JPH0575307A - 誘電体フイルタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 有極形誘電体フィルタのリアクタンス回路と
なる小さな結合容量を精度よく実現でき、しかも微調整
し易くする。 【構成】 誘電体ブロック１０に複数の共振器を形成
し、隣接する共振器間の結合手段と並列にリアクタンス
回路を付加して有極化する。初段の共振器の近傍に入出
力結合穴１７を設け金属端子５０ａ，５０ｂを挿入して
初段の共振器との結合容量をもたせると共に、基板表面
上に形成した電極５４ａ，５４ｂの間で容量性リアクタ
ンスをもたせたコンデンサ基板５２を誘電体ブロックの
外部に設置する。コンデンサ基板の一方の電極５４ａに
金属端子５０ａを接続し、他方の電極５４ｂと他の共振
器の内導体との間を導体５６で接続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、１／４波長型の誘電体
同軸共振器構造をなす一体型誘電体フィルタに関し、更
に詳しく述べると、隣接する共振器間を結合手段で結合
すると共に該結合手段に並列に容量性リアクタンス回路
を付加して有極化した誘電体帯域通過フィルタに関する
ものである。この誘電体フィルタは、例えば各種マイク
ロ波通信機器などで用いられる。

【０００２】

【従来の技術】一体構造の誘電体フィルタにおいて、共
振器の段数を多くすることなく帯域外減衰量を大きくす
る技術として、誘電体ブロックに複数の共振器を形成
し、隣接する共振器間を結合する結合手段と並列にリア
クタンス回路を付加して有極化するものがある。その一
例は特開昭６３−６４４０４号公報に記載されている。

【０００３】誘電体フィルタ本体は、図６に示すよう
に、直方体状の誘電体ブロック１０の長手方向に、複数
（ここでは４個）の共振子穴１２を形成し内面をメタラ
イズして内導体１４とし、隣接する共振子穴１２の間に
結合子穴１６を設け、前記誘電体ブロック１０の４側面
をメタライズして外導体１８を形成し、内導体１４と外
導体１８とを誘電体ブロック１０の一面のメタライズ層
（図示せず）で短絡した構造である。前記内導体１４と
外導体１８及びそれらの間の誘電体によって各共振器が
構成される。

【０００４】ここでは図７に詳細に示すように、初段の
共振器と他の段の共振器にそれぞれ樹脂モールド端子２
０，２１を挿入する。樹脂モールド端子２０，２１は、
それぞれ金属ピン２２，２３の外側を樹脂２４，２５が
取り囲む構造である。金属ピン２２，２３と内導体１４
との間で所望の静電容量を形成する。そして導体パター
ン２６を有する基板２８によって互いに接続する。

【０００５】上記の構成における初段及び２段目の部分
の等価回路を図８に示す。樹脂モールド端子２０によっ
て外部接続端子４０と初段の共振器４１との間に初段の
結合容量Ｃi が形成される。また樹脂モールド端子２１
によって２段目の共振器４２との間に結合リアクタンス
Ｃp が形成される。この結合容量は共振器間の結合手段
Ｍと並列に付加されたことになり、それによってフィル
タ特性は有極化され、帯域外の減衰量が増大する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
有極化のための結合リアクタンスＣp は一般に極く小さ
な値（通常、１ｐＦ以下）であり、僅かな変動、ばらつ
きでフィルタの特性は変化する。そのため図６及び図７
に示すような樹脂モールド端子をリアクタンス素子とす
る構造では、共振子穴径や樹脂の嵌め合い寸法など変動
要素が多く、適当でない。また微調整するにしても都合
が悪い。

【０００７】本発明の目的は、上記のような従来技術の
欠点を解消し、変動要素が少なく、小さな結合容量を精
度よく実現可能で、微調整し易い構造の有極形誘電体フ
ィルタを提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、誘電体ブロッ
クに複数の共振器を一体的に形成し、隣接する共振器間
を結合手段で結合し、該結合手段と並列にリアクタンス
回路を付加して有極化した誘電体フィルタである。その
特徴は、初段の結合容量及び有極化のために付加する容
量性リアクタンス回路の構成にあり、初段の結合容量は
初段の共振器とその近傍に設けた金属端子間で得て、前
記リアクタンス回路として基板上の電極間容量で実現す
る点にある。

【０００９】具体的には初段の共振器の近傍に入出力結
合穴を設け、その中に金属端子を挿入して初段の共振器
との結合容量をもたせる。また基板表面上に形成した電
極の間で容量性リアクタンスを持たせたコンデンサ基板
を誘電体ブロックの外部に設置する。そしてコンデンサ
基板の一方の電極に前記金属端子を接続し、他方の電極
と初段以外の共振器の内導体とを導体で接続する。

【００１０】金属端子とは別の外部接続端子をコンデン
サ基板の一方の電極に接続してもよいが、金属端子が外
部接続端子を兼ねるような形状にして外部回路に接続す
る方が好ましい。入出力結合穴に挿入する金属端子部分
は、すり割りピン状にして、そのバネ性で穴壁に圧接固
定するのがよい。

【００１１】ここで初段の共振器とは誘電体ブロックの
端部に形成される共振器のことであり、実際に使用する
場合の厳密な意味での初段（入力側）のみならず最終段
（出力側）も含まれる。従って、狭義の初段のみなら
ず、最終段のみでもよく、初段と最終段の両方に設ける
場合も含んでいる。また初段（最終段も含む）以外の共
振器には、初段に隣接する共振器のみならず隣接しない
共振器も含まれる。

【００１２】

【作用】初段の共振器との結合度は、初段の共振器とそ
の近傍に埋設した金属端子との距離及び金属端子の直径
や挿入深さなどで決まる。またコンデンサ基板上の電極
間距離、対向寸法、基板の誘電率や厚さなどにより容量
リアクタンスが決まる。電極の形状等を変え、静電容量
値を適当に選定することによって所定の周波数に減衰極
をもつフィルタを実現できる。有極化のための結合容量
は、組み立て後であっても電極を削ることにより結合を
弱める方向で容易に調整できる。

【００１３】

【実施例】図１は本発明に係る誘電体フィルタの一実施
例を示す全体斜視図である。誘電体フィルタ本体は、初
段の共振器の近傍を除けば、基本的には図６に示すよう
な従来技術と同様の構成であってよい。それ故、分かり
易くするため同一符号を付す。マイクロ波用誘電体セラ
ミックスからなる直方体状の誘電体ブロック１０の長手
方向に、複数（ここでは４個）の共振子穴１２を形成し
内面をメタライズして内導体１４とし、隣接する共振子
穴の間に結合子穴１６を設ける。更に両端に位置する共
振子穴の近傍に入出力結合穴１７を設ける。そして前記
誘電体ブロック１０の４側面をメタライズして外導体１
８を形成し、内導体１４と外導体１８とを誘電体ブロッ
ク１０の一面のメタライズ層（図示せず）で短絡する。
各内導体１４と外導体１８及びそれらの間の誘電体によ
って共振器が構成される。

【００１４】両入出力結合穴１７に金属端子５０ａ，５
０ｂを挿入固定する。金属端子は、例えば黄銅などにメ
ッキ（銅、銀、半田など）を施したものを圧入したり、
すり割りピン構造にして圧接固定する。誘電体フィルタ
本体部分の縦断面を図２に示す。

【００１５】誘電体ブロック１０の外部にコンデンサ基
板５２を設置する。コンデンサ基板５２は、下面にケー
スなどアース板が位置するので接地容量をできるだけ小
さく抑えること、及び１ｐＦ程度の小さな容量が得られ
ればよいことのため、比誘電率が小さな材料（例えばア
ルミナなど）を用いて厚板構造とし、上面に二つの電極
５４ａ，５４ｂを厚膜印刷技術により近接配置して平面
形コンデンサとしたものである。金属端子５０ａの一端
を一方の電極５４ａに半田付けし、他方の電極５４ｂと
２段目の共振器の内導体との間を導線５６で接続する。
導線５６としては、例えば２０〜５０％Ｎｉ−Ｆｅ合金
などの熱膨張係数の小さな素線（例えばコバール）に、
導電性を向上させるため銀や銅、半田などのメッキを施
したものがよい。更に一方の電極５４ａには外部接続端
子５８を半田付けする。なお図示するのを省略するが、
誘電体フィルタ本体はケース内に横置きし、コンデンサ
基板５２も該ケース内に取り付ける。いずれも半田付け
などで固定する。

【００１６】コンデンサ基板の構成例を図３に示す。基
板表面に形成する電極５４ａ，５４ｂの形状は、Ａに示
すような矩形導電パターンの組み合わせでもよいし、Ｂ
に示すように凹凸形導電パターンの組み合わせでもよ
い。いずれも表面での電極間のギャップで容量を得てい
る。特に凹凸形導電パターンの組み合わせとすると、実
質的な対向距離が長くなり、静電容量を大きくできる。

【００１７】コンデンサ基板５２とその表面の両電極５
４ａ，５４ｂによって２段目の共振器との間に結合リア
クタンスが形成される。この結合リアクタンスは共振器
間の結合手段と並列に付加されたことになり、それによ
ってフィルタ特性は有極化される。フィルタ特性の一例
を図４に示す。同図において実線で示す特性が本発明の
誘電体フィルタの特性を表しており、高域側に減衰極Ｐ
が生じている。なお破線で示す特性は有極化のためのリ
アクタンス回路による結合容量を有しない比較例であ
る。

【００１８】前記のようにコンデンサ基板を誘電体ブロ
ックの外部に設け導線で接続する構成とすると、結合リ
アクタンスは、組み立て完了後であっても電極５４ａ，
５４ｂ間近傍の電極部分を削ることにより調整できる。

【００１９】金属端子の構成例を図５に示す。Ａは前述
したような単純なすり割りピン形状である。Ｂは入出力
結合穴に挿入固定するためのすり割りピン部分６０に、
電極５４ａに半田付けし易くするためのリード部６１を
一体的に設けた形状である。更にＣはリード部６２を長
くしてコンデンサ基板５２に沿うようにフォーミング
し、中間部分で電極５４ａに接続できるようにすると共
に、先端部分が外部接続端子を兼ねるように構成してい
る。これによって部品点数を少なくでき、電極面積を低
減できると共に、半田付け箇所も低減できる。

【００２０】なお上記のようなリアクタンス回路は、入
力側のみならず出力側（最終段）に付加してもよく、入
力側と出力側の両方に付加してもよい。入力側と出力側
の両方にリアクタンス回路を付加することで、減衰極を
二つ得ることができる。また初段（又は最終段）の共振
器に隣接する共振器のみならず、それらから離れた他の
共振器にリアクタンス回路を接続することも可能であ
る。

【００２１】

【発明の効果】本発明は上記のように、誘電体フィルタ
本体の外部にコンデンサ基板によって容量性リアクタン
ス回路を形成したから、基板の形状や誘電率とそれに形
成する電極形状によって静電容量が決まり、そのため変
動要素が少なく、小さな結合容量を精度よく実現でき
る。またフィルタ組み立て後でも電極の一部を削り取る
ことで静電容量の微調整ができるため、容易に所望の有
極フィルタ特性を呈する誘電体フィルタを得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る誘電体フィルタの一実施例を示す
全体斜視図。

【図２】図１の誘電体フィルタの本体部分の縦断面図。

【図３】本発明の誘電体フィルタで用いるコンデンサ基
板の平面図。

【図４】図１の誘電体フィルタのフィルタ特性の一例を
示すグラフ。

【図５】本発明の誘電体フィルタで用いる金属端子の例
を示す斜視図。

【図６】従来技術の一例を示す全体斜視図。

【図７】図６の誘電体フィルタの初段及び２段目の部分
断面図。

【図８】図６の誘電体フィルタの初段及び２段目の等価
回路図。

【符号の説明】

１０ 誘電体ブロック １２ 共振子穴 １４ 内導体 １６ 結合子穴 １７ 入出力結合穴 １８ 外導体 ５０ａ，５０ｂ 金属端子 ５２ コンデンサ基板 ５４ａ，５４ｂ 電極 ５６ 導線 ５８ 外部接続端子

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 誘電体ブロックに複数の共振器を一体的
   に形成し、隣接する共振器間を結合手段で結合し、該結
   合手段と並列にリアクタンス回路を付加して有極化した
   誘電体フィルタにおいて、初段の共振器の近傍に入出力
   結合穴を設け金属端子を挿入して初段の共振器との結合
   容量をもたせると共に、基板表面上に形成した電極の間
   で容量性リアクタンスをもたせたコンデンサ基板を前記
   誘電体ブロックの外部に設置し、該コンデンサ基板の一
   方の電極に前記金属端子を接続し、他方の電極と他の共
   振器の内導体との間を導体で接続したことを特徴とする
   誘電体フィルタ。
2. 【請求項２】 金属端子が外部接続端子を兼ねている請
   求項１記載の誘電体フィルタ。
3. 【請求項３】 金属端子にＮｉ−Ｆｅ合金を用いる請求
   項１又は２記載の誘電体フィルタ。