JPH03262304A - 高周波フィルタ - 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帯等の高周波帯域で使用するフィル
タに関する。更に詳しく述べると、櫛形誘電体ブロック
を用いた有極形低域通通フィルタ部と複数個のλ／４型
誘電体同軸共振器を存する帯域阻止フィルタ部とを組み
合わせた高周波フィルタに関するものである。

このフィルタは、例えばマイクロ波帯域の移動体通信や
衛星通信等で有用である。

［従来の技術］ 低域通過フィルタ部と帯域阻止フィルタ部とを組み合わ
せたフィルタは公知である。これは例えば、単一の共振
子穴を有するλ／４型誘電体共振器を基板上に複数個並
設し、２個上下に重ねたチップコンデンサを複数組（共
振器と同数）基板上に設け、各組のチップコンデンサ同
士の間にコイルの端部を挿入し接続することで紐間（フ
ィルタ股間）を互いに結合し、各共振子穴の導体膜と各
組のチップコンデンサの上面電極とをリード線によって
接続した構成になっている。

［発明が解決しようとするＪｉｆｆ］ 上記の構成では多数のチップコンデンサを用いるため、
個々の容量のばらつきがフィルタ特性に直接影響する。

従って容量選別を行わねばならず、調整工数も多くなる
。また部品点数が多く、組立工数や管理工数も多くなる
。

更にチップコンデンサを上下２段重ねにしているため、
位置合わせが必要となり、２段のコンデンサの間にコイ
ル端子を挿入して接続する必要から組立作業が煩雑とな
り、信転性に欠は歩留りが悪い。

また低域通過フィルタ部を有極形にするには、更に部品
の追加を必要とし構造が複雑になるため、実用的でない
。

本発明の目的は、上記のような従来技術の欠点を解消し
、低域通過フィルタ部のコンデンサを一体化でき、その
ため組立工数や調整工数が少なく、また有極帰還回路を
有し、フィルタ特性の優れた高信軌性の高周波フィルタ
を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、基本的には有極形の低域通過フィルタ部と帯
域通過フィルタ部とを組み合わせて構成される。低域通
過フィルタ部は、誘電体フロックの相対向する面の一方
に複数本の溝を平行に設けて櫛形とし、各溝の壁面及び
底面に導体膜を形成すると共に他方の面にアース電極を
設け、溝の導体膜間をコイルで接続したものである。帯
域通過フィルタ部は、単一の共振子穴を有する１／４波
長型誘電体共振器を複数並置し、各共振器に容量を設け
ることで構成する。

そして、各共振子穴と前記溝の導体膜との間を前記容量
を介して結合して高周波フィルタとする。

共振子穴と溝の導体膜との容量結合は、共振子穴内に樹
脂端子を挿入し、その端子ビンを溝の導体膜に接続する
方式でもよいし、共振子穴開放端に結合用コンデンサを
搭載接続し、その結合用コンデンサの他方の電極に金属
端子を取り付け、該金属端子を溝の導体膜に接続する方
式でもよい。

［作用］ 誘電体ブロックの溝底部の導体膜とアース電極との間で
接地容量が形成され、溝の導体膜間をつなぐコイルでイ
ンダクタンスが生しる。これら複数のコイルが直列に接
続されると共にコイルの相互接続点間に並列にそれぞれ
接地容量が接続された４端子ＬＣ回路網で基本的な低域
通過フィルタ特性が得られる。また隣合う溝の壁面導体
膜間で対向容量が生し、それと前記コイルのインダクタ
ンスとによって並列共振回路ができ通過阻止の減衰極を
作る。この減衰極は前記インダクタンスと対向容量を適
当な値に選定することによって通過域に近いところに形
成できるため通過域が急峻になりフィルタ特性が改善さ
れる。

複数の１／４波長型誘電体同軸共振器と、それに設けた
容量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
。

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１／４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。特に３ｆｏのスプリアスが大きい。本発明で
は低域通過フィルタ部によりその３ｆｏ　スプリアスを
低減する。

［実施例］ 第１図は本発明に係る高周波フィルタの一実施例を示す
分解斜視図であり、第２図はその組立後の平面図である
。

マイクロ波用の高誘電率材料の焼結体からなる誘電体ブ
ロフク１０は、直方体の一組の相対向する面の一方（第
１図では上面）に４本の溝１２を平行に設けたものであ
り、縦断面で見ると櫛形をなしている。そして善導１２
の内面、即ち両壁面と底面に導体膜１４を設けると共に
、誘電体ブロック１０の他方の面（第１図では下面）全
体にアース電極１６を形成しである。そして入出力端子
、１８と両端に位置する溝の導体膜との間、及び各溝の
導体ＭＭＩをコイル２０で接続する。

善導１２に対応して４個のλ／４型誘電体同軸共振器２
２を並設する。共振器２２は、四角柱状のマイクロ波用
高誘電率材料の焼結体の中心に共振子穴２４を設け、該
共振子穴２４が開口している面の一方（第１図では手前
側の面）を開放面とし、それ以外の外表面と共振子穴２
４の内面に導体膜２６を形成したものである。

共振子穴２４に、その開放端側から樹脂端子２８の樹脂
部３０を挿入し、その中心を貫通する端子ビン３２の先
端をそれぞれ前記各溝１２上の導体膜１４に半田付けす
る。

なお第１図において図面を分かり易くするため、導体膜
が無く誘電体の素地がそのまま露出している部分は細か
な点々によって表示し、影線を付した部分は導体膜を表
しである。誘電体ブロック等は粉体を所定の形状にプレ
ス成形し焼成することで製造する。また導体膜は例えば
銀ペーストの焼き付は等により形成したものでよい。

第３図に示すように、誘電体ブロフクｌＯにおいて溝底
部導体膜とアース電極１６との間で接地容量Ｃ１，Ｃｔ
が形成され、隣合う溝の壁面導体膜間で対向容置Ｃ，，
Ｃ，が形成される。

Ｌ＋＋　・・・、Ｌ、はコイル２０によるインダクタン
スを表している。誘電体ブロックの幅を一定としたとき
、接地容量Ｃ，，Ｃ，は溝幅、アース電極と溝底部との
距離で調整でき、対向容量ＣＳ　、Ｃ，は溝間の凸部の
幅、溝深さで調整できる。

本発明の高周波フィルタの等価回路を第４図に示す、接
地容量Ｃ＋　、Ｃｔ　とインダクタンスＬ１．・・・、
Ｌ、とで基本的な低域通過フィルタ特性を実現し、対向
容量Ｃｓ、Ｃａ　とインダクタンスＬ＋　、・・・、Ｌ
、との並列共振により通過阻止の減衰極を作る。これら
によって低域通過フィルタ部４０が構成される。また樹
脂端子２８を挿入することによって、端子ピン３２と共
振子穴２４の導体！１９２６との間に樹脂部３０が位置
し、それらでコンデンサが形成される。

そのコンデンサ容量Ｃと共振器２２とにより帯域阻止フ
ィルタ部４２が構成される。これら低域通過フィルタ部
４０と帯域通過フィルタ部４２とが結合して高周波フィ
ルタとなる。

このような高周波フィルタにより得られるフィルタ特性
の測定結果の一例を第５図に示す。

測定は０．３〜３０００ＭＨｚにおける減衰量を求めた
ものである。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（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で示す部分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って自動車を話等で用いる
アンテナ共用器を構成できる。

本発明において、誘電体ブロックに形成する溝の形状は
、上記のようなＵ字型のみならず、断面角型や半円形状
などであってもよい、溝の幅や深さを変えることによっ
て接地容量や対向容量の調整を行うことができる。

λ／４型共振器２２と溝導体膜１４との結合は、上記樹
脂端子による場合の他、結合用コンデンサによる構成で
もよい、その例を第６図及び第７図に示す、第６図では
共振器２２の共振子穴２４の開放端に放射状に拡がる導
体パターン５０を形成し、その上に結合用コンデンサ５
２を搭載接続し、その他方の電極にＬ型の金属端子５４
を接続するものである。この構成で紘結合用コンデンサ
５２を導体パターン５０上に接続した時、導体パターン
５０の先端が結合用コンデンサ５２からはみ出るため、
その導体パターン先端を削ることによって容易に共振周
波数の調整を行うことができる。

第７図に示す例は、共振子穴２４の開放端にリベット型
の金属端子台５６を挿入固定し、その上に結合用コンデ
ンサ５２を半田付けし、更に金属端子５４を接続してい
る。その他、共振器に共振子穴と平行に穴を設け、金属
ビンを挿入してもよい。

上記の実施例では、いずれも溝と共振器を４組設けてい
るが、総数（フィルタ段数）は任意であってよい。

［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置域に
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、且つ帯域阻止フィルタ部の共
振器の数を少なくできるため挿入損失が小さく小型化で
きる。

低域通過フィルタ部は、誘電体ブロックに複数の溝を並
設し、その内面に導体膜を形成して溝底部と対向するア
ース電極との間で接地容量を持たせ、溝の導体膜の間を
順次コイルで接続する構成だから、容量部分が一体化さ
れ、通過帯域の挿入損失が改善される。また隣合う溝の
壁面間で住じる対向容量とコイルのインダクタンスによ
って有極帰還回路が形成され、対向容量の値の選定によ
って通過阻止の減衰極を通過域の近くに形成できるため
通過域が急峻となりフィルタ特性が改善される。

本発明のフィルタは容量部分が一体化されているため、
正確な溝形状にすれば容量のばらつきを抑えることがで
き、導体膜の形成に高精度のスクリーン印刷技術を必要
とせず、部品点数が少ないため組立が容易となり、製造
コストが低減し、信幀性が高くなる。

更に立体的に容量を形成しているため、占有取付は面積
が小さくなり基板実装密度が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る高周波フィルタの一実施例を示す
分解斜視図、第２図はその組立後の平面図、第３図は低
域通過フィルタ部の説明図、第４図は本発明に係るフィ
ルタの等価回路図、第５図は本発明のフィルタの特性例
を示すグラフ、第６＠及び第７図はそれぞれ結合用コン
デンサの接続例を示す説明図である。 ｌＯ・・・誘電体ブロック、１２・・・溝、１４・・・
導体膜、１６・・・アース電極、１８・・・入出力端子
、２０・・・コイル、２２・・・共振器、２４・・・共
振子穴、２８・・・樹脂端子、５２・・・結合用コンデ
ンサ。 第１図 第２図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. １．誘電体ブロックの相対向する面の一方に複数本の溝
   を平行に設けて櫛形とし、各溝の壁面及び底面に導体膜
   を形成すると共に他方の面にアース電極を設け、溝の導
   体膜間をコイルで接続し、それぞれ単一の共振子穴を有
   する１／４波長型誘電体同軸共振器を複数並置して、各
   共振子穴と前記溝の導体膜の間を容量結合した高周波フ
   ィルタ。
2. ２．誘電体共振器の共振子穴内に樹脂端子を挿入し、そ
   の端子ピンを溝の導体膜に接続した請求項１記載のフィ
   ルタ。
3. ３．誘電体共振器の共振子穴開放端に結合用コンデンサ
   を搭載接続し、その結合用コンデンサの他方の電極に金
   属端子を取り付け、その金属端子を溝の導体膜に接続し
   た請求項１記載のフィルタ。