JPH0578010U - 誘電体フィルタの実装構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 スプリアス特性を劣化させることなく誘電体
フィルタをＲＦ基板に横実装する。 【構成】 誘電体フィルタ１０１の側面がＲＦ基板１０
０に所定の間隔ｔをあけて面するように、誘電体フィル
タ１０１をＲＦ基板１００に固定する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、誘電体共振器を用いた誘電体フィルタの実装構造に関するもので ある。

【０００２】

【従来の技術】

誘電体材料としてセラミックを用い、一体に形成した誘電体フィルタとして、 例えば特開昭６１−８０９０１号公報及び特開昭６１−８４１０１号公報に説明 されたものがあった。これには、送信用の誘電体フィルタと、受信用の誘電体フ ィルタと、分波回路とを一つの金属（導電性）ハウジング内に搭載すると共に、 誘電体フィルタを確実に接地することにより、この誘電体フィルタから外部へ又 は外部から誘電体フィルタへ伝搬する電磁波を遮断するようにした誘電体フィル タが開示されている。このような構成による誘電体フィルタは、その外形が大き くなるので、これらを搭載する印刷配線板上のスペース、及びこれらを収納する 筐体の空間の有効な利用を妨げる要因であった。

【０００３】 また、送信用及び受信用の誘電体フィルタは、両者とも特性が不良になった場 合は勿論、そのうちのいずれかが不良となった場合も、送信用及び受信用の誘電 体フィルタと、分波回路とを交換しなければならず、すなわち、ハウジングを単 位として交換しなければならないので、経済的なものではないという欠点があっ た。

【０００４】 図５および図６に示す誘電体フィルタはこのような欠点を除去するもので、送 信用の誘電体フィルタと受信用フィルタとを別個のものとする構造としたもので あった。

【０００５】 まず、図５に示す誘電体フィルタについて説明する。フィルタ１０，２０にお いて、上述したような誘電体フィルタ１１，２１はその外面にメタライズ膜の導 体層（図示なし）を有し、その一外面がハウジング本体１３，２３に導電性の接 着剤又はハンダにより固着されている。

【０００６】 ハウジング本体１３，２３は、誘電体フィルタ１１，２１の導体層に印加され る外力により破損することがないようにするために設けられたものであり、ハウ ジング蓋１２，２２にハンダにより固着される。また、ハウジング本体１３，２ ３は、出力パターン（図示なし）に固着された端子１４、１５，２４、２５を外 部に電気的に導出させる穴部（図示なし）及び印刷配線板３０に取り付けるため の足１６，２６を有する。

【０００７】 ハウジング本体１３，２３の穴部には、例えばエチレン、プラスチックのよう な絶縁材料からなる端子１４、１５，２４、２５の支持部材１７、２７が填め込 まれている。このようにして、端子１４、１５、２４、２５は、ハウジング本体 １３，２３と電気的に導通することなく、支持部材１７，２７を介してハウジン グ本体１３，２３の外部へ電気的に導出される。

【０００８】 ハウジング本体１３，２３は、このような構成により、誘電体フィルタ１１の 入力パターン（図示なし）と出力パターン（図示なし）との間、及び入力用の端 子１４，１５と出力用の端子２４，２５との間の電界結合や、磁界結合を遮断す ると共に、誘電体フィルタ１１，２１の外部からこれらへ、又は誘電体フィルタ １１，２１から外部へ伝播する妨害波を遮断するものである。

【０００９】 動作において、フィルタ１０は第１の周波数信号（例えば、８２５〜８４５Ｍ Ｈｚ）を通過させる送信用のバンドパス・フィルタとして動作する。また、フィ ルタ２０は第２の周波数信号（例えば、８７０〜８９０ＭＨｚ）を通過させる送 信用のバンドパス・フィルタとして動作する。

【００１０】 次に、フィルタ１０及び２０が搭載されている印刷配線板３０について説明す る。

【００１１】 印刷配線板３０は、ガラス・エポキシ又はアルミナからなり、その表面上に印 刷された配線と、その表面上に搭載されると共に、前記配線により電気的に接続 されるフィルタ１０，２０と、分波回路３６とを有する。分波回路３６は端子３ ２、３３及び３５を有する。端子３２は端子１５に接続されてフィルタ１０の第 １の周波数信号を入力し、この第１の周波数信号は端子３５を介して図示してい ないアンテナへ導かれる。また、端子３５は図示していないアンテナから第２の 周波数信号を入力し、この第２の周波数信号は端子３３を介してフィルタ２０に 導かれる。分波回路３６の詳細な構成の説明は、特願昭６２−２１５０４７号及 び特願昭６２−２１５０４９号の明細書に記載されている。

【００１２】 更に、印刷配線板３０は穴３１、３７，３４，３８を有する。穴３１，３４に はフィルタ１０，２０の端子１４，２５が挿入され、これを介してフィルタ１０ ，２０内の送信回路，受信回路に接続される。穴３７，３８には足１６，２６が 挿入され、これを介してフィルタ１０，２０が印刷配線板３０に取り付けられる 。

【００１３】 次に、図６に示す誘電体フィルタについて説明する。図６において、誘電体フ ィルタ５００は、直方体の誘電体からなり、金属のハウジング５０内に収容され る。誘電体フィルタ５００は、穴部５０１〜５０４が図示の上面から下面（図示 なし）に貫通しており、これらにそれぞれ金属端子５０９、５１０が内導体とし て挿入される。誘電体フィルタ５００の上面には、穴部５０１、５０４を中心と してそれぞれ印刷パターン５０５〜５０４が形成されている。金属端子５０９、 ５１０の上端から少し下がった位置にそれぞれ絶縁物５１１、５１２が填め込ま れる。

【００１４】 誘電体フィルタ５００は、その上面がハウジング５０の上面側に位置するよう に、即ち取付足５１、５２、５３、５４が位置する面と反対側の面に位置するよ うに印刷配線板上に配置される。誘電体フィルタ５００は円柱状の金属端子５０ ９、５１０を介して外部と接続される。金属端子５０９及び５１０は、それぞれ 誘電体フィルタ５００の初段及び終段をなす穴部５０１及び５０４にそれぞれ挿 入され、その先端が誘電体フィルタ５００の底面（短絡面）より突出している。

【００１５】 次に、誘電体フィルタ５００を上記の印刷配線板に搭載する手順を説明する。 この印刷配線板は、材質としてガラス・エポキシ、アルミナ等の絶縁体の板が選 択され、その上面に誘電体フィルタ５００として必要な配線、図５に示すような 分波回路及びその他の部分搭載用に金属箔の配線パターンが形成される。

【００１６】 ハウジング５０内に誘電体フィルタ５００の入出力回路を実装し、上記の印刷 配線板に対応して予め開けられている穴へ、先端が印刷配線板の底面（短絡面） から突出する金属端子５０９、５１０を挿入して、その周辺に形成されている配 線パターンにハンダ付けにより接続する。

【００１７】 また、ハウジング５０の取付足５１、５２、５５、５４もこれに対応して上記 の印刷配線板に開けられている穴に挿入して、この穴の周辺に形成されている配 線パターンにハンダ付けにより接続し、ハウジング５０を印刷配線板に固定する 。

【００１８】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、図６に示す誘電体フィルタにおいては、誘電体フィルタを縦に 実装することとなるので、同一基板上に実装する他の部品は一般的に該誘電体フ ィルタよりも高さが低いことを考慮すると、全体として実装効率が悪くなるとい う欠点があった。

【００１９】 一方、図５に示す誘電体フィルタにおいては、誘電体フィルタを横に実装する こととなるので、実装効率は図６の場合に比較して良いが、２ｆ₀ （ｆ₀ はフィ ルタの中心周波数）の附近の周波数帯域の減衰量が十分に取れないという欠点が あった。

【００２０】 移動体通信機器の小型化に伴い、実装効率の優れた図６に示す誘電体フィルタ の実装構造を採用する機会が増加して来たが、上述の２ｆ₀ の附近の周波数帯域 の減衰量が十分に取れないという欠点は依然として残っており、技術的に満足で きるものではなかった。

【００２１】 本考案は、誘電体フィルタを実装効率を良くするため横実装すると２ｆ₀ 附近 の周波数帯域の減衰量が取れないという上述の欠点を除去するため、誘電体フィ ルタを横実装したときに縦実装時の電磁界分布に近似した電磁界分布が得られる 構造とすることにより、実装効率向上と、２ｆ₀ 附近の周波数帯域の所望の減衰 量とが同時に実現できる優れた誘電体フィルタの実装構造を提供することを目的 とする。

【００２２】

【課題を解決するための手段】

本考案は上記目的を達成するために、誘電体フィルタの側面が基板に所定の間 隔をあけて面するように、前記誘電体フィルタを前記基板に固定したものである 。

【００２３】

【作用】

誘電体フィルタは基板から所定の間隔で離れているので、その開放面の部分に おける側面，端面は略同電位になる。従って、前記開放面の部分における電磁界 は、前記誘電体フィルタを基板に縦実装した場合とほぼ同様な状態になりスプリ アス特性もほぼ同程度となる。

【００２４】 すなわち、本考案により誘電体フィルタを横実装した場合に近い優れた実装性 と、縦実装した場合に近い良好なスプリアス特性を同時に実現することができる 。

【００２５】

【実施例】 図１は本考案の実施例を示す斜視図である。図１において、１０１は誘電体フ ィルタ、１０２は金属ハウジング、１００はＲＦ基板（一部のみ記載してある） である。

【００２６】 誘電体フィルタ１０１は、開放面１０５から短絡面１０４へと貫通する穴部１ ０６〜１０９を有し、該穴部１０６〜１０９に図示しない中心導体を埋設して誘 電体共振器を形成すると共に、開放面１０５の表面に図２に示すように各穴部１ ０６〜１０９の周囲に導電性の周波数調整用電極をパターン形成したものである 。なお、外部回路との接続線等は省略してある。

【００２７】 上記の誘電体フィルタ１０１は、その開放面１０５側の部分が覆われるように 金属のハウジング１０２に収容され、ＲＦ基板１００上に誘電体フィルタ１０１ とＲＦ基板との間に一定の間隔（ｔ）ができるように横実装されている。

【００２８】 次に、本実施例の動作について説明する。まず、説明の便宜上、図３に示すよ うに誘電体フィルタ１０１を縦実装した場合、すなわち誘電体フィルタ１０１を 開放面１０５側の部分が覆われるように金属のハウジング１１４に収容し、ＲＦ 基板１００上に縦に実装した場合の動作を説明する。図２において、上記誘電体 フィルタ１０１の側面１１０，１１２および端面１１１，１１３が略同電位で零 電位になるならば、この誘電体フィルタ１０１は図４に示す集中定数等価回路で 現わすことができ、従って周知のように帯域通過型フィルタとして動作する。誘 電体フィルタ１０１を図２に示すように縦実装した場合、側面１１０，１１２お よび端面１１１，１１３は実際には零電位ではないにしろ、略同電位であると考 えてよいので、所望の帯域通過型フィルタとして動作する。

【００２９】 これに対して、誘電体フィルタ１０１を図５に示すようにＲＦ基板に横実装し 、その側面をＲＦ基板に直接固着する場合には、ＲＦ基板に固着されている側面 と他の側面とは略同電位であるとはいい難く、この電位の相違によるインピーダ ンスが存在し、フィルタ特性の劣化の原因となる。特に、この場合は２ｆ₀ （ｆ ₀ はフィルタの中心周波数）附近の周波数帯域の減衰量が図２に示す縦実装の場 合に比較して４０ｄＢ程度劣化することもあることが知られている。

【００３０】 そこで、本実施例は前述のように誘電体フィルタ１０１をＲＦ基板１００に横 実装する際、誘電体フィルタ１０１をＲＦ基板１００に直接固着せず、図１に示 すように誘電体フィルタ１００とＲＦ基板１００との間に一定の間隔（ｔ）を設 けたものである。これにより、横実装に近い実装性が得られ、かつ誘電体フィル タ１０１の開放面１０５の部分における電磁界状態は縦実装の場合に近い状態に なり、２ｆ₀ 附近の周波数帯域の減衰量が大幅に改善される。

【００３１】 次に、本考案を、携帯電話装置用受信フィルタに使用される通過帯域が９１７ 〜９５０ＭＨｚで減衰帯域が８７２〜９０５ＭＨｚの、誘電体共振器４段からな る有極型誘電体フィルタに適用した場合の実験例について以下説明する。

【００３２】 図７（ｂ）は、上記の有極型誘電体フィルタをＲＦ基板上に横方向に直接固着 した場合に得られたスプリアス特性である。方式上、スプリアスの減衰量は１７ ４４〜１８２５ＭＨｚの周波数帯域にわたって４０ｄＢ以上であることが要求さ れる。しかし、図７（ｂ）から分かるように、上記の横実装構造では方式上要求 される減衰量は満足されていない。

【００３３】 一方、図８（ｂ）は、上記の有極型誘電体フィルタをＲＦ基板上に図１に示す ように横実装し、該有極型誘電体フィルタとＲＦ基板との間の間隔ｔを３．０ｍ ｍにした場合に得られたスプリアス特性である。図８（ｂ）から分かるように、 １７４４〜１８２５ＭＨｚの周波数帯域にわたって４０ｄＢ以上の減衰量が得ら れており、図１に示す横実装構造を用いることにより方式上要求される減衰量を 満足することができる。

【００３４】 なお、図７（ａ），図８（ａ）は有極型誘電体フィルタの減衰特性であり、そ れぞれ図７（ｂ），図８（ｂ）に対応するものである。

【００３５】

【考案の効果】

以上、詳細に説明したように本考案によれば、誘電体フィルタをＲＦ基板に一 定の間隔をあけて横実装するので、理論上のスプリアス特性が実現できるとされ る縦実装の場合とほぼ同程度のスプリアス特性を得ることが可能となり、しかも 、実装性に優れているとされる、誘電体フィルタをＲＦ基板に直接横実装する場 合に近い実装性を得ることが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例を示す斜視図である。

【図２】図１の開放面１０５のパターンを示す図であ
る。

【図３】縦実装した誘電体フィルタを示す斜視図であ
る。

【図４】図１，図３に示す誘電体フィルタの集中定数等
価回路を示す図である。

【図５】従来の誘電体フィルタを示す斜視図である。

【図６】従来の他の誘電体フィルタを示す斜視図であ
る。

【図７】誘電体フィルタの特性を示す図である。

【図８】誘電体フィルタの特性を示す図である。

【符号の説明】

１００ ＲＦ基板 １０１ 誘電体フィルタ １０２ 金属ハウジング １０３ ギャップ １０４ 誘電体フィルタの短絡面 １０５ 誘電体フィルタの開放面

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 誘電体フィルタの側面が基板に所定の間
   隔をあけて面するように、前記誘電体フィルタを前記基
   板に固定してなることを特徴とする誘電体フィルタの実
   装構造。