JPH0267801A - 有極型誘電体フィルタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、マイクロ波領域の誘電体共振器を有する誘
電体フィルタに関し、特にマイクロ波領域の周波数によ
り通信を行なう自動車電話装置の分波器用受信フィルタ
等に用いられる誘電体フィルタに関する。

（従来の技術） この種の誘電体フィルタは、均質な単体からなるブロッ
ク状の誘電体、例えばセラミック内にほぼ平行に複数の
中心導体を設°け、それぞれ所定の共振周波数をもたせ
た複数の誘電体共振器を形成することにより、所望の周
波数特性を得るようにしたものが知られている。しかし
、最近の通信容量の急速な増加に伴い、このような誘電
体フィルタに対しても一層の高性能化が要求されている
。

このために、誘電体フィルタの減衰特性として、その中
心周波数に対する高域側の減衰量と、その低域側の減衰
量とが互いに大幅に異なった、即ち非対称減衰特性を有
する誘電体フィルタを要求されることも多い。

このような誘電体フィルタは、設計の段階においてその
共振周波数及び誘電体共振器間の結合容量が与えられる
が、その大きさや、経済性等を考慮して、このような結
合容量のものをどのようにして実現するかの選択が重要
な問題となる。

従来、この種の誘電体として、例えば特開昭第６１−８
０９０１号に開示されたものがある。その技術について
、以下第２図を参照して説明する。

第２図は従来の誘電体フィルタの構成を示す斜視図であ
る。この誘電体フィルタは、一体構造をなす直方体状の
誘電体１を有する。誘電体１には、円柱、又は円筒状の
中心導体からなる誘電体共振器２−１〜２−６が埋没さ
れている。図示の位置において、誘電体１の上面に誘電
体共振器２−１〜２−６の周辺をそれぞれ囲むようにし
てパターン３−１〜３−６が設けられている。各パター
ン３−１〜３−６間には、所定のギャップ４−１〜４−
５が形成されている。パターン３−１は、誘電体共振器
２−１と共に入力段として機能するために入力端子５に
接続される。また、パターン３−６は、誘電体共振器２
−６と共に出力段として機能するために出力端子６に接
続されている。

このような構成を有する誘電体フィルタの動作を説明す
る。入力端子５を介して図示していない装置からマイク
ロ波領域の周波数の電気信号が入力段の誘電体共振器２
−１に印加され、その周辺に電磁界を発生する。この電
磁界はギャップ４−１を介して隣接の誘電体共振器２−
２に到達する。誘電体共振器２−２は、誘電体共振器２
−１からの電磁界に応答し、誘電体共振器２−１と同様
にギャップ４−２を介して隣接の誘電体共振器２−３に
電磁界を誘導する。このようにして、誘電体共振器２−
１からの電磁界、即ち電気的信号は、出力段の誘電体共
振器２−６に導かれ、更に出力端子６を介して図示して
いない負荷に導かれる。

ところで、各誘電体共振器２−１〜２−６の共振周波数
は、主としてその長ざ、及びパターン３−１〜３−６の
形状によって決定される。また、誘電体共振器２−１〜
２−６間の結合容量は、誘電体共振器２−１〜２−６及
びパターン３−１〜３−６の形状によって決定される。

この結合容量の決定の手順は、例えば誘電体フィルタの
所望の周波数特性に従って、各周波数用のパターン３−
１〜３−６間のギャップ４−１〜４−５を固定し、各誘
電体共振器２−１〜２−６間のピッチを適当に選択する
ことにより、結合容量間の関係値を求める。次いで、求
めた関係値から各誘電体共振器２−１〜２−６間のピッ
チを最終的に決定して、所望の結合容量を決定するとい
うものであった。

（発明が解決しようとする課題） このように、従来の誘電体フィルタは、誘電体共振器間
の結合を容量により実現しているので、当該誘電体フィ
ルタの通過帯域幅がその中心周波数に比較して充分に狭
い場合は、該誘電体フィルタが有する周波数減衰特性の
高域側の減衰量と、低域側の減衰量が等しくなり、減衰
特性が対称的なものとなる。しかし、通過帯域幅を広く
すると、高域側の減衰と低域側の減衰とが等しくならず
、高域側の減衰が低域側の減衰より低くなる傾向がある
ので、減衰特性を対称的なものとするためには、段数を
増加させて対処することになるので、誘電体フィルタの
形状が大きくなり、更に調整も困難になるという問題点
があった。

この発明は、以上述べたような従来技術の問題点を除去
し、誘電体共振器の段数を増加させることなく、非対称
減衰特性を容易に達成し、また調整も容易な有極型誘電
体フィルタを得ることを目的とする。

（課題を解決するための手段） この発明の有極型誘電体フィルタは、均質な単体からな
るブロック状の誘電体と、前記誘電体内にほぼ複数の平
行に形成された複数の中心導体をそれぞれ有する複数の
誘電体共振器と、前記誘電体の一側面、かつ前記中心導
体の一端に配置された導電性の複数の周波数調整用電極
と、前記周波数調整用電極間に配置される導電性の複数
の結合量調整用電極とを備えたものであって、初段の誘
電体共振器と第２段の誘電体共振器との間、及び終段前
の誘電体共振器と終段の誘電体共振器との間をそれぞれ
外部的に附加された容量性の外部回路を介して接続した
ものである。

（作用） この発明の有極型誘電体フィルタは、前述のように構成
されているので、誘電体共振器間の結合が磁界結合とな
り、また外部的に附加された外部回路により減衰極点が
形成され、通過帯域の高域側の減衰量が低域側の減衰量
に比較して大きくなるので、高域側において厳しい減衰
量が課せられても、所望の周波数特性を少ない段数のフ
ィルタにより達成する。

（実施例） 実施例について図面を参照して説明する。第１図は、こ
の発明の一実施例の有極型誘電体フィルタを示す斜視図
である。第１図において、１１は、縦Ｗ、横り及び高さ
Ｈを有し、一体構造の誘電体、例えばセラミックからな
る直方体（以下、誘電体という。）である。図示の位置
において、誘電体１１の正面、背面、左右側面及び下面
には、斜線により示すように、例えばメツキにより導電
性のメタライズ層が形成され、特に図示していないが、
適当な手段により接地される。

更に、誘電体１１の上面には、左側から順に、導電性の
パターン１２−１〜１２づがギャップ１３−１〜１３−
６を介在させて形成されている。誘電体１１には、パタ
ーン１２−１．１２−３．１２−５．１２−７を貫通し
、誘電体共振器として機能する中心導体（以下、誘電体
共振器という）　１４−１−１４−４が埋没して設けら
れており、更に誘電体共振器１４−１−１４−４に隣接
して外部回路１５−１〜１５−４が埋没して設けられる
。外部回路１５−１−１５−４は、誘電体共振器１４−
１と誘電体共振器１４−２との間、及び誘電体共振器１
４−３と誘電体共振器１４−４との間をそれぞれ接続さ
せて減衰極を形成するためのものであり、ビン１６−１
〜１６−４と、ビン１６−１〜１６−４を取り囲む半径
Ｄ　（＞ｄ）を有し、例えばガラスエポキシのような誘
電体からなる円筒１７−１〜１７−４と、ビン１６−１
とビン１６−２との間、及びビン１６−１とビン１６−
２との間をそれぞれ電気的に接続する導線１８−１．１
８−２とからなる。

パターン１２−２及び１２−６は、誘電体１１の正面及
び背面のメタライズ層に接続されている。°また、パタ
ーン１２−４は、誘電体１１の上面を正面か背面に向っ
て上面の中間まで伸延しており、正面にのみ接続されて
いる。これらのパターン１２−２．１２−４及び１２−
６は、動作においてそれぞれパターン１２−１．１２−
３．１２−５及び１２−７との間の電気的な結合を調整
するために設けられたものであり、周波数調整用電極と
して機能する。

次に、このような構成を有するこの発明の有極型誘電体
フィルタを説明する。図示していない入力端子を介し、
これも図示していない外部装置からマイクロ波領域の周
波数８００〜８８０ＭＨｚの電気信号がビン１６−１を
介して誘電体共振器１４−１及び１４−２に印加される
と、誘電体共振器１４−１及び１４−２はその周辺に前
記周波数の電磁界を発生する。誘電体共振器１４−２の
電磁界は、ギャップ１３−３、パターン１２−４、及び
ギャップ１３−４を介して隣接の誘電体共振器１４−３
に伝わり、誘電体共振器１４−３もその周辺に電磁界を
発生する。この電磁界はギャップ１３−５、パターン１
２−６及びギャップ１３−６及びパターン１２−７を介
して隣接の誘電体共振器Ｉ２−４に伝わり、更に誘電体
共振器１２−４から外部回路１５−４に伝わる。誘電体
共振器１４−２からの電磁界による電気信号は、外部回
路１５−３及び導線１８−２を介して外部回路１５−４
にも伝送される。

外部回路１５−４のビン１６−４は図示していない負荷
に接続されているので５ビンＩＢ−１からの電気的信号
は最終的にビン１６−４を介して負荷に導かれる。

第２図は、第゛１図に示す有極型誘電体フィルタの等価
回路である。第２図において１．ｆｔ、は誘電体共振器
１４−１のインダクタンス、ＣＩは誘電体共振器１４−
１の容量、２□は誘電体共振器１４−２のインダクタン
ス、Ｃ２は誘電体共振器１４−２の容量、２３は誘電体
共振器１４−３のインダクタンス、Ｃ３は誘電体共振器
１４−３の容量、１４は誘電体共振器１４−４のインダ
クタンス、Ｃ４は誘電体共振器１４−４の容量である。

ＣＯｔはビン１６−１と誘電体共振器１４−１との間に
存在する容量、Ｃ０２はビン１６−４と誘電体共振器１
４−４との間に存在する容量、Ｉｔ１２は誘電体共振器
１４−１と誘電体共振器１４−２の間を結合するインダ
クタンス、２□３は誘電体共振器１４−２と誘電体共振
器１４−３との間を結合するインダクタンス、ｌ１３４
は誘電体共振器１４−３と誘電体共振器１４−４との間
を結合するインダクタンスである。

Ｃｐ□はビン１６−１と誘電体共振器１４−１との間の
容量と、ビン１６−２と誘電体共振器１４−２との間の
容量とを合成した容量、ＣＦ２はビン１６−３と誘電体
共振器１４−３との間の容量と、ビンｌ６−４と誘電体
共振器１４−４との間の容量とを合成した容量である。

ＩＬｐｌはビン１６−１とビン１６−２との間を接続す
る導線１８−１のインダクタンス、ＩＬｐ２はビン１６
−３とビン１６−４との間を接続する導線１８−２のイ
ンダクタンスである。

ここで、（：ｐｌ　％　ｃ、及びＩｌ、１を含む等価回
路により、１ωＩＬＰＩＩｃ！ｌ／ωＧ、、　　ｌ及び
１ωＩＬ−２１（１１／ωＣ，□　１を満足するｌ、、
、Ｃ，、、Ｊｉｍ、２及びＣＰ□を決める場合について
考える。この等価回路のＦ行列は次式のようになる。

である。従って、減衰極周波数ｆａ３は、次のようにな
る。

従って、ｆｏ＜ｆ〜となり、通過領域の高域側のみに減
衰極が存在する。

第３図から明らかなように、この実施例では、において
減衰量が無限大となる。

第４図は従来の誘電体フィルタと、この発明の有極型誘
電体フィルタとを比較可能に示す減衰特性図である。第
４図において、横軸は周波数（ＭＨｚ）　、縦軸は減衰
量（ｄＢ）を示す。また、曲線ａはこの発明による有極
型誘電体フィルタ減衰特性を示し、曲線すは従来技術誘
電体フィルタの減衰特性を示す。第４図から明らかなよ
うに、この発明によるフィルタは、通過帯域より高い周
波数にのみ減衰極を有する。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように、この発明によれば、前述の
ように、通過帯域の低域側に減衰極を形成するように、
初段誘電体共振器と第２誘電体共振器との間、及び終段
誘電体共振器と終段誘電体共振器との間を外部回路を介
して電気的に結合させたので、通過帯域の高域側に減衰
量がほぼ無限大となる周波数が生じ、通過帯域の高域側
の減衰量が低域側の減衰量に比較して大きくなり、高域
側において厳しい減衰量が課せられても、所望の減衰特
性を少ない段数の誘電体共振器により達成することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による有極型誘電体フィルタの一実施
例を示す斜視図、第２図は従来の誘電体フィルタの斜視
図、第３図は第１図の有極型誘電体フィルタの等価回路
図、第４図は有極型誘電体フィルタの減衰特性図である
。 １、ｌＩ−・・誘電体、 ２−１〜２−６．１４−１％１４−４・・・誘電体共振
器、ｌ５−１〜１５−４−・・外部回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 均質な単体からなるブロック状の誘電体と、前記誘電体
   内にほぼ複数の平行に形成された複数の中心導体をそれ
   ぞれ有する複数の誘電体共振器と、 前記誘電体の一側面、かつ前記中心導体の一端に配置さ
   れた導電性の複数の周波数調整用電極と、 前記周波数調整用電極間に配置される導電性の複数の結
   合量調整用電極と を備えた有極型誘電体フィルタにおいて、 初段の誘電体共振器と第２段の誘電体共振器との間、及
   び終段前の誘電体共振器と終段の誘電体共振器との間を
   それぞれ外部的に附加された容量性の外部回路を介して
   接続したことを特徴とする有極型誘電体フィルタ。