JPH04211501A - 誘電体共振器及び誘電体フィルタ - Google Patents

誘電体共振器及び誘電体フィルタ

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JPH04211501A
JPH04211501A JP3046796A JP4679691A JPH04211501A JP H04211501 A JPH04211501 A JP H04211501A JP 3046796 A JP3046796 A JP 3046796A JP 4679691 A JP4679691 A JP 4679691A JP H04211501 A JPH04211501 A JP H04211501A
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coaxial
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recess
electrode
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Atsushi Ito
篤 伊藤
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は誘電体フィルタに関する
【0002】
【従来の技術】従来、誘電体同軸共振器を用いた誘電体
フィルタとしては、例えば実公昭62−44566号公
報(H01P1/205)に開示されているものが知ら
れている。
【0003】此種誘電体フィルタは、誘電体部材に貫通
孔を設け、前記誘電体部材の外周面及び前記貫通孔の内
周面に導電性部材(例えば、銀)を被覆することにより
形成された一面短絡型の同軸共振器を誘電体基板に夫々
接続し、各同軸共振器を誘電体基板に形成された電極に
て容量結合することにより構成されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】近年、移動体通信では
、軽量化並びに小容積化が進み、これに応じて誘電体フ
ィルタの小型化が要望されている。
【0005】ところで、誘電体フィルタを小型化する場
合、高Qu(無負荷時のQ値)を得るためには、内同軸
の径と外同軸の径の比を3.6としなければならないが
、外同軸の径を4mm以下とすると、内同軸の径は1.
2mm以下となり、上記公報に開示されている如く外部
接続用部材を前記同軸共振器の貫通孔に挿入して外部回
路と接続することは困難である。
【0006】また、3段以上の同軸共振器にてフィルタ
を構成する場合、各共振器の共振周波数を異ならせるた
めに、初段及び終段の同軸共振器に比べて中段の同軸共
振器の長さ寸法を大きくする。このため様々な長さの同
軸共振器を必要とするという問題がある。
【0007】一方、フィルタの選択特性を改善する方法
として、減衰域に極を形成する方法がある。例えば、特
開昭62−77703号公報(H01P 1/205)
に開示されている誘電体フィルタでは、少なくとも1個
の共振器をとばして共振器間を直接リアクタンス素子で
接続することにより、このような極を形成している。
【0008】しかしながら、この構成では、部品点数が
増加し、また組立てが繁雑になるという問題がある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記の点に鑑み、本発明
は、各々外周面及び内周面に導電性部材を被覆すること
により外導体及び内導体が形成され、且つ一端面が短絡
された複数の同軸共振器と、この同軸共振器の開放面側
の外導体の一部若しくは誘電体部材を含む外導体の一部
を除去して形成された凹部と、少なくとも外部結合用電
極が形成され、前記凹部に取付けられる誘電体基板とよ
りなることを特徴とする。
【0010】また、誘電体部材に少なくとも2つの孔を
設け、外周面及び内周面に導電性部材を被覆することに
より外導体及び内導体が形成された、一端面が短絡され
た同軸共振器と、入力側同軸共振器の開放面側の外導体
の一部若しくは誘電体部材を含む外導体の一部を除去し
て形成された第1凹部と、出力側同軸共振器の開放面側
の外導体の一部若しくは誘電体部材を含む外導体の一部
を除去して形成された第2凹部と、外部結合用電極を有
し、前記凹部に取付けられる誘電体基板とよりなること
を特徴とする。
【0011】更に、少なくとも1つの孔を有する誘電体
ブロックの外周面及び内周面に導電性部材を被覆するこ
とにより外導体及び内導体が形成され、且つ一端面が短
絡された同軸共振器と、この同軸共振器の外導体の一部
若しくは誘電体ブロックを含む外導体の一部を除去して
形成された凹部と、外部接続用電極を有し、前記凹部に
取付けられる誘電体基板とよりなる誘電体フィルタであ
って、前記凹部と誘電体基板との間に誘電体部材を配置
したことを特徴とする。
【0012】更にまた、前記誘電体基板に、共振器長を
補正する共振器長補正容量を形成するための第1容量形
成用電極、または少なくとも1個の共振器をとばして各
共振器間を結合する容量を形成する第2容量形成用電極
が形成されることを特徴とする。
【0013】
【作用】本発明に依れば、同軸共振器の開放面側の外導
体の一部若しくは誘電体部材を含む外導体の一部を除去
して凹部を形成し、この凹部に誘電体基板を取付けるこ
とにより、この誘電体基板に設けられた外部接続用電極
にて外部回路と同軸共振器との結合が行なわれる。
【0014】また、3以上の同軸共振器を用いる誘電体
フィルタにおいては、誘電体基板に形成した第1容量形
成用電極により共振器長補正容量を形成し、共振器の長
さを補正する。
【0015】更に、誘電体基板に形成した第2容量形成
用電極により、とびこし容量が形成される。
【0016】
【実施例】図1及び図2は本発明の第1実施例を示す図
である。図1及び図2において、(1)は角柱状の誘電
体部材(1a)に貫通孔(1b)を形成し、外周面及び
内周面に導電性部材(例えば、銀)を被覆することによ
り外導体(1c)及び内導体(1d)が形成された、一
端面が短絡された同軸共振器、(2)は同軸共振器(1
)の開放面側の外導体(1c)の一部若しくは誘電体部
材(1a)を含む外導体(1c)の一部を除去して形成
された凹部、(3)は凹部(2)に取付けらる誘電体基
板で、幅Wの接続用電極(3a)と、接地用電極(3b
)とが設けられている。
【0017】斯る実施例に依れば、誘電体基板(3)に
設けられた接続用電極(3a)と同軸共振器(1)の内
導体(1d)との間で結合容量が形成され、等価回路と
して表わすと、図3の如くなる。
【0018】ところで、斯る実施例における結合度は、
同軸共振器(1)の内導体(1d)と凹部(2)の下面
(2a)との距離a及び接続用電極(3a)の幅Wによ
って決定され、その変化をQe(外部Qの値)として測
定すると、図4に示す如くなる。尚、図4(A)は接続
用電極(3a)の幅Wを一定にし、距離aを変化させた
場合を、また図4(B)は距離aを一定にし、接続用電
極(3a)の幅Wを変化させた場合を示している。
【0019】図5及び図6は本発明の第2実施例を示す
図で、第1の同軸共振器(1)と第2の同軸共振器(1
’)とで誘電体フィルタを構成した例を示しており、第
1の同軸共振器(1)を入力側、第2の同軸共振器(1
’)を出力側とする。そして、第1の同軸共振器(1)
及び第2の同軸共振器(1’)には、夫々凹部(2)(
2’)が形成されており、この凹部(2)(2’)には
入力側接続用電極(3a’)と出力側接続用電極(3a
’’)とを有する誘電体基板(3)が取付けられ、前述
と同様に各接続用電極(3a’)(3a’’)と同軸共
振器(1)(1’)の内導体(1d)(1d’)との結
合が行なわれる。
【0020】また、同軸共振器間の結合(段間結合)は
、各同軸共振器の外導体の一部を除去することにより形
成された窓部(4)(4’)を図5(B)に示す如く互
いに接合することにより達成される。
【0021】斯様に構成した同軸共振器(1)(1’)
及び誘電体基板(3)を金属ケース(5)内に収納し、
外導体(1c)(1c’)と金属ケース(5)とを半田
付け等にて電気的に接続することにより誘電体フィルタ
を完成する。尚、金属ケース(5)には、当該誘電体フ
ィルタが実装されるプリント基板の接地パターン等に接
続される接地端子(5a)が設けられている。
【0022】図7及び図8は本発明の第3実施例を示す
図であり、5個の同軸共振器(11)〜(15)用いて
フィルタを構成した例を示している。各共振器(11)
〜(15)は凹部(2)が設けられており、この凹部(
2)に誘電体基板(3’)が取り付けられている。各共
振器(11)〜(15)は互いに結合窓を介して結合さ
れている。
【0023】誘電体基板(3’)には図8に示すように
、上面に入出力側接続用電極(3a’)(3a’’)及
び容量形成用電極(3c’)(3c’’)(3c’’’
)が、また、下面に入出力側接続用電極(3a’)(3
a’’)が延長された外部接続用スタブ電極(3d’)
(3d’’)及び接地用電極(3b )が形成されてい
る。
【0024】そして、入出力側接続用電極(3a’)(
3a’’)と同軸共振器(11)(15)の内導体(1
d1)(1d5)との間で入出力結合容量(C1)(C
1’)が形成される。また、容量形成用電極(3c’)
(3c’’)(3c’’’)と同軸共振器(12)(1
3)(14)の内導体(1d2)(1d3)(1d4)
との間で共振器長補正容量(C2)(C2’)(C2’
’)が形成される。更に、入出力側接続用電極(3a’
)(3a’’)と容量形成用電極(3c’)(3c’’
)(3c’’’)との間でとびこし容量(C3)(C3
’)(C3’’)が形成される。
【0025】図9に第3実施例の誘電体フィルタの等価
回路図を示す。なお、回路図中(L)は段間結合インダ
クタである。
【0026】共振器長補正容量(C2)(C2’)(C
2’’)は、同軸共振器(11)〜(15)の長さが同
一となるようにその容量値が決められる。この容量値は
容量形成用電極(3c’)(3c’’)(3c’’’)
の幅Wにより調整される。
【0027】一方、とびこし容量(C3)(C3’)(
C3’’)により、図10の周波数特性図に示されるよ
うに、フィルタ特性の減衰域に極Pが形成される。尚、
図10において中心周波数f0は875MHzであり、
帯域幅は23.6MHzである。
【0028】第3実施例の誘電体フィルタにおいては、
外部接続用スタブ電極(3d’)(3d’’)により、
実装されるプリント基板の接続パターンに直接接続でき
、表面実装可能となる。
【0029】図11及び図12は本発明の第4実施例を
示す図で、第1の同軸共振器(1)と第2の同軸共振器
(1’)とで誘電体フィルタを構成した例を示しており
、第2実施例と比較して誘電体基板(30)の構成にお
いて相違する。
【0030】即ち、図12に示した如く第4実施例では
、第1及び第2の同軸共振器の凹部(2)に取付けられ
る誘電体基板(30)の上面(即ち、凹部に取付けられ
る側の面)に同軸共振器の内導体に夫々金属ワイヤ(3
1)若しくは導電ペ−ストを介して接続されると共に、
両者間に形成された非メッキ部分にて結合容量を形成す
る結合用電極(30a)(30b)が設けられ、下面に
外部回路と接続するための外部接続用電極(30c)(
30d)が設けられている。
【0031】而して、第4実施例では、第1及び第2の
同軸共振器(1)(1’)の凹部(2)に誘電体基板(
30)を取付け、この誘電体基板(30)の結合用電極
(30a)(30b)と同軸共振器(1)(1’)の内
導体(1d)(1d’)とを金属ワイヤ(31)若しく
は導電ペーストにて接続することにより、誘電体フィル
タが構成される。
【0032】尚、同軸共振器と外部回路とは、誘電体基
板(30)の結合用電極(30a)(30b)と外部接
続用電極(30c)(30d)とにより形成される結合
容量にて接続される。
【0033】図13は本発明の第5実施例を示す図で、
第1の同軸共振器(1)と第2の同軸共振器(1’)の
開放面側の外導体(1c)(1c’)の一部若しくは誘
電体材料(1a)(1a’)を含む外導体の一部を内導
体部分まで除去して凹部(2)を形成した例を示してい
る。
【0034】この場合、誘電体フィルタは、第1及び第
2の同軸共振器(1)(1’)の凹部(2)に誘電体基
板(30)を導電性接着剤(32)にて取付けることに
より、構成される。 また、誘電体基板(30)の結合
用電極(30a)(30b)と同軸共振器の内導体(1
d)(1d’) との接続は、前記導電性接着剤(32
)により前記誘電体基板(30)の前記凹部(2)への
取付けと同時に達成される。
【0035】図14は、図11若しくは図13の誘電体
フィルタを金属ケース(50)に収納した状態を示し、
この金属ケース(50)には、当該誘電体フィルタが実
装されるプリント基板の接地パターン等に接続される接
地端子(50a)が設けられている。尚、(6)(6’
)は誘電体基板(30)の外部接続用電極(30a)(
30b)に夫々接続された接続端子である。
【0036】第15図は本発明の第6実施例を示す図で
、誘電体部材(1a’)に複数の貫通孔(1b)(1b
’)(1b’’)を設け、この外周面及び内周面に導電
性部材を被覆することにより外導体(1c)及び内導体
が形成された、一端面が短絡された同軸共振器を複数含
む誘電体フィルタ(10)の例を示している。
【0037】斯る第6実施例では、入力側同軸共振器の
開放面側の外導体の一部若しくは誘電体部材を含む外導
体の一部を除去して第1凹部(2’)を形成し、この第
1凹部(2’)に外部接続用電極(30c’)を有する
誘電体基板(30’)を取付けると共に、出力側同軸共
振器の開放面側の外導体の一部若しくは誘電体部材を含
む外導体の一部を除去して第2凹部(2’’)を形成し
、この第2凹部(2’’)に外部接続用電極(30d’
)を有する誘電体基板(30’’)を取付けて誘電体フ
ィルタを構成する。
【0038】図16は本発明の第7実施例を示す図で、
第6実施例と比較して凹部(20)が開放面側全体に亘
って形成されると共に、当該凹部(20)に一枚の誘電
体基板(300)を取付ける例を示している。第7実施
例においても第3の実施例と同様に誘電体基板(300
)に容量形成用電極を設けて、各同軸共振器の共振周波
数の調整および周波数特性の改善を行うことができる。
【0039】ところで、第6及び第7実施例として示し
た誘電体フィルタも他の実施例と同様に金属ケースに収
納された後、プリント基板に実装される。
【0040】図17は本発明の第8実施例を示す図で、
第2実施例と比較して凹部(2)と誘電体基板(3)と
の間に、シアノアクリレート、シリコングリス、シリコ
ン樹脂、エポキシ樹脂等の粘性若しくは弾性を有する誘
電体部材(100)を配置することにより共振器と接続
用電極との容量性結合における結合効率を向上させたも
のである。
【0041】共振器の凹部の形状を1.0×3.5mm
、接続用電極の幅を2.5mmとしたとき、第2実施例
によれば、中心周波数860MHz、帯域幅15MHz
、挿入損失3.0dBの誘電体フィルタを得ることが出
来、第8実施例によれば、中心周波数860MHz、帯
域幅33MHz、挿入損失1.5dBの誘電体フィルタ
を得ることが出来る。
【0042】なお、前述の第3実施例(第7図)に斯る
第8実施例のような、凹部と誘電体基板との間に配する
誘電体部材を適用することにより、共振器と容量形成用
電極との容量性結合における結合効率を同時に向上させ
ることができる。
【0043】以上のことから明らかなように、第8実施
例に依れば、フィルタの広帯域化・低損失化を計ること
ができる。
【0044】また、TEM共振の電磁界分布の状態が内
同軸に対して垂直に発生していること及び、短絡端側で
は誘導性、開放端では容量性となることを考慮すると、
共振器間の結合を大きく且つフィルタ特性の対称性を向
上させるには、共振器間の結合を行う窓部(4)は、図
17(C)に示す如く共振器中央部に且つ長手方向が内
同軸と直交する方向となるように形成される。
【0045】尚、本発明は上述した実施例に限定される
ものではなく、例えば外部接続用電極を第1乃至第2実
施例の如く同軸共振器の長手方向に形成することに代え
て長手方向と直行する方向に形成し、誘電体フィルタの
側部より導出するようにしても良い。
【0046】
【発明の効果】本発明に依れば、同軸共振器の開放面側
の外導体の一部若しくは誘電体部材を含む外導体の一部
を除去して形成された凹部に少なくとも外部接続用電極
を有する誘電体基板を取付けるようにしたので、誘電体
フィルタを小型化する際に外同軸の径を小さくした場合
でも同軸共振器と外部回路との接続を確実に行うことが
出来、然も面実装が可能になる。
【0047】また、3以上の同軸共振器を用いてフィル
タを構成する場合、誘電体基板に容量形成用電極を形成
することにより、同軸共振器の内導体との間で共振器長
補正容量が形成され、これにより全て同じ長さの同軸共
振器が使用できる。また、容量形成用電極と外部接続用
電極との間でとびこし容量が形成されるので、減衰域に
極を有する周波数特性が得られる。
【0048】更に、外部接続用電極と外部回路との接続
線路長を短くすることが出来るので、その部分に寄生的
に発生する容量成分や誘導成分を少なくすることが出来
、実装状態の違いによる特性への影響を軽減できる。 更にまた、凹部と誘電体基板間に誘電体部材を配置すれ
ば、広帯域化、低損失化が計れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(A)は本発明の第1実施例における外観図、
(B)はその側断面図である。
【図2】(A)は第1実施例における同軸共振器を示す
図、(B)は誘電体基板を示す図出ある。
【図3】第1実施例における等価回路図である。
【図4】本発明の説明に供する特性図である。
【図5】(A)は本発明の第2実施例を示す図、(B)
はその横断面図である。
【図6】金属ケースに収納した状態を示す図である。
【図7】(A)は本発明の第3実施例を示す図、(B)
はその側断面図である。
【図8】(A)は第3実施例における誘電体基板の斜視
図、(B)はその底面図、(C)はその横断面図である
【図9】第3実施例の誘電体フィルタの等価回路図であ
る。
【図10】第3実施例の誘電体フィルタの周波数特性図
である。
【図11】(A)は本発明の第4実施例を示す図、(B
)はその側断面図である。
【図12】(A)は第4実施例における誘電体基板の上
面図、(B)はその底面図である。
【図13】(A)は本発明の第5実施例を示す図、(B
)はその側断面図である。
【図14】第4及び第5実施例の誘電体フィルタを金属
ケースに収納した状態を示す図である。
【図15】本発明の第6実施例を示す図である。
【図16】本発明の第7実施例を示す図である。
【図17】(A)は本発明の第8実施例における外観図
、(B)はその正面図、(C)は同軸共振器の外観図、
(D)は誘電体基板を示す図である。
【符号の説明】
1        同軸共振器 1’       同軸共振器 11       同軸共振器 12       同軸共振器 13       同軸共振器 14       同軸共振器 15       同軸共振器 1a      誘電体部材 1b      貫通孔 1b’    貫通孔 1b’’    貫通孔 1c      外導体 1c’    外導体 1d      内導体 1d’    内導体 1d1     内導体 1d2     内導体 1d3     内導体 1d4     内導体 1d5     内導体 2        凹部 2 ’      凹部 2’’      凹部 20      凹部 3        誘電体基板 3’      誘電体基板 30      誘電体基板 30’    誘電体基板 30’’    誘電体基板 300    誘電体基板 3a      接続用電極 3a’    接続用電極 3a’’    接続用電極 3b      接地用電極 3c’    容量形成用電極 3c’’    容量形成用電極 3c’’’   容量形成用電極 3d’    外部接続用スタブ 3d’’    外部接続用スタブ 30c    接続用電極 30c’  接続用電極 30d’  接続用電極 30a    結合用電極 30b    結合用電極 4        窓部 4’       窓部 5        金属ケース 50      金属ケース 100    誘電体部材 C1       入力結合容量 C1’     出力結合容量 C2       共振器長補正容量 C2’     共振器長補正容量 C2’’     共振器長補正容量 C3       とびこし容量 C3’     とびこし容量 C3’’     とびこし容量

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  各々外周面及び内周面に導電性部材を
    被覆することにより外導体及び内導体が形成され、且つ
    一端面が短絡された複数の同軸共振器と、この同軸共振
    器の開放面側の外導体の一部若しくは誘電体部材を含む
    外導体の一部を除去して形成された凹部と、少なくとも
    外部接続用電極が形成され、前記凹部に取付けられる誘
    電体基板とよりなる誘電体フィルタ。
  2. 【請求項2】  前記誘電体基板が、隣接する同軸共振
    器を結合するための段間結合用電極が形成されているこ
    とを特徴とする請求項1記載の誘電体フィルタ。
  3. 【請求項3】  前記各同軸共振器が、外導体の一部を
    除去することにより形成された窓部を有し、各同軸共振
    器の窓部を接合することにより隣接する同軸共振器間の
    結合を行うことを特徴とする請求項1記載の誘電体フィ
    ルタ。
  4. 【請求項4】  前記窓部が、同軸共振器の中央部に、
    且つ長手方向が内導体と直交する方向となるように形成
    されていることを特徴とする請求項3記載の誘電体フィ
    ルタ。
  5. 【請求項5】  前記同軸共振器を3以上有すると共に
    、前記誘電体基板が、前記同軸共振器の長さを補正する
    共振器長補正容量を形成するための第1容量形成用電極
    が形成されていることを特徴とする請求項1、3または
    4記載の誘電体フィルタ。
  6. 【請求項6】  前記同軸共振器を3以上有すると共に
    、前記誘電体基板が、少なくとも1個の同軸共振器をと
    ばして各共振器間を結合する容量を形成する第2容量形
    成用電極が形成されていることを特徴とする請求項1、
    3または4記載の誘電体フィルタ。
  7. 【請求項7】  前記第2容量形成用電極は、前記外部
    接続用電極または前記第1容量形成用電極であることを
    特徴とする請求項6記載の誘電体フィルタ。
  8. 【請求項8】  誘電体部材に少なくとも2つの孔を設
    け、外周面及び内周面に導電性部材を被覆することによ
    り外導体及び内導体が形成され、且つ一端面が短絡され
    た同軸共振器と、入力側同軸共振器の開放面側の外導体
    の一部若しくは誘電体部材を含む外導体の一部を除去し
    て形成された第1凹部と、出力側同軸共振器の開放面側
    の外導体の一部若しくは誘電体部材を含む外導体の一部
    を除去して形成された第2凹部と、外部接続用電極を有
    し、前記凹部に取付けられる誘電体基板とよりなる誘電
    体フィルタ。
  9. 【請求項9】  前記第1凹部と第2凹部が、連設され
    ていることを特徴とする請求項8記載の誘電体フィルタ
  10. 【請求項10】  前記同軸共振器を3以上有すると共
    に、前記誘電体基板が、前記同軸共振器の長さを補正す
    る共振器長補正容量を形成するための第1容量形成用電
    極が形成されていることを特徴とする請求項9記載の誘
    電体フィルタ。
  11. 【請求項11】  前記同軸共振器を3以上有すると共
    に、前記誘電体基板が、少なくとも1個の同軸共振器を
    とばして各共振器間を結合する容量を形成する第2容量
    形成用電極が形成されていることを特徴とする請求項9
    記載の誘電体フィルタ。
  12. 【請求項12】  前記第2容量形成用電極は、前記外
    部接続用電極または前記第1容量形成用電極であること
    を特徴とする請求項11記載の誘電体フィルタ。
  13. 【請求項13】  少なくとも1つの孔を有する誘電体
    ブロックの外周面及び内周面に導電性部材を被覆するこ
    とにより外導体及び内導体が形成され、且つ一端面が短
    絡された同軸共振器と、この同軸共振器の外導体の一部
    若しくは誘電体ブロックを含む外導体の一部を除去して
    形成された凹部と、外部接続用電極を有し、前記凹部に
    取付けられる誘電体基板とよりなる誘電体フィルタであ
    って、前記凹部と誘電体基板との間に誘電体部材を配置
    したことを特徴とする誘電体フィルタ。
  14. 【請求項14】  前記同軸共振器を3以上有すると共
    に、前記誘電体基板が、前記同軸共振器の長さを補正す
    る共振器長補正容量を形成するための第1容量形成用電
    極が形成されていることを特徴とする請求項13記載の
    誘電体フィルタ。
  15. 【請求項15】  前記同軸共振器を3以上有すると共
    に、前記誘電体基板が、少なくとも1個の同軸共振器を
    とばして各共振器間を結合する容量を形成する第2容量
    形成用電極が形成されていることを特徴とする請求項1
    3記載の誘電体フィルタ。
  16. 【請求項16】  前記第2容量形成用電極は、前記外
    部接続用電極または前記第1容量形成用電極であること
    を特徴とする請求項15記載の誘電体フィルタ。
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