JPH06112702A - 高周波用フィルタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 誘電体ブロック１の表面には入力端子２、出
力端子３及び接地端子４が形成され、誘電体ブロック１
の内部には開放端９を有するとともに平板状に形成され
た複数個の内部電極５が誘電体ブロック１と密着して同
一平面上に並列的に埋設されている高周波用フィルタ。 【効果】 従来高周波用フィルタの外部に外付けされて
いた入力端子２、出力端子３をフィルタ自体に入出力容
量として形成することができ、小型化することができ
る。また入力端子２、出力端子３、内部電極５における
それぞれの大きさ及びこれらの間の距離を変えることに
よってフィルタ特性や結合度の設計を自由に行なうこと
ができ、また接地端子４と入力端子２または出力端子３
との間におけるスリット幅の調整加工を施すことによっ
てフィルタ特性や結合度の微調整を行なうことができ、
フィルタ特性のばらつきが小さく結合度が安定した高周
波用フィルタを得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は高周波用フィルタに関
し、より詳細には例えば自動車電話、携帯電話、コード
レス電話等の無線通信器等の部品としてマイクロ波の周
波数領域において使用される高周波用フィルタに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】マイクロ波用のフィルタは、一般に所定
の共振周波数を有するマイクロ波を高誘電率材料で形成
された誘電体ブロック内に閉じ込め、所定の作用効果が
得られる高周波用共振器を組み合わせることによって構
成されている。

【０００３】図６はこの種のフィルタとして従来から使
用されている同軸型誘電体共振器が組み合わされたフィ
ルタを模式的に示したもので、（ａ）は正面図、（ｂ）
は平面図である。同軸型誘電体共振器６０は１波長の1/
4 に相当する1/4 波長のマイクロ波を共振周波数（共振
線路波長）としたものであり、円筒形状に形成された２
つ以上の誘電体ブロック６１の内周面には内部電極６２
が形成され、誘電体ブロック６１の外周面には接地電極
６３が形成され、誘電体ブロック６１には入出力結合用
容量６５が外付けされている。そしてこれらの同軸型誘
電体共振器６０が共振器結合用容量６４で結合されるこ
とによってフィルタが構成されている。

【０００４】図７は上記と同様に従来から使用されてい
る誘電体ブロック一体型のフィルタを模式的に示したも
ので、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）におけるＹＹ′
線断面図である。誘電体ブロック７１外周面には外部電
極７３が形成され、また誘電体ブロック７１には２個の
貫通孔７７が形成され、貫通孔７７の間にはスリット７
８が形成され、それぞれの貫通孔７７に対応した２個の
同軸型誘電体共振器７０が磁界結合されることによって
フィルタが構成されている。

【０００５】図８は上記と同様に従来から使用されてい
るマイクロストリップラインを応用した共振器が組み合
わされたフィルタを模式的に示した斜視図である。この
フィルタは１波長の整数倍のマイクロ波を共振周波数
（共振線路波長）としたマイクロストリップライン共振
器８０を組み合わせたものであり、平板形状に形成され
た誘電体ブロック８１表面には入出力用電極８５及び共
振用電極８６が形成され、また誘電体ブロック８１裏面
には接地電極８７が形成されている。そして共振用電極
８６に対応するマイクロストリップライン共振器８０が
磁界結合されることによってフィルタが構成されてい
る。

【０００６】図９は上記と同様に従来から使用されてい
るトリプレート型ストリップラインを応用した共振器が
組み合わされたフィルタを模式的に示した斜視図であ
る。誘電体ブロック９１内部には２個の平板形状の内部
電極９２が形成され、誘電体ブロック９１表面には接地
電極９３が形成され、誘電体ブロック９１には入出力用
容量９４が外付けされている。そして内部電極９２に対
応するトリプレート型ストリップライン共振器９０が磁
界結合されることによってフィルタが構成されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】図６に示した同軸型誘
電体共振器６０が組み合わされたフィルタにおいては、
同軸型誘電体共振器６０の構造は単純であるが、誘電体
ブロック６１に閉じ込められるマイクロ波の周波数（共
振周波数）は誘電体ブロック６１の形状寸法及び誘電体
ブロック６１を構成する素材の誘電率によって定まる。
したがって設計における自由度が狭くなり、前記マイク
ロ波の周波数領域においても共振周波数が比較的に低い
場合は誘電体ブロック６１が大形になり、かつ同軸型誘
電体共振器６０における共振周波数の調整が困難になる
という課題があった。また共振器結合用容量６４及び入
出力結合用容量６５が外付けされているため、小型化に
支障を来すと同時に結合部にシールドを要する等製造プ
ロセスが複雑になり、コストが高くなるという課題があ
った。

【０００８】また図７に示した誘電体ブロック一体型の
フィルターにおいては、共振器結合部となるスリット７
８は内蔵されていて良いが、貫通孔７７及びスリット７
８を形成するために手間が掛かり、図６に示した同軸型
誘電体共振器６０の場合と同様に設計の自由度が狭く、
誘電体ブロック７１が大形になり易く、共振周波数の調
整が困難であるという課題があった。

【０００９】また図８に示したマイクロストリップライ
ン共振器８０を組み合わせたフィルタにおいては、誘電
体ブロック８１表面に入出力用電極８５、共振用電極８
６を印刷パターンで形成することができるために設計の
自由度が広くなり、かつ厚膜印刷技術を用いてメタライ
ズを形成することができるために安く製造し得る。しか
し入出力用電極８５、共振用電極８６、接地電極８７の
片面側がそれぞれ外部に露出して空気と接触するため、
実効比誘電率が低くなり、放射損失が発生し、外部環境
の影響を受け易く、信頼性が劣るという課題があった。
また前記したように実効比誘電率が低いために誘電体ブ
ロック８１を大きく形成する必要があり、フィルタを小
型化することが難しいという課題があった。

【００１０】また図９に示したトリプレート型ストリッ
プライン共振器９０を組み合わせたフィルタにおいて
は、実効比誘電率が高く、設計の自由度が広いのは良い
が、トリプレート型ストリップライン共振器９０間の結
合が磁界結合であり、結合度が内部電極９２間の距離で
決まるために通過帯域幅によって大きさの制約を受ける
という課題があった。また入出力用容量９４が外付けさ
れているため、上記した同軸型誘電体共振器６０が組み
合わされたフィルタと同様に小型化することが難しくな
り、結合部をシールドするために製造プロセスが複雑と
なり、コストが高くなるという課題があった。

【００１１】本発明はこのような課題に鑑みなされたも
のであり、設計の自由度が広く、小型の、しかも結合を
安定させ、特性のばらつきを抑制することができる高周
波用フィルタを提供することを目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明に係る高周波用フィルタは、誘電体ブロックの
表面には入力端子、出力端子及び接地端子が形成され、
前記誘電体ブロックの内部には開放端を有するとともに
平板状に形成された複数個の内部電極が前記誘電体ブロ
ックと密着して同一平面上に並列的に埋設されているこ
とを特徴としている（１）。

【００１３】また、誘電体ブロックの表面には入力端
子、出力端子及び接地端子が形成され、前記誘電体ブロ
ックの内部には開放端を有するとともに平板状に形成さ
れ、誘電体部分を挟んで２層以上重なり合い、前記開放
端及び／または開放端近傍でそれぞれ電気的に接続され
た複数個の内部電極が前記誘電体ブロック及び誘電体部
分と密着して同一平面上に並列的に埋設されていること
を特徴としている（２）。

【００１４】また、上記（１）または（２）記載の高周
波用フィルタにおいて、平板状に形成された内部電極の
少なくとも１層に突起状の容量結合用電極部が形成され
ていることを特徴としている。

【００１５】

【作用】上記（１）記載の高周波用フィルタよれば、誘
電体ブロックの表面には入力端子、出力端子及び接地端
子が形成され、前記誘電体ブロックの内部には開放端を
有するとともに平板状に形成された複数個の内部電極が
前記誘電体ブロックと密着して同一平面上に並列的に埋
設されているので、従来高周波用フィルタの外部に外付
けされていた入力端子、出力端子がフィルタ自体に入出
力容量として形成されるため、全体として小型化し得る
こととなる。また前記入力端子、出力端子及び内部電極
におけるそれぞれの大きさ及びこれらの間の距離を変え
ることによってフィルタ特性や結合度の設計が自由に行
なわれ、また前記接地端子と入力端子または出力端子と
の間におけるスリット幅の調整加工を施すことによって
フィルタ特性や結合度の微調整が行なわれ、フィルタ特
性のばらつきが小さく、かつ結合度が安定した高周波用
フィルタが得られることとなる。

【００１６】また、上記（２）記載の高周波用フィルタ
によれば、誘電体ブロックの表面には入力端子、出力端
子及び接地端子が形成され、前記誘電体ブロックの内部
には開放端を有するとともに平板状に形成され、誘電体
部分を挟んで２層以上重なり合い、前記開放端及び／ま
たは開放端近傍でそれぞれ電気的に接続された複数個の
内部電極が前記誘電体ブロック及び誘電体部分と密着し
て同一平面上に並列的に埋設されているので、上記
（１）のものと同様の作用が得られるとともに、さらに
内部電極の抵抗が小さくなり、高いＱ値が得られること
となる。

【００１７】また、上記（１）または（２）記載の高周
波用フィルタにおいて、平板状に形成された内部電極の
少なくとも１層に突起状の容量結合用電極部が形成され
ている場合には、上記（１）または（２）記載と同様の
作用が得られるとともに、さらに結合度が安定し、前記
容量結合用電極の形状を変化させることにより共振器間
の結合が変えられ、したがって共振用電極となる内部電
極間の距離を変化させることなく種々の帯域幅を有する
フィルタが得られることとなる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明に係る高周波用フィルタの実施
例を図面に基づいて説明する。なお下記の実施例におい
ては、いずれもフィルタは1/4 波長共振器を２個結合し
た場合を示している。図１は実施例１に係る高周波用フ
ィルタを模式的に示したもので、（ａ）は斜視図、
（ｂ）は平面図、（ｃ）は側面図、（ｄ）は（ｂ）にお
けるＣＣ′線断面図である。図中１は高誘電体材料を略
直方体形状に成形して焼結させた高周波誘電体セラミッ
クスよりなる誘電体ブロックであり、誘電体ブロック表
面１ａを除く他の５つの表面１ｂ、１ｃ、１ｄ、１ｅ、
１ｆ上には外部電極がそれぞれ形成されている。この外
部電極に所定幅Ｓのスリットを成形することにより、誘
電体ブロック表面１ａ近傍における表面１ｂ、１ｄ、１
ｃには図１（ａ）に示した矢印方向から見て逆コの字形
状の入力端子２が形成され、また誘電体ブロック表面１
ａ近傍における表面１ｂ、１ｅ、１ｃ上には正面視コの
字形状の出力端子３が形成され、残りの誘電体ブロック
１表面上には接地端子４が形成されている。また誘電体
ブロック１内部には開放端９を有するとともに平板状に
形成された２個の内部電極５が誘電体ブロック１と密着
して同一平面上に並列的に埋設されている。これら内部
電極５を構成する金属導体としては加工性とマイクロ波
に対する導電性に優れたＡｇ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｃ
ｕ、Ｃｏ、Ｎｉまたはこれらの金属を１種類以上含有し
ている合金（ただし、Ｎｉ、Ｎｉ系合金、Ｃｏ、Ｃｏ系
合金は非磁性体に限る）が使用されている。

【００１９】このように構成された実施例１に係る高周
波用フィルタ１１にあっては、共振器１０を構成する平
板状の内部電極５間に結合用容量が形成され、内部電極
５と入力端子２、内部電極５と出力端子３との間にもそ
れぞれ入力容量、出力容量が形成され、全ての容量部が
高周波用フィルタ１１に形成されるために高周波用フィ
ルタ１１自身を小型化することができる。また入力端子
２、出力端子３、内部電極５におけるそれぞれの大きさ
あるいはこれらの間の距離を変えることによってフィル
タ特性や結合度の設計を自由に行なうことができ、また
スリット幅Ｓの調整加工を施すことによってフィルタ特
性や結合度の微調整を行うことができ、フィルタ特性の
ばらつきが小さく、かつ結合度が安定した高周波用フィ
ルタ１１を得ることができる。

【００２０】また図２は実施例２に係る高周波用フィル
タを模式的に示したもので、（ａ）は斜視図、（ｂ）は
平面図、（ｃ）は側面図、（ｄ）は（ｂ）におけるＣ
Ｃ′線断面図である。図中１は実施例１の場合と同様に
形成された誘電体ブロックであり、誘電体ブロック１の
表面には実施例１の場合と同様に入力端子２、出力端子
３及び接地端子４が形成されている。また誘電体ブロッ
ク１内部には開放端９を有するとともに平板状に形成さ
れた３層の内部電極５ａ、５ｂ、５ｃが誘電体部分６を
挟んで重なり合い、開放端９で接続電極７ａによってそ
れぞれ電気的に接続されて内部電極５が構成されてい
る。そして２個の内部電極５が誘電体ブロック１及び誘
電体部分６と密着して同一平面上に並列的に埋設されて
高周波用フィルタ２１が構成されている。

【００２１】このように構成された実施例２に係る高周
波用フィルタ２１にあっては、共振器２０を構成する内
部電極５間に結合用容量が形成され、内部電極５と入力
端子２、内部電極５と出力端子３との間にもそれぞれ入
力容量、出力容量が形成され、全ての容量部が高周波用
フィルタ２１に形成されるために高周波用フィルタ２１
自身を小型化することができる。また実施例１と同様に
入力端子２、出力端子３、内部電極５におけるそれぞれ
の大きさあるいはこれらの間の距離を変えることによっ
てフィルタ特性や結合度の設計を自由に行なうことがで
き、またスリット幅Ｓの調整加工を施すことによってフ
ィルタ特性や結合度の微調整を行うことができ、フィル
タ特性のばらつきが小さく、かつ結合度が安定した高周
波用フィルタ２１を得ることができる。さらに接続電極
７ａによって内部電極５の抵抗を小さくすることがで
き、高いＱ値を得ることができる。

【００２２】また図３は実施例３に係る高周波用フィル
タを模式的に示したもので、（ａ）は斜視図、（ｂ）は
平面図、（ｃ）は側面図、（ｄ）は（ｂ）におけるＣ
Ｃ′線断面図である。図中１は実施例１の場合と同様に
形成された誘電体ブロックであり、誘電体ブロック１の
表面には実施例１の場合と同様に入力端子２、出力端子
３及び接地端子４が形成されている。また誘電体ブロッ
ク１内部には開放端９を有するとともに平板状に形成さ
れた３層の内部電極５ａ、５ｂ、５ｃが誘電体部分６を
挟んで重なり合い、開放端９近傍で接続電極７ｂによっ
てそれぞれ電気的に接続されて内部電極５が構成されて
いる。そして２個の内部電極５が誘電体ブロック１及び
誘電体部分６と密着して同一平面上に並列的に埋設され
て高周波用フィルタ３１が構成されている。

【００２３】このように構成された実施例３に係る高周
波用フィルタ３１にあっても、実施例２のものと略同様
の効果を得ることができる。

【００２４】また図４は実施例４に係る高周波用フィル
タを模式的に示したもので、（ａ）は斜視図、（ｂ）は
平面図、（ｃ）は側面図、（ｄ）は（ｂ）におけるＣ
Ｃ′線断面図である。図中１は実施例１の場合と同様に
形成された誘電体ブロックであり、誘電体ブロック１の
表面には実施例１の場合と同様に入力端子２、出力端子
３及び接地端子４が形成されている。また誘電体ブロッ
ク１内部には開放端９を有するとともに平板状に形成さ
れた３層の内部電極５ａ、５ｂ、５ｃが誘電体部分６を
挟んで重なり合い、開放端９及び開放端９近傍で接続電
極７ａ及び７ｂによってそれぞれ電気的に接続されて内
部電極５が構成されている。そして２個の内部電極５が
誘電体ブロック１及び誘電体部分６と密着して同一平面
上に並列的に埋設されて高周波用フィルタ４１が構成さ
れている。

【００２５】このように構成された実施例４に係る高周
波用フィルタ４１にあっても、実施例２のものと略同様
の効果を得ることができる。

【００２６】また図５は実施例５に係る高周波用フィル
タを模式的に示したもので、（ａ）は斜視図、（ｂ）は
平面図、（ｃ）は側面図、（ｄ）は（ｂ）におけるＣ
Ｃ′線断面図である。図中１は実施例１の場合と同様に
形成された誘電体ブロックであり、誘電体ブロック１の
表面には実施例１の場合と同様に入力端子２、出力端子
３及び接地端子４が形成されている。また誘電体ブロッ
ク１内部には開放端９を有するとともに突起状の容量結
合用電極部８が形成された平板状の３層の内部電極５
ａ、５ｂ、５ｃが誘電体部分６を挟んで重なり合い、開
放端９で接続電極７ａによってそれぞれ電気的に接続さ
れて内部電極５が構成されている。そして２個の内部電
極５が誘電体ブロック１及び誘電体部分６と密着して同
一平面上に並列的に埋設されて高周波用フィルタ５１が
構成されている。

【００２７】このように構成された実施例５に係る高周
波用フィルタ５１にあっては、実施例２のものと同様の
効果を得ることができるとともに共振器５０となる内部
電極５間の結合度を容量結合用電極部８によってさらに
安定させることができ、また容量結合用電極部８の形状
を変化させることにより共振器５０間の結合度を変える
ことができ、したがって内部電極５間の距離を変化させ
ることなく種々の帯域幅を有するフィルタを得ることが
できる。

【００２８】

【発明の効果】以上詳述したように本発明に係る高周波
用フィルタにあっては、誘電体ブロックの表面には入力
端子、出力端子及び接地端子が形成され、前記誘電体ブ
ロックの内部には開放端を有するとともに平板状に形成
された複数個の内部電極が前記誘電体ブロックと密着し
て同一平面上に並列的に埋設されているので、従来高周
波用フィルタの外部に外付けされていた入力端子、出力
端子をフィルタ自体に入出力容量として形成することが
でき、小型化することができる。また前記入力端子、出
力端子及び内部電極におけるそれぞれの大きさ及びこれ
らの間の距離を変えることによってフィルタ特性や結合
度の設計を自由に行なうことができ、また前記接地端子
と入力端子または出力端子との間におけるスリット幅の
調整加工を施すことによってフィルタ特性や結合度の微
調整を行なうことができ、フィルタ特性のばらつきが小
さく、かつ結合度が安定した高周波用フィルタを得るこ
とができる。

【００２９】また、誘電体ブロックの表面には入力端
子、出力端子及び接地端子が形成され、前記誘電体ブロ
ックの内部には開放端を有するとともに平板状に形成さ
れ、誘電体部分を挟んで２層以上重なり合い、前記開放
端及び／または開放端近傍でそれぞれ電気的に接続され
た複数個の内部電極が前記誘電体ブロック及び誘電体部
分と密着して同一平面上に並列的に埋設されている場合
には、上記の高周波用フィルタと同様の効果を得ること
ができるとともに、さらに内部電極の抵抗を小さくする
ことができ、高いＱ値を得ることができる。

【００３０】また、上記高周波用フィルタにおいて平板
状に形成された内部電極の少なくとも１層に突起状の容
量結合用電極部が形成されている場合には、上記の高周
波用フィルタと同様の効果を得ることができるととも
に、さらに結合度を安定させることができ、容量結合用
電極の形状を変化させることによって共振器間の結合度
を変えることができ、したがって共振用電極となる内部
電極間の距離を変化させることなく種々の帯域幅を有す
るフィルタを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１に係る高周波用フィルタを模
式的に示したもので、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面
図、（ｃ）は側面図、（ｄ）は（ｂ）におけるＣＣ′線
断面図である。

【図２】実施例２に係る高周波用フィルタを模式的に示
したもので、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図、（ｃ）
は側面図、（ｄ）は（ｂ）におけるＣＣ′線断面図であ
る。

【図３】実施例３に係る高周波用フィルタを模式的に示
したもので、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図、（ｃ）
は側面図、（ｄ）は（ｂ）におけるＣＣ′線断面図であ
る。

【図４】実施例４に係る高周波用フィルタを模式的に示
したもので、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図、（ｃ）
は側面図、（ｄ）は（ｂ）におけるＣＣ′線断面図であ
る。

【図５】実施例５に係る高周波用フィルタを模式的に示
したもので、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図、（ｃ）
は側面図、（ｄ）は（ｂ）におけるＣＣ′線断面図であ
る。

【図６】従来使用されている同軸型誘電体共振器が組み
合わされたフィルタを模式的に示したもので、（ａ）は
正面図、（ｂ）は平面図である。

【図７】従来使用されている誘電体ブロック一体型のフ
ィルタを模式的に示したもので、（ａ）は斜視図、
（ｂ）は（ａ）におけるＹＹ′線断面図である。

【図８】従来使用されているマイクロストリップライン
を応用した共振器が組み合わされたフィルタを模式的に
示した斜視図である。

【図９】従来使用されているトリプレート型ストリップ
ラインを応用した共振器が組み合わされたフィルタを模
式的に示した斜視図である。

【符号の説明】

１ 誘電体ブロック ２ 入力端子 ３ 出力端子 ４ 接地端子 ５ 内部電極 ９ 開放端

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 菊山 洋 大阪府大阪市中央区北浜４丁目５番33号 住友金属工業株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 誘電体ブロックの表面には入力端子、出
   力端子及び接地端子が形成され、前記誘電体ブロックの
   内部には開放端を有するとともに平板状に形成された複
   数個の内部電極が前記誘電体ブロックと密着して同一平
   面上に並列的に埋設されていることを特徴とする高周波
   用フィルタ。
2. 【請求項２】 誘電体ブロックの表面には入力端子、出
   力端子及び接地端子が形成され、前記誘電体ブロックの
   内部には開放端を有するとともに平板状に形成され、誘
   電体部分を挟んで２層以上重なり合い、前記開放端及び
   ／または開放端近傍でそれぞれ電気的に接続された複数
   個の内部電極が前記誘電体ブロック及び誘電体部分と密
   着して同一平面上に並列的に埋設されていることを特徴
   とする高周波用フィルタ。
3. 【請求項３】 平板状に形成された内部電極の少なくと
   も１層に突起状の容量結合用電極部が形成されている請
   求項１または請求項２記載の高周波用フィルタ。