JPH03247001A - 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、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、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、一体型のλ／４型誘電
体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。

このフィルタは、例えば移動体通信などの分野で有用で
ある。

［従来の技術］ 誘電体フィルタに関する従来技術として、直方体状の誘
電体ブロックに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（開放面）を除く
誘電体ブロックの外表面と共振子穴の内壁面に導体膜を
設けた構造がある。

この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
過フィルタとして機能する。

移動体マイクロ波通信では、中心共振周波数の異なる帯
域通過フィルタを送信用と受信用に用いる。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。しかし段数を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λ／４型では、基本波モード（基本波中心周波数ｆ
、）で共振する他、基本波の奇数倍の高調波でも共振し
スプリアスが生じる。特に３ｆ、（基本波ｆ０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。

そこで挿入損失の増加を防ぎ、３ｆｏスプリアスを低減
するために、３ｆ、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している。つまり別個の低域通過
フィルタと帯域通過フィルタとを直列に接続して送信フ
ィルタを構成する。このため大型化する欠点を回避でき
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］ 本発明では複数の共振子穴を有する１／４波長型の一体
型誘電体同軸共振器を用いる。そして各共振子穴の開放
端に、それぞれ集中定数コンデンサを搭載接続し、それ
ら各コンデンサ間をコイルで接続する。これによって前
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
、各共振子穴に対応した共振子穴と前記コンデンサによ
る帯域阻止フィルタ部とを結合した構成とする。

ここで低域通過フィルタ部は、そのカットオフ周波数を
帯域阻止フィルタ部の阻止帯域よりも若干高く設定する
。

また誘電体共振器の開放面を利用して、有極導体パター
ンを設けたり、有極コンデンサ／コイルを取り付けるこ
ともできる。

［作用］ 共振子穴によるλ／４型の共振素子と開放端に搭載接続
した集中定数コンデンサとの組み合わせにより帯域阻止
フィルタ部を構成し、それによって所定の周波数帯域で
大きな減衰を得る。

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λ／４型を使用すると、その基本波
中心周波数ｆ、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３ｆ・のスプリアスが大きい０
本発明ではコイルと集中定数コンデンサとの組み合わせ
からなる低域通過フィルタ部により、その３ｆｏスプリ
アスが低減する。

また有極導体パターンや有極コンデンサ／コイルによっ
て段間で結合させると、減衰極のある（有極形）特性が
得られ、それによって帯域阻止フィルタ部の減衰特性の
エツジ部がより急峻になる。

［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。λ／４型の一体型誘電体共振器１ｏ
の各共振子穴１２の開放端に、それぞれ集中定数コンデ
ンサ１４を搭載接続し、各コンデンサ１４間をコイル１
６で接続する。誘電体共振器１０は直方体状の誘電体フ
ロック（例えばチタン酸バリウム等の焼結体）１８から
なり、その長手方向に４個の共振子穴１２を一定間隔で
並設し、それら共振子穴１２が開口している面の一方（
ここでは上面）を開放面として、開放面を除く外表面（
４個面及び底面）と共振子穴１２の内壁面に導体膜２０
を形成したものである。導体膜２０は、例えば銀ペース
ト等の焼付けで形成する極く薄い導電材料の層である。

集中定数コンデンサ１４は第２図Ａに示すように、共振
子穴１２の開放端にリベット型の金属端子台２２を半田
付は固定し、それに載せて半田付けしてもよい、また同
図Ｂに示すように、開放端の周りに電極２４を付加し、
その上にコンデンサ１４を載せて半田付けしたり、電極
２４を塗布した上に載せて同時焼付けで接続固定しても
よい。

５個のコイル１６と集中定数コンデンサ１４により低域
通過フィルタ部２６が構成され、４個の各共振子穴１２
に対応する共振素子とコンデンサ１４とにより帯域阻止
フィルタ部２８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３図に示す
ｅＬｌ＋　・・・、Ｌｓはコイル１６のインダクタンス
であり、ＬＭ、・・・、Ｌ、は各共振素子の等価インダ
クタンスを表している。Ｃ２・・・、Ｃｍ　は集中定数
コンデンサ１４の容量と共振素子の等価容量とを合わせ
たものである。

この構造の誘電体フィルタにより第４図に示すような特
性が得られる。挿入損失は極めて小さくなり、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（減衰量の大きな領域）が受信帯域ａ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。

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り自動車電話等で用いるア
ンテナ共用器を構成できる。

第５図及び第６図は本発明の他の実施例である。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
。第５図では入出力端子３０として金属棒を使用し、誘
電体ブロック１８の両端に形成した穴に挿入して、両端
の共振素子との間で容量結合させている。第６図では誘
電体ブロック３２は、その開放面に中央長手方向に延び
る溝３４を有する。各共振子穴は溝底で開口し、溝内に
集中定数コンデンサ１４及びコイル１６を納める。これ
によってコンデンサ１４やコイル１６を保護でき、開放
面に金属カバーを被せ易くなる。

第７図に本発明の更に他の実施例を示す、開放面の部分
を除くと基本的には第５図に示す例と同様である。この
実施例では開放面の片側に有極導体パターン３６を設け
ている。この有極導体パターン３６は、左右２個の集中
定数コンデンサ１４の近傍間を連絡するように片側のみ
に２本設けである。これらの導体パターンは、スクリー
ン印刷法などにより周囲の導体膜と同時に形成する。第
８図はこの誘電体フィルタの等価回路である−　Ｃｓ　
、Ｃ６は有極導体パターン３６による段間結合を表して
いる。有極導体パターン３６によって減衰極のある（有
極形）特性が得られ、それによって帯域阻止フィルタ部
の減衰特性のエツジ部がより急峻になる。

第９図のように有極導体パターン３８を共振子穴の両側
に設けてもよい。

第１Ｏ図は有極形にする他の例である。誘電体共振器の
開放面で、共振子穴の開放端の近傍に有極コンデンサ４
０を取り付ける。そして左右２個の有極コンデンサ４０
の間をコイル４２で接続する。有極コンデンサ４０とコ
イル４２によって段間結合が行われ、有極形特性が得ら
れる。

上記の実施例はいずれも４個の共振子穴を有する例であ
るが、共振子穴の形成個数は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帯域に
帯域阻止フィルタ部を設けているから、少数の共振子穴
の誘電体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、且つ帯域阻止フィルタ部の共振子穴の
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。

有極導体パターンを設けたり、有極コンデンサとコイル
との組合せで有極帰還回路を付加すると、相手減衰特性
が良好になり小型化に有利である。

【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Ａ、Ｂは集中定数コンデンサの取り
付は構造を示す断面図、第３図は誘電体フィルタの等価
回路図、第４図は本発明により得られるフィルタ特性例
を示すグラフ、第５図及び第６図は本発明の他の実施例
を示す斜視図である。第７図は本発明の更に他の実施例
を示す斜視図、第８図はその等価回路図、第９図は他の
実施例を示す平面図、第１０図は更に他の実施例を示す
斜視図である。 １０・・・誘電体共振器、１２・・・共振子穴、１４・
・・集中定数コンデンサ、１６・・・コイル、１８・・
・誘電体ブロック、２０・・・導体膜、２６・・・低域
通過フィルタ部、２８・・・帯域阻止フィルタ部、３６
・・・有極導体パターン。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. １．複数の共振子穴を有する１／４波長型の一体型誘電
   体同軸共振器の各共振子穴の開放端に、それぞれ集中定
   数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、各共振子穴に対応した共振素子と前記コ
   ンデンサ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。
2. ２．誘電体共振器は、その開放面に中央長手方向に延び
   る溝を有し、その溝底で各共振子穴が開口し、溝内に集
   中定数コンデンサ及びコイルを納めた請求項１記載の誘
   電体フィルタ。
3. ３．誘電体共振器の開放面に、隣合う共振子穴近傍間を
   結ぶ有極導体パターンを設け、段間結合させる請求項１
   記載の誘電体フィルタ。
4. ４．誘電体共振器の開放面の各共振子穴近傍に有極コン
   デンサを設けてコイルで接続し、隣合う共振素子間で段
   間結合させる請求項１記載の誘電体フィルタ。