JPH06204708A

JPH06204708A - 誘電体フィルタ

Info

Publication number: JPH06204708A
Application number: JP43A
Authority: JP
Inventors: Tomokazu Komazaki; 友和駒崎; Katsuhiko Gunji; 勝彦郡司; Atsushi Fukazawa; 敦司深沢; Akira Mashita; 朗真下; Koichi Ichikawa; 晃一市川
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1992-12-28
Filing date: 1992-12-28
Publication date: 1994-07-22

Abstract

(57)【要約】【目的】誘電体フィルタの小形、高性能を図る。【構成】誘電体２１に誘電体同軸共振器24-1〜24-4を
設けた誘電体フィルタにおいて、多層基板１２に互いに
向き合う電極13-1、14-1、13-2、14-2等を形成すること
により容量を構成し、前記電極の一つ（13-1、13-2）を
誘電体同軸共振器24-1、24-2等に接続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は誘電体同軸共振器（以下
誘電体共振器という）を用いた誘電体フィルタに関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の誘電体フィルタは、均質な単体
からなるブロック状の誘電体、例えばセラミック内にほ
ぼ平行に複数の中心導体を設け、それぞれ所定の共振周
波数をもたせた複数の誘電体共振器を形成することによ
り、所望の周波数特性を得るようにしたものが知られて
いる。しかし、最近の通信容量の急速な増加に伴い、こ
のような誘電体フィルタに対しても一層の高性能化が要
求されている。このために、誘電体フィルタの減衰特性
として、その中心周波数に対する高域側の減衰量と、そ
の低域側の減衰量とが互いに大幅に異なった、即ち非対
称減衰特性を有する誘電体フィルタを要求されることが
多い。

【０００３】非対称減衰特性を有する誘電体フィルタと
して、例えば特願昭６３−２１８４７５号に示された有
極型誘電体フィルタがあり、図２はその斜視図である。

【０００４】図２において、２１は、縦Ｗ、横Ｌ及び高
さＨを有し、一体構造の誘電体、例えばセラミックから
なる直方体（以下、誘電体という。）である。図示の位
置において、誘電体２１の正面、背面、左右側面及び下
面には、斜線により示すように、例えばメッキにより導
電性のメタライズ層が形成され、特に図示していない
が、適当な手段により接地される。

【０００５】更に、誘電体２１の上面には、左側から順
に、導電性のパターン22-1〜22-7がギャップ23-1〜23-6
を介在させて形成されている。誘電体２１には、パター
ン22-1、22-3、22-5、22-7を貫通し、誘電体共振器とし
て機能する中心導体（以下、誘電体共振器という）24-1
〜24-4が埋没して設けられており、更に誘電体共振器24
-1〜24-4に外部回路25-1〜25-4が埋没して設けられる。
外部回路25-1〜25-4は、誘電体共振器24-1と誘電体共振
器24-2との間、及び誘電体共振器24-3と誘電体共振器24
-4との間をそれぞれ接続させて減衰極を形成するための
ものであり、ピン26-1〜26-4と、ピン26-1〜26-4を取り
囲む半径Ｄ（＞ｄ）を有し、例えばガラスエポキシのよ
うな誘電体からなる円筒27-1〜27-4と、ピン26-1とピン
26-2との間、及びピン26-3とピン26-4との間をそれぞれ
電気的に接続する導線28-1、28-2とからなる。

【０００６】パターン22-2及び22-6は、誘電体２１の正
面及び背面のメタライズ層に接続されている。また、パ
ターン22-4は、誘電体２１の上面を正面か背面に向って
上面の中間まで伸延しており、正面にのみ接続されてい
る。これらのパターン22-2、22-4及び22-6は、動作にお
いてそれぞれパターン22-1、22-3、22-5及び22-7との間
の電気的な結合を調整するために設けられたものであ
り、周波数調整用電極として機能する。

【０００７】図３は、図２に示す有極型誘電体フィルタ
の等価回路である。図３において、ｌ₁は誘電体共振器2
4-1のインダクタンス、Ｃ₁は誘電体共振器24-1の容量、
ｌ₂は誘電体共振器24-2のインダクタンス、Ｃ₂は誘電体
共振器24-2の容量、ｌ₃は誘電体共振器24-3のインダク
タンス、Ｃ₃は誘電体共振器24-3の容量、ｌ₄は誘電体共
振器24-4のインダクタンス、Ｃ₄は誘電体共振器24-4の
容量である。

【０００８】Ｃ_O1はピン26-1と誘電体共振器24-1との間
に存在する容量、Ｃ_O2はピン26-4と誘電体共振器24-4と
の間に存在する容量、ｌ₁₂は誘電体共振器24-1と誘電体
共振器24-2の間を結合するインダクタンス、ｌ₂₃は誘電
体共振器24-2と誘電体共振器24-3との間を結合するイン
ダクタンス、ｌ₃₄は誘電体共振器24-3と誘電体共振器24
-4との間を結合するインダクタンスである。

【０００９】Ｃ_p1はピン26-2と誘電体共振器24-2との間
の容量、Ｃ_p2はピン26-3と誘電体共振器24-3との間の容
量である。

【００１０】ｌ_p1はピン26-1とピン26-2との間を接続す
る導線28-1のインダクタンス、ｌ_p2はピン26-3とピン26
-4との間を接続する導線28-2のインダクタンスである。

【００１１】図４は上記の有極型誘電体フィルタの減衰
特性を示しており、外部的に附加された外部回路により
減衰極点が形成され、通過帯域の高域側の減衰量が低域
側の減衰量に比較して大きくなっている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成の誘電体フィルタでは外部入力回路あるいは外部出力
回路と誘電体共振器の間の容量、有限周波数の極を形成
するための容量等、誘電体共振器に結合させる容量は誘
電体共振器の中心導体にピンを挿入することにより実現
しているので、その容量の値は中心導体の大きさに依存
し、中心導体の径を小さくすると小さくなるものであっ
た。このため、中心導体の径を必要以上に小さくするこ
とができず、誘電体フィルタの小形化の障害になるとい
う問題点があった。また、中心導体やピンは小形になる
ほど精密に加工することが困難になり、安定で高精度な
容量を得ることができないという問題点があった。

【００１３】本発明は以上述べた問題点を除去するた
め、上記の容量を多層基板を用いて実現することにより
小形、高性能を図った優れた誘電体フィルタを提供する
ことを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、誘電体同軸共振器を用いた誘電体フィルタに
おいて、多層基板に互いに向き合う電極を形成すること
により容量を構成し、前記電極の一つを前記誘電体同軸
共振器に接続したものである。

【００１５】また、本発明は共振周波数調整用パターン
を有する誘電体同軸共振器を用いた誘電体フィルタにお
いて、多層基板の内部に電極を形成し、前記電極が前記
共振周波数調整用パターンに向き合うように前記多層基
板と前記共振周波数調整用パターンを密着させたもので
ある。

【００１６】

【作用】誘電体同軸共振器に結合される容量は多層基板
に電極を形成することにより構成されており、誘電体同
軸共振器の中心導体にピンを挿入して構成する従来の容
量より安定性が高く精度もよい。また、多層基板で構成
する容量と誘電体同軸共振器の大きさ等とは、従来のピ
ンを使用する場合と異なり、直接的な関係がないので、
誘電体フィルタを前記容量の値に拘束されることなく小
形にすることができる。

【００１７】

【実施例】図１は本発明の第１の実施例を示す断面図、
図５はその下面図である。

【００１８】図１において、２１は図示の位置において
正面、背面、左右側面及び上面に導電性のメタライズ層
が形成された直方体状の誘電体、22-1、22-3、22-5、22
-7は誘電体２１の下面に所定の間隔で形成された導電性
のパターン、24-1〜24-4はパターン22-1、22-3、22-5、
22-7を貫通し誘電体２１に埋没して設けられた誘電体共
振器として機能する円筒状の中心導体であり、いずれも
図２において同一符号を付したものと同様である。な
お、本実施例では図２に示すパターン22-2、22-4、22-6
は設けていない。

【００１９】また、11-1〜11-4は一端が中心導体24-1〜
24-4の穴部に挿入されて電気的に接続された導電性の端
子、１２は例えば誘電体を基板とする多層基板である。
多層基板１２の内部には図１に示すように所定の面積を
有する一対の電極13-1、14-1、一対の電極13-2、14-2が
それぞれ誘電体基板を介在して向き合うように形成され
ており、電極13-1は端子11-1の他端に、電極13-2は端子
11-2の他端にそれぞれ電気的に接続され、電極14-1、14
-2は多層基板１２の表面に形成された電極15-1にそれぞ
れ電極的に接続されている。なお、図５に示す電極15-1
の端部15-1a は外部の回路への接続に使用される。

【００２０】上記構成による誘電体フィルタにおいて
は、多層基板１２内に形成された電極13-1と14-1は容量
（Ｃ_o）を構成し、電極13-2と14-2も同様に容量（Ｃ_p）
を構成するから、誘電体共振器として機能する中心導体
24-1と外部の回路に接続される電極15-1との間に前記容
量Ｃ_oを挿入し、誘電体共振器として機能する中心導体2
4-2と電極15-1との間に前記容量Ｃ_pを挿入したことにな
る。

【００２１】即ち、本実施例は、図２に示すピン26-1と
例えばガラスエポキシのような誘電体からなる円筒27-1
を介して誘電体共振器の中心導体24-1との間に形成され
る外部の回路と結合するための容量、ピン26-2と例えば
ガラスエポキシのような誘電体からなる円筒27-2を介し
て誘電体共振器の中心導体24-2との間に形成される有限
周波数に減衰極を設けるためのオーバーカップリング容
量をそれぞれ図１に示す多層基板１２内に電極13-1と14
-1、電極13-2と14-2を形成することにより実現できるこ
とを示している。

【００２２】なお、図１に示す多層基板１２の右側にも
上記の電極13-1〜15-1、13-2、14-2と同様な電極が形成
され、前記容量Ｃ_o、Ｃ_pに相当する容量が実現されてい
る。また、図１において端子11-1〜11-4はその一部が中
心導体24-1〜24-4の穴部に挿入されているが、全てを挿
入してもよい。

【００２３】以上、説明したように本実施例によれば、
多層基板内に電極を形成することにより中心導体に結合
する容量、例えば上記の容量Ｃ_o、Ｃ_pを実現しているの
で、容量の安定化、高精度化を図ることができ、図２に
示す従来の誘電体フィルタに比べ安定性、性能が優れて
いる小形の誘電体フィルタを得ることができる。

【００２４】なお、多層基板１２は他の部品を搭載する
多層基板の一部を利用するものであってもよい（以下に
説明する各実施例についても同様である）。

【００２５】図６は本発明の第２の実施例を示す断面図
であり、図１に示す端子11-1〜11-4を不要とすることに
より構造の簡単化を図ったものである。

【００２６】図６において、２１は誘電体、22-1、22-
3、22-5、22-7は導電性のパターン、24-1〜24-4は中心
導体であり、いずれも図１において同一符号を付したも
のと同様である。６１は誘電体を基板とする多層基板で
ある。多層基板６１の表面には図６に示すように電極62
-1、62-2が形成され、多層基板６１の内部には電極63-
1、63-2が誘電体基板を介在して電極62-1、62-2に向き
合うように形成されている。更に、電極63-1、63-2は多
層基板６１の表面に形成された電極64-1に電極的に接続
され、電極62-1、62-2は誘電体２１の表面に形成された
導電性のパターン22-1、22-3を介して中心導体24-1、24
-2にそれぞれ電気的に接続されている。

【００２７】これにより、誘電体共振器として機能する
中心導体24-1と外部の回路に接続される電極64-1との間
に電極62-1、63-1からなる容量（Ｃ_o）が形成されるこ
とになり、また誘電体共振器として機能する中心導体24
-2と電極64-1との間に電極62-2、63-2からなる容量（Ｃ
_p）が形成されることになり、前記容量Ｃ_oは中心導体24
-1と外部の回路を結合する容量として、前記容量Ｃ_pは
有限周波数に減衰極を設けるためのオーバーカップリン
グ容量として機能させることができる。

【００２８】以上、説明したように本実施例によれば、
パターン22-1、22-3、22-5、22-7を利用することにより
図１に示す端子11-1〜11-4を不要にしたので構造が簡単
になり、中心導体24-1〜24-4の大きさは端子11-1〜11-4
に影響されることなく自由に設定できる。また、多層基
板６１の表面に形成した電極62-1、62-2を、誘電体２１
の表面に形成したパターン22-1、22-3に直接電気的に接
続しているので、図１に示す場合に比べ多層基板６１の
厚さは誘電体基板１枚分だけ薄くなる。従って、図１に
示す誘電体フィルタに比べ一層小形化を図ることができ
る。

【００２９】なお、図６において電極62-1、62-2を省略
し、誘電体２１の表面に形成されたパターン22-1、22-3
と多層基板６１内に形成された電極63-1、63-2で容量を
構成してもよい（以下に説明する図７、図１０の場合も
同様に、パターン22-1、22-3に接続される多層基板上の
電極を省略することができる）。

【００３０】図７は本発明の第３の実施例を示す断面図
であり、図８はその下面図である。

【００３１】図６に示す第２の実施例においては容量Ｃ
_o、Ｃ_pをそれぞれ２個の電極により構成された容量によ
り実現しているが、本実施例においては容量Ｃ_o、Ｃ_Pを
それぞれ３個以上の電極により構成された容量、即ち複
数の容量を直列に接続した合成容量により実現してい
る。

【００３２】図７において、多層基板７１の表面には電
極72-1、72-2が形成されている。多層基板７１の内部に
は電極73-1、73-2が誘電体基板を介在して電極72-1、72
-2に向き合うように、電極74-1、74-2が誘電体基板を介
在して電極73-1、73-2に向き合うようにそれぞれ形成さ
れている。また、多層基板７１の電極72-1、72-2が形成
されている面と反対側の表面には電極75-1、75-2が誘電
体基板を介して電極74-1、74-2に向き合うように形成さ
れ、更に電極75-1と75-2は電極76-1で接続され、電極75
-1は電極76-2に接続されている。そして、電極72-1、72
-2は誘電体２１の表面に形成されている導電性のパター
ン22-1、22-2を介して中心導体24-1、24-2にそれぞれ電
気的に接続されている。なお、上記の電極75-1、75-2は
多層基板７１内に形成してもよい。

【００３３】電極72-1と73-1、電極73-1と74-1、電極74
-1と75-1はそれぞれ容量を構成しているので（以下、こ
れらの容量をそれぞれＣ₁₂、Ｃ₂₃、Ｃ₃₄で表わす）、電
極72-1と75-1の間には次式で表わされる容量Ｃ_oが存在
する。

【００３４】

【数１】

【００３５】即ち、誘電体共振器として機能する中心導
体24-1と、外部の回路に接続される電極76-2は容量Ｃ_o
で結合されることになる。この容量Ｃ_oを所定の値に設
定するためには、上式を満足するように電極72-1、73-
1、74-1及び75-1の面積と各電極間に介在する誘電体基
板の厚さを決定すればよい。

【００３６】電極72-2と75-2の間に存在する容量
（Ｃ_p）についても上述の容量Ｃ_oと同様なことが言え
る。

【００３７】本実施例は以上に説明した構成を採用して
いるので、容量Ｃ₁₂、Ｃ₂₃、またはＣ₃₄のうちどれかを
調整可能にすることにより（例えば電極65-1の電極の一
部を除去することにより容量Ｃ₃₄の値を変化させること
ができる）、容量Ｃ_oを所定の値に精密に調整すること
ができる。

【００３８】図９は、以上説明した図１、図６及び図７
に示す誘電体フィルタの等価回路であり、Ｃ_o、Ｃ_pは多
層基板に電極を形成することにより実現した容量であ
る。

【００３９】図１０は本発明の第４の実施例を示す断面
図、図１１はその下面図、図１２はその等価回路図であ
る。

【００４０】本実施例は、誘電体共振器として機能する
中心導体24-1と24-2を結合する容量Ｃ₁₂、中心導体24-2
と24-3を結合する容量Ｃ₂₃、中心導体24-3と24-4を結合
する容量Ｃ₃₄、中心導体24-1と外部の回路を結合する容
量Ｃ_O1、及び中心導体24-4と他の外部の回路を結合する
容量Ｃ_O2を、多層基板１０１に電極を形成することによ
り実現したものである。即ち図１０において、１０２で
示す範囲の電極は容量Ｃ_O1を、１０３で示す範囲の電極
は容量Ｃ₁₂を、１０４で示す範囲の電極は容量Ｃ₂₃を、
１０５で示す範囲の電極は容量Ｃ₃₄を、１０６で示す範
囲の電極は容量Ｃ_O2をそれぞれ構成している。

【００４１】本実施例においても、図７に示す第３の実
施例の場合と同様にして、誘電体共振器間を結合する容
量Ｃ₁₂、Ｃ₂₃、Ｃ₃₄を設定値に精密に調整することがで
きる。

【００４２】以上、多層基板を用いて容量の実現の場合
のみ説明したが、インダクタンスの場合も全く同様に取
扱いが可能で、容量の場合と同様の効果がある。

【００４３】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように本発明によ
れば、誘電体同軸共振器に結合させる容量を多層基板に
電極を形成することにより実現しているので、高精度で
安定性の良い容量を得ることが可能になり、高性能、小
形の誘電体フィルタを実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す断面図である。

【図２】従来の有極型誘電体フィルタを示す斜視図であ
る。

【図３】図２の有極型誘電体フィルタの等価回路図であ
る。

【図４】図２の有極型誘電体フィルタの減衰特性図であ
る。

【図５】本発明の第１の実施例を示す下面図である。

【図６】本発明の第２の実施例を示す断面図である。

【図７】本発明の第３の実施例を示す断面図である。

【図８】本発明の第３の実施例を示す下面図である。

【図９】図１、図６、図７に示す実施例の等価回路図で
ある。

【図１０】本発明の第４の実施例を示す断面図である。

【図１１】本発明の第４の実施例を示す下面図である。

【図１２】図１０の実施例の等価回路図である。

【符号の説明】

11-1〜11-4 端子１２多層基板 13-1，13-2，14-1，14-2，15-1 電極２１誘電体 22-1，22-3，22-5，22-7 パターン 24-1〜24-4 中心導体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者真下朗東京都港区芝浦４丁目11番15号株式会社沖ビジネス内 (72)発明者市川晃一東京都港区芝浦４丁目11番15号株式会社沖ビジネス内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】誘電体同軸共振器を用いた誘電体フィル
タにおいて、多層基板に互いに向き合う電極を形成することにより容
量を構成し、前記電極の一つを前記誘電体同軸共振器に
接続したことを特徴とする誘電体フィルタ。
【請求項２】前記電極はすべて前記多層基板の内部に
形成する請求項１記載の誘電体フィルタ。
【請求項３】前記多層基板に互いに向き合う電極を複
数形成することにより前記容量を直列接続した合成容量
として構成した請求項１記載の誘電体フィルタ。
【請求項４】共振周波数調整用パターンを有する誘電
体同軸共振器を用いた誘電体フィルタにおいて、多層基板の内部に電極を形成し、前記電極が前記共振周
波数調整用パターンに向き合うように前記多層基板と前
記共振周波数調整用パターンを密着させたことを特徴と
する誘電体フィルタ。
【請求項５】前記多層基板の内部に直列接続された合
成容量を構成する互いに向き合う複数の電極を形成し、
その一つを前記共振周波数調整用パターンに向き合う電
極とする請求項４記載の誘電体フィルタ。