JPH06177607A - 誘電体フィルタ - Google Patents

誘電体フィルタ

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JPH06177607A
JPH06177607A JP8044691A JP8044691A JPH06177607A JP H06177607 A JPH06177607 A JP H06177607A JP 8044691 A JP8044691 A JP 8044691A JP 8044691 A JP8044691 A JP 8044691A JP H06177607 A JPH06177607 A JP H06177607A
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JP
Japan
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dielectric
grooves
dielectric block
resonator
metal film
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JP8044691A
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English (en)
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Hiroyuki Sogo
博之 十合
Hajime Iwatsuki
元 岩附
Kenichi Kudo
憲一 工藤
Kazuhisa Yamazaki
和久 山崎
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FDK Corp
Fujitsu Ltd
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FDK Corp
Fujitsu Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】高周波数帯域に適用しても高い無負荷Qを実現
でき、損失の少ない誘電体フィルタを提供することを目
的とする。 【構成】概略直方体形状の誘電体ブロック12の少なく
とも一の側部に、複数の溝13を所定間隔で形成し、該
溝13の内面を含む該誘電体ブロックの所要表面を金属
膜で被覆して、複数のTE101 モードの誘電体共振器を
構成した誘電体フィルタである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は通信装置に使用されるフ
ィルタに関し、特に、複数の誘電体共振器を結合させて
構成される多段型の誘電体フィルタに関する。
【0002】誘電体共振器を幾つか並べてそれらを適当
に結合させることにより誘電体フィルタを構成すること
ができる。誘電体フィルタは誘電体共振器の個数や結合
度等を変えることにより所望の特性を実現でき、空洞共
振器を用いたフィルタと比較して小型に構成できるとい
う利点を有する。
【0003】ところで、このようなフィルタが使用され
る通信装置においては、チャネル数増加の要請等に伴い
高周波数化が進んでおり、今後もこの傾向は続くものと
予想される。このような状況下において、損失が少なく
良好な特性を呈する誘電体フィルタの提供が要望されて
いる。
【0004】
【従来の技術】図9に800MHz帯に使用されている
半同軸型の共振器を用いたバンドパスフィルタの構成を
示す。同図において、1は誘電体ブロックであり、誘電
体ブロック1には複数の共振器用の孔2が所定間隔で複
数形成されているとともに、各共振器用の孔2の間の部
分にはそれぞれ結合用の孔3が形成されている。誘電体
ブロック1の共振器用の孔2の貫通方向の一辺の寸法は
約λ/4(λは波長)となっている。
【0005】誘電体ブロック1の一つの面1aを除く他
の五つの面及び共振器用の孔2の内面は、一様にメタラ
イズ(金属膜で被覆)されている。そして、誘電体ブロ
ック1の両端部に位置する共振器用の孔2の開放端側
(面1a側)の近傍に、コンデンサ4がそれぞれ接続さ
れる等により入出力端子が構成されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、すでに述べた
ように、適用される周波数帯が高くなってきており、従
来構成の誘電体フィルタを、高い周波数(例えば、3G
Hz帯)に適用すると、無負荷Qが急激に低下し、通過
損失が増大するという問題があった。
【0007】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、高周波数帯に適用しても損失の少ない誘電体
フィルタを提供することを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、以下に示す四つの構成を提供する。
【0009】第1の構成は、概略直方体形状の誘電体ブ
ロックの少なくとも一の側部に、複数の溝を所定間隔で
形成し、該溝の内面を含む該誘電体ブロックの所要表面
を金属膜で被覆して、複数のTE101 モードの誘電体共
振器を構成して誘電体フィルタを構成する。
【0010】第2の構成は、概略直方体形状の誘電体ブ
ロックに複数の孔を所定間隔で形成し、該孔の内面を含
む該誘電体ブロックの所要表面を金属膜で被覆して、複
数のTE101 モードの誘電体共振器を構成して誘電体フ
ィルタを構成する。
【0011】第3の構成は、概略直方体形状の誘電体ブ
ロックに複数の孔を所定間隔で形成し、該誘電体ブロッ
クの所要表面を金属膜で被覆し、該誘電体ブロックの孔
に金属棒を嵌入し、該金属棒と該金属膜とを電気的に接
続して、複数のTE101 モードの誘電体共振器を構成し
て誘電体フィルタを構成する。
【0012】第4の構成は、その表面が金属膜で被覆さ
れた概略直方体形状の誘電体ブロックの少なくとも一の
側面の金属膜の一部を除去してTE101 モードの誘電体
共振器を構成し、複数の前記TE101 モードの誘電体共
振器の金属膜の一部が除去された側面を、それぞれ互い
に接合して誘電体フィルタを構成する。
【0013】
【作用】図7及び図8を参照して説明する。図7はλ/
4半同軸共振器の特性を説明するための図であり、
(b)の構成によりS21パラメータに従って得た特性が
(a)に示されている。(b)において、誘電体ブロッ
ク5の誘電率はεr =39.3のものを用い、各部の寸
法は同図に示されている通りの構成とした。尚、5aは
共振器用の孔であり、誘電体ブロック5の一つの面を除
く他の五つの面は金属膜で被覆されている。6は接続用
の端子である。また、(a)において、横軸は周波数
(GHz)であり、縦軸は通過損失(dB)である。
【0014】図8はTE101 モード共振器の特性を説明
するための図であり、図7の場合と同様に、(b)の構
成により得た特性が(a)に示されている。(b)にお
いて、誘電率εr =90の概略直方体形状の誘電体ブロ
ック7の全表面を金属膜で被覆し、その一部を除去して
入出力端子8を構成したものであり、各部の寸法は同図
に示されている通りの構成とした。(a)に示されてい
るグラフの横軸は周波数(GHz)であり、縦軸は通過
損失(dB)である。
【0015】図7(a)から3dBの通過帯域幅はΔB
T =9.5MHz、中心周波数はf0 =2488.29
MHz、通過損失はIL=5.51dBが得られ、無負
荷Qは、Q0 =(f0 /ΔBT )/(1−1/10
IL/20 )であるから、Q0 =557となる。
【0016】一方、図8(a)から、ΔBT =13.0
6MHz,f0 =2354.9MHz,IL=2.52
dBが得られ、従って、無負荷QはQ0 =716とな
る。
【0017】この結果から明らかなように、λ/4半同
軸共振器は無負荷Qが550程度であるのに対し、TE
101 モード共振器を用いたものは、誘電率(εr )が高
い誘電体ブロックを用いているにも拘わらず(一般に誘
電率が高いと無負荷Qは下る)、無負荷Qが700以上
となっている。従って、TE101 モードの誘電体共振器
を用いた誘電体フィルタは高い無負荷Qを実現でき、損
失を少なくすることができるのである。
【0018】本発明第1の構成によると、誘電体ブロッ
クに溝を形成し、この内面を含む誘電体ブロック表面を
金属膜で被覆することにより、複数のTE101 モードの
誘電体共振器を配列・結合させた状態を得ているから、
高い周波数に適用した場合であっても無負荷Qが高く、
損失が少ない。
【0019】本発明第2及び第3の構成は、第1の構成
と比較して、溝の代わりに孔を形成することにより、複
数のTE101 モードの誘電体共振器を配列・結合した構
成を得ているものであり、第1の構成と同様である。
【0020】本発明第4の構成によると、TE101 モー
ドの誘電体共振器を、その表面が金属膜で被覆された誘
電体ブロックから構成して、物理的に独立したものと
し、誘電体ブロックの金属膜の一部を除去して結合窓と
し、これらの結合窓が隣接するように各誘電体ブロック
を接合して誘電体フィルタを構成するものであり、第1
乃至第3の構成と同様に、高い無負荷Qを実現できる。
さらに、この構成によると、誘電体フィルタを構成する
TE101 モードの誘電体共振器はそれぞれ独立して構成
され、後にこれらを適宜接合して構成するものであるか
ら、中心周波数が同様で段数の異なる誘電体フィルタを
構成する場合に、接合させる各共振器の数のみを変更す
れば良く、柔軟性が高い。また、特性の変更も、結合窓
の大きさ等を変更することにより容易に達成することが
できる。
【0021】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
することにする。
【0022】図1は本発明の第1実施例を示す斜視図で
ある。上述した本発明第1の構成に対応するものであ
り、この誘電体フィルタ11は、概略直方体形状の誘電
体ブロック12の側部に、互いに対向する形で一対の溝
13を所定の間隔で複数形成し、溝13の内面を含む誘
電体ブロック12の全表面を金属膜で被覆するととも
に、金属膜の一部を除去して入出力用の端子14を2箇
所に形成して構成される。金属膜は銀、石英等を溶剤で
混ぜ合わせたものを高温(400〜500℃)で焼き付
けることにより形成することができる。
【0023】溝13は例えば、ダイシングソー等により
形成することができ、ダイシングソーの刃の送り寸法
(溝13の深さ方向の寸法)を制御することにより、所
望の帯域幅を得ることができる。一対の溝13の内面に
金属膜が形成されることにより、誘導性窓が構成され
る。一対の溝13の配列間隔はTE101 モードの共振器
が得られるように、適用される中心周波数に応じて決定
される。溝13の形成はダイシングソー等により、溝1
3の深さや間隔が正確に加工されるから、ばらつきの少
ない誘電体フィルタを実現することができる。
【0024】図2は本発明の第2実施例を示す斜視図で
ある。上記の第1実施例と同様に本発明第1の構成に対
応するものであり、第1実施例と異なる点は、誘電体ブ
ロック12に形成する溝13の位置を変更し、容量性窓
を構成した点にある。その他については第1実施例と同
様である。
【0025】尚、上記第1及び第2実施例においては、
溝13等により構成される結合用の窓を2つ配置するこ
とにより三段のTE101 モードの共振器を配列した誘電
体フィルタとなっているが、本発明はこれに限定されず
二段あるいは四段以上の誘電体フィルタとすることがで
きる。
【0026】図3は本発明の第3実施例を示す斜視図で
ある。上述した本発明第3の構成に対応するものであ
り、上記第1及び第2実施例と異なる点は、誘電体ブロ
ック12に溝ではなく、一対の貫通孔15を所定の間隔
で複数形成し、貫通孔15の内面を除く誘電体ブロック
12の表面を金属膜で被覆し、貫通孔15に金属ポスト
(金属棒)16をそれぞれ嵌入して、金属ポスト16と
金属膜を半田付け等により導通させて構成したものであ
る。貫通孔15及び金属ポスト16により結合用の窓を
構成したものであり、その他については上記第1及び第
2実施例と同様である。
【0027】また、上記第3実施例の構成において、金
属ポスト16を嵌入する代わりに、誘電体ブロック12
を金属膜で被覆する際に、貫通孔15の内面をも含めて
被覆するようにしても良い。この構成は本発明第2の構
成に対応するものである。
【0028】図4は本発明の第4実施例を示す斜視図で
あり、図5は図4の分解斜視図である。この実施例は上
述した本発明第4の構成に対応するものである。同図に
おいて、21はそれぞれTE101 モードの誘電体共振器
であり、誘電体共振器21は概略直方体形状の誘電体ブ
ロックの全面を金属膜で被覆し、金属膜の一部を除去す
ることにより、結合用の窓21a又は入出力用の端子2
1bを形成して構成される。22は所定の箇所に位置出
し用の折り曲げ部22a及び接合用の貫通孔22bが形
成されたアース板であり、各誘電体共振器21はこのア
ース板22上にそれぞれの結合用の窓21aが形成され
ている面を接合した形で配置され、各誘電体共振器21
同士を、及びアース板22と各誘電体共振器21とを半
田付けにより固定して誘電体フィルタが構成される。
【0029】図5において、各誘電体共振器21の辺a
及びbの寸法は、下式,,から求めることができ
る。尚、λは波長、εr は誘電体ブロックの誘電率であ
る。
【数1】 尚、上記の誘電体共振器21の辺a及びbは、誘電率や
誘電体ブロックの外形寸法の交差、或いは結合用の窓に
よる共振周波数の変動を考慮して、若干大きめに製造す
ると良い。
【0030】中心周波数の調整は、各誘電体共振器21
の結合用の窓が形成されていない面において、レーザ加
工機等により金属膜を含む誘電体ブロックの一部を除去
することにより行うことができる。
【0031】図6に誘電体共振器21に形成される結合
用の窓(金属被覆除去部)の種々の形状が示されてい
る。結合用の窓は、同図(A),(B),(C)に示さ
れているように、円形、四角形、楕円形とすることがで
き、各誘電体共振器21間の結合度を強くしたい場合に
はそれぞれ中央部にこれを設け、結合度を弱くしたい場
合には中央部からずれた位置に設けることにより調整で
きる。また、窓の大きさによっても結合度を調整するこ
とができる。
【0032】同図(D),(E),(F)は誘導性窓の
例であり、窓の開いている面積が広い程結合度は強くな
り、上記と同様に中央部からずれた位置に窓を設ける
と、同じ面積であっても結合度は弱くなる。同図(G)
は容量性窓の例であり、上記と同様に窓の面積が広い程
結合度は強くなり、通過帯域幅が広くなる。
【0033】第4実施例の構成によると、TE101 モー
ドの誘電体共振器を配列して構成した誘電体フィルタで
あるから、高い無負荷Qを実現でき、低損失の誘電体フ
ィルタを構成できるとともに、異なる段数の誘電体共振
器からなる誘電体フィルタを構成する場合に、中心周波
数が同じであれば、個々の誘電体共振器の形状は同一寸
法で作成することができ、実現したい特性に応じて、結
合用の窓の形状や位置を調整することにより、所望の特
性の誘電体フィルタを得ることができる。そして、この
結合用の窓の形成は、金属膜の一部を除去するという極
めて容易な方法で実現することができる。
【0034】
【発明の効果】本発明は以上詳述したように、複数のT
101 モードの誘電体共振器を配列・結合させて誘電体
フィルタを構成しているので、高い周波数に適用された
場合であっても高い無負荷Qを実現することができ、損
失の少ない誘電体フィルタを提供することができるとい
う効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例を示す斜視図である。
【図2】本発明の第2実施例を示す斜視図である。
【図3】本発明の第3実施例を示す斜視図である。
【図4】本発明の第4実施例を示す斜視図である。
【図5】図4の分解斜視図である。
【図6】本発明の第4実施例における結合窓の形状を示
す図である。
【図7】λ/4半同軸共振器の特性を説明するための図
である。
【図8】TE101 モード共振器の特性を説明するための
図である。
【図9】従来技術を示す斜視図である。
【符号の説明】
11 誘電体フィルタ 12 誘電体ブロック 13 溝 14 入出力用端子 15 孔 16 金属ポスト 21 誘電体共振器 21a 結合用窓 22 アース板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 工藤 憲一 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 山崎 和久 東京都港区新橋5−36−11 富士電気化学 株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 概略直方体形状の誘電体ブロック(12)の
    少なくとも一の側部に、複数の溝(13)を所定間隔で形成
    し、 該溝(13)の内面を含む該誘電体ブロック(12)の所要表面
    を金属膜で被覆して、複数のTE101 モードの誘電体共
    振器を構成してなることを特徴とする誘電体フィルタ。
  2. 【請求項2】 概略直方体形状の誘電体ブロック(12)に
    複数の孔(15)を所定間隔で形成し、 該孔(15)の内面を含む該誘電体ブロック(12)の所要表面
    を金属膜で被覆して、複数のTE101 モードの誘電体共
    振器を構成してなることを特徴とする誘電体フィルタ。
  3. 【請求項3】 概略直方体形状の誘電体ブロック(12)に
    複数の孔(15)を所定間隔で形成し、 該誘電体ブロック(12)の所要表面を金属膜で被覆し、 該誘電体ブロック(12)の孔(15)に金属棒(16)を嵌入し、 該金属棒(16)と該金属膜とを電気的に接続して、複数の
    TE101 モードの誘電体共振器を構成してなることを特
    徴とする誘電体フィルタ。
  4. 【請求項4】 その表面が金属膜で被覆された概略直方
    体形状の誘電体ブロックの少なくとも一の側面の金属膜
    の一部を除去してTE101 モードの誘電体共振器を構成
    し、 複数の前記TE101 モードの誘電体共振器の金属膜の一
    部が除去された側面をそれぞれ互いに接合して構成した
    ことを特徴とする誘電体フィルタ。
JP8044691A 1991-03-20 1991-03-20 誘電体フィルタ Pending JPH06177607A (ja)

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Effective date: 19990706