JPH06310903A - 誘電体フィルタ用共振素子 - Google Patents

誘電体フィルタ用共振素子

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JPH06310903A
JPH06310903A JP10064593A JP10064593A JPH06310903A JP H06310903 A JPH06310903 A JP H06310903A JP 10064593 A JP10064593 A JP 10064593A JP 10064593 A JP10064593 A JP 10064593A JP H06310903 A JPH06310903 A JP H06310903A
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JP
Japan
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dielectric
resonant element
dielectric filter
filter
plate
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Withdrawn
Application number
JP10064593A
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English (en)
Inventor
Atsushi Furuta
淳 古田
栄▲吉▼ ▲吉▼田
Eikichi Yoshida
Takamitsu Kono
隆光 河野
Narikazu Ishikawa
成和 石川
Takeshi Yano
健 矢野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokin Corp
Original Assignee
Tokin Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 小型でしかも温度特性のよい誘電体フィルタ
を構成することのできる誘電体フィルタ用共振素子を提
供する。 【構成】 誘電体板2a及び2b導体板4を挟んで互い
に重ね合わされて配置されて共振素子本体部が構成され
る。共振素子本体部の一端面には誘電体板2cが配設さ
れ、共振素子本体部において一端面と対向する他端面及
び重ね合わせ面と対向する対向面に導電膜3a及び3b
が形成されるとともに誘電体板2cにおいてその表面及
び側面に導体膜3d及び3eが形成される。そして、誘
電体板2a及び2bと誘電体板2cとはその周波数温度
係数が互いに異符号である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は誘電体フィルタに用いら
れる共振素子に関し、特に、中心周波数が100MHz
乃至数GHzの帯域において用いられる移動体通信機器
で使用される誘電体フィルタ用共振素子に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、移動体通信機器で用いられる誘
電体フィルタでは、小型・軽量であるとともに挿入損失
が小さいことが要求され、さらに、温度特性が良好であ
るばかりでなく経年劣化が小さいことも要求されてい
る。このような誘電体フィルタでは円柱型、同軸型、及
びストリップライン型等の誘電体共振素子が用いられて
いる。そして、上述の誘電体フィルタに要求される特性
を満たすためには、共振素子に用いる誘電体材料として
比誘電率及びQ値が高いばかりでなく、共振周波数の温
度係数が0(ゼロ)ppm/℃近傍の値である材料を用
いる必要がある。
【0003】ここで、図3を参照して、従来の誘電体フ
ィルタ用共振素子について概説する。
【0004】図示の誘電体フィルタ用共振素子1は一対
の誘電体板2a及び2bを備えている。各誘電体板2a
及び2bは四角柱形状であり、誘電体板2aの一側面に
は導体膜3aが形成され、この一側面と対向する側面に
は導体膜3bが形成されている。同様に、誘電体板2b
の一側面には導体膜3aが形成され、この一側面と対向
する側面には導体膜3bが形成されている。
【0005】誘電体板2a及び2bはそれぞれ導体膜3
b及び3aが導体板4を挟んで対向する状態で重ね合わ
されおり、短絡端として用いられる面(端面)において
誘電体板2a及び2bには導体膜3cが形成されてい
る。つまり、図示の誘電体フィルタ用共振素子は図3に
おいて実線矢印で示す方向に位置する端面が開放され、
実線矢印で示す向きと逆方向に位置する端面が短絡され
ている。
【0006】誘電体板2a及び2bは同一の誘電率を有
しており、共振素子1の長さLはこの共振素子1を用い
た誘電体フィルタの中心周波数が1/4波長となるよう
に選定される。
【0007】図4を参照して、上述の共振素子を用いた
誘電体フィルタについて概説する。
【0008】図4には共振素子を2個用いた誘電体フィ
ルタが示されており、図4では各共振素子が参照番号1
a及び1bで示されている。共振素子1a及び1bはそ
の開放端及び短絡端が異なる方向に向けられて所定の間
隔(d)をおいて互いに平行状態となるように接地導体
板6上に配置されるとともに接地導体板6で覆われる。
つまり、図4において、共振素子1aは左側端面が開放
端となり、共振素子1bは左側端面が短絡端となってい
る。
【0009】共振素子1a及び1bにはそれぞれ開放端
近傍の側面に静電結合用誘電体板4a及び4bが接合さ
れ、これら静電結合用誘電体板4a及び4bの表面には
それぞれ静電結合用導体膜5a及び5bが形成されてい
る。そして、静電結合用導体膜5a及び5bにはそれぞ
れ入出力用端子7及び8が接続されている。
【0010】上述の誘電体フィルタでは共振素子1a及
び1bから漏れた電磁界が相互に干渉し合い、しかも各
共振素子1a及び1bの側面には電気接続端子が静電結
合用誘電体板4a及び4b、静電結合用導体膜5a及び
5bを介して接続されているため、入出力端子7及び8
間では共振素子1a及び1bの共振周波数近傍が通過帯
域となる。
【0011】ここで、誘電体率ε=110、共振周波数
の温度係数τ=−1050ppm/℃の誘電体材料を
用いて、図4においてw=1.4mm、h=2.8m
m、L=6.5mm、d=2.0mmとしてフィルタの
周波数特性(周波数(GHz)対減衰量(dB))を測
定した。この結果を図5に示す。さらに、このフィルタ
の中心周波数に対する温度特性を図6に示す。図6に示
すように、このフィルタでは−20℃〜60℃の温度変
化に対して約140MHzシフトしていることがわか
る。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】前述のように、誘電体
フィルタは小型・軽量であることが望ましい。一方、共
振素子の長さLは誘電体フィルタの中心周波数が1/4
波長となるように選定されている。共振素子の長さLは
誘電率の平方根に反比例することが知られており、従っ
て、共振素子の長さLを短くするためには誘電体の誘電
率を高くすればよい。
【0013】ところが、誘電率の高い誘電体材料は一般
に共振周波数の温度係数が大きく、従って、共振素子の
長さLを短くしようとすると、つまり、誘電体フィルタ
を小型化しようとすると、温度変化に対して共振周波数
が大きくシフトしてしまい、その結果、実用的な誘電体
フィルタを実現することが困難となってしまう。
【0014】本発明の目的は小型でしかも温度特性のよ
い誘電体フィルタを構成することのできる誘電体フィル
タ用共振素子を提供することにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、所定の
方向に延びる第1及び第2の誘電体板を備え前記第1及
び前記第2の誘電体板が前記所定方向に延びる面で導体
板を挟んで互いに重ね合わされて配置され共振素子本体
部が構成され、該共振素子本体部には前記所定方向と直
交する一端面に第3の誘電体板が配設され、前記共振素
子本体部において前記一端面と対向する他端面及び前記
重ね合わせ面と対向する対向面面に導電膜が形成される
とともに前記第3の誘電体板において前記共振素子本体
部の一端面と対向する表面及び該表面に直交するととも
に前記共振素子本体部の対向面に連続する面に導体膜が
形成されており、前記第1及び前記第2の誘電体板と前
記第3の誘電体板とはその周波数温度係数が互いに異符
号であることを特徴とする誘電体フィルタ用共振素子が
得られる。
【0016】
【作用】本発明では第1及び第2の誘電体板で構成され
る共振素子本体部の周波数温度係数と第3の誘電体板の
周波数温度係数とを互いに異符号とすることによって、
周囲温度の変化による共振素子本体部における容量変化
と第3の誘電体板における容量変化とが互いに異符号と
なり、その結果、本発明による共振素子を用いることに
よって小型でしかも温度特性のよい誘電体フィルタを構
成することができる。
【0017】
【実施例】以下本発明について実施例によって説明す
る。
【0018】図1を参照して、ここでは図3に示す共振
素子と同一の構成要素については同一の参照番号を付
す。図示の誘電体フィルタ用共振素子は誘電体板2a及
び2bを備えるとともに誘電体2cを備えており、誘電
体板2a及び2bの周波数温度係数と誘電体板2cの周
波数温度係数とは互いに異符号である。前述のように誘
電体2a及び2bには導体膜3a乃至3cが形成されて
おり、導体板4を介して重ね合わされている。なお、本
実施例では誘電体板2a及び2bで構成される部分を共
振素子本体部と呼ぶことにする。
【0019】この共振素子本体部は開放端面及び短絡端
面を備えており、開放端面に誘電体板2cが装着されて
いる。つまり、誘電体板2cは共振素子本体部に対して
並列に接続されていることになる。そして、誘電体2c
の表面上には導体膜3dが形成されるとともに互いに対
向する側面(図1において上面及び下面)には導体膜3
d及び導体膜3a又は3bに連続して導体膜3eが形成
されている。
【0020】いま、誘電体2a及び2cの比誘電率をε
、周波数温度係数をτf(ここではτf>0とす
る)、誘電体板2cの比誘電率をε、周波数温度係数
をτf(ここではτf<0とする)とし、温度変化
ΔTに対する共振素子本体部の容量変化をΔC、温度
変化ΔTに対する誘電体板2cの容量変化をΔCとす
ると、ΔC=εετfΔT(4wL/h) ΔC=εετfΔT(wh/t)で表される。
【0021】ここで、wは共振素子本体部(誘電体板2
a及び2b)の幅、lは共振素子本体部(誘電体板2a
及び2bの長さ、hは共振素子本体部の高さ、tは誘電
体板2cの厚さを示す。なお、εは真空中の誘電率で
ある。
【0022】上述のようにτf>0、τf<0であ
るから、ΔC>0、ΔC<0となる。共振素子全体
の容量変化をΔCとすれば、ΔC=ΔC+ΔCであ
るから、ΔC=ΔC+ΔCが最小になるように各種
パラメータ(ε,τf,ΔT,w,L,h,ε
τf,t)を設定する。
【0023】なお、上述の説明ではτf>0、τf
<0としたが、τf<0、τf>0でもよく、いず
れにしてもτf及びτfは互いに異符号であればよ
い。
【0024】ここで、図1に示す共振素子を2個用いて
図4に示す誘電体フィルタと同様な誘電体フィルタを構
成した(以下この誘電体フィルタを第1の試作品と呼
ぶ)。なお、第1の試作品では2個の共振素子は誘電体
板2cがそれぞれ逆方向に位置するように配置される。
【0025】さらに、図3に示す共振素子を2個用いて
誘電体フィルタを構成した(以下この誘電体フィルタを
第2の試作品と呼ぶ)。さらに、図3に示す共振素子を
2個用いて誘電体フィルタを作成した(以下この誘電体
フィルタを第3の試作品と呼ぶ)。
【0026】第1の試作品で用いた共振素子では誘電体
板2a及び2bの誘電率をε=110、周波数温度係
数τf=−1050ppm/℃、誘電体板2cの誘電
率をε=140、周波数温度係数τf=780pp
m/℃とし、さらに、L=4.1mm,t=1.5m
m,w=1.4mmとした。第2の試作品で用いた共振
素子では誘電体板2a及び2bの誘電率をε=11
0、周波数温度係数τf=−1050ppm/℃と
し、さらに、L=6.3mm,w=1.4mmとした。
また、第3の試作品で用いた共振素子では誘電体の誘電
率をε=140、周波数温度係数τf=780pp
m/℃とし、L=5.6mm,w=1.4mmとした。
なお、第1乃至第3の試作品ともにh=2.8mm、d
=2.0mmである。
【0027】これら第1乃至第3の試作品について温度
と中心周波数との関係について調べた。つまり、中心周
波数の温度依存性について調べた。その結果を図2に示
す。図2から明らかなように第1の試作品は温度変化に
対する中心周波数の変化が極めて小さいことがわかる。
【0028】このようにして、誘電体板2cを装着する
ことによって、共振素子全体の容量変化ΔCを小さく押
さえることができ、比較的温度係数の大きな高誘電率材
料が利用できる。かつ、容量が共振素子本体部に並列に
負荷される。その結果、誘電体板を小型することができ
る。つまり、小型でしかも温度特性の良好な誘電体フィ
ルタを提供できる。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように本発明では第1及び
第2の誘電体板で構成される共振素子本体部に第3の誘
電体板を装着し、第1及び第2の誘電体板の周波数温度
係数と第3の誘電体板の周波数温度係数を異符号にした
から、小型でしかも温度特性のよい誘電体フィルタを構
成することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による誘電体フィルタ用共振素子の一実
施例を示す斜視図である。
【図2】本発明による共振素子を用いた誘電体フィルタ
の温度依存性を従来の誘電体フィルタとともに示す図で
ある。
【図3】従来の誘電体フィルタ用共振素子を示す斜視図
である。
【図4】図3に示す共振素子を用いた誘電体フィルタを
分解して示す斜視図である。
【図5】図4に示す誘電体フィルタの周波数特性を示す
図である。
【図6】図4に示す誘電体フィルタの温度特性を示す図
である。
【符号の説明】
1 誘電体フィルタ用共振素子 2a,2b,2c 誘電体板 3a,3b,3c 導体膜 4 導体板 4a,4b 静電結合用誘電体板 5a,5b 静電結合用導体膜 6 接地導体板 7,8 入出力用端子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石川 成和 神奈川県川崎市高津区子母口398番地 株 式会社トーキン内 (72)発明者 矢野 健 神奈川県川崎市高津区子母口398番地 株 式会社トーキン内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 所定の方向に延びる第1及び第2の誘電
    体板を備え前記第1及び前記第2の誘電体板が前記所定
    方向に延びる面で導体板を挟んで互いに重ね合わされて
    配置され共振素子本体部が構成され、該共振素子本体部
    には前記所定方向と直交する一端面に第3の誘電体板が
    配設され、前記共振素子本体部において前記一端面と対
    向する他端面及び前記重ね合わせ面と対向する対向面に
    導電膜が形成されるとともに前記第3の誘電体板におい
    て前記共振素子本体部の一端面と対向する表面及び該表
    面に直交するとともに前記共振素子本体部の対向面に連
    続する面に導体膜が形成されており、前記第1及び前記
    第2の誘電体板と前記第3の誘電体板とはその周波数温
    度係数が互いに異符号であることを特徴とする誘電体フ
    ィルタ用共振素子。
JP10064593A 1993-04-27 1993-04-27 誘電体フィルタ用共振素子 Withdrawn JPH06310903A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1024547A2 (en) * 1999-01-28 2000-08-02 Murata Manufacturing Co., Ltd. Dielectric filter, dielectric duplexer, and communication apparatus

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1024547A2 (en) * 1999-01-28 2000-08-02 Murata Manufacturing Co., Ltd. Dielectric filter, dielectric duplexer, and communication apparatus
EP1024547A3 (en) * 1999-01-28 2002-03-27 Murata Manufacturing Co., Ltd. Dielectric filter, dielectric duplexer, and communication apparatus
US6411177B1 (en) 1999-01-28 2002-06-25 Murata Manufacturing Co., Ltd. Dielectric filter, dielectric duplexer, and communication apparatus

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