JPH03181206A - 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］ 本発明は、マイクロ波等の高周波帯域で用いる誘電体フ
ィルタに関し、更に詳しくは、複数のコイルとコンデン
サからなる低域通過フィルタ部と、複数の１／４波長型
誘電体同輪共振器を有する帯域阻止フィルタ部とを組み
合わせた誘電体フィルタに関するものである。

［従来の技術］ チタン酸バリウム等の誘電体セラミックを用いたフィル
タは損失が少なく小型化できる等の特徴があり、自動車
電話等のマイクロ波帯用移動通信システムに広く使用さ
れている。

誘電体フィルタに関する従来技術としては、直方体状を
なす誘電体ブロックに所定の間隔をおいて複数の共振子
穴と結合子穴とを交互に設け、共振子穴が開口している
面の一方を開放面とし、該開放面を除く誘電体ブロック
の外表面と共振子穴の内面をメタライズした構造が知ら
れている。

このようなフィルタでは各共振子穴がそれぞれ一個一個
の共振素子に対応し、共振子穴の高さの４倍の共振波長
を持つ、そして共振素子間は結合子穴によって結合し、
帯域通過フィルタ（ＢＰＦ・・・バンドパス・フィルタ
）として機能する。

移動体マイクロ波通信においては、中心共振周波数の異
なるこの種の帯域通過フィルタを送信用と受信用に用い
ている。送信フィルタは、送信帯域に中心共振周波数を
もち挿入損失が少なく、それから僅かにずれた受信帯域
では大きな減衰量をもつ特性を呈する。逆に受信フィル
タは、受信帯域に中心共振周波数をもち挿入損失が少な
く、それから僅かにずれた送信帯域では大きな減衰量を
もつ特性を呈する０両者を組み合わせることでアンテナ
を共用できる。

［発明が解決しようとする課題］ 上記のような一体型多段構造の帯域通過フィルタでは、
減衰特性を向上させるには段数（共振子穴の数）を増加
する必要がある。しかし段数が増加するとフィルタの挿
入損失が悪化するし大型化する欠点が生しる。

また１／４波長型の共振器では、基本波モード（基本波
中心周波数「。）で共振する他、基本波の奇数倍の高調
波で共振しスプリアスが生じる。特に３ｒ０　（基本波
中心周波数ｒ、の３倍高調波）のスプリアスは最も大き
くこれが問題となる。

そこで３ｆ、でのスプリアスを低減するために、３ｒｏ
以上の高周波域をカントする低域通過フィルタを別に付
加する必要があった。つまり別個の低域通過フィルタと
帯域ｉＩ通過ィルタとを直列に接続して送信フィルタを
構成するのである。このため更に大型化することは避け
られなかった。

本発明の目的は、上記のような従来技術の欠点を解消し
、小型で且つ低損失であり、３ｆ。

のスプリアス応答を改善し減衰特性も十分大きく取れる
ような新しい構造の誘電体フィルタを提供することにあ
る。

［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成できる本発明は、複数並設した１／４
波長型誘電体同軸共振器の開放端にそれぞれコンデンサ
を搭載接続し、各コンデンサ間をコイルで接続して、前
記コイルと前記コンデンサによる低域通過フィルタ部と
、前記コンデンサと前記共振器による帯域阻止フィルタ
部とを結合した誘電体フィルタである。ここで低域通過
フィルタ部は、そのカットオフ周波数が帯域阻止フィル
タ部の阻止帯域よりも若干高く設定される。

前記共振器については、それに搭載したコンデンサと外
導体（アース導体）間に補正用コンデンサ゛を設けても
よい０例えば帯域阻止フィルタ部に３個以上の共振器を
設ける場合には、中央寄りに位置する共振器について補
正用コンデンサを設ける。

［作用］ ？ｊｌ数の１／４波長型誘電体同軸共振器とその開放端
にそれぞれ搭載接続したコンデンサとの組み合わせによ
り帯域阻止フィルタ部が構成され、それによって所定の
周波数帯域で大きな減衰を得る０例えば送信フィルタの
場合、その阻止帯域（大きな減衰が得られる周波数帯域
）を受信帯域に設定し、逆に受信フィルタの場合には、
阻止帯域を送信帯域に設定する。

誘電体共振器として１７４波長型を使用すると、その基
本波中心周波数ｆ０の奇数倍の周波数帯域にスプリアス
が現れる。前述のように特に３ｒ、のスプリアスが大き
い０本発明ではコイルとコンデンサとの組み合わせから
なる低域通過フィルタによりその３ｆｏスプリアスを低
減する。

またコンデンサと外導体との間に適当な容量の補正用コ
ンデンサを設けると、それによって帯域阻止フィルタ部
の減衰特性のエンジ部分が急峻になり、通過域側の損失
が小さくなる。

［実施例］ 第１図は本発明に係る誘電体フィルタの一実施例を示す
分解斜視図である。４個並設した１／４波長型誘電体同
軸共振器１０の開放端にそれぞれコンデンサ１２を搭載
接続し、各コンデンサ１２間をコイル１４で接続する。

ここで共振器１０は四角柱状の誘電体材料（例えばチタ
ン酸バリウム等）の焼結体１６からなり、その中心に共
振子犬１８が貫設され、該共振子犬ｌ８が開口している
面の一方（ここでは上面）を開放面とし、それ以外の外
表面（４個面及び底面）と共振子穴１８の内面にメタラ
イズ層１９を形成したものである。メタライズ層１９は
、例えば銀ペースト等の焼付けで形成する極く薄い導体
膜である。

コンデンサ１２は、そのまま直接共振器１゜の共振子穴
１８の開放端に半田付けしてもよいし、開放端にリヘソ
ト型の金属端子台を半田付は固定し、それを介して更に
半田付は接続するように構成してもよい。

複数のコイル１４とコンデンサ１２により低域通過フィ
ルタ部２０が構成され、複数のコンデンサ１２と共振器
１０とにより帯域阻止フィルタ部２２が構成される。

第１図に示す誘電体フィルタの等価回路を第２図に示す
、Ｌｌ、・・・、Ｌｓ　はコイル１４のインダクタンス
を示し、Ｌ４．・・・、Ｌｑ　は共振器ｌＯの等価イン
ダクタンスを表している。ｃ。

・・・、Ｃ４はコンデンサ１２の容量と共振器１゜の等
価容量とを合わせたものである。

第３図に上記のような構成の誘電体フィルタにより得ら
れた特性を示す、この例は３個の共振器を並置し、コン
デンサ間のコイルを６ターン、入出力のコイルを５ター
ンとして測定した一例である。この結果から挿入損失が
極めて小さく、また所定の周波数帯域で十分大きな減衰
量が得られることが分かる。これを送信フィルタとして
用いる時は、同図に示されているように阻止帯域ａ　（
減衰量の大きな領域）が受信帯域となる。受信帯域ａよ
り僅かに低域側にずれた送信帯域すは減衰が極めて少な
い（挿入損失が非常に小さい）、これらは帯域阻止フィ
ルタ部の特性による。符号Ｃで示す領域は低域通過フィ
ルタ部の効果が効いている領域である。

第３図に示すフィルタ特性を検討すると、挿入損失につ
いては従来の帯域阻止フィルタでは１．９ｄＢ位である
が、本発明では１．３〜１．４ｄＢ程度に小さくできる
ことが分かる。

また減衰量について比較すると、第３図に示すような減
衰量を得るためには従来の帯域通過フィルタでは５〜６
段必要であるが、本発明ではそれが３段で済み著しく小
型化できることが分かる。

中心共振周波数の異なる上記のような誘電体フィルタを
２個使用し、一方を送信フィルタ、他方を受信フィルタ
として組み合わせることによって自動車電話等で用いる
アンテナ共用器を構成できる。

第４図は上記のフィルタの具体的構成を示している。各
共振器１０はケース３０ａ、３０ｂに半田付は等により
固定する。ケース３０ａ。

３０ｂは板金加工等により構成したものである。

一方のケース３０ａには端子３２を取り付け、そこから
コイルにより入出力側の共振器のコンデンサに接続する
。そして他方のケース３０ｂを被せ、できるだけ電磁界
が外部に漏れないようにして固定する。各共振器１０と
ケース３０ａ、３Ｑｂとの固定は、例えばケース側面に
長穴３４を設け、それを利用して半田付けする方法が好
適である。

第５図及び第６図は本発明の他の実施例を示している。

基本的な構成は第１図の場合と同様であるから、共通す
る部分には同一符号を付し、それらについての説明は省
略する０人出力端子３６として樹脂端子やガラス端子を
用い、金属ベース３８に取り付ける。また本実施例では
金属ベース３８に補正用コンデンサ４ｏを設けている。

４個の共振器のうち両端の二つを除く中央の２個につい
て補正用コンデンサ４ｏを用いる。補正用コンデンサ４
０の一端は外導体（アース導体・・・ここでは金属ベー
ス３８）に接続し、他方はリード金具４２によって対応
するコンデンサに接続する。なお、ここでは第６図に示
すように共振器ｌＯの共振子穴開放端に金属端子台４４
を設け、それを介してコンデンサ１２を搭載接続してい
る。この誘電体フィルタの等価回路を第７図に示す、Ｃ
ｓ　、Ｃ＆が補正用コンデンサ４０の容量を表している
。この容量を適当な値に設定するとフィルタ減衰特性の
エッジ部（通過域側）を持ち上げてシャープにし、通過
域側における挿入損失を小さくできる。

上記の実施例はいずれも４個の共振器を使用した例であ
るが、共振器の設置個数は４個に限定されるものではな
い。

［発明の効果］ 本発明は上記のように所望の減衰が欲しい周波数領域に
帯域阻止フィルタ部を設けているから、少数の共振器で
も十分大きな減衰量が得られる。また低域通過フィルタ
部によって３ｆ。

のスプリアスを抑制でき、全体としてフィルタ特性は向
上する。

更に本発明は帯域阻止フィルタ部と低域通過フィルタ部
との結合であり、且つ帯域明止フィルタ部の共振器の数
を少なくできるため挿入損失が小さく、且つ小型化でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る誘電体フィルタの一実施例を示す
分解斜視図、第２図はその等価回路図、第３図は本発明
に係る誘電体フィルタにより得られるフィルタ特性の一
例を示すグラフである。第４図は本発明の他の実施例を
示す斜視図、第５図は本発明の更に他の実施例を示す斜
視図、第６図はその側面図、第７図はその等価回路図で
ある。 １０・・・共振器、１２・・・コンデンサ、１４・・・
コイル、１８・・・共振子穴、２０・・・低域通過フィ
ルタ部、２２・・・帯域阻止フィルタ部、４０・・・補
正用コンデンサ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．複数並設した１／４波長型誘電体同軸共振器の開放
   端にそれぞれコンデンサを搭載接続し、各コンデンサ間
   をコイルで接続して、前記コイルと前記コンデンサによ
   る低域通過フィルタ部と、前記コンデンサと前記共振器
   による帯域阻止フィルタ部とを結合したことを特徴とす
   る誘電体フィルタ。
2. ２．前記共振器について、それに搭載したコンデンサと
   外導体間に補正用コンデンサを設けた請求項１記載の誘
   電体フィルタ。