JPH03254203A - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は主にマイクロ波帯域で使用する誘電体フィルタ
及びその共振器に関し、更に詳しくは、共振子間をコイ
ルで結合する帯域通過フィルタまたは帯域阻止フィルタ
、及びそれに用いる１７４波長型の一体型多段同軸共振
器に関するものである。

［従来の技術］ 高誘電率セラミンクス材料を用いた多段フィルタには様
々な構造がある０例えば第８図Ａに示すように複数（こ
こでは３個）の誘電体角柱形共振器ｌＯを並設し、適当
な集中定数素子で結合した槽底がある。誘電体共振器Ｉ
Ｏは、高誘電率材料からなる角柱１２の中央に共振子穴
１４となる貫通孔を設け、該貫通孔の内壁面及び角柱１
２の開放面（上面）を除く外面に導体膜を付着してそれ
ぞれ中心導体及び外導体としたものである。中心導体の
開放端にコンデンサＣ＋　、Ｃｇ　、Ｃｓをそれぞれ接
続し、各コンデンサ間をコイルＬ、、　　Ｌｇで接続す
る０等価回路を同図Ｂに示す、各誘電体共振器１０は、
その角柱高さ、比誘電率、コンデンサ容量等で決まる共
振周波数をもち、上記構成によって１／４波長同軸共振
型の帯域阻止フィルタが得られる。フィルタ特性の一例
を第９図に示す。

帯域通過フィルタの場合には、上記のような誘電体角柱
型共振器を用いてもよいが、第１０図Ａに示すような一
体型が一般的である。直方体状をなす誘電体ブロック１
６に所定の間隔をおいて複数（ここでは３個）の共振子
穴１８と２個の結合用穴２０とを交互に設け、開放面（
ここでは上面）を除く誘電体ブロフク１６の外表面と共
振子穴１８の内壁面に導体膜を付着する。そして両端に
位置する共振子穴の開放端に結合コンデンサ２２を搭載
し、それを介して外部回路と接続する。このフィルタは
第１Ｏ図Ｂに示す等価回路で表され、第１１図に示すよ
うな帯域通過フィルタ特性を呈する。なお第１０図Ｂに
おいて、符号２４は３個の共振子を表しており、Ｃ・８
．Ｃ０は入出力での結合容量を、Ｌ＋、Ｌｇ　は共振子
間が結合用穴によって結合する状態を等価回路的に表し
たものである。

［発明が解決しようとする課Ｂ］ 第９図Ａに示す帯域阻止フィルタは、単体共振器を複数
個配列するため、部品点数が多くなることから組み立て
工数が増大し、共振器間の位置出しや外導体面精度も要
求が厳しくなる。

また共振子同士の接合の必要から機械強度や耐環境信頼
性の劣化などの点で問題がある。更に各共振器の上部に
集中定数素子を取り付けるため、高さ寸法が大きくなる
欠点もある。

それに対して第１０図Ａに示す帯域通過フィルタは、一
体型であるため前述のような問題はないが、結合用穴で
適切な結合を得ているため、その直径や位置、穴ピンチ
、比誘電率など素材のばらつきによる特性面への影響が
大きく、電気的特性の安定化並びに設計性に難がある。

本発明の目的は、これら従来技術における問題を解決し
、製造性並びに設計性がよく、安定な電気・機械特性が
得られ、且つ高さ方向の寸法を低く抑えることができる
安価な誘電体フィルタ及びそれに用いる共振器を提供す
ることにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明に係る一体型多段同軸誘電体共振器を用い、適当
な集中定数素子で結合して所望のフィルタ特性を呈する
誘電体フィルタとしたものである。

本発明で用いる誘電体共振器は、誘電体ブロックに共振
子穴となる複数の第１の貫通孔と結合阻止穴となる第２
の貫通孔を交互に設け、貫通孔が開口している面の一方
を開放面として開放面の結合阻止式近傍に幅方向に延び
る溝を設け、開放面を除く外面及び全貫通孔の内壁面に
導体膜を形成すると共に、開放面に第２の貫通孔内壁面
の導体膜と誘電体ブロフク外面の導体膜を接続する導体
膜を形成したものである。

本発明では、その各共振子間を結合するコイルを前記溝
内に納めている。

［作用］ 各共振子穴は１７４波長型の同軸共振子を構成する。共
振子穴の間に設けた貫通孔は、その内壁面に導体膜が形
成され、且つ両開口端で内壁面の導体膜が外導体に接続
されているため結合阻止穴となり、共振子間での１１磁
波の伝播を遮蔽し電磁的結合を阻止する。そのため一体
型構造でありながら電磁気的には単体共振器を配列した
ものと同等の状態になる。

この誘電体共振器に適当な集中定数素子を付加接続する
と、帯域阻止フィルタあるいは帯域通過フィルタとして
動作する。共振子間を結合するコイルを溝内に配置する
ことによって、フィルタとしての畜さ寸法が短縮される
。

［実施例］ 第１図Ａは本発明に係る誘電体共振器の一実施例を示す
斜視図であり、同図Ｂはその縦断面図である。この実施
例は３段の場合である。

直方体状をなす誘電体ブロック３０に共振子穴３２とな
る３個の貫通孔を並設し、その内壁面及び誘電体ブロッ
ク３０の４側面と下面に導体膜を設け、それぞれを中心
導体３３及び外導体３１とする多段同軸共振器を構成す
る。導体膜の無い誘電体ブロック上面が開放面、下面が
短絡面となる。なお誘電体ブロック３０は高誘電率材料
の焼結体（例えばチタン酸バリウム等）からなる。

ここで本発明の特徴は、開放面の各共振子穴３２の間に
幅方向に延びる溝３６を形成すると共に、該溝３６内に
結合阻止穴３４となる別の貫通孔を形成し、その内壁面
に導体膜３５を設け、その導体膜３５と前記外導体３１
とを接続する導体膜３８を前記溝３６に形成したことに
ある。誘電体ブロック３０の下面は全体が導体膜で覆わ
れているため、結合阻止穴３４の下端開口ではその内壁
面の導体膜３５と直接接続する。このようにして多段一
体型の共振器４０が得られる。

ここで導体膜は、例えば銀ペーストの焼付は等による極
く薄い導電材料の層である。

共振子穴３２の間に位置する結合阻止穴３４は、その内
壁面が導体膜３５で覆われ且つ上下両開口端面で外導体
３１と電気的に接続しているため、共振子間での電磁波
の伝播が遮蔽され、一体構造でありながら電磁的にはそ
れぞれの共振子が独立したのと同等の状態になる。

この共振器４０を用い、適当な集中定数素子を付加接続
することにより誘電体フィルタを構成できる。第２図に
示すように、各共振子にコンデンサＣ，，Ｃ，，Ｃ，を
接続しコンデンサ間にコイルＬ＋　、Ｌｚを接続すると
帯域阻止フィルタが得られる。また第３図に示すように
両端の共振子に結合コンデンサＣ，，、Ｃ，、を接続す
ると共に各共振子間をコイルＬ３．Ｌ４で結合すると帯
域通過フィルタが得られる。

第４図は本発明に係る誘電体フィルタの一実施例を示し
ている。このフィルタは前記第２図の構成を具体化した
ものである。第１図に示すような誘電体共振器４０を用
い、その共振子穴の開放端に平板コンデンサ５０を搭載
し、各コンデンサ５０間をコイル５２で結合する。そし
てコイル５２を溝３６内に収納するように配置する。こ
こではコンデンサ５０を接続し易いように各共振子穴３
２にリベット状の金属端子５４を嵌め込んで中心導体に
半田付けし、その上に平板コンデンサ５０をそれぞれ搭
載し半田付は固定している。

第５図は前記第３図の構成を具体化したものである。両
端の共振子穴の開放端に第４図と同様の金Ｘ端子５４を
介して入出力結合コンデンサ５６を設ける。そして各金
属端子５４にコイル５７を接続する。ここでもコイル５
７を溝３６内に収容している。

このようにコイル５２．５７を溝内に納めることによっ
て、コイルの保護を図ると共に、高さ寸法を低くできる
。

誘電体共振器の他の例を第６図及び第７図に示す。第６
図では溝３６の底面のみならず側面にも導体膜４２が形
成されている。更に誘電体ブロック３０の開放面の共振
子穴３２の開放端の周囲を除いてほぼ全面が導体膜で覆
われるように構成してもよい。こうすると第１図に示す
誘電体共振器に比べてＱ値が上昇する。また誘電体ブロ
ックを銀ペースト中に浸漬し、後から共振子穴開放端の
近傍のマスキングを外せば導体膜を容易に付着させるこ
とができるから、スクリーン印刷等の技術を必要とせず
製造容易となる。第７図は結合阻止穴４４として誘電体
ブロック３０の幅方向に長い角形貫通孔を用いた例であ
る。このようにすると、隣り合う共振子間での誘電体断
面積が小さくなり電磁波の伝播を更に阻止できるため遮
蔽効果は向上する。

なお上記の実施例は何れも共振子穴が誘電体ブロックに
３個設けられている３段構成の例であるが、共振子穴が
２個の場合にも、４個以上の場合にも本発明を適用でき
ることは言うまでもない、また誘電体共振器の外観を措
いている各図面において、細かな点々を付して示しであ
る部分は誘電体の素地が露出している面を示しており、
影線を施している部分は導体膜が付着している面を表し
ている。

［発明の効果］ 本発明は上記のように基本的には誘電体ブロック一体型
であり単純な構造のため製造性がよく、安定な電気特性
・機械特性を得やすい、また本発明によるフィルタは、
集中定数素子による結合のため設計し易く、周波数・結
合調整も容易である。これらにより、結果的に、より安
価な帯域阻止フィルタや帯域通過フィルタを実現できる
。更に本発明では誘電体ブロックの開放面に形成した溝
にコイルが納められるため、フィルタの高さ寸法を低く
抑えることができ小型化できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａは本発明に係る誘電体共振器の一実施例を示す
斜視図、Ｂはその縦断面図、第２図は本発明に係る帯域
阻止フィルタの説明図、第３図は帯域通過フィルタの説
明図である。第４図は本発明に係る帯域阻止フィルタの
具体的権威を示す正面図、第５図は帯域通過フィルタの
具体的権威を示す正面図、第６図及び第７図はそれぞれ
誘電体共振器の他の実施例を示す斜視図である。 第８図Ａは従来の帯域阻止フィルタの一例を示す説明図
、Ｂはその等価回路図、第９図はそのフィルタ特性図、
第１０図Ａは従来の帯域通過フィルタの一例を示す説明
図、Ｂはその等価回路図、第１１図はそのフィルタ特性
図である。 ３０・・・誘電体ブロック、３２・・・共振子穴、３４
・・・結合阻止穴、３６・・・溝、４０・・・誘電体共
振器、５０・・・コンデンサ、５２．５７・・・コイル
。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. １．誘電体ブロックに共振子穴となる複数の第１の貫通
   孔と結合阻止穴となる第２の貫通孔とを交互に設け、貫
   通孔が開口している面の一方を開放面として、開放面の
   結合阻止穴近傍に幅方向に延びる溝を設け、開放面を除
   く外面及び全貫通孔の内壁面に導体膜を形成すると共に
   、開放面に第２の貫通孔内壁面の導体膜と誘電体ブロッ
   ク外面の導体膜を接続する導体膜を形成して多段同軸共
   振器とし、その各共振子間を結合するコイルを前記溝内
   に納めたことを特徴とする誘電体フィルタ。
2. ２．各共振子穴の開放端にコンデンサを搭載し、コンデ
   ンサ間をコイルで接続する請求項１記載の帯域阻止フィ
   ルタ。
3. ３．誘電体ブロックの両端の共振子穴に入出力結合コン
   デンサを接続し、各共振子穴間をコイルで結合した帯域
   通過フィルタ。
4. ４．誘電体ブロックに共振子穴となる複数の貫通孔を並
   設し、貫通孔が開口している面の一方を開放面として、
   該貫通孔の内壁面、及び開放面を除く外面に導体膜を形
   成して中心導体及び外導体とした多段同軸共振器におい
   て、開放面の各共振子穴の間に幅方向に延びる溝を形成
   すると共に、結合阻止穴となる別の貫通孔を共振子穴と
   平行に形成し、その内壁面に導体膜を設け、それと前記
   外導体とを接続する導体膜を溝に設けた請求項１の誘電
   体フィルタで用いる誘電体共振器。
5. ５．結合阻止穴が、誘電体ブロックの幅方向に長い角形
   貫通孔である請求項４記載の誘電体共振器。