmission filter 12, the dielectric block of the reception filter 14, and the dielectric block of the second resonator 16 are integrated.
[0048]
In FIG. 10, a transmission signal input electrode 106 made of a conductor film insulated from the outer conductor 5 is formed on the dielectric block side surface A in the vicinity of the resonator 12A at the left end of the transmission filter 12, and the reception side A reception signal output electrode 107 made of a conductor film insulated from the outer conductor 5 is formed in the vicinity of the resonator 14 </ b> C at the right end of the filter 14. Further, on the dielectric block side surface A, an input / output common electrode 108 made of a conductor film insulated from the outer conductor 5 is formed in the vicinity of the resonator 16. On the open surface of the dielectric block 2, a connection conductor 109 made of a conductor film insulated from the outer conductor 5 and connecting the common electrode 108 and the inner conductor 4 of the resonator 16 is formed. The connection conductor 109 also functions as a capacitance electrode, like the capacitance electrode 4 ′ connected to the inner conductors of the resonators 12A to 12C and 14A to 14C.
[0049]
The position, length L, and width D of the non-conductive pattern portion 15 shown in FIG. 11 are in the same relationship with the dimensions H and W of the dielectric block 2 as described with reference to FIG. preferable. As a result, for both the transmission-side filter and the reception-side filter, an attenuation pole can be generated near the TE mode peak, and the spurious characteristics can be improved.
[0050]
FIG. 12 is a schematic perspective view showing a second embodiment of the duplexer according to the present invention. In this embodiment, two non-conductive pattern portions 15a and 15b are formed. Three or more non-conductive pattern portions may be formed. By forming a plurality of non-conductive pattern portions in this manner, a plurality of attenuation poles can be generated, and spurious characteristics can be further improved. Each non-conductive pattern portion may be different in length and width, and thereby the attenuation pole position can be controlled independently. In addition, each non-conductive pattern part may differ in length and width, and this can control an attenuation pole position each independently. It should be noted that each of the plurality of non-conductive pattern portions satisfies the conditions described in the above embodiment.
[0051]
FIG. 13 is a schematic perspective view showing a third embodiment of the duplexer according to the present invention. This embodiment is different from the first embodiment only in the shape of the capacitor electrode and the connection conductor formed on the open end face of the dielectric block 2. That is, in the present embodiment, a concave portion is formed in the open end surface of the dielectric block 2 corresponding to each through hole 3, and the capacitive electrode 4 ″ and the connection conductor 109 ′ are formed on the bottom surface and the inner wall surface of the concave portion. As a result, the inter-resonator coupling capacitance and the input / output coupling capacitance can be increased.
[0052]
In the above embodiment, the inner conductors of all the resonators have the same shape and dimensions. However, in the present invention, the shape and size of each resonator can be appropriately changed as desired. For example, the shape and size of the transmission-side filter and the reception-side filter can be different.
[0053]
The transmission signal input electrode 106 and the reception signal output electrode 107 of the duplexer shown in the above embodiment are both used as one of the input electrode and the output electrode, and the input / output common electrode 108 is used as the input electrode. And as the other of the output electrodes, a two-input one-output multiplexer or a one-input two-output multiplexer according to the present invention can be formed.
[0054]
Also in this multiplexer, the same effect of improving spurious characteristics as in the case of the transmission / reception container is obtained.
[0055]
In the present invention, the number of resonators constituting the filter may be other than three.
[0056]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the non-conductive pattern portion extending from the non-conductive region on the open end surface toward the short-circuit end surface is formed on the side surface of the dielectric block in the vicinity of the center portion in the resonator arrangement direction. Thus, a dielectric filter, duplexer, and multiplexer capable of obtaining an excellent spurious characteristic by forming an attenuation pole in the vicinity of the harmonics with a simple configuration and capable of reducing manufacturing costs such as assembly. Is provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic perspective view showing a dielectric filter according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic perspective view showing a dielectric filter according to the present invention.
FIG. 3 is an exploded perspective view showing a dielectric filter bonded to a mounting substrate.
FIG. 4 is a graph showing spurious characteristics of a dielectric filter.
FIG. 5 is a graph showing spurious characteristics of a dielectric filter.
FIG. 6 is a schematic perspective view showing a dielectric filter according to the present invention.
FIG. 7 is a schematic perspective view showing a dielectric filter according to the present invention.
FIG. 8 is a schematic perspective view showing a dielectric filter according to the present invention.
FIG. 9 is a schematic perspective view showing a dielectric filter according to the present invention.
FIG. 10 is a schematic perspective view showing a duplexer according to the present invention.
FIG. 11 is a schematic perspective view showing a duplexer according to the present invention.
FIG. 12 is a schematic perspective view showing a duplexer according to the present invention.
FIG. 13 is a schematic perspective view showing a duplexer according to the present invention.
FIG. 14 is a perspective view of a conventional dielectric filter.
FIG. 15 is an exploded perspective view of a conventional dielectric filter.
16 is an equivalent circuit diagram of the dielectric filter of FIG.
FIG. 17 is an exploded perspective view showing a dielectric filter according to the present invention.
FIG. 18 is a schematic perspective view of a dielectric filter according to the present invention.
FIG. 19 is a schematic perspective view of a dielectric filter according to the present invention.
FIG. 20 is an exploded perspective view showing a dielectric filter according to the present invention.
FIG. 21 is a graph showing spurious characteristics of a dielectric filter.
FIG. 22 is a graph showing spurious characteristics of a dielectric filter.
FIG. 23 is a graph showing spurious characteristics of a dielectric filter.
FIG. 24 is a graph showing spurious characteristics of a dielectric filter.
[Explanation of symbols]
2 Dielectric block
3 Through hole
4 Inner conductor
4 ', 4 "capacitive electrode
5 Outer conductor
6 Input electrodes
7 Output electrode
12 Bandpass filter
12A, 12B, 12C Dielectric Resonator
14 Bandpass filter
14A, 14B, 14C Dielectric Resonator
15, 15 ', 15a, 15b Non-conductive pattern part
16 Dielectric resonator
20 Wiring board
22 Ground conductor pattern
26, 27 electrode pattern
28 Non-conductive part
32 Dielectric block for coupling
34 Inner conductor for coupling
36 Input electrodes
37 Output electrode
38 Conductive connection member
44, 45 Insulating rod
46 Input electrode pin
47 Output electrode pin
106 Transmission signal input electrode
107 Received signal output electrode
108 Input / output common electrode
109 Connection conductor

Claims (13)

対をなす第1の端面及び第2の端面、該第1の端面及び第2の端面を横切る複数の側面、及び前記第1の端面及び第2の端面の間に延びている互いに平行な複数の貫通孔を有する誘電体ブロックと;該誘電体ブロックの前記複数の貫通孔の内面に形成された内導体と;前記誘電体ブロックの前記側面及び前記第2の端面に形成された外導体とを含んで複数のλ/4共振器が形成されており、
該複数のλ/4共振器は前記複数の側面のうちの対をなす第1の側面及び第2の側面に沿って配列されており、
前記外導体から絶縁されて1対の入出力電極が配置されており、
前記第1の側面及び/又は第2の側面には前記第1の端面の非導電領域から前記第2の端面の方へと延びた非導電パターン部が形成されており、該非導電パターン部は前記λ/4共振器の配列方向に関して所定範囲内で前記非導電領域に連なっており、前記所定範囲は前記λ/4共振器の配列方向に関して前記誘電体ブロックの中央を中心とし幅が該誘電体ブロックの寸法の1/2倍の範囲であり、前記非導電パターン部は前記λ/4共振器の低次高調波の波長λ’に対するλ’/4スロットライン共振器として機能することを特徴とする誘電体フィルタ。
A pair of first and second end faces, a plurality of side faces crossing the first and second end faces, and a plurality of parallel ends extending between the first and second end faces A dielectric block having a plurality of through holes; an inner conductor formed on an inner surface of the plurality of through holes of the dielectric block; an outer conductor formed on the side surface and the second end surface of the dielectric block; A plurality of λ / 4 resonators are formed including
The plurality of λ / 4 resonators are arranged along a first side surface and a second side surface forming a pair of the plurality of side surfaces,
A pair of input / output electrodes are arranged insulated from the outer conductor;
A non-conductive pattern portion extending from the non-conductive region of the first end surface to the second end surface is formed on the first side surface and / or the second side surface, and the non-conductive pattern portion is The λ / 4 resonator is connected to the non-conductive region within a predetermined range with respect to the arrangement direction of the λ / 4 resonator, and the predetermined range is centered on the center of the dielectric block with respect to the arrangement direction of the λ / 4 resonator. The non-conductive pattern portion functions as a λ ′ / 4 slot line resonator with respect to a wavelength λ ′ of a low-order harmonic of the λ / 4 resonator. A dielectric filter.
前記非導電パターン部は、前記第1の端面と第2の端面との間の距離の1/4倍〜1倍の長さを持つことを特徴とする、請求項1に記載の誘電体フィルタ。2. The dielectric filter according to claim 1, wherein the non-conductive pattern unit has a length that is ¼ to 1 times a distance between the first end surface and the second end surface. . 前記非導電パターン部は、前記誘電体ブロックの前記λ/4共振器の配列方向の寸法の1/4倍以下の幅を持つことを特徴とする、請求項1〜2のいずれかに記載の誘電体フィルタ。3. The non-conductive pattern part according to claim 1, wherein the non-conductive pattern part has a width equal to or less than ¼ times a dimension of the dielectric block in the arrangement direction of the λ / 4 resonators. Dielectric filter. 前記非導電パターン部は複数形成されていることを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載の誘電体フィルタ。The dielectric filter according to claim 1, wherein a plurality of the non-conductive pattern portions are formed. 前記1対の入出力電極は前記誘電体ブロックの側面に形成されていることを特徴とする、請求項1〜4のいずれかに記載の誘電体フィルタ。The dielectric filter according to claim 1, wherein the pair of input / output electrodes are formed on a side surface of the dielectric block. 前記誘電体ブロックはその前記第1の側面が実装基板に接合されており、該実装基板は前記第1の側面の外導体に接続されるアース導体パターンと前記入出力電極に接続される電極パターンとを有していることを特徴とする、請求項1〜5のいずれかに記載の誘電体フィルタ。The dielectric block has the first side surface bonded to a mounting substrate, and the mounting substrate is connected to an outer conductor on the first side surface and an electrode pattern connected to the input / output electrode. The dielectric filter according to claim 1, wherein 対をなす第1の端面及び第2の端面、該第1の端面及び第2の端面を横切る複数の側面、及び前記第1の端面及び第2の端面の間に延びている互いに平行な複数の貫通孔を有する誘電体ブロックと;該誘電体ブロックの前記複数の貫通孔の内面に形成された内導体と;前記誘電体ブロックの前記側面及び前記第2の端面に形成された外導体とを含んで複数のλ/4共振器が形成されており、
該複数のλ/4共振器は前記複数の側面のうちの対をなす第1の側面及び第2の側面に沿って配列されており、
前記外導体から絶縁されて送信信号入力電極、受信信号出力電極及び入出力共通電極が配置されており、
前記第1の側面及び/又は第2の側面には前記第1の端面の非導電領域から前記第2の端面の方へと延びた非導電パターン部が形成されており、該非導電パターン部は前記λ/4共振器の配列方向に関して所定範囲内で前記非導電領域に連なっており、前記所定範囲は前記λ/4共振器の配列方向に関して前記誘電体ブロックの中央を中心とし幅が該誘電体ブロックの寸法の1/2倍の範囲であり、前記非導電パターン部は前記λ/4共振器の低次高調波の波長λ’に対するλ’/4スロットライン共振器として機能することを特徴とする送受共用器。
A pair of first and second end faces, a plurality of side faces crossing the first and second end faces, and a plurality of parallel ends extending between the first and second end faces A dielectric block having a plurality of through holes; an inner conductor formed on an inner surface of the plurality of through holes of the dielectric block; an outer conductor formed on the side surface and the second end surface of the dielectric block; A plurality of λ / 4 resonators are formed including
The plurality of λ / 4 resonators are arranged along a first side surface and a second side surface forming a pair of the plurality of side surfaces,
A transmission signal input electrode, a reception signal output electrode, and an input / output common electrode are arranged insulated from the outer conductor,
A non-conductive pattern portion extending from the non-conductive region of the first end surface to the second end surface is formed on the first side surface and / or the second side surface, and the non-conductive pattern portion is The λ / 4 resonator is connected to the non-conductive region within a predetermined range with respect to the arrangement direction of the λ / 4 resonator, and the predetermined range is centered on the center of the dielectric block with respect to the arrangement direction of the λ / 4 resonator. The non-conductive pattern portion functions as a λ ′ / 4 slot line resonator with respect to a wavelength λ ′ of a low-order harmonic of the λ / 4 resonator. A duplexer.
前記非導電パターン部は、前記第1の端面と第2の端面との間の距離の1/4倍〜1倍の長さを持つことを特徴とする、請求項7に記載の送受共用器。The duplexer according to claim 7, wherein the non-conductive pattern part has a length that is 1/4 to 1 times a distance between the first end face and the second end face. . 前記非導電パターン部は、前記誘電体ブロックの前記λ/4共振器の配列方向の寸法の1/4倍以下の幅を持つことを特徴とする、請求項7〜8のいずれかに記載の送受共用器。9. The non-conductive pattern part according to claim 7, wherein the non-conductive pattern part has a width equal to or less than ¼ times the dimension of the dielectric block in the arrangement direction of the λ / 4 resonators. A duplexer. 前記非導電パターン部は複数形成されていることを特徴とする、請求項7〜9のいずれかに記載の送受共用器。The duplexer according to any one of claims 7 to 9, wherein a plurality of the non-conductive pattern portions are formed. 前記送信信号入力電極、受信信号出力電極及び入出力共通電極は前記誘電体ブロックの側面に形成されていることを特徴とする、請求項7〜10のいずれかに記載の送受共用器。The duplexer according to any one of claims 7 to 10, wherein the transmission signal input electrode, the reception signal output electrode, and the input / output common electrode are formed on a side surface of the dielectric block. 前記誘電体ブロックはその前記第1の側面が実装基板に接合されており、該実装基板は前記第1の側面の外導体に接続されるアース導体パターンと前記送信信号入力電極、受信信号出力電極及び入出力共通電極にそれぞれ接続される電極パターンとを有していることを特徴とする、請求項7〜11のいずれかに記載の送受共用器。The dielectric block has the first side surface bonded to a mounting substrate, and the mounting substrate is connected to an outer conductor on the first side surface, the transmission signal input electrode, and the reception signal output electrode. And an electrode pattern connected to each of the input / output common electrodes, the duplexer according to any one of claims 7 to 11. 請求項7〜12のいずれかに記載の送受共用器の前記送信信号入力電極及び受信信号出力電極をいずれも入力電極及び出力電極のうちの一方となし且つ前記入出力共通電極を入力電極及び出力電極のうちの他方となしたことを特徴とするマルチプレクサ。The transmission signal input electrode and the reception signal output electrode of the duplexer according to any one of claims 7 to 12 are both formed as one of an input electrode and an output electrode, and the input / output common electrode is an input electrode and an output. A multiplexer characterized by being the other of the electrodes.
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