JPH0292001A

JPH0292001A - 誘電体同軸フィルタ

Info

Publication number: JPH0292001A
Application number: JP24341788A
Authority: JP
Inventors: Tadahiro Yorita; 寄田　忠弘; Haruo Matsumoto; 治雄松本
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1988-09-28
Filing date: 1988-09-28
Publication date: 1990-03-30

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〉本発明は誘電体同軸フィルタに係り、特に、単一の誘電
体ブロックに複数の共振素子が構成されてなる一体形の
誘電体同軸フィルタに関する。

〈従来の技術〉従来から、この種の誘電体同軸フィルタとしては、セラ
ミックなどの誘電体材料からなる直方体状の誘電体ブロ
ックを備えるとともに、この誘電体ブロックの両生表面
間に互いに並列状で貫通する複数の貫通孔を形成し、か
つ、誘電体ブロックの外周面には開放面となる一方の主
表面を除いて外導体を、また、各貫通孔の内周面には短
絡面となる他方の主表面に形成された外導体と接続され
た内導体をそれぞれ形成することによって各貫通孔毎に
共振素子を構成してなるものが知られている。

ところで、このような構成の誘電体同軸フィルタにおい
ては、各共振素子が互いに隣接して同一の誘電体ブロッ
ク内に形成されているので、各共振素子が互いに隣接す
る共振素子の共振周波数特性に対して影響を及ぼす結果
、各共振素子の共振周波数が偏移して変化してしまうと
いう不都合があった。

そこで、従来から、各共振素子の有する共振周波数を互
いに一致させて互いの共振周波数が所要の周波数バラン
スとなるように調整すべく、例えば、各共振素子の開放
面側ブロックを削り取ることによって当該共振素子の軸
方向長さを隣接する他の共振素子に対して変化させたり
、各共振素子の開放面側に内導体と接続された舌状電極
を設けて内導体と外導体との間の容量を変化させるとい
うような手立てが採用されている。

〈発明が解決しようとする課題〉しかし、前者の手立てによって共振周波数を調整するに
あたっては、誘電体ブロックが硬＜、シかも、比較的弱
い力で破損する材料であることがら、その削り取り作業
に大変な手間を要するにもかかわらず、十分な共振周波
数調整を行うことは非常に難しい。また、後者の手立て
では、付加する舌状電極の、Ｑｏ値によって共振素子の
Ｑ０値が低下するので、結果として誘電体同軸フィルタ
全体のＱ値が悪化してしまうばかりか、舌状電極の精度
によって共振素子の共振周波数の精度が決まるため、舌
状電極に非常に厳しい容量精度が要求されることになっ
てしまう。

本発明はかかる現状に鑑み、従来技術とは異なる原理に
着目して創案されたものであって、より簡単、かつ、確
実に、各共振素子の共振周波数を所要の周波数バランス
となるように調整することが可能な誘電体同軸フィルタ
の提供を目的としている。

く課題を解決するための手段〉本発明は、このような目的を達成するために、誘電体ブ
ロックの外周面に形成された外導体と、前記誘電体ブロ
ック内に形成された複数の貫通孔それぞれの内周面に形
成された内導体とから構成された複数の共振素子を備え
てなる誘電体同軸フィルタにおいて、各共振素子の貫通
孔の軸方向中途位置に、当該貫通孔を大径部と小径部と
に区分する段差を設けるとともに、各共振素子における
前記大径部および小径部の内径比もしくは小径部の軸方
向長さの少なくとも一方を隣接する共振素子に対して変
化させることによって各共振素子の共振周波数および共
振素子相互間の結合係数の調整を行ったものである。

〈作用〉上記構成によれば、共振素子の貫通孔を構成する大径部
および小径部の内径比もしくは小径部の軸方向長さの少
なくとも一方を変化させることにより、大径部と小径部
、すなわち、開放面側部分と短絡面側部分との特性イン
ピーダンスが相対的に変化することになる。そして、こ
のことによって、当該共振素子の共振周波数が変化し、
隣接する共振素子との間で結合係数のバランスが取られ
ることになる。

以下、その原理を第１図で示す等価回路図に基づき、か
つ、式を用いて説明する。

まず、本発明の原理においては、共振素子Ｒがその軸方
向に沿って区分された２つの部分からなるものと考えら
れている。そして、この共振素子Ｒにおける誘電体ブロ
ックの開放面側に位置する部分の特性インピーダンスお
よび電気角はそれぞれＺ＋、　　θ、で表され、その短
絡面側に位置する部分の特性インピーダンスおよび電気
角はそれぞれＺ１＋　　θ宜で表されている。この場合
、共振素子Ｒ全体の入力インピーダンスＺ１．ｌは、次
の（ｔｌ　式によって表されることになる。

このとき、共振素子Ｒの共振条件は、入力インピーダン
スＺ　Ｉｎが無限大となることであるから、＋１１式の
分母を零とすればよく、その共振条件は次の（２）式に
よって表される。

ｔａｎ　θ、・ｔａｎ　θｔ　＝　Ｚ＋　／　Ｚ２　−
（２１また、この（２）式が成立すると同時に、次の（
３）式が成立することになる。

つぎに、（３）式に従って（２）式を変形すると、共振
素子Ｒの共振条件として次の１４１式が得られる。

（以下、余白）＝　ｔａｎ　　θ、−ｔａｎ　　θ２Ｚ冨ンピーダンスＺ、と短絡面側の特性インピーダンスｚ８
とが互いに等しい場合、すなわち、従来例について考え
ると、（４）式から共振素子Ｒの共振条件として次の（
５）式が得られる。

θ、＋θ２−π／２　・・・（５）また、共振素子Ｒの特性インピーダンスＺ、を特性イン
ピーダンスＺ２よりも大きく、すなわち、Ｚｌ＞２２と
した場合には、（４）式から共振素子Ｒの共振条件とし
て次の（６）式が得られる。

θ、十〇、〉π／２　・・・（６）さらにまた、共振素子Ｒの特性インピーダンスＺ、を特
性インピーダンスＺ！よりも小さく（Ｚ＜Ｚ、）した場
合には、（４）式から共振条件として次の（７）式が得
られる。

θ１＋θ３くπ／２　・・・（７）そこで、従来例、すなわち、共振素子Ｒの開放面側の特
性インピーダンスＺ、とその短絡面側の特性インピーダ
ンス２１とが互いに等しい場合において、この共振素子
Ｒの軸方向長さをｉ、としたときに周波数ｆ、で共振し
たとする。

これに対して、共振素子Ｒの開放面側の特性インピーダ
ンスＺ、を短絡面側の特性インピーダンスＺ！よりも太
きく（Ｚｌ　＞Ｚｘ　　）した場合には、電気角（θ１
＋０８）がπ／２よりも大きな周波数で共振素子Ｒが共
振することになる。その結果、この共振素子Ｒの軸方向
長さｔが従来例の長さｌ。と同一であれば、その共振周
波数ｒは従来例の共振周波数ｆ、よりも高くなる。

一方、共振素子Ｒの特性インピーダンスＺ１を特性イン
ピーダンスＺ！よりも小さく（Ｚ、　＜ｚ）した場合に
は、電気角（θ１　＋０２）がπ／２よりも小さな周波
数で共振素子Ｒが共振することになるので、共振素子Ｒ
の軸方向長さｌを従来例の長さ１０と同じにすれば、そ
の共振周波数ｆが従来例の共振周波数ｆ０よりも低くな
る。したがって、共振素子Ｒの開放面側の特性インピー
ダンスＺＩをその短絡面側の特性インピーダンスＺ２よ
りも小さくしておけば、共振素子Ｒの軸方向長さｌを従
来例の長さ１０よりも短くしても、同じ共振周波数ｆ０
が得られることになる。

〈実施例〉以下、本発明を図面に示す一実施例に基づき詳細に説明
する。

第２図は上述した原理を従って構成された誘電体同軸フ
ィルタを示す概略斜視図であり、第３図は第２図の■−
■線に沿う概略断面図である。これらの図における符号
１は誘電体同軸フィルタであって、この誘電体同軸フィ
ルタ１はセラミックなどの誘電体材料によって直方体状
に形成された誘電体ブロック２を備えている。

そして、この誘電体ブロック２の内部、すなわち、その
開放面となる上側主表面および短絡面となる下側主表面
との間には、複数の貫通孔３．・・・が所定間隔を隔て
て並列形成されている。また、各貫通孔３の軸方向中途
位置にはステップ状の段差４が設けられており、当該貫
通孔３は段差４を介して開放面側に位置する大径部３ａ
と短絡面側に位置する小径部３ｂとに区分して分割され
ている。なお、第３図においては、貫通孔３の大径部３
ａの内径をｄＭ、その小径部３ｂの内径をｄあて示すと
ともに、小径部３ｂの軸方向長さを１ｈで示している。

また、このとき、段差４は必ずしも貫通孔３の軸方向と
直交した平面状でなければならないものではなく、例え
ば、貫通孔３の小径部３ｂから大径部３ａに向かって傾
斜したテーパ状に形成されていてもよい。

さらに、これらの貫通孔３．・・・それぞれの内周面に
は内導体５が形成される一方、誘電体ブロック２の開放
面を除く外周面には外導体６が形成されている。したが
って、これらの内導体５と外導体６とが協働することに
よって複数のλ／４型といわれる７２Ｍ共振素子が構成
されることになる。

ところで、このように構成された誘電体同軸フィルタ１
においては、各共振素子の貫通孔３の内周面に形成され
た内導体５と外導体６との間の媒質（誘電体）の上側厚
みが下側厚みよりも薄くされている、その結果、貫通孔
３の大径部３ａと小径部３ｂとは互いに異なる特性イン
ピーダンスを有することになり、図示したような構成の
場合には、原理において説明したように、共振素子を構
成する貫通孔３の大径部３ａの特性インピーダンスｚｌ
がその小径部３ｂの特性インピーダンスＺｔよりも小さ
くなる。そのため、各共振素子の軸方向長さが互いに同
一であれば、当該共振素子の有する共振周波数が隣接す
る共振素子のそれよりも低くなる。あるいはまた、この
共振素子の貫通孔３の小径部３ｂの軸方向長さｌ、を隣
接する共振素子のそれに対して短くしても、上記同様の
結果が得られることになる。

そこで、本実施例においては、各共振素子の貫通孔３の
軸方向中途位置に設けられた段差４によって分割された
大径部３ａと小径部３ｂとの内径比（ｄ、／ｄｂ）もし
くは小径部３ｂの軸方向長さのいずれか一方、あるいは
、これらの双方を変化させれば１．これらの変化に応じ
て各共振素子の共振周波数が偏移することになり、所要
の共振周波数が得られることになる。

なお、以上の説明においては、貫通孔３の大径部３ａを
誘電体ブロック２の開放面側に、また、その小径部３ｂ
を誘電体ブロック２の短絡面側に形成しているが、例え
ば、誘電体ブロック２の開放面側に小径部３ｂ、また、
その短絡面側に大径部３ａを設けても前記同様の結果が
得られる。

〈発明の効果〉以上説明したように、本発明によれば、各共振素子にお
ける大径部および小径部の内径比もしくは小径部の軸方
向長さの少なくとも一方を隣接する共振素子に対して変
化させることにより、各共振素子の共振周波数を所要値
に設定することが可能となる。その結果、従来例に比べ
、より簡単、かつ、確実に、各共振素子の共振周波数お
よび共振素子間の結合係数を調整することができるとい
う効果が得られる。

また、本発明によれば、例えば、３倍波などによる高次
モードのスプリアス特性を改善することができるという
別異の効果も得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明に係り、第１図は本発明の
詳細な説明するための等価回路図、第２図は本発明の一
実施例に係る誘電体同軸フィルタを示す概略斜視図であ
り、第３図は第２図のｍ−■線に沿う概略断面図である
。図における符号１は誘電体同軸フィルタ、２は誘電体ブ
ロック、３は貫通孔、３ａは大径部、３ｂは小径部、４
は段差、５は内導体、６は外導体である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）誘電体ブロックの外周面に形成された外導体と、
前記誘電体ブロック内に形成された複数の貫通孔それぞ
れの内周面に形成された内導体とから構成された複数の
共振素子を備えてなる誘電体同軸フィルタにおいて、各共振素子の貫通孔の軸方向中途位置に、当該貫通孔を
大径部と小径部とに区分する段差を設けるとともに、各共振素子における前記大径部および小径部の内径比も
しくは小径部の軸方向長さの少なくとも一方を隣接する
共振素子に対して変化させることによって各共振素子の
共振周波数および共振素子相互間の結合係数の調整を行
ったことを特徴とする誘電体同軸フィルタ。