JPH03270501A - 誘導体フィルタ - 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】 〔概　要〕 準マイクロ波帯およびマイクロ波帯の通信装置に使用さ
れる誘電体フィルタに関し、 共振器として最低限必要な全長にて従来と同様の特性が
得られる小型の誘電体フィルタを提供することを目的と
し、 導波管モードで共振器として必要な所定の寸法を有する
誘電体ブロックを用いた誘電体フィルタにおいて、表面
が金属被膜で被われた誘電体ブロックの側面の上下端間
に設けられた一対の各剥離帯上に、所定の長さを隔てて
配置され、金属被膜と一端を導通させて形成される一対
の電極を備えて構成される。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、準マイクロ波帯およびマイクロ波帯の通信装
置に使用される誘電体フィルタに関する。

〔従来の技術〕

近年、誘電体材料の高誘電率化が進み、８００ＭＨｚ帯
ではこのような誘電体材料を使用して半同軸型フィルタ
の小型化が実現されている。

従来、このような誘電体材料を用いた誘電体フィルタに
は、導波管モード（ＴＥ＋ｏ）における共振を利用した
ものがあった。

第６図は、従来の誘電体フィルタの構成例を示す図であ
る。

図において、全面に金属被膜が施された（メタライズさ
れた）誘電体ブロック６１の上面には、入出力電極６２
．６３および結合ポスト６４１゜６４Ｋ、６５．．６５
□が設けられる。なお、誘電体ブロック６１の比誘電率
に応した使用周波数の波長をλとすると、結合ポスト６
４．．６４□と結合ポスト６５．．６５□との距離は、
共振器を構成するために、λ／２に設定される。また、
各入出力電極と誘電体との結合が電界結合により行われ
るので、入出力電極６２．６３と誘電体ブロック６１の
端との距離は、それぞれ同軸・導波管変換部としてλ／
４に設定される。さらに、電界結合による電極の近傍に
結合ポストを配置すると、フィルタ内の電界が完全な導
波管モードに変換されず、帯域幅の変化あるいは帯域外
減衰量の劣化その他の影響を生じるので、入出力電極６
２．６３と結合ポスト６４１．６４ｔ、６５１．６５ｔ
との各距離は、それぞれλ／４以上に設定される。

第７図は、入出力電極の構造を示す図である。

図において、電極が設けられる点では、電極として使用
される金属ビン７１の径より大きい径の円形の剥離帯が
設けられ、その剥離帯の中央部には金属ビン７１の径お
よびその挿入長に応じた垂直の穴７２が誘電体ブロック
６１に設けられ、金属ビン７１が穴７２に挿入される。

第８図は、従来の誘電体フィルタの実装方法を示す図で
ある。

図において、誘電体フィルタ８１が実装される基板８２
の上面には、誘電体フィルタ８１の底面の寸法に応じた
アースパターン８３が設けられ、そのパターンの所定の
点には入出力電極６２．６３に接続すべき回路に連絡す
るランド８４．８５が設けられる。

誘電体フィルタ８１は、その入出力電極６２゜６３がラ
ンド８４．８５の穴にそれぞれ差し込まれ、基板８２の
裏面で半田付けされることにより固定される。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、このような従来例構成の誘電体フィルタは、
共振器を構成するλ／２長に加えて、同軸・導波管変換
部の長さ（＝（λ／４）×２）および結合ポストと入出
力電極との間に確保しなければならない距離（＝（λ／
４以上）×２）として約１λ長が必要とされ、例えば、
１段のフィルタでも、その全長が１．５　λ以上になっ
ていた。

さらに、フィルタの入出力端における定在波比（ＶＳＷ
Ｒ）の調整は、入出力電極の金属ビンの太さ、長さその
他を変更することにより行われていたが、作業性が悪く
効率的でなかった。

また、入出力端の結合度は入出力電極に最も近い結合ポ
ストの寸法その他で決定され、容易には変更できなかっ
た。

本発明は、共振器として最低限必要な全長にて従来と同
様の特性が得られる小型の誘電体フィルタを提供するこ
とを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

第１図は、本発明の原理ブロック図である。

図において、誘電体フィルタの誘電体ブロック１１は、
導波管モードで共振器として必要な所定の寸法を有する
。

一対の電極１３．１５は、表面が金属被膜で被われた誘
電体ブロック１１の側面の上下端間に設けられた一対の
各剥離帯上に、所定の長さを隔てて配置され、金属被膜
と一端を導通させて形成される。

〔作　用〕

一方の電極１３に入力された信号が電極１３とアース端
子である金属被膜との接続点で短絡され、その短絡電流
により誘電体ブロックｌｌ内に磁界が発生する。誘電体
ブロックエ１内では、その寸法および誘電率で決定され
る周波数にて導波管モード（ＴＥ＋、）の共振が発生し
、他方の電極１５がその共振磁界と磁界結合により信号
を取り出す。

このように、本発明では、各電極１３．１５間で磁界結
合により信号の授受が行われるので、従来例に必要とさ
れた同軸・導波管変換部その他が不要となり、誘電体フ
ィルタの全長が短縮される。

〔実施例〕

以下、図面に基づいて本発明の実施例について詳細に説
明する。

第２図は、本発明の一実施例を示す図である。

なお、本実施例では、本発明を３段の誘電体フィルタに
適用した場合を示す。

図において、（１）は誘電体フィルタの構成および実装
状態を示し、（２）は入出カラインとの他の接続方法を
示し、（３）、（４）は結合ポストの構成を示す。

誘電体フィルタ２１の本体は全面に金属被膜を施した直
方体形の誘電体ブロックをベースとし、その側面に設け
られた「コ」の字形のスリット２２に挟まれた金属被膜
面を入出力結合電極２３とし、この面に対向する面にも
同様にして入出力結合電極２４が設けられる。

また、入出力結合電極２３．２４の各設置面間に挟まれ
た誘電体ブロックは、結合ポスト２５３゜２５ｇおよび
結合ポスト２６＋　、２６ｇにより約λ／２間隔毎に仕
切られ、３段のフィルタを構成する。

また、誘電体フィルタ２１は、所定の基板上に実装され
、その基板上には入出力結合電極２３゜２４にそれぞれ
対応する入力ライン２７、出力ライン２８および誘電体
フィルタ２１の底面の寸法に応じたアースパターン２９
が設けられ、人力ライン２７と入出力結合電極２３との
間および入出力結合電極２４と出力ライン２８との間は
それぞれ銅箔３０を用いた半田付けにより接続される。

なお、第２図（２）に示すように、人出力結合電極２３
．２４と入出カライン２７．２８との間を狭くした場合
には、直接半田付けにより接続することができる。この
場合には、ハンダブリッジによる短絡を防ぐために、「
コ」の字形のスリット２２に隣接する誘電帯フィルタ２
１の底面の金属被膜およびこれに対応するアースパター
ン２９に剥離帯３４が設けられる。

なお、結合ポストの構成は、第２図（３）に示すように
、金属被膜面上に入出力結合電極と平行な貫通穴３１を
設け、その内側にある誘電体ブロック６１の表面に開口
部の金属被膜面と導通する金属被膜面３２を施して形成
される。また、第２図（４）に示すように、金属被膜面
３２に代えて金属ピン３３を貫通穴３１に挿入し、貫通
穴３１の両端の開口部で金属被膜面と金属ビン３３とを
導通させて形成することもできる。

以下に、第２図を参照して、このような構成の誘電体フ
ィルタの動作について説明する。

入力ライン２７から与えられる信号は入出力結合電極２
３に与えられ、入出力結合電極２３と金属被膜面（アー
ス面）との接続点で短絡される。

この短絡点では短絡電流により磁界が発生し、誘電体ブ
ロック内では誘電体ブロックの寸法および誘電率で決定
される周波数にて導波管モード（ＴＥ、□）の共振が発
生する。結合ボス）２５１゜２５、は、この磁界に対応
する信号を結合ポスト２６、．２６．との間に構成され
る次段のフィルタに伝達し、結合ポスト２６＋　、　２
６ｚでも同様の動作が行われる。また、人出力結合電極
２４では、このような共振による磁界が磁界結合により
信号に変換され、最終段のフィルタから出力ライン２８
に取り出される。

このように、人出力結合電極２３．２４では、電極と誘
電体内の磁界との結合が磁界結合により行われるので、
従来例に必要であった同軸・導波管変換部および結合ポ
ストと入出力電極との間に確保すべき空間が不要となる
。

また、本実施例では、人出力結合電極の幅およびその設
置面上の位置により入出力結合電極の結合度が変化し、
その結合度に応じて誘電体フィルタの帯域幅およびその
入出力端におけるＶＳＷＲが変化する。さらに、本実施
例のように複数段のフィルタを構成する場合には、各段
間に設けられた結合ポストの太さに応じて同様に特性が
変化する。

第３図は入出力結合電極の幅と比帯域幅の関係の−例を
示す図である。

図において、横軸は比帯域幅（＝（３ｄＢ帯域幅／中心
周波数）　Ｘ１００　）を示し、縦軸は入出力電極の幅
を示す０図に示すように、入出力電極の幅が小さくなる
と、得られる比帯域幅が小さく（先鋭度Ｑが高く）なる
。なお、第２図に示すように、入出力結合電極がその設
置面の中央部に配置された場合には、入出力端の結合が
強くなるので、人出力結合電極２３．２４の輻を小さく
しても所定以上の高い尖鋭度Ｑが得られない。したがっ
て、その場合には、第４図に示すように入出力電極を設
置すべき面の中央部から離れた点に入出力結合電極２３
．２４を設けることにより、結合を小さくして通過帯域
幅が狭いフィルタを実現することができる。

第５図は、フィルタの入出力端における定在波比（ＶＳ
ＷＲ）の調整方法を示す図である。

図に示すように、入出力結合電極２３．２４を削ってそ
の幅を変えることにより、入出力端におけるＶＳＷＲを
容易に調整することができる。

なお、誘電体フィルタの帯域幅およびその入出力端にお
けるＶＳＷＲについては、上述の相互関係に基づき、両
者の兼ね合いにより入出力電極の位置およびその電極幅
の調整の可能範囲が決定される。

また、本実施例では、入出力結合電極２３．２４を対向
した設置面にそれぞれ設けているが、磁界結合により所
定の特性が得られるならば、同一面あるいは隣接面に設
けることができる。

〔発明の効果〕

上述したように、本発明によれば、入出力結合電極では
磁界結合により信号の授受が行われるので、従来例に必
要であった同軸・導波管変換部および入出力電極と結合
ポスト間の空間が不要となり、全長が短縮される。

また、入出力端のＶＳＷＲを決定する入出力結合電極の
結合度を容易に変更することができる。

したがって、誘電体フィルタの小型化を図ることができ
、調整時間を削減することができる。

さらに、入出力結合電極の形状および構造により、入出
力電極と人出カラインとのハンダ付けによる接続が可能
となり、表面実装が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理ブロック図、 第２図は本発明の一実施例を示す図、 第３図は入出力結合電極の幅と比帯域幅の関係の一例を
示す図、 第４図は入出力結合電極の他の配置例を示す図、第５図
はフィルタの入出力端における定在波比（ＶＳＷＲ）の
調整方法を示す図、 第６図は従来の誘電体フィルタの構成例を示す図、 第７図は入出力電極の構造を示す図、 第８図は従来の誘電体フィルタの実装方法を示す図であ
る。 図において、 ２１．８１は誘電体フィルタ、 ２２は「コＪの字形スリット、 ２３．２４は入出力結合電極、 ２５Ｉ、２５ｚ　、２６＋　、２６ｇ　、６４＋　、６
４２゜６５、．６５ｇは結合ポスト、 ２７は入力ライン、 ２８は出力ライン、 ２９．８３はアースパターン、 ３０は銅箔、 ３１は貫通穴、 ３２は金属被膜、 ３３．７１は金属ビン、 ３４は剥離帯、 ６１は誘電体ブロック、 ６２．６３は入出力電極、 ７２は穴、 ８２は基板、 ８４．８５はランドである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）導波管モードで共振器として必要な所定の寸法を
   有する誘電体ブロック（１１）を用いた誘電体フィルタ
   において、 表面が金属被膜で被われた前記誘電体ブロック（１１）
   の側面の上下端間に設けられた一対の各剥離帯上に、前
   記所定の長さを隔てて配置され、前記金属被膜と一端を
   導通させて形成される一対の電極（１３、１５）を備え
   た ことを特徴とする誘電体フィルタ。