JPH03239001A - 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、各種電子機器に使用される、誘電体共振器を
用いた誘電体フィルタに関するものである。

〈従来の技術〉 従来の誘電体フィルタとしては、例えば第１５図に示す
ように、誘電体材料製の直方体である共振器部分１の上
面１ａを除いた残りの５面をメタライズして外導体２で
被覆し、この外導体２に接続された内導体５がその内面
に形成された共振穴３を共振器部分１に設け、また共振
穴３の間には内導体５を持たない結合穴４を設けて構成
される誘電体フィルタが知られている。また、図示は省
略したが、共振穴３，３同士を結合させるための容量パ
ターンを形成することで結合穴４を省略した構造も知ら
れている。

更に、例えば特開昭６０−６５８０１号公報に記載には
、共振器部分を構成する各共振器を接続するためのパタ
ーン、並びに各共振器の共振周波数を調整するためのパ
ターンが形成された誘電体基板を用い、入出力端子より
印加された電磁波に、各共振器の共振周波数と各共振器
間の電磁界結合により周波数の選択特性を与えて、誘電
体フィルタとして動作させる構成が示されている。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、従来の誘電体フィルタは、共振器部分に
用いられる誘電体材料の誘電率によってその誘電体フィ
ルタの高さが決定されてしまうため、誘電体フィルタの
高さを低くするためには誘電率の高い材料を用いる必要
があり、このため高価についた。

また帯域外減衰を改善すべく有極フィルタとするには、
誘電体フィルタとは別に有極基板を用いて有極化する必
要があり、この点でも不便であった。

本発明は、誘電率の高い材料を用いなくともその高さを
低くすることが可能で、また有極フィルタとする場合に
も好都合な、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〉 上記目的を達成するため、本発明の誘電体フィルタでは
、上面を除く残りの面が外導体で被覆された誘電体材料
製の共振器部分に前記外導体に接続された内導体が形成
された共振穴を設け、また前記共振器間に結合穴を有し
てなる誘電体フィルタにおいて、前記共振器部分の上面
端部には、この共振器部分と一体形成され且つ前記外導
体に接続された外導体が背面に形成された容量パターン
形成用の基板部−分が立設され、前記容量パターンは、
前記内導体に接続され、また前記共振器部分の上面から
前記基板部分の表面にかけて形成され、更に前記基板部
分には、有極パターンが形成される構成とした。

また有極パターンを上記のように容量パターン形成用の
基板部分に形成するのではなく、有極パターン形成用の
基板部分を、容量パターン形成用の基板部分に対向して
共振器部分の上面端部に、共振器部分と一体形成して設
ける構成としても良い。

一方、容量パターン同志をトリマコンデンサやチップコ
ンデンサなどのコンデンサで結合して、結合容量を得る
ために用いる上記の結合穴を省略することもできる。ま
た、このコンデンサを介しての結合に代えて、隣接する
容量パターンの隣接端部をそれぞれ波状加工し、これら
波状加工部を、略一定間隔て対向する状態で歯合させる
ことで、隣接する容量パターン同士を容量結合する構成
としても同様な効果が得られる。そして、これらの場合
においては、上記の有極パターンないし有極パターンを
形成した基板部分を省略する構成としても良い。

〈作用〉 上記のように容量パターン形成用の基板部分を設けるこ
とで、共振器に容量が並列に付加された状態となり、共
振器の容量が増え、共振周波数が下がる結果、共振器の
見掛上の誘電率が上がり、誘電体フィルタの高さを低く
することが可能となる。また、上記のような有極パタン
形成用の゛基板部分を設けることで、有極フィルタとし
ての使用も可能で、帯域外減衰を改善することができる
。これらの容量あるいは有極の調整は、容量パターンあ
るいは有極パターンを削る等して行われる。

そして、容量パターン形成用の基板部分、有極パターン
形成用の基板部分、あるいは容量パターン及び有極パタ
ーン形成された基板部分を共振器と一体形成することで
、容量部ないし有極部のパターンが小さくてすみ、この
結果誘電体フィルタの小型化を図ることができる。

一方、上記のように結合穴を省略して容量パターン同士
をコンデンサを介して結合するか。

あるいは容量パターンの隣接端部に形成した波状加工部
によって隣接する容量パターン同士を上記のように容量
結合する構成とすれば、コンデンサを削る等して適宜調
整するか、あるいは波状加工部を削って容量結合の度合
を調整することで、共振器同士の結合容量を簡単且つ所
望の値に変えることができ、帯域調整を容易に行うこと
が可能となる。

〈実施例〉 第１図Ａから第１図Ｃは本発明を３段の共振器を有する
誘電体フィルタに適用した例を示している。

即ち略直方体状の誘電体材料で作られた、３段の共振器
を備えた共振器部分１には、その上面後端部から立設せ
る容量パターン形成用の基板部分ｔｂ、並びに上面前端
部から立設させた有極パターン形成用の基板部分１ｃが
一体形成されている。また、共振器部分１の上面１ａを
除いた残りの面と、基板部分１ｂ、　ｌｃの背面には、
外導体２が連続して形成されている。共振器部分１には
、外導体２に接続された内導体５がその穴内面に形成さ
れている共振穴３が適当な間隔で３つ設けられており、
また共振穴３の間にはかかる内導体５を有しない結合穴
４が配設されている。

共振器部分１の上面１ａから、基板部分ｌｂの内側表面
上端部までと基板部分１ｃの内側表面までには、上記内
導体５に接続された容量パターン６が略Ｕ字状で設けら
れている。この容量パターン６は、外導体２や内導体５
と同様に、例えば導電性の金属被膜製のもので、スクリ
ーン印刷やメタライズなどにより作製され、またそのパ
ターン部を削ってその容量を変えることで、共振器部分
１を構成する３つの各共振器の共振周波数をそれぞれ調
整することができる。

一方、基板部分１ｃの内側表面には、基板部分ｌｃ上の
隣接する容量パターン６の上部に跨がり且つその両端を
これら隣接する容量パターン６から僅かに離間させた状
態で、有極パターン７がそれぞれ設けられている。この
有極パターン７は、容量パターン６と同じく、スクリー
ン印刷やメタライズなどで作製された導電性の金属被膜
製などのものである。

第１図りはこの実施例の等価回路、を示したもので、同
図において点線で囲んだ部分９は共振器であり、また上
記の容量パターン６はこれに並列に付加された容量とし
て表すことができる。

そしてこの・ように共振器に容量が並列に負荷された形
になるので、共振周波数が下がり、共振器の見掛上の誘
電率が上がったように見えるため、誘電体フィルタの高
さを低くすることができる。

更に、上記の有極パターン７により、隣接する容量パタ
ーン６同士ないし共振器同士が電磁界結合するようにな
り、従って有極パターン７のパターン部を削ってそのイ
ンダクタンス及び容量を適宜変えることで、高域側にお
ける帯域外減衰を改善することができる。

第１図Ａ−Ｃに示した有極パターン７は高域側に極を付
ける場合の例であるが、低域側に極を付けたい場合には
、例えば第２図Ａのように、両端部に位置する容量パタ
ーン６の上部に跨がる状態で且つその両端をこれら容量
パターン６から僅かに離間させた状態て有極パターン７
を設ける構成すれば良い。

この構成とすれば、第２図Ｂの等価回路の通り、両端に
位置する容量パターン６並びに共振器が有極パターン７
によって電磁界結合するようになり、従って有極パター
ン７のパターン部を削ってそのインダクタンス及び容量
を適宜変えることで、低域側における帯域外減衰の改善
が図れる。

第３図は第２図Ｃのものに人力結合パターレ１０、並び
に出力結合パターンＵを付加した誘電体フィルタを示し
たものである。

また、第４図Ａ、第５図Ａは５段の共振器を有する共振
器部分１を備えた誘電体フィルタに本発明を適用した例
を示したもので、その等価回路はそれぞれ第４図Ｂ、第
５図Ｂに示した通りである。

そして、第４図Ａのように２番目と４番目の容量パター
ン６に跨がる状態て有極パターン７を設ける構成とすれ
ば、低域側に極をもたせることができるし、一方第５図
Ａのように人力結合パターンＩＯと２番目の容量パター
ン６、及び４番目の容量パターン６と出力結合パターン
１１にそれぞれ跨がる状態て有極パターン７を設ければ
、高域側に極をもたせることかできる。

上記した実施例は何れも結合穴４を設けた誘電体フィル
タであるが、例えば第６図Ａ−Ｃに示したように、隣接
する容量パターン６をコンデンサ８て連結（つまり容量
結合）することで、結合穴４無しの構成とすることもで
きる。この場合の共振器の容量結合の度合はコンデンサ
８を適宜調整して容易に行える。

また、このようなコンデンサ８を介しての連結に代えて
、後述する実施例で説明するように、隣接する容量パタ
ーンの隣接端部をそれぞれ波状加工して略一定間隔で対
向させる構造として、これら隣接する容量パターン同士
を容量結合する構成としても良い。

以上は容量パターン形成用の基板部分ｔｂ、有極有極パ
ター成形成用板部分１ｅなどを共振器部分１と一体形成
した例であるが、これらを別体とした場合の実施例は次
の通りである。

第７図Ａ、Ｂはこの別体として用いる容量パターン形成
用の基板部分ｔｂを示したもので、背面側に外導体２が
、また表面には５個の並設された容量パターン６、並び
に入・出力結合パターンｔｏ、　ｔｔがそれぞれ形成さ
れている。これら外導体２．容量パターン６などは上記
と同様にスクリーン印刷やメタライズなどにより作製さ
れる。

隣接する容量パターン６の隣接端部６ａはそれぞれ波状
加工されており、またこれら隣接端部６ａは、略一定間
隔て対向する状態で歯合している。隣接端部６ａをこの
ように歯合させることで、隣接する容量パターン６同士
を容量結合することができる。そして、例えば隣接端部
６ａの波状加工部を削って隣接端部６ａの間隔を変える
ことでこの容量結合の度合を適宜調整することが可能で
ある。

第７図Ｃはこの基板部分１ｂを用いて構成される、５段
の共振器を横方向に接合してなる共振器部分１を備えた
誘電体フィルタである。各共振器の上面を除く５面には
外導体２が形成されており、また各共振器の略中央部に
は、その上面に開口し且つ外導体２に接続された内導体
５がその穴内面に形成された共振穴３がそれぞれ設けら
れている。

第８図Ａ−Ｃに示した容量パターン形成用の基板部分ｌ
ｂでは、上記のような波状加工部に代えて、基板部分Ｌ
ｂ上の隣接する容量パターン６をコンデンサ８を介して
接続する構成としている。そして、この構成とすれば、
容量パターン６間の結合容量の調整をコンデンサ８によ
って容易且つ精度良く行うことができる。

第９図Ａ、Ｂは別体として用いる有極パターン形成用の
基板部分ｔＣを示したちのある。基板部分ＩＣ上の隣接
する容量パターン６の隣接端部６ａは上記と同様な波状
加工か施されている。そして、基板部分１ｃの内側表面
には、基板部分Ｉｃ上の第２番目と第４番目の容量パタ
ーン６の上部に跨がり且つその両端をこれら容量パター
ン６から僅かに離間させた状態で、有極パターン７がそ
れぞれ設けられている。

また、第１０図ＡＢに示した有極パターン形成用の基板
部分１ｃては、隣接する容量パターン６同士はコンデン
サ８を介して結合するようにしたものである。

更に以上は低域側に極を付けるように有極パターン７を
付加した例であるが、高域側に極を付けたい場合は、基
板部分１ｃに形成する有極パターン７を第Ｕ図Ａ、Ｂあ
るいは第１２図Ａ、　　Ｂのように設けた構成すれば良
い。

第１３図は容量パターン形成用の基板部分１ｂと有極パ
ターン形成用の基板部分１ｃとを、共振器部分１の上面
端部に互いに対向させた状態で取付けて構成される誘電
体フィルタを示したものである。

また第１４図Ａ、Ｂは上記基板部分１ｂ、　ｌｃを取付
けた誘電体フィルタの等価回路を示したもので、第１４
図Ａは第１０図Ａ、Ｂのように低域側に極を持たせた基
板部分１ｃと用いた場合の、また第１４図Ｂは第１２図
Ａ、Ｂのように高域側に極を持たせた基板部分１ｃを用
いた場合のものである。

尚、以上の例は容量パターン形成用の基板部分１ｂと有
極パターン形成用の基板部分１ｃを別々の状態で共振器
部分１の上面端部にそれぞれ立設した例であるが、これ
ら容量パターンと有極パターンとを同じ基板部分に形成
する構成としても勿論良い。

〈発明の効果〉 以上のように、本発明の誘電体フィルタによれば、共振
器の容量が増え、共振周波数が下がる結果、共振器の見
掛上の誘電率が上がり、誘電体フィルタの高さを低くす
ることができるし、また有極パターン形成用の基板部分
を設けることで、有極フィルタとしての使用も可能で、
帯域外減衰を改善することができる。そして、容量パタ
ーン形成用の基板部分、有極パターン形成用の基板部分
、ちるいは容量パターン及び有極パターン形成された基
板部分を共振器と一体形成することで、容量部ないし有
極部のパターンが小さくてすみ、この結果誘電体フィル
タを更に小型化することができる。

一方、上記のように結合穴を省略して容量パターン同士
をコンデンサを介して結合するか。

あるいは容量パターンの同士をその隣接端部に形成した
波状加工部によって容量結合する構成とすれば、共振器
同士の結合容量を簡単且つ所望の値に変えることができ
、帯域調整を容易に行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａ−Ｄは本発明に係わる有極パターンを備えた３
段の共振器を備えた実施例の誘電体フィルタのそれぞれ
斜視図、縦断面図、横断面図１等価回路図、第２図Ａ、
Ｂは有極パターンを備えた他の実施例のそれぞれ横断面
図１等価回路図、第３図は人・出力結合パターンを備え
た実施例の横断面図、第４図Ａ、Ｂは５段の共振器を備
えた実施例のそれぞれ横断面図１等価回路図、第５図Ａ
、Ｂは５段の共筆器を備えた他の実施例のそれぞれ横断
面図１等価回路図、第６図Ａ−Ｃは容量パターン同士の
結合をコンデンサで行った実施例のそれぞれ斜視図、縦
断面図、横断面図、第７図Ａ、１８図Ａはそれぞれ別体
として使用する容量パターン形成用の基板部分の正面図
、第７図Ｃ１第８図Ｂはその平面図、第７図Ｃ１第８図
Ｃはその基板部分を用いた誘電体フィルタの斜視図、第
９図Ａ、第１０図Ａ、第第１固 て用いる有極パターン形成用の基板部分の正面図、第９
図Ｂ．第１Ｏ図Ｂ，第１１図Ｂ，第１２図Ｂはその背面
図、第１３図は別体として用いる容量パターン形成用基
板部分並びに有極パターン形成用の基板部分を取付けた
誘電体フィルタの斜視図、第１４図Ａ，Ｂはその等価回
路間、第１５図は従来の誘電体フィルタの斜視図である
。 １・・・誘電体共振器、ｌａ・・・共振器、ｌｂ，　ｌ
ｅ・・・基板部分、２・・・外導体、３・・・共振穴、
４・・・結合穴、５・・・内導体、６・・・容量パター
ン、７・・・有極パターン、８・・・コンデンサ、１０
・・・入力結合パターン、ｌｌ・・・出力結合パターン
。 特　許　出　願　人　　富士電気化学株式会社代 理 人 尾 股 ０′ 雄 第 ６図Ａ 第１５図 第７　図 第６図Ｂ ＠６図Ｃ 第８　図 第９閃 Ａ Ｃ ’ｔ’ｓ　１０図 第１１図 第１２１：４

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. １．上面を除く残りの面が外導体で被覆された誘電体材
   料製の共振器部分に前記外導体に接続された内導体が形
   成された共振穴を設け、また前記共振穴間に結合穴を有
   してなる誘電体フィルタにおいて、 前記共振器部分の上面端部には、この共振 器部分と一体形成され且つ前記外導体に接続された外導
   体が背面に形成された容量パターン形成用の基板部分が
   立設され、 前記容量パターンは、前記内導体に接続さ れ、また前記共振器部分の上面から前記基板部分の表面
   にかけて形成され、 更に前記基板部分には、有極パターンが形 成されていることを特徴とする誘電体フィルタ。
2. ２．前記有極パターンが、前記容量パターン形成用の基
   板部分に対向して前記共振器部分の上面端部に一体形成
   され且つ前記外導体に接続された外導体が背面に形成さ
   れた、有極パターン形成用の基板部分上に設けられてい
   ることを特徴とする請求項１記載の誘電体フィルタ。
3. ３．上面を除く残りの面が外導体で被覆された誘電体材
   料製の共振器部分に、前記外導体に接続された内導体が
   形成された共振穴を設けてなる誘電体フィルタにおいて
   、 前記共振器部分の上面端部には、前記外導 体に接続された外導体が背面に形成された容量パターン
   形成用の基板部分が立設されており、 前記容量パターンは、前記内導体に接続さ れ、また前記共振器部分の上面から前記基板部分の表面
   にかけて形成されており、 また隣接する容量パターン同士をコンデン サを介して結合したことを特徴とする誘電体フィルタ。
4. ４．前記コンデンサを介しての結合に代えて、隣接する
   容量パターンの隣接端部をそれぞれ波状加工し、これら
   波状加工部を、略一定間隔で対向する状態で歯合させた
   ことを特徴とする請求項４記載の誘電体フィルタ。
5. ５．前記容量パターン形成用の基板部分に有極パターン
   が形成されていることを特徴とする請求項４または５記
   載の誘電体フィルタ。
6. ６．前記有極パターンが、前記容量パターン形成用の基
   板部分に対向して前記共振器部分の上面端部に一体形成
   され且つ前記外導体に接続された外導体が背面に形成さ
   れた、有極パターン形成用の基板部分上に設けられてい
   る。 ことを特徴とする請求項５記載の誘電体フィルタ。