JPH05291804A

JPH05291804A - 分波器

Info

Publication number: JPH05291804A
Application number: JP4096225A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Sogo; 博之十合; Masatake Fukuda; 昌剛福田
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1992-04-16
Filing date: 1992-04-16
Publication date: 1993-11-05

Abstract

(57)【要約】【目的】誘電体フィルタとＳＡＷフィルタとから構成
され、送信信号と受信信号とを分離する分波器に関し、
分波器を小型化および高性能化することを目的とする。【構成】誘電体共振器を構成する共振導体１および誘
電体ブロック２の表面を覆う接地導体３を備える誘電体
フィルタ４と、誘電体フィルタ４の誘電体ブロック２の
表面に、接地導体３とは電気的に隔離されて設けられ、
誘電体フィルタ４の共振導体１と電界結合する電極板５
と、電極板５に接続されたＳＡＷフィルタ６とから構成
される。また、誘電体フィルタ４は、誘電体ブロック２
の一部に凹部を有し、電極板５は凹部内に設けられ、Ｓ
ＡＷフィルタ６も凹部内に設けられる。さらに、誘電体
フィルタ４の凹部は、平板により覆われ、かつ、封止さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は送信信号と受信信号とを
分離する分波器に関し、特に誘電体フィルタとＳＡＷフ
ィルタ(Surface Acoustic Wave Filter)とから構成され
る分波器に関する。

【０００２】一般に、携帯電話、自動車電話等に使用さ
れる無線装置では、ＵＨＦ帯の電波が利用され（主に８
００ＭＨｚ帯）、ＵＨＦ帯の送信信号と受信信号とが送
受共用アンテナから入出力される。そのため、無線装置
では、送信信号と受信信号とを分離する分波器が必要と
なる。分波器は、送信信号と受信信号とが異なる周波数
であることを利用して、送信系および受信系に、それぞ
れ異なる帯域通過特性を有するフィルタを設けることに
より分離を行なっている。

【０００３】これらの２つのフィルタとして、誘電体フ
ィルタが用いられていた。しかし、近年、誘電体フィル
タに比べ小型なＳＡＷフィルタの特性が改善されてきた
ことから、ＳＡＷフィルタを用いることが可能になって
きた。

【０００４】

【従来の技術】従来の分波器の構造を、図６および図７
を参照して説明する。図６は分波器の回路図である。送
信系（Ｔｘ）からの送信信号はチップコンデンサＣ１を
経由して誘電体フィルタ６５に入力する。チップコンデ
ンサＣ１は、送信系（Ｔｘ）と誘電体フィルタ６５との
結合度を調整するためのものである。誘電体フィルタ６
５はチップコンデンサＣ３に接続されるとともに、チッ
プコンデンサＣ２に接続される。チップコンデンサＣ３
およびチップコンデンサＣ２も、結合度を調整するため
のものである。チップコンデンサＣ３は送受共用アンテ
ナ（ＡＮＴ）に接続され、チップコンデンサＣ２はＳＡ
Ｗフィルタ７２に接続される。そして、ＳＡＷフィルタ
７２は受信系（Ｒｘ）に接続される。

【０００５】図７は、以上のような回路構成の分波器の
構造を示し、（Ａ）は分波器の平面図、（Ｂ）はその斜
視図である。送信系（Ｔｘ）からの送信信号はストリッ
プ線路６１からチップコンデンサ（図６のＣ１に対応）
６２に入力する。そして、チップコンデンサ（Ｃ１）６
２は順に、ストリップ線路６３、金ワイヤ６４を介し
て、誘電体フィルタ６５の誘電体共振器の１つの共振導
体に接続される。誘電体フィルタ６５は、複数（図７で
は３つ）の誘電体共振器を有し、それら誘電体共振器
は、互いに平行な共振導体から成る。

【０００６】誘電体フィルタ６５の他の誘電体共振器の
共振導体は順に、金ワイヤ６６、ストリップ線路６７を
介して、チップコンデンサ（図６のＣ３に対応）６８に
接続されるとともに、チップコンデンサ（図６のＣ２に
対応）６９に接続される。チップコンデンサ（Ｃ３）６
８は、ストリップ線路７０を介して送受共用アンテナ
（ＡＮＴ）に接続される。また、チップコンデンサ（Ｃ
２）６９は、ストリップ線路７１を介してＳＡＷフィル
タ７２の一方の端子に接続され、ＳＡＷフィルタ７２の
他方の端子は、ストリップ線路７３を介して受信系（Ｒ
ｘ）に接続される。

【０００７】以上のような分波器の構成要素が、プリン
ト基板に全て実装されている。携帯電話、自動車電話等
に使用される無線装置は小型化することが常に要求され
ているが、本来、小型なＳＡＷフィルタを受信系に用い
ることで、受信系にも誘電体フィルタを用いていた分波
器に比べ、小型化が可能になる。なお、、送信系にもＳ
ＡＷフィルタを用いることが考えられるが、送信電力が
１Ｗ以上になると、現在商品化されているＳＡＷフィル
タではＩＤＴ（inter digital transducer) の電極の溶
断する可能性があり、信頼性を持った設計をするには不
適当である。また将来、高電力に耐えられるＳＡＷフィ
ルタが商品化されても、使用周波数が高くなると、ＳＡ
Ｗフィルタの電極間隔はより狭くなるので、やはり、電
極の溶断の可能性がある。したがって、送信系にＳＡＷ
フィルタを用いることは難しく、今後とも、誘電体フィ
ルタとＳＡＷフィルタとからなる分波器が使われるだろ
う。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ＳＡＷフィ
ルタを分波器に使用したことで小型化が図れたものの、
更に、分波器の小型化の要求があり、また高性能化が求
められている。

【０００９】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、小型化および高性能化を図った分波器を提供
することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】図１は、上記目的を達成
する本発明の原理を説明する図である。本発明の分波器
は、誘電体共振器を構成する共振導体１および誘電体ブ
ロック２の表面を覆う接地導体３を備える誘電体フィル
タ４と、誘電体フィルタ４の誘電体ブロック２の表面
に、接地導体３とは電気的に隔離されて設けられ、誘電
体フィルタ４の共振導体１と電界結合する電極板５と、
電極板５に接続されたＳＡＷフィルタ６とを有する。

【００１１】また、誘電体フィルタ４は、誘電体ブロッ
ク２の一部に凹部を有し、電極板５は凹部内に設けら
れ、ＳＡＷフィルタ６も凹部内に設けられる。さらに、
誘電体フィルタ４の凹部は、平板により覆われ、かつ封
止される。

【００１２】

【作用】以上の構成により、図１において、電極板５を
介してＳＡＷフィルタ６が誘電体フィルタ４の共振導体
１と電界結合する。これにより、ＳＡＷフィルタ６と誘
電体フィルタ４との間に従来、外付けされていた結合コ
ンデンサが不要となり、そして、ＳＡＷフィルタ６を誘
電体フィルタ４の近傍に設けることで、分波器の小型化
および線路ロスを低減した高性能化が可能となる。

【００１３】また、誘電体フィルタに凹部を設け、そこ
にＳＡＷフィルタを埋設することで、分波器のより小型
化が図れる。さらに、誘電体フィルタ４の凹部を平板に
より覆い封止することで、ＳＡＷフィルタのチップを周
囲の湿度、埃等から保護することが可能となる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図２は本発明の分波器の第１の実施例を示し、
（Ａ）は縦断面図、（Ｂ）は斜視図である。図中、誘電
体フィルタ１０は、直方体をなす誘電体ブロック１１
と、誘電体ブロック１１に設けられた複数（図２では３
つ）の共振導体１２，１３，１４と、誘電体ブロック１
１の外面を覆う接地導体１５とから成る。共振導体１
２，１３，１４はメタライズから成り、それぞれ４分の
１波長の長さの円筒状をなし、互いに平行に配置され、
かつ、長さ方向の両端で誘電体ブロック１１の外面に開
口している。接地導体１５は、原則的に、共振導体１
２，１３，１４が開口している１面を除いた５面を覆っ
ているメタライズである。誘電体ブロック１１に設けら
れたこれら共振導体１２，１３，１４と、接地導体１５
とにより、ＴＥＭ共振モードの複数の誘電体共振器が構
成される。共振導体１４は結合コンデンサＣ１を介して
送信系（Ｔｘ）に接続され、共振導体１２は結合コンデ
ンサＣ３を介して送受共用アンテナ（ＡＮＴ）に接続さ
れる。

【００１５】誘電体ブロック１１の外面には、共振導体
１２の開口端付近に対応する位置に凹部１６を設ける。
この凹部１６の底面にはメタライズの電極板１７を設
け、その上にＳＡＷフィルタのチップ１８を接着する。
電極板１７は接地導体１５との電気的接続がないように
する。ＳＡＷフィルタのチップ１８の一方の電極を、金
ワイヤ１９で電極板１７に接続し、ＳＡＷフィルタのチ
ップ１８の他方の電極を、金ワイヤ２０で電極突起２１
に接続する。電極突起２１は、凹部１６の側面に設けら
れ、誘電体ブロック１１を貫通する貫通導線２２を介し
て、誘電体ブロック１１の外部壁面に設けられた電極突
起２３に接続される。電極突起２３は接地導体１５とは
絶縁され、受信系（Ｒｘ）に接続される。

【００１６】ＳＡＷフィルタのチップ１８等が埋設され
た後、凹部１６は金属平板２４で覆われ、金属平板２４
は接地導体１５に半田付けされて、凹部１６は外部の雰
囲気（湿度、埃等）から遮断される。

【００１７】以上のように構成された分波器では、電極
板１７と共振導体１２とが電界結合をし、ＳＡＷフィル
タのチップ１８と誘電体フィルタ１０とが事実上、結合
コンデンサ（図６のＣ２に相当）で接続されたのと同じ
になる。すなわち、ＳＡＷフィルタは、原理的に、上部
表面に形成された電極の振動でフィルタ特性を得ている
ため、ＳＡＷフィルタのチップ１８を形成する水晶等の
基板材料の下に電極板１７があっても特性の変化はな
い。したがって、ＳＡＷフィルタのチップ１８を電極板
１７の上に設け、しかもこの電極板１７を共振導体１２
の開口端近傍に設けると、共振導体１２の開口端は電界
が強い場所であるため、電極板１７と共振導体１２との
間で電界結合が生じ、結果的に両者間に結合コンデンサ
（図６のＣ２に相当）を形成することになる。

【００１８】なお、ＳＡＷフィルタのチップ１８は２〜
３ｍｍ角の大きさであるが、このチップは周囲の雰囲気
（湿度、埃等）に弱いために、通常は５ｍｍ角位のパッ
ケージに収められている。このパッケージの大きさが分
波器の小型化の障害になっていたが、上記第１の実施例
のように、誘電体ブロック１１の中にＳＡＷフィルタの
チップ１８を埋設し、かつ、埋設凹部１６を封止してし
まうので、分波器の小型化が図れるとともに、チップ１
８を周囲の雰囲気から保護することにも支障は生じな
い。

【００１９】また、従来は、ＳＡＷフィルタおよび誘電
体フィルタは個別に調整されるため、両者を接続して分
波器を組み上げたときに、特性のバラツキが残るという
問題があったが、上記第１の実施例では両者を接続して
分波器を組み上げた後、総合して調整できるので、バラ
ツキのない特性を得られる。

【００２０】さらに、ＳＡＷフィルタと誘電体フィルタ
とを最短の長さで接続できるため、通過損失を低減で
き、分波器の高性能化が図れる。図３は本発明の分波器
の第２の実施例を示す斜視図である。第２の実施例は、
第１の実施例ほど分波器を小型化できないものの、簡単
に製造できるようにしたものである。すなわち、誘電体
ブロック３０と、メタライズの共振導体３１，３２と、
誘電体ブロック３０の５面を覆う接地導体３３とからな
る誘電体フィルタ３４の上面に、接地導体３３と電気的
に遮断された電極板３５を設ける。この電極板３５は、
誘電体ブロック３０に設けられたメタライズであり、共
振導体３１の開口端近傍に設けられる。さらに、誘電体
ブロック３０の上面に、接地導体３３および電極板３５
と電気的に遮断されたメタライズのストリップ線路３６
を設ける。そして、電極板３５とストリップ線路３６と
に対し、ＳＡＷフィルタ３６の両端子をそれぞれ接続す
る。ＳＡＷフィルタ３６は、内部のチップを保護するパ
ッケージを備えている。ストリップ線路３６は受信系
（Ｒｘ）に接続され、共振導体３１は結合コンデンサを
介して送受共用アンテナ（ＡＮＴ）に接続される。

【００２１】この第２の実施例においても、電極板３５
と共振導体３１との間で電界結合が生じ、結果的に両者
間に結合コンデンサ（図６のＣ２に相当）を形成するこ
とになる。

【００２２】以上のように構成されるので、第２の実施
例では、第１の実施例よりもＳＡＷフィルタ３６のパッ
ケージ分だけ大きくなるけれども、誘電体ブロック３０
に凹部を設ける必要がなく、簡単に製造できることにな
る。

【００２３】図４は本発明の分波器の第３の実施例を示
す図であり、（Ａ）は縦断面図、（Ｂ）は底面図、
（Ｃ）は斜視図である。第３の実施例は、底面にＳＡＷ
フィルタを収納する凹部を設けたものである。すなわ
ち、メタライズの共振導体４１ａ，４１ｂ，４１ｃと、
接地導体４１ｄとからなる誘電体フィルタ４１の底面に
凹部４１ｅを設け、この凹部４１ｅもメタライズの接地
導体４１ｆで覆う。接地導体４１ｆは接地導体４１ｄに
接続している。ただし、凹部４１ｅの天井の一部に、接
地導体４１ｆとは電気的に遮断されたメタライズの電極
板４２を設ける。電極板４２は、共振導体４１ａの開口
端近傍に設けられる。

【００２４】さらに、凹部４１ｅの天井の接地導体４１
ｆ上にプリント基板４３を設置する。プリント基板４３
にはストリップ線路４３ａ，４３ｂが設けられるととも
に、ＳＡＷフィルタ４４が固定される。ストリップ線路
４３ａとストリップ線路４３ｂとの間にＳＡＷフィルタ
４４が、金ワイヤによって接続される。また、ストリッ
プ線路４３ｂは電極板４２に金ワイヤによって接続さ
れ、ストリップ線路４３ａは外部端子４５ｂに接続され
る。凹部４１ｅは平板４６で封止される。ＳＡＷフィル
タ４４はチップ状でも、またはパッケージに封入されて
いてもよい。外部端子４５ａは一方を共振導体４１ａに
接続され、他方を結合コンデンサを介して送受共用アン
テナに接続され、また、外部端子４５ｃは一方を共振導
体４１ｃに接続され、他方を結合コンデンサを介して送
信系（Ｔｘ）に接続される。外部端子４５ｂは受信系
（Ｒｘ）に接続される。

【００２５】この第３の実施例においても、電極板４２
と共振導体４１ａとの間で電界結合が生じ、結果的に両
者間に結合コンデンサ（図６のＣ２に相当）を形成する
ことになる。

【００２６】第３の実施例では、予めプリント基板４３
にＳＡＷフィルタ４４を搭載しておいて、それを誘電体
フィルタ４１に埋設するようにするので、簡単に製造で
きることになる。

【００２７】図５は、第３の実施例のプリント基板４３
を用いない他の実施例を示し、（Ａ）は第４の実施例の
底面図、（Ｂ）は第５の実施例の底面図である。第４の
実施例はパッケージ付きのＳＡＷフィルタを用いた実施
例であり、メタライズの共振導体５１ａ，５１ｂ，５１
ｃと、接地導体５１ｄとからなる誘電体フィルタ５１の
底面に凹部５１ｅを設け、この凹部５１ｅもメタライズ
の接地導体５１ｆで覆う。接地導体５１ｆは接地導体５
１ｄに接続している。

【００２８】ただし、凹部５１ｅの天井の一部に、接地
導体５１ｆとは電気的に遮断されたメタライズの電極板
５２を設ける。電極板５２は、共振導体５１ａの開口端
近傍に設けられる。さらに、凹部５１ｅの天井の一部
に、接地導体５１ｆおよび電極板５２とは電気的に遮断
されたメタライズのストリップ線路５３を設ける。スト
リップ線路５３と電極板５２との間にＳＡＷフィルタ５
４が接続される。ＳＡＷフィルタ５４はチップ保護用の
パッケージで覆われている。また、ストリップ線路５３
は外部端子５４ｂに接続される。外部端子５４ａは一方
を共振導体５１ａに接続され、他方を結合コンデンサを
介して送受共用アンテナに接続され、また、外部端子５
４ｃは一方を共振導体５１ｃに接続され、他方を結合コ
ンデンサを介して送信系（Ｔｘ）に接続される。外部端
子５４ｂは受信系（Ｒｘ）に接続される。

【００２９】第５の実施例はパッケージなしのＳＡＷフ
ィルタを用いた実施例であり、第４の実施例と異なる構
成のみを説明する。第４の実施例と同一の構成部分には
第４の実施例と同じ符号を付す。

【００３０】すなわち、第５の実施例では、電極板５２
の上にＳＡＷフィルタのチップ５５が接着され、ＳＡＷ
フィルタのチップ５５の一端は電極板５２に金ワイヤに
より接続され、他端はストリップ線路５３に金ワイヤに
より接続される。そして、凹部５１ｅは平板で封止され
る。

【００３１】上記の第４の実施例および第５の実施例で
は、第３の実施例に比べ、凹部５１ｅの空間が空くため
に、その空間に無線装置の一部を埋設することが可能と
なる。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように本発明では、誘電体
フィルタの誘電体ブロックの表面に、接地導体とは電気
的に隔離され、誘電体フィルタの共振導体と電界結合す
る電極板を設け、この電極板にＳＡＷフィルタを接続す
るように構成した。このため、従来の外付けの結合コン
デンサが不要となり、分波器を小型化することが可能と
なった。

【００３３】また、ＳＡＷフィルタおよび誘電体フィル
タを接続して分波器を組み上げた後、総合して調整でき
るので、バラツキのない特性を得られる。さらに、ＳＡ
Ｗフィルタと誘電体フィルタとを最短の長さで接続でき
るため、通過損失を低減でき、分波器の高性能化を図れ
る。

【００３４】そして、誘電体フィルタに凹部を設け、そ
こにＳＡＷフィルタを埋設することで、分波器のより小
型化が図れる。さらに、誘電体フィルタの凹部を平板に
より覆い封止することで、ＳＡＷフィルタのチップを周
囲の湿度、埃等から保護することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理説明図である。

【図２】第１の実施例を示す図である。

【図３】第２の実施例を示す斜視図である。

【図４】第３の実施例を示す図である。

【図５】他の実施例を示す図である。

【図６】分波器の回路図である。

【図７】分波器の構造を示す図である。

【符号の説明】

１共振導体２誘電体ブロック３接地導体４誘電体フィルタ５電極板６ＳＡＷフィルタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０３Ｈ 9/72 7259−5Ｊ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】送信信号と受信信号とを分離する分波器
において、誘電体共振器を構成する共振導体（１）および誘電体ブ
ロック（２）の表面を覆う接地導体（３）を備える誘電
体フィルタ（４）と、前記誘電体ブロック（２）の表面に、前記接地導体
（３）とは電気的に隔離されて設けられ、前記誘電体フ
ィルタ（４）の前記共振導体（１）と電界結合する電極
板（５）と、前記電極板（５）に接続されたＳＡＷフィルタ（６）
と、を有することを特徴とする分波器。
【請求項２】前記誘電体フィルタ（４）は、前記誘電
体ブロック（２）の一部に凹部を有し、前記電極板
（５）は前記凹部内に設けられ、前記ＳＡＷフィルタ
（６）も前記凹部内に設けられるように構成したことを
特徴とする請求項１記載の分波器。
【請求項３】前記誘電体フィルタ（４）は、前記誘電
体ブロック（２）を前記凹部内から外部に貫通する貫通
導体を備え、前記電極板（５）と接続されない方の前記
ＳＡＷフィルタ（６）の端子が、前記貫通導体に接続さ
れるように構成したことを特徴とする請求項２記載の分
波器。
【請求項４】前記誘電体フィルタ（４）の前記凹部
は、平板により覆われ、かつ、封止されるように構成し
たことを特徴とする請求項２記載の分波器。
【請求項５】前記ＳＡＷフィルタ（６）はパッケージ
で覆われないチップ状であるように構成したことを特徴
とする請求項４記載の分波器。
【請求項６】前記ＳＡＷフィルタ（６）は、前記電極
板（５）の上に直接設けられるように構成したことを特
徴とする請求項１記載の分波器。