JPH03240302A - 誘電体フィルタの入出力結合構造 - 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、主としてマイクロ波帯域で用いる誘電体フィ
ルタに関し、更に詳しくは、誘電体共振器の長平方向端
面に導体膜が無い溝を形成し入出力端子の電極部を挿入
することにより、結合位置を自由に可変できるようにし
た入出力結合構造に関するものである。

このフィルタは自動車電話等の移動体通信や衛星通信な
どの分野で用いられる。

〔従来の技術］ 誘電体フィルタとしては、はぼ直方体状の誘電体ブロッ
クの長手方向に？ｊｌ数の共振子穴を並設し、共振子穴
が開口している面の一方（開放面〉を除く外表面と共振
子穴の内壁面に導体膜を形成したλ／４型の誘電体同軸
共振器を用いるものがある。

このような誘電体フィルタの入出力結合構造は様々であ
り、両端に位置する共振子穴の開放端に結合コンデンサ
を取り付ける方式、共振子穴の内部に別の誘電体を介し
て導体を挿入する方式、共振子穴から離れた位置に別の
穴を設けて導体棒を挿入する方式などがある。その他、
誘電体ブロックの長手方向端面の開放面寄りの部分に、
外導体から切り離された島状の入出力電極パターンを形
威して共振素子との間で誘電体を介して容置結合させる
方式がある。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の入出力結合構造は、大部分、誘電体共振器の開放
面側に形成されている。しかし入出力が同一面に形成さ
れていると次のような欠点が生しる。入出力間に容量が
ｌ１ｆｆｌされ結合が起こるため、入力の一部がフィル
タを通過した信号と台底されて出力に現れる。また入出
力端子が同一方向に引き出されるため部品の配置が制約
される。

誘電体ブロックの端面に入出力電極パターンを形成する
方式は、リード線の引出し方によって上記の問題を解決
可能であるが、スクリーン印刷等により端面に正確な電
極パターンを形成する必要があり、作業性が悪い。また
電極パターンによって入出力結合特性が決まるため、後
で調整するにはパターンを削るなどの煩瑣な作業が要求
されるし、調整できるとしてもその範囲は掻く狭いもの
に限られる。

本発明の目的は、上記のような従来技術の欠点を解消し
、リード部を開放面以外の方向にも容易に引き出すこと
ができ、入出力結合特性を広い範囲にわたって自由に可
変でき、しかも組み立て易い誘電体フィルタの入出力結
合構造を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成するため本発明では、誘電体同軸共振
器の長手方向端面に、開放面から短絡面に至る溝を形成
する。この誘電体共振器は、複数の共振子穴を誘電体ブ
ロックの長平方向に並設し、共振子穴の内面と誘電体ブ
ロックの外表面に導体膜を形威した１／４波長型である
。

なお溝内には導体膜は形威しない。そして、その溝内に
入出力端子の電極部を挿入し、適当な位置で固定する。

本発明はこのように構成した誘電体フィルタの入出力結
合構造である。

［作用］ 誘電体ブロックの両端に位置する共振子穴により構成さ
れる共振素子と、端面の入出力端子の電極部とが誘電体
を介して対向して容量をもち結合する。電極部は溝内で
移動可能であり、開放面側から短絡面側へと位置が変わ
ると結合の容量成分とインダクタンス成分が変化し、結
合特性（インピーダンスや位相）が変わる。従って、溝
内での電極部の挿入位置を変えることで、結合位置を選
択でき、結合特性の調整が可能となる。

電極部は端面の溝に納まっているため、リード部は溝の
隙間を通って端面に直角な方向にも容易に引き出すこと
が出来る。

［実施例コ 第１図は本発明の一実施例を示す斜視図である。誘電体
共振器の基本的な構成は、その端面構造を除けば従来技
術と同様であってよい。チタン酸バリウム等の高誘電率
材料の焼結体からなる直方体状の誘電体ブロック１０の
長手方向に、間隔をおいて２個の共振子穴１２をを形威
すると共に、それらの間に結合子穴１４を設ける。そし
て共振子穴１２が開口している面の一方を開放面（第１
図では上面）、他方を短絡面（第１図では下面）として
、開放面を除く誘電体ブロック外表面の大部分と共振子
穴１２の内壁面に導体膜を形成する。同図において、影
線を付した部分が導体膜を有する面、細かな点々を付し
た部分は導体膜が無く誘電体の素地が露出している面を
表している。導体膜は例えば銀ペーストの焼付は等によ
る掻く薄い導電材の層であってよい。

さて本発明では、このような誘電体共振器において、そ
の長手方向端面に開放面から短絡面に至る導体膜の無い
溝１６を形威し、その溝１６内に入出力端子１８の電極
部２０を挿入固定して入出力結合構造を形成している。

この実施例では入出力端子１８は、溝内に納まる電極部
２０と外部接続用のリード部２２とが一体化されている
金属板の打抜き成形品である。リード部２２は電極部２
０に対して直角に折り曲げられて溝１６から引き出され
ている。

また溝１６は、端面側が狭幅で奥側が広幅である断面形
状を有している。ここでは「あり溝」状である。前記電
極部２０はこのａ１６の広幅部分に嵌合し、溝内で溝に
治って摺動可能である。

電極部２０の挿入位置が結合位置となり、そこで共振子
穴１２による共振素子と電極部２０とが間の誘電体を介
して容量をもち結合する。

適当な結合位置を選択し、その位置で接着剤などにより
固定する。これによって所望の入出力結合特性が得られ
る。

第２図Ａ−Ｃは入出力端子の他の例を示している。各側
のように電極部にバネ性の突出部を設けると、そのバネ
性を利用して溝内で仮止めができ、組立て・調整の作業
性が向上する。

第３図は本発明の他の実施例を示している。

基本的な誘電体共振器の１或は第１図と同様であるから
、対応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。この実施例では溝２６をΩ形状にし、
入出力端子２８の電極部３０もそれに合致したスリッＩ
−入り円筒形になっている。このような形状でも容量が
とれるため入出力結合させることができる。スリットに
よってハネ性をもたせている。電極部３０とリード部３
２が一体になっており、リード部３２は開放面側に引き
出すこともできるし、直角に折り曲げ溝２６の隙間から
横方向に引き出すこともできる。

溝や電極部は、平板状や円筒状に限らず、所定の容量が
とれるなら多角筒、多角柱など任意の形状であってよい
。

第４図〜第６図は本発明に係る誘電体フィルタの面実装
例を示している。誘電体共振器４０を回路、Ｉ＃ｌ１４
２上に横置きし、ストリップライン４４に入出力端子４
６を接続する。そのため入出力端子４６のリード部先端
４Ｂが基板面に一致するように底形しである。第６図で
は誘電体共振器４０をアース金具５０で覆い開放面から
の電波洩れを防いでいる。アース金具５０の上面に長穴
５２を形成して半田を流し、内部の誘電体共振器の導体
膜に電気的・機械的に接続する。アース金具５０の下端
四隅の舌片部５０ａで回路基板のアースに接続し固定す
る。このようにして面実装が可能となる。

第７図及び第８図は他の入出力結合位置を示している。

入出力端子４６の電極部５４が短絡面に近く、短絡面か
ら共振子穴長さの１／３以下になると、容量結合成分と
インダクタンス成分が相殺して入出力結合が弱くなる。

その場合には電極部５４の端部と短絡面とを半田付け５
６により接続することも有効である。

次に実験結果について述べる。測定に用いた誘電体共振
器６０の寸法を第９図Ａ、Ｈに示し・調定治具６２を第
９図Ｃに示す。実験では電極部としてスプリングビン６
４を用いて溝に挿入し、０　、　２５ｗｍ＃　（ＤＢ）
　７　＋銅ｗＡ６６でコネクタ部６８に接続した。入力
側は４１のビンの挿入位置を変え、出力側は９１１１１
１のビンの中間まで開放面側から挿入した。測定結果を
第１Ｏ図〜第１２図に示す。各図において、Ａはビンの
位置、Ｂはフィルタ特性ＣＩｉ軸は１目盛が２０Ｍ）１
ｚ）　　Ｃはスミスチャートである。Ｂ、Ｃで対応する
３個所にマーカー１〜３を付しである。

各マーカーのデータは衣装の通りである。

表 実験ではスプリングビンの長さが誘電体共振器高さに比
して長かつため位相廻りが平均化されている。そのため
必要な容量との兼ね合いにもよるが、実際にはもう少し
短い電極部を用いることが望ましい。しかしこの実験結
果から、電極部の挿入位置によって結合のインピーダン
スが変わり位相が変化することが分かる。

なお上記の実施例では全て共振子穴が２個になっている
が、３個以上の場合にも本発明は適用できることは無論
である。

［発明の効果１ 本発明は上記のように誘電体共振器の端面に開放面から
短絡面に至る導体膜の口い溝を形成し、その溝内に入出
力端子の電極部を挿入固定して結合を行わせる構成だか
ら、同一共振器構造であっても入出力端子の位置、結合
インピーダンス、位相を変えることができる。これらの
調整は溝内での電極部の位置をずらすだけでよく、作業
は極めて容易に行なえる。このため面実装部品としてス
トリップラインに接続する場合に部品配置の制約が緩和
される。また溝を利用して端面に直角な方向にも入出力
端子のリード部を自由に引き出すことができ、フィルタ
を通過しない入出力の結合を防止できる。

更に本発明では結合インピーダンス、位相を調整できる
ため共用器として位相合成を行う場合、線路の長さ及び
ストリップラインの幅を変えることなく、与えられた配
線の長さでフィルタの位相を合わせ込むことが可能とな
り、製品の信頼性を低下させることなく、安価なフィル
タが製造可能になる。

【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
斜視図、第２図は入出力端子の例を示す斜視図、第３図
は本発明の他の実施例を示す分解斜視図、第４図は本発
明の誘電体フィルタの面実装例を示す斜視図、第５図は
その平面図、第６図はアース金具を取り付けた状態を示
す斜視図、第７図は本発明の他の実施例を示す斜視図、
第８図はその部分断面図である。第９図は実験で用いた
誘電体共振器と測定治具の説明図、第１０図、第１１図
、第１２図はそれぞれ実験結果を示す説明図である。 １０・・・誘電体ブロンク、１２・・・共振子穴、１４
・・・結合子穴、１６・・・溝、１８・・・入出力端子
、２０・・・電極部、２２・・・リード部。 第　１　図 １２！！１

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. １．１／４波長型誘電体同軸共振器の長手方向端面に、
   開放面から短絡面に至る導体膜の無い溝を形成し、その
   溝内に入出力端子の電極部を挿入固定する誘電体フィル
   タの入出力結合構造。
2. ２．入出力端子は、溝内に納まる電極部と外部接続用の
   リード部とが一体化されている金属板の成形品である請
   求項１記載の入出力結合構造。
3. ３．電極部にバネ性をもたせ、そのバネ性により溝内で
   仮止めする請求項１又は２記載の入出力結合構造。
4. ４．溝は端面側が狭幅で奥側が広幅となる断面形状をな
   している請求項１、２又は３記載の入出力結合構造。
5. ５．請求項１記載の入出力結合構造において、導内での
   電極部挿入位置を可変して結合特性の調整を行う誘電体
   フィルタの入出力結合調整方法。