JPH05102705A - セラミツク製帯域消去フイルター - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 単一のセラミックブロックからなる帯域消去
フィルターに複数の“ゼロ”を付与する。 【構成】 共振器のブロック（Ａ，Ｂ，Ｃ）が、その一
側面が導電性材料によって完全にはコーティングされて
いない単一のセラミックブロック（１）を形成し、前記
一側面に、導電性材料からなり底端から上端に垂直に延
び、前記共振器間（ＡとＢ、ＢとＣ）の領域に配置さ
れ、それらが実質的に前記共振器間の電界および磁界を
取り除くように選択された寸法を有する、帯状の領域
（14、15）が形成されてなるセラミック製帯域消去フィ
ルター。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、２または３以上の同軸
型の伝送線路共振器からなる誘電体製帯域消去フィルタ
ーに関する。

【０００２】

【従来の技術】セラミック共振器は、たとえばチタン酸
塩などの誘電率の高い材料からなるセラミックブロック
にホールが１つ形成される基本的な構造であることが知
られている。該セラミックブロックは側面、上面および
底面を有しており、前記ホールは上面から底面に延びて
いる。上面を除くセラミックブロックの各面は、導電性
材料によってコーティングされている。上面には回路パ
ターンが形成されている。該回路は共振器への信号を容
量性結合し、該信号を出力する。このような構造により
伝送線路共振器が構成され、その共振周波数は前記ホー
ルの長さ、つまり前記ブロックの厚さによって決定され
る。通常、ホールの長さは、１／４波長の伝送線路共振
器がえられるように、その寸法が決められる。数個のホ
ールがブロックに形成されたばあいには、数個のポール
（poles ）を有する帯域フィルターを構成することがで
きるが、“ゼロ”（エネルギーが減衰されてほとんど０
となる周波数域、以下同じ。）の数は１つに限られる。
なぜなら、“ゼロ”に対応する共振器を他の共振器から
分離するのは困難であるからである。このように近年、
セラミック技術により実現される帯域消去フィルターが
商業的に普及してきた。知られているこれらすべての帯
域消去フィルターの特徴は、フィルターが個別の共振器
から、または冒頭で述べたような基本的な構造の共振器
から構成されていることである。そのような構成におい
ては、セラミックブロックはホールを１つ有しており、
該ブロックはすくなくともその側面と底面とが導電性材
料によりコーティングされている。所望の数のこれらコ
ーティングされた個別の共振器のブロックが１列に配置
されている。このようにして、所望の帯域幅および中心
周波数の帯域消去フィルターをうることができる。ある
意味においては、共振器の各ブロックはドレイニング回
路（draining circuits ）を構成しており、たとえば、
別個の伝送線路を結ぶレングス（length）を用いて、各
共振器の上端を接続することにより、これらのドレイニ
ング回路が、誘導性回路またはリアクタンス回路を介し
て直列に接続されている。外側がコーティングされた別
個の共振器を使用することが必要である。なぜなら、そ
うしないばあいには、各共振器間相互の容量的なまたは
誘導的なリークを制御することが困難であるからであ
る。つまり、各共振器を充分に分離するためには、外側
がコーティングされた別個の共振器を使用することが必
要である。各共振器間の分離は前記導電性材料により行
われる。前記導電性材料は共振器のブロック間の有効な
仕切りを形成する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】別個の共振器からなる
帯域消去フィルターの欠点は、多数のブロックからなる
フィルターを製造するには高度の生産能力が必要である
ことである。なぜなら、すべてのブロックが別個に焼結
され、コーティングされていなければならず、しかも、
それぞれが導電的に接続されていなければならないから
である。通常この電気的な接続は、接続ワイヤを手作業
ではんだ付けすることにより行われている。さらに、こ
れら別個のブロックはある支持部材に機械的に信頼でき
る方法で固定されていなければならない。

【０００４】原理的には、単一のセラミックブロック内
に配置された数個の共振器からなる帯域消去フィルター
を作ることは可能であろう。しかしそのばあい、共振器
のホール間の距離を非常に大きくしなければなず、結果
として非常に大きなフィルターとなってしまう。このこ
とは材料面でのコストを増加させ、また、サイズが大き
いということはポータブルラジオへの搭載を不都合にす
る。

【０００５】モトローラ社のアメリカ特許第4823089 号
明細書は、帯域消去特性を有するモノリシックセラミッ
クフィルターを開示している。該フィルターは単一のセ
ラミックブロック内に配置された７個の共振器からなっ
ており、そのうちの３個は帯域消去フィルターとして、
他の４個は帯域フィルターとして作動する。帯域消去セ
クションの共振器は、１／４波長の伝送線路を介して相
互接続されている。該伝送線路は、フィルター内を通過
するエネルギーがほとんど０となるように共振器のイン
ピーダンスを変化させる。前記３個のフィルターは前後
に動かすことによって前記ブロックからの分離が可能
で、分離によって出現する新しい側壁を導電性材料でコ
ーティングすることが可能であること、および、それに
よりえられたフィルターは数個の“ゼロ”を有する独立
した帯域消去フィルターとして作動することが前記明細
書に記載されている。誘導結合される共振器がセラミッ
ク内に配置されることによる効果がフィルター特性にど
のような影響を及ぼすのかは前記明細書には記載されて
いない。しかし、各共振器間の相互結合がフィルター特
性の制御を困難にするのではないかと思われる。

【０００６】本出願人によるフィンランド特許出願第FT
-892855 号明細書および第FT-892856 号明細書は、単一
のセラミックブロック内に形成された帯域フィルターを
開示している。これらの出願における新規な着想は、フ
ィルターの一側面が実質的にコーティングされていない
こと、および、伝送線路共振器への接続のための帯状の
導電パターン（strip conductor patterns）がこの一側
面に形成されていることである。回路パターンが共振器
本体の前記側面に形成されたばあいには、フィルターへ
の入力およびフィルターからの出力、および共振器間に
おけるこれらの接続が、まったく容量的または誘導的
に、あるいはこれらの結合として前述のように行うこと
ができる。

【０００７】本発明の目的は、数個の共振器を含む単一
のセラミックブロックによる帯域消去フィルターを提供
することである。本発明の帯域消去フィルターは、従来
の技術による個々の共振器に手を加えることなく、共振
器間の電界および磁界の相互の影響を回避することがで
きる。本発明は、前述のフィンランド特許出願における
共振器回路の改良に基づく。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、上面か
ら底面に延びるホール（21、22、23）が形成され、導電
性材料によりコーティングされており、上面、底面およ
び側面のすくなくとも一部分が導電性層によりカバーさ
れてなる誘電材料のブロック（Ａ，Ｂ，Ｃ）から形成さ
れる２または３以上の共振器、および、信号をフィルタ
ーに送り、前記共振器と結合させ、フィルターから信号
を出力するための接続手段および回路パターン、からな
るセラミック製帯域消去フィルターであって；前記共振
器のブロック（Ａ，Ｂ，Ｃ）が、その一側面が導電性材
料によって完全にはコーティングされていない単一のセ
ラミックブロック（１）を形成し、前記一側面に、導電
性材料からなり底端から上端に垂直に延び、前記共振器
間（ＡとＢ、ＢとＣ）の領域に配置され、それらが実質
的に前記共振器間の電界および磁界を取り除くように選
択された寸法を有する、帯状の領域（14、15）が形成さ
れてなることを特徴とするセラミック製帯域消去フィル
ターにより達成される。

【０００９】フィルターブロックの非コーティング側面
で共振器回路間に適切な方法により、コーティングなど
の導電領域を形成することにより、共振器間の電気的お
よび磁気的な結合をほとんど０とすることが可能である
ことが、不意に見出された。この導電領域が、前記セラ
ミックブロックの底面から上面に延びる帯状に形成さ
れ、底面および上面においてブロックの導電コーティン
グと接触するばあいには、共振器間のほとんど完全な電
気的および磁気的な分離がえられる。ある意味では、本
発明による導電領域は共振器間に電気的な仕切りを提供
するといえる。この仕切りに開孔が必要とされるばあ
い、このことは、前記導電領域を分断すること、または
細くすること、あるいはその両方の手段により達成され
る。該開孔により共振器間に結合が提供される。前記分
断が共振器の開放端に形成されるか短絡端に形成される
かにより、容量結合または誘導結合に影響を及ぼすであ
ろう。前記導電領域が共振器の方向に細くされたばあい
には、共振器間の結合の強さに影響を与えうる。個々の
共振器は相互に誘導結合および（または）リアクティブ
結合（reactive coupling ）により結合されている。そ
こで、前記フィンランド特許出願第FT-892855 号および
第FT-892856 号にかかわる原理と同一の原理を利用する
ことが可能である。つまり、フィルターの側面に配置さ
れ、マスキングによって作成された回路パターンを使用
することが可能である。ブロックコンデンサやインダク
タンスワイヤなどの別個の要素を回路パターンに接続す
ることも可能である。もし導電領域の高さが側壁全体に
わたるときは、ある共振器とその隣の共振器とは、前記
導電領域を飛び越えるインダクタンスワイヤにより接続
され、最後に側面全体が導電性のカバーによってカバー
される。

【００１０】

【作用】本発明によれば帯域消去フィルターにおいて各
共振器を電気的および磁気的にほとんど完全に分離する
ことができる。

【００１１】

【実施例】本発明を添付図面を参照して以下に説明す
る。図１は３個の共振器からなる帯域消去フィルターの
斜視図、図２は図１に示される帯域消去フィルターを簡
単化した説明図、図３は図１に示される帯域消去フィル
ターの減衰曲線を示すグラフである。図２においては、
導電領域が改良されている。

【００１２】本発明の帯域消去フィルター１は３個の共
振器Ａ，ＢおよびＣの伝送線路からなる。セラミック材
料からなる棒状のブロックには、該ブロックの上面３か
ら底面に向かって延びるホール21、22および23が形成さ
れている。ブロックの前記ホール、底面、端面および１
つの側面は、たとえば銀と銅の化合物などの導電性材料
でコーティングされている。ホール21、22および23の上
端部周りの狭い円形部分を除いて、上面３もコーティン
グされてもよい。ブロックの非コーティング面４をマス
キングするために回路パターン５が使用される。回路パ
ターン５は“帯”状で、非コーティング面４をその周端
部に沿って取り囲んでいる。各共振器の非コーティング
面４には、前記マスクにくわえて接触点９、10および11
が設けられている。共振器間に配置された本発明による
導電領域14、15は前記のものと同一のマスクにより構成
される。導電領域はブロックの底端部から上端部に向か
って延びている。ブロックの底端部においては、導電領
域は面４の底端部に沿って延びる前記“帯”と連結して
おり、ブロックの上端部においては、導電領域は面４の
上端部に沿って延びる前記“帯”と連結している。マス
クにより形成された回路パターン５は図において斜線で
示されている。ブロックの端部表面（この面もコーティ
ングされている。）も斜線で示されている。マスクによ
り形成された回路パターン５には、フィルターに信号を
送るのに必要な、各共振器を相互接続するのに必要な、
およびフィルターから信号を出力するのに必要な、要素
およびワイヤが接続されている。高周波信号が共振器Ａ
の中程に設けられた接触点９にワイヤＩＮから入力され
る。ブロックキャパシタ６が接触点９と面４の底端部の
“帯”とのあいだに接続されている。信号は共振器Ａか
ら接続ワイヤ12を経由して第２の共振器Ｂの接触点10に
送られる。接触点10もまた面４の底端部の“帯”とブロ
ックキャパシタ７を経由して接続されている。接続ワイ
ヤ12は一定のインダクタンスを有する。同様な方法によ
り共振器Ｂが共振器Ｃとインダクタンスを有するワイヤ
13により接続されており、接触点11もまた面４の底端部
の帯とブロックキャパシタンス８を経由して接続されて
いる。そして、信号が接触点11から、つまりフィルター
１からコンダクターＯＵＴを経て出力される。この回路
を帯域消去フィルターとして作動させるためには、共振
器Ａ、ＢおよびＣのあいだに誘電材料を介する結合が存
在しないことが必要である。しかし、そのような結合は
接続ワイヤ12、13を介してのみ引き起こされるはずであ
る。このことは、図に示されるような方法で、導電領域
14、15が共振器間に配置されるばあいにのみ可能であ
る。導電領域の寸法を調整することにより、共振器間の
誘導結合および容量結合をほとんど完全に取り除くこと
が可能であり、それによってほぼ理想的な”電気的仕切
り”が共振器間に形成されることがわかった。こうし
て、前記回路を一定の消去帯域を有する帯域消去フィル
ターとして作動させることができる。帯域幅および中心
周波数は、マスクにより構成された回路パターンおよび
集中したインダクタンスとキャパシタンスにより決定さ
れる。よって、これらを変化させることにより所望の帯
域消去フィルターをうることができる。回路パターンが
形成され、前記要素が確実に配置されると、ブロックの
面は、カバーと面とのあいだにわずかの隙間を残して金
属の保護カバーによってカバーされる。

【００１３】目的によっては、共振器間の分離を減じる
ことが必要なばあいもあるだろう。そのばあいには、共
振器間の結合は図２に示すような方法で調整される。図
２においては、図１における参照符号と同一のものが用
いられているが、簡単のため個々の結合手段は省略して
ある。図２における、共振器Ａ、Ｂのあいだのように共
振器間の導電領域を短かくすることにより、または、図
２における、共振器Ｂ，Ｃのあいだのように共振器間の
導電領域を細くすることにより、共振器間の結合を強め
ることができる。これらの手段を併用することもまた可
能である。導電領域のどちらの端部を分断するかによ
り、共振器間の結合特性に異なる影響を及ぼすであろ
う。

【００１４】図３は、本発明に従って製造された単一の
セラミックの帯域消去フィルターの、正確に測定された
減衰曲線を示す。この帯域消去フィルターは、とくに89
0 〜915MHzの周波数帯域を減衰させるためのものであ
る。890 〜915MHzの周波数帯域は、ＧＳＭ移動式電話シ
ステム（ＧＳＭ mobile phone system）の伝送帯域幅で
あり、このフィルターはたとえば、アンテナフィルター
との関連において受信支局における使用に適している。
減衰曲線Ｉは、前記周波数帯域であるマーカー１および
２のあいだにおいては減衰が40dBよりも大きく、そのあ
とは減衰が急速にゼロに近づくことを示している。この
ことは送信機の周波数が受信機に到達しないという点に
おいて有利である。曲線IIは前記フィルターの整合を示
す。

【００１５】本発明にかかわる伝導領域が共振器間に使
用されると、共振器間に“電気的仕切り”をうることが
できる。これにより多くの利点をうることができる。個
別にコーティングされた共振器ブロックから帯域消去フ
ィルターを組立てる必要はなく、単一のセラミック体を
使用すればよい。これにより、製造工程と材料との両方
を節約することができる。必要な回路がセラミック体の
側面にマスクにより構成されているので、同一のセラミ
ック体が帯域消去フィルターの製造および帯域フィルタ
ー製造に使用することができる。この帯域消去フィルタ
ーは、たとえば、フィンランド特許出願第FT-892855 号
明細書および第FT-892856 号明細書の開示に従って構成
されていてもよい。帯域消去フィルターの特性は、前記
マスクおよび要素を変えることにより容易に変更するこ
とができる。

【００１６】

【発明の効果】本発明によれば、単一のセラミックブロ
ックからなる帯域消去フィルターに複数の“ゼロ”を付
与することができる。さらに、帯域消去フィルターを単
一のセラミックブロックから製造することができるの
で、製造工程および材料を節約することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】３個の共振器からなる帯域消去フィルターの斜
視図である。

【図２】図１に示される帯域消去フィルターを簡単化し
た説明図である。

【図３】図１に示される帯域消去フィルターの減衰曲線
を示すグラフである。

【符号の説明】

１ 帯域消去フィルター 14、15 導電領域 21、22、23 ホール Ａ、Ｂ、Ｃ 共振器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 パウリ ネツペ フインランド共和国、エスエフ−90450 オウル、レホミケンテンチエ ２−６ セ ー ７

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上面から底面に延びるホール（21、22、
   23）が形成され、導電性材料によりコーティングされて
   おり、上面、底面および側面のすくなくとも１部分が導
   電性層によりカバーされてなる誘電材料のブロック
   （Ａ，Ｂ，Ｃ）から形成される２または３以上の共振
   器、および信号をフィルターに送り、前記共振器と結合
   させ、フィルターから信号を出力するための接続手段お
   よび回路パターンからなるセラミック製帯域消去フィル
   ターであって前記共振器のブロック（Ａ，Ｂ，Ｃ）が、
   その一側面が導電性材料によって完全にはコーティング
   されていない単一のセラミックブロック（１）を形成
   し、 前記一側面に、導電性材料からなり底端から上端に垂直
   に延び、前記共振器間（ＡとＢ、ＢとＣ）の領域に配置
   され、それらが実質的に前記共振器間の電界および磁界
   を取り除くように選択された寸法を有する、帯状の領域
   （14、15）が形成されてなることを特徴とするセラミッ
   ク製帯域消去フィルター。
2. 【請求項２】 前記導電性の帯状の領域（14、15）が非
   連続であり、該非連続部の長さが隣接する共振器間（Ａ
   とＢ、ＢとＣ）の結合に影響を及ぼすように構成されて
   なる請求項１記載のセラミック製帯域消去フィルター。
3. 【請求項３】 前記導電性の帯状の領域（14、15）が前
   記共振器間の電界および磁界を取り除くのに必要とされ
   るよりも細く、その幅を変更することが隣接する共振器
   間（ＡとＢ、ＢとＣ）の結合に影響を及ぼすように構成
   されてなる請求項１記載のセラミック製帯域消去フィル
   ター。
4. 【請求項４】 前記接続手段、前記回路パターンおよび
   前記導電性領域（14、15）が同一の側面（４）に配置さ
   れ、該側面（４）を覆う前記導電性層が導電性材料から
   なる別個のカバーであるように構成されてなる請求項１
   記載のセラミック製帯域消去フィルター。
5. 【請求項５】 前記帯状の領域（14、15）がフィルター
   の前記側面（４）に前記回路パターンと同一のマスクに
   より形成され、それにより前記回路パターンが同一の側
   面（４）に伝えられるように構成されてなる請求項４記
   載のセラミック製帯域消去フィルター。