JPH04119103U - 誘電体フイルタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 Ｑが低下したり、結合容量が変動したりする
ことなく、誘電体共振器と分布定数型伝送線路とを接続
し得る誘電体フィルタを提供する。 【構成】 複数の誘電体共振器４１，４２，４３，４４
を隣合うもの同士電磁的に結合或いは結合素子を介して
結合すると共に、少なくとも２個の誘電体共振器４２，
４３をとばしてその前後に存する誘電体共振器４１，４
４が両端にリアクタンス素子を有した分布定数型伝送線
路７を用いて互いに結合されている誘電体フィルタにお
いて、共振器４１，４４の内導体４を設ける孔３に関連
して固定された誘電体材９を用いて形成され、かつ一方
電極はこの誘電体材９によって誘電体共振器の誘電体１
から離されている静電容量素子を両端に設ける。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、複数の誘電体共振器を隣合うもの同士電磁的に或いは結合素子を介 して結合した構成の誘電体フィルタに関し、殊に減衰域に極をもつバンドパスタ イプの誘電体フィルタの提案に関する。

【０００２】

【従来の技術】

減衰域に極をもったバンドパスタイプの誘電体フィルタは、例えば、実開昭５ ７−１５８２０３号公報や特開昭５７−６０７０２号公報において知られている し、本出願人も先に特願昭６０−２１８７５３号において提案している。この提 案に係る誘電体フィルタは、２個の誘電体共振器をとばしてその前後に存する誘 電体共振器同士を直接リアクタンス素子で結合したもので、これによって中心周 波数より高い側の減衰域と低い側の減衰域の双方に中心周波数に対しほぼ対称の 位置で極を形成することができる。そして、この極の存在によってフイルタ特性 の立ち上がりが急峻になり、中心周波数から所定周波数離れたところの減衰量を 一定量以上必要とするユーザーの要求を満たすことができるし、またフィルタの 設計も行いやすくなるといった利点がある。

【０００３】 ところで、有極化を行う場合において、誘電体共振器とリアクタンス素子との 接続構造を如何にするかはフィルタ特性上大変重要である。この接続構造として 、上記した従来例の一方（実開昭５７−１５８２０３号公報）は、誘電体共振器 の開放端面に孤立電極を形成し、この電極にリアクタンス素子としての同軸ケー ブルの一端を接続した構成を採用する。

【０００４】 また、もう一方の従来例（特開昭５７−６０７０２号公報）は接続構造として 誘電体共振器の誘電体部分に形成した空隙にワイヤを挿入した構造を採用する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】 しかしながら、前者の従来例によれば、誘電体共振器の開放端面に電極を形成 するため、その電極によって損失が発生し、その分Ｑが低下するといった問題が ある。 一方、後者の従来例では、開放端面に電極を設ける必要がないので、このよう なＱの低下は防げるものの、ワイヤが空隙に挿入され、いわば宙に浮いた状態に なっているので、ワイヤと誘電体共振器間の結合容量が変動するという問題があ る。

【０００６】 本考案は上記問題点に鑑み、Ｑが低下したり、結合容量が変動したりすること なく、誘電体共振器と分布定数型伝送線路とを接続し得る誘電体フィルタを提供 することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために本考案に係る誘電体フィルターは、複数の誘電体共 振器を隣合うもの同士電磁的に結合或いは結合素子を介して結合すると共に、少 なくとも２個の誘電体共振器をとばしてその前後に存する誘電体共振器が両端に リアクタンス素子を有した分布定数型伝送線路を用いて互いに結合されている誘 電体フィルタにおいて、共振器の内導体を設ける孔に関連して固定された誘電体 材を用いて形成され、かつ一方電極はこの誘電体材によって誘電体共振器の誘電 体から離されている静電容量素子を両端に有することを特徴としている。

【０００８】

【作用】

上記構成により、複数の誘電体共振器を隣合うもの同士電磁的に結合或いは結 合素子を介して結合すると共に、少なくとも２個の誘電体共振器をとばしてその 前後に存する誘電体共振器が両端にリアクタンス素子を有した分布定数型伝送線 路を用いて互いに結合されている誘電体フィルタにおいて、集中定数回路で実現 するフィルタ特性の有極化が、中心周波数に対して非対象的な位置に発生する。

【０００９】

【実施例】 本考案に係る誘電体フィルターを文字通りの物品面、すなわちどちらかという と機械的な面からの形状、構造、組み合せから説明するに先立ち、電気回路的な 面若しくは原理的な面から説明する。 図４に本考案に係る誘電体フィルタの一実施例の等価回路を示す。図中、４１ から４４の番号をつけたＡ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４は誘電体共振器、４５は各誘電 体共振器４１〜４４を結合する結合要素ｋ（結合素子或いは電磁的な結合を行う 立体回路）、４６は分布定数型伝送線路ｌ、４７、４８は伝送線路４６の両端に 接続されたリアクタンス素子Ｘ１、Ｘ２である。この図では、リアクタンス素子 ４７（Ｘ１）、４８（Ｘ２）と伝送線路４６（ｌ）の直列回路は２つの誘電体共 振器４２（Ａ２）、４３（Ａ３）をとばしてその前後の共振器４１（Ａ１）、４ ４（Ａ４）と接続されている場合を示している。

【００１０】 ところで、伝送線路４６（ｌ）は分布定数回路を構成し、その特性インピーダ ンスをＺｏ、伝搬定数をθとすると、 Ｚｏ＝（Ｌ／Ｃ）^1/2 …… （１） θ＝（ＬＣ）^1/2 …… （２） で表される。但し、伝送線路長が短いので、無損失線路と仮定している。

【００１１】 上式を用いて図４の等価回路を書き直すと図５に示すようになる。（なお、本 図及び後に説明する図６におけるＡ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、ｋ、Ｘ１、Ｘ２の意 味は図４と同じである。）そして、この回路中のＸ１、Ｘ２、Ｌ／２、Ｃからな るＴ形回路をπ形回路に変換すれば、図６に示す回路となる。この回路において 、Ｘ１’の値はＬ、Ｃに支配されている。ここでＬ、Ｃは（１）、（２）式に示 したようにＺｏ、θの関数であり、θは周波数の一次関数であるため、結局、Ｌ 、Ｃは周波数変化に対しその値を変えることになる。従って、Ｚｏ、θの異なっ た伝送線路を選択することにより、低域でのＬ、Ｃの値、高域でのＬ、Ｃの値を 種々異ならせることができる。このため、フィルタ特性の有極化を集中定数回路 で実現する場合には極が中心周波数に対して対称な位置に発生するが、本考案の 場合には中心周波数に対して非対称な位置に発生することとなると同時に、その 非対称性を自在に制御できることになる。

【００１２】 次に、本考案に係る誘電体フィルターの構造等について実施例に基づき説明す る。 図１は、図４至図６に示した電気回路図に相応する誘電体共振ブロックで構成 した誘電体フィルタである。 本図において、１は酸化チタン系セラミック誘電体等からなる誘電体ブロック であり、該ブロック１の四側面には金属膜からなる外導体２が形成され、更に誘 電体ブロック１の中には適当間隔おきに貫通孔３…が形成されている。この貫通 孔３…の内面には金属膜からなる内導体４…が形成され、誘電体ブロック１底面 に形成した導電膜（不図示）によって前記外導体２と短絡されている（以下、こ の誘電体ブロック底面を短絡端面という。）前記各内導体４…、外導体２及びそ の間に在する誘電体ブロック１によって誘電体共振器４１、４２、４３、４４（ 各々、図４至図６のＡ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４に相応するものである。なお、誘電 体共振器は以下、単に共振器という。）が構成されている。共振器４１、４２、 ４３、４４の間には共振器相互を結合させるための一手段としての結合孔６…が 形成され、隣合う共振器４１、４２、４３、４４が電磁的に結合されている。各 共振器を結合孔６…によって結合した場合、その結合は誘導性である。このよう な構造の誘電体フィルタは公知である。

【００１３】 ７は伝送線路の一例としてのセミリジッドケーブルで、その外皮１７は誘電体 ブロック１の外導体２に接続したアースケース８に半田付けにより固着され、一 方内線２７は両端が貫通孔３に挿設された誘電体材９に突き刺された金属ピン１ ０に接続されている。誘電体材９は誘電体製のブッシングで、それを図３に示す ように貫通孔３に挿入している。

【００１４】 誘電体材９が挿設される貫通孔３としては２つの共振器４２、４３をとばして その前後に存在する共振器４１、４４の貫通孔３が選択される。この場合、貫通 孔３内壁の内導体４と誘電体材９に突き刺した金属ピン１０との間にはその間隔 によって定まる静電容量をもつので、セミリジッドケーブル７は誘電体共振器４ １、４４とこの静電容量を介して結合されることになる。

【００１５】 このように、２つの共振器４２、４３をとばしてその前後に存する共振器４１ 、４４を、両端に誘電体材９、９を有したセミリジッドケーブル７で互いに結合 すれば、誘電体フィルタ１のフィルタ特性は図２に実線で示すように中心周波数 ｆｏの両側には２つの極Ｐ１、Ｐ２が出来る。両極Ｐ１、Ｐ２は、セミリジッド ケーブル７の特性インピーダンスＺｏ、伝搬定数θを選択することにより、中心 周波数ｆｏに対して任意の非対称な位置に容易に変更できることは先に電気回路 面から説明した通りである。

【００１６】 次に図示はしないが、伝搬線路としては図１に示したようにセミリジッドケー ブル等の同軸ケーブルの他に、ストリップラインを使用することもできることは いうまでもない。また、極が２つ形成される限りは、３個以上の共振器をとばし て、その前後に存する共振器を、両端にリアクタンス素子を有する伝送線路で接 続することもできる。

【００１７】 尚、誘電体共振器としては図示例のように一つの誘電体ブロックの中に複数個 一体的に形成したものに限らず、１個ずつ独立して構成されたいわゆる誘電体同 軸共振器であってもかまわない。その場合、各共振器はコンデンサ等の結合素子 を介して結合される。

【００１８】

【考案の効果】

以上説明した如く、本考案によれば、分布定数型伝送線路の両端と誘電体共振 器を結合するリアクタンス素子が共振器の内導体を設ける孔に誘電体材を用いて 構成した静電容量素子であるので、誘電体共振器の開放端面に電極を設けてＱの 低下を招くことはなく、しかも、静電容量素子の一方の電極は誘電体材によって 誘電体共振器の誘電体から離間されているので、静電容量が変動することなく、 一定しており、従って結合容量が安定するといった効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例としての誘電体フィルタの斜
視図である。

【図２】上記実施例のフィルタ特性を示す図である。

【図３】本考案において使用可能なリアクタンス素子を
示す図である。

【図４】図１に示す本考案の一実施例としての誘電体フ
ィルタの等価回路図である。

【図５】図４中の伝送線路をＬＣ素子で等価変換した回
路図である。

【図６】図５の回路の一部をπ型に等価変換した回路図
である。

【符号の説明】

１ 誘導体ブロック ２ 外導体 ３ 貫通孔 ４ 内導体 ４１、４２、４３、４４ 誘電体共振器 ７ セミリジッドケーブル １７ セミリジッドケーブル外皮 ２７ セミリジッドケーブル内線 ９ 誘電体材 １０ 金属ピン

フロントページの続き (72)考案者 平塚 敏朗 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株式 会社村田製作所内 (72)考案者 宮脇 和良 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株式 会社村田製作所内

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の誘電体共振器を隣合うもの同士電
   磁的に結合或いは結合素子を介して結合すると共に、少
   なくとも２個の誘電体共振器をとばしてその前後に存す
   る誘電体共振器が両端にリアクタンス素子を有した分布
   定数型伝送線路を用いて互いに結合されている誘電体フ
   ィルタにおいて、共振器の内導体を設ける孔に関連して
   固定された誘電体材を用いて形成され、かつ一方電極は
   この誘電体材によって誘電体共振器の誘電体から離され
   ている静電容量素子を両端に有することを特徴とする誘
   電体フィルタ。