JPH06310906A - 誘電体共振器及び誘電体フィルタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 同一ケース内に複数のフィルタ部を形成した
場合に，フィルタ部同士の結合が遮断できるフィルタを
提供するとともにケースからの影響を受けることなく物
性の変動を生じないので，組み立てが簡単で且つ小型化
できる誘電体共振器及び誘電体フィルタを提供するこ
と。 【構成】 誘電体フイルタは，共振素子１，２，３，
４，５を並列に配置したフィルタ部１０，２０をシール
ドケース３０内に形成している。この共振素子３，４
は，一側面に前記第１の導体膜を電気的に接続したシー
ルド用導体膜１３ｃを備えている。シールド用導体膜１
３ｃは共振素子３，４の一側面手前まで延在しており，
導体電極１２とは，接続されていない。結合素子１８は
共振素子３，４の一側面２４に対向する他側面２５又は
開放端２１の導体導体電極１２に重なって形成されて，
それぞれ共振器を形成している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，分布定数回路に用いら
れる誘電体フィルタに関し，詳しくは，プリント基板等
に実装される誘電体フィルタ及びそれに用いられる誘電
体共振器に関する。

【０００２】

【従来の技術】本出願人は，特願平４−２２００５６号
において，細長い誘電体で導体電極を挟み込み，これら
の誘電体の上下面を夫々アース導体で被覆するととも
に，中央の導体電極と上下のアース導体とを誘電体の一
端に設けた短絡用導体で相互に短絡してなる１／４波長
共振素子の複数本を短絡端とその反対端である開放端と
が交互に並ぶように並列に配置してなる誘電体フィルタ
を提案した。その一例として，共振素子を２本用いた例
を図９の分解斜視図に示す。また，図１０は図９の誘電
体フィルタの等価回路を示している。

【０００３】図９の誘電体フィルタで用いる共振素子
は，２枚のアース導体と１枚の導体電極の合計３枚の導
体を用いているので，トリプレート型共振素子と呼ぶ。

【０００４】この誘電体フィルタ１００は，一対の誘電
体共振器１１０とシールド用の金属ケース１２０とを備
えている。誘電体共振器１１０は，４角柱状の共振波長
λの１／４の波長に相当する長さを有する誘電体１１１
で導体電極１１２を挟み込み，これら誘電体１１１の上
下面にアース導体１１３で被覆するとともに中央の導体
電極１１２と上下のアース導体１１３とこれらを短絡す
る短絡用導体（短絡端）１１４とを設けた共振素子１１
５を備えている。この共振素子１１５の短絡端１１４と
その反対端である開放端１１６とが交互に並ぶように，
並列に配置されている。

【０００５】また，誘電体共振器１１０の共振素子１１
５の開放端１１６寄りの側面に露出した導体電極１１２
の一部を覆うように，表面に導体膜１１８を有する結合
素子１１７が設けられ，この上に設けられた金属片から
なる入出力端子１２０と，共振素子１１５とを静電結合
によって接続している。

【０００６】この誘電体共振器１１０一対を一組とし
て，シールド用の金属ケース１２０内に，開放端１１６
が互いに反対向きとなるように，所定間隔ｄを置いて互
いに平行となるように収容される。金属ケース１２０
は，金属製の上蓋部材１２１と，同様に金属製の接地導
電板１２２とを備えており，それぞれ上下のアース導体
１１３と接触するようにして，誘電体共振器１１０を収
容し，上蓋１２１に設けられた窓１２３から，入出力端
子１１８が夫々ケース外に露出する。

【０００７】図９の状態から誘電体フィルタを組み立て
るには，接地導体板１２１上に誘電体共振器１１０を取
り付け，上蓋１２１の側板１２６の内側に，接地導体板
１２１の立板１２５が位置するように，重ね合わせて固
定して形成される。

【０００８】完成した誘電体フィルタ１１０は，図１０
で示すように，結合素子１１７，１１７が第１キャパシ
タ，間隔ｄの電磁結合が第２キャパシタを形成し，これ
らの第１及び第２のキャパシタの間に並列に誘電体共振
器１１０，１１０からなるＬＣ素子を有する構成となっ
ている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら，前記の
誘電体フィルタにおいて，誘電体共振器１１０は，側面
側に導体膜が存在しないので，側面から電磁界が漏れ出
す。従って，誘電体フィルタのケースとの間に結合が生
じるため，両側に位置する共振器とケースとの間に適当
な間隔を設ける必要があり小型化が困難であった。

【００１０】また，金属ケース１２０内に少なくとも３
個の誘電体共振器１１０を配置して複数のフィルタ部を
形成する場合に，複数のフィルタ部の隣合う側に位置す
る誘電体共振器１１０同士の干渉が生じるため，各フィ
ルタ特性に悪影響を与えるため一定間隔以上離さなけれ
ばならず，この間隔が無駄な空間となり小型化が困難で
あった。

【００１１】そこで，本発明の技術的課題は，同一ケー
ス内に複数のフィルタ部を形成した場合に，フィルタ部
同士の結合が遮断できるフィルタを提供するとともにケ
ースからの影響を受けることなく物性の変動を生じない
ので，組み立てが簡単で且つ小型化できる誘電体共振器
及び誘電体フィルタを提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明によれば，細長い
誘電体で導体電極を挟み込み，これら誘電体の上下面を
夫々アース導体で被覆したこれらの誘電体を挟んで導体
電極とアース導体とを有する共振素子と，前記共振素子
と入出力端子とを結合する結合素子を備えた誘電体共振
器において，前記共振素子の一方の側面には，中央の導
体電極とは接続せずに上下のアース導体とは接続するよ
うに，前記側面全体に亘って設けたシールド用導体が設
けられていることを特徴とする誘電体共振器が得られ
る。

【００１３】本発明によれば，細長い誘電体で導体電極
を挟み込み，これら誘電体の上下面を夫々アース導体で
被覆した共振素子の複数本を並列に配置し，金属ケース
に前記上下のアース導体を接続しながら当該金属ケース
内に収納してなる誘電体フィルタにおいて，前記誘電体
フィルタの両側面に配置されている共振器の各々の側面
には，それぞれ，中央の導体電極とは接続せずに上下の
アース導体とは接続するように，該側面全体に亘って設
けたシールド用導体が設けられていることを特徴とする
誘電体フィルタが得られる。

【００１４】本発明によれば，細長い誘電体で導体電極
を挟み込み，これら誘電体の上下面を夫々アース導体で
被覆した共振素子の複数本を並列に配置し，金属ケース
に前記上下のアース導体を接続しながら当該金属ケース
内に収納してなる誘電体フィルタにおいて，前記誘電体
フィルタは，複数本の共振素子を備えるとともにこの複
数本の共振素子のうちの両側のものに外部端子に接続す
る結合素子を設けたフィルタ部を複数備え，前記複数の
フィルタ部の互いに隣り合う側にある共振素子同志の互
いに対向する側面には，それぞれ，中央の導体電極とは
接続せずに上下のアース導体とは接続するように，該側
面全体に亘って設けたシールド用導体が設けられている
ことを特徴とする誘電体フィルタが得られる。

【００１５】ここで，本発明においては，細長い誘電体
として共振波長λの１／４の長さのものを用いた場合に
は，中央の導体電極と上下のアース導体とを細長い誘電
体の一端に設けた短絡用導体で相互に連絡した共振素子
となり，一方，細長い誘電体として共振波長λの１／２
の長さのものを用いた共振素子の場合には，このような
短絡用導体で相互に連絡する必要がない。

【００１６】

【実施例】以下，本発明の実施例について，図面を参照
して説明する。

【００１７】図１は本発明の実施例に係る誘電体フィル
タを示す分解組立斜視図である。

【００１８】図２は，図１の誘電体フィルタの組立完了
状態を示す正面図である。

【００１９】図１及び図２に示すように，本発明の実施
例に係る誘電体フィルタは，第１，第２，第３の共振素
子１，２，３を有する第１フィルタ部１０と，第４及び
第５の共振素子４，５を有する第２フィルタ部２０とこ
れらを収容する上蓋３１及び下蓋３２と備えたシールド
ケース３０とから構成されている。

【００２０】第１フィルタ部１０は，側面開放端２１寄
りに図示しない結合素子を有する第１の共振素子１と，
両側面にシールド用の導体を有さずまた，静電結合素子
を有さない第２の共振素子２と，開放端２１に結合素子
１８を有する第３の共振素子３とを所定間隔を持って並
列に配置することによって構成されている。

【００２１】また，第２フィルタ部２０は，開放端２１
面に入出力端子１８を有する第４の共振素子４と，開放
端２１面寄り側面２３に結合素子１８を有する第５の共
振素子５とを所定の間隔を持って並列に配置することで
構成されている。

【００２２】図２に示すように，第１の共振素子１の側
面２４と第３の共振素子３の側面２３を対向させて，こ
れらの間に，第２の共振素子３を所定間隔ｄを夫々置い
て介在させて，両側に結合素子を設けて第１フィルタ部
１０を形成するとともに，第４の共振素子４と第５の共
振素子５とを所定間隔ｄ´を置いて，側面２４と側面２
３を対向させて，上下方向から金属板からなるシールド
ケース３０の内壁面を，各共振素子１，２，３，４，５
の上下両面に密着させている。

【００２３】第１フィルタ部１０の第１共振素子１は，
シールドケース３０の側壁３３とは，干渉しない予め定
められた間隔で設けられている。また，第２フィルタ部
２０の第１共振素子５も同様に，シールドケース３０の
側壁３４とは，影響しない間隔で設けられている。

【００２４】第１フィルタ部１０の第１共振素子１に設
けられた誘電セラミックス板の結合素子１８には，リー
ド線３３が接続されてケース外に引き出され，入出力端
子３５を形成している。また，第２フィルタ部２０の第
５の共振器５の静電容量素子１８にリード線１７が接続
されて，ケース外に引き出されて，入出力端子３６を形
成している。また，第３の共振器３及び第４の共振器４
の結合素子１８にリード線１７，１７が夫々接続されて
一本となる，入出力端子３７を形成している。

【００２５】第１フィルタ部１０と第２フィルタ部２０
との隣接する第３の共振素子３と，第４の共振素子４
は，任意のｄよりも狭い間隔で設けられている。

【００２６】図３（ａ），（ｂ），及び（ｃ）は共振素
子の一例を示す図で，（ａ）は斜視図，（ｂ）は正面
図，（ｃ）は背面図である。図１及び２における第３及
び第４の共振素子３，４が図３で示す共振素子に該当す
る。共振素子６は，共振波長λの１／４の長さの角柱状
の２個の誘電体１１，１１とこれに挟み込まれた導体電
極１２とを備えている。導体電極１２は，誘電体１１の
幅よりも短い。共振素子６の上下面２３は，アース導体
１３ａが形成されている。また，共振素子６の一端面２
２には，アース導体１３ａ，１３ａを連絡する短絡用導
体１３ｂが形成され短絡端２２´となっている。更に，
共振素子６の側面２４の一方には，シールド用導体１３
ｃが形成されている。導体電極１２は，共振素子６の一
側面のシールド用導体１３ｃの手前まで延在し，このシ
ールド用導体１３ｃとは，電気的接続を有しない。ま
た，側面２５及び他端面（開放端）２１には導体板１２
の端面が露出している。この共振素子６の端面（開放
端）２１に，導体膜１５を有する結合素子１８の裏面側
を貼付け，この導体膜１５にリード線１７を半田１６に
よって接合することで，共振器の入出力端子を形成して
いる。

【００２７】図３の共振素子を形成するには，図４に示
すように，共振波長λの１／４の長さの誘電セラミック
角柱からなる誘電体１１の一面に，アース導体１３ａと
して銀ペーストを焼き付けることで形成し，さらに，一
対の誘電体１１，１１の一面に対向する他面に，誘電体
１１よりも幅の短い板状の導体電極１２を，誘電体１１
の側面２４にこの導体電極１２の片側を揃えて挟み込ん
で接着し，更に，導体板１２が達していない一側面２３
及び導体電極の端面が露出している一端面２２に，銀ペ
ーストを焼き付けることで，短絡用導体１３ｂ及びシー
ルド用導体１３ｃを形成する。

【００２８】共振器は，これらの導体膜が形成されてい
ない他端面を開放端２１に，誘電セラミックス１４から
なる表面に導体膜１５が設けられた結合素子１８を導体
電極１２の露出端面上に重ねて貼着して形成され，図３
で示す共振器の完成となる。

【００２９】ここで，誘電体１１及び静電結合用のセラ
ミックスとして，本発明の実施例では，ＢａＴｉＯ₃ 系
を用いている。しかし，これに限定されるものでない。

【００３０】図５は図３の共振素子を用いた共振器の変
形例を示す図で，図５（ａ）は斜視図，図５（ｂ）は正
面図，及び図５（ｃ）は背面図である。

【００３１】図５で示すように，共振器は，共振素子６
の側面に静電結合素子１８を有する構成である他は，図
３で示される共振器と同様の構成を有する。

【００３２】図６は，共振素子の他の一例を示す図で，
図６（ａ）は斜視図，図６（ｂ）は正面図，及び図６
（ｃ）は背面図である。第２の共振素子２がこれに該当
する。この共振素子６´は図４に示す状態から，一端面
２２のみに短絡用導体１３ｂが形成されて短絡端２２´
を構成し，側面には，導体膜を形成していないない点
で，図３で示した共振素子６とは異なる。この共振素子
の開放端２１寄りの導体電極の露出端面上に，図３で示
すものと同様な結合素子１８を貼り付けると，図１及び
図２に示す第１の共振素子１及び第５の共振素子５に結
合素子１８を有する共振器となる。また，図６の側面に
結合素子を設ける代わりに，開放端２１に結合素子１８
を張り付けて，更に他の共振器を形成しても良い。

【００３３】図７は，図１及び図２の誘電体フィルタの
等価回路を示している。図３で示すように，入出力端子
３５と３７との間の第１フィルタ部１０は，結合素子１
８，１８からなる第１のキャパシタの間に，共振素子の
間隔ｄによる第２のキャパシタが形成され，これらの間
に並列に一端を接地した第１，第２，第３の共振素子
１，２，３によってＬＣ共振素子が並列に配置された構
成を有している。また，入出力端子３６と３７との間の
第２フィルタ部２０は，結合素子１８，１８からなる第
１のキャパシタ間に共振器の間隔ｄ´による第２のキャ
パシタが形成され，これらの間に並列に第４，第５の共
振素子４，５によりＬＣ共振素子が並列に配置された構
成となっている。

【００３４】図８は図１，図２及び図７に示された誘電
体フイルタの損失と周波数との関係を示す図である。図
１及び図２の端子３５と３７とを入出力端子とした場合
の第１フィルタ部１０の特性曲線５１及び図１及び図２
の端子３６と３７とを入出力端子とした場合の第２フィ
ルタ部の周波数特性（曲線５２）が示されている。

【００３５】図１及び図２で示す実施例においては，第
１の共振素子及び第５の共振素子として，図６で示した
ものを用いている。しかし，他の実施例においては，図
６で示したものの代わりに図５に示した共振素子を用い
て構成し，共振器のシールドケースとの対向面に第３の
導電膜を有する側面を対向させる。その場合には，両側
の共振器とシールドケース間との干渉が生じないので，
両側の共振器とシールドケース間との間隔を更に短くす
ることができ，さらに誘電体フィルタの小型化を図るこ
とができる。

【００３６】以上のべた，本発明の実施例においては，
共振周波数の波長λの１／４の長さを有する誘電体を用
いた共振素子についてのみのべたが，共振周波数の波長
λの１／２の長さの誘電体を用いた共振素子についても
本発明は適用できる。

【００３７】

【発明の効果】以上，説明したように，本発明によれ
ば，フィルタ部同士あるいはケースとおの結合が遮断で
き特性の変動を生じないので，組み立てが簡単で且つ小
型で複数のフィルタ部を有する誘電体フィルタ及び共振
器を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の実施例に係る誘電体フィルタを
示す分解組立斜視図である。

【図２】図１の誘電体フィルタの組立完了状態を示す正
面図である。

【図３】図３は共振素子の一例を示す図で，（ａ）は斜
視図である。（ｂ）は正面図である。（ｃ）は背面図で
ある。

【図４】図３で示す共振素子の製造方法を示す分解組立
斜視図である。

【図５】図３の共振素子を用いた共振器の他の例を示す
図である。（ａ）は斜視図である。（ｂ）は正面図であ
る。（ｃ）は背面図である。

【図６】共振素子の他の例を示す図である。（ａ）は斜
視図である。（ｂ）は正面図である。（ｃ）は背面図で
ある。

【図７】図１及び図２の誘電体フィルタの等価回路を示
す図である。

【図８】図１，図２及び図７に示された誘電体フイルタ
の損失と周波数との関係を示す図である。

【図９】従来の誘電体フィルタの一例を示す分解組立斜
視図である。

【図１０】図９の誘電体フィルタの等価回路を示す図で
ある。

【符号の説明】

１，２，３，４，５ 共振素子 ６，６´ 共振素子 １０ 第１フィルタ部 １１ 誘電体 １２ 導体電極 １３ａ アース導体 １３ｂ 短絡用導体 １３ｃ シールド用導体 １５ 導体膜 １６ 半田 １７ リード線 １８ 結合素子 ２０ 第２フィルタ部 ２１ 開放端 ２２´ 短絡端 ２３ 上下面 ２４，２５ 側面 ３０ シールドケース ３１ 上蓋 ３２ 下蓋 ３５，３６，３７ 入出力端子

───────────────────────────────────────────────────── 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 (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 細長い誘電体で導体電極を挟み込み，こ
   れら誘電体の上下面を夫々アース導体で被覆したこれら
   の誘電体を挟んで導体電極とアース導体とを有する共振
   素子と，前記共振素子と入出力端子とを結合する結合素
   子を備えた誘電体共振器において，前記共振素子の一方
   の側面には，中央の導体電極とは接続せずに上下のアー
   ス導体とは接続するように，前記側面全体に亘って設け
   たシールド用導体が設けられていることを特徴とする誘
   電体共振器。
2. 【請求項２】 細長い誘電体で導体電極を挟み込み，こ
   れら誘電体の上下面を夫々アース導体で被覆した共振素
   子の複数本を並列に配置し，金属ケースに前記上下のア
   ース導体を接続しながら当該金属ケース内に収納してな
   る誘電体フィルタにおいて，前記誘電体フィルタの両側
   面に配置されている共振器の各々の側面には，それぞ
   れ，中央の導体電極とは接続せずに上下のアース導体と
   は接続するように，該側面全体に亘って設けたシールド
   用導体が設けられていることを特徴とする誘電体フィル
   タ。
3. 【請求項３】 細長い誘電体で導体電極を挟み込み，こ
   れら誘電体の上下面を夫々アース導体で被覆した共振素
   子の複数本を並列に配置し，金属ケースに前記上下のア
   ース導体を接続しながら当該金属ケース内に収納してな
   る誘電体フィルタにおいて，前記誘電体フィルタは，複
   数本の共振素子を備えるとともにこの複数本の共振素子
   のうちの両側のものに外部端子に接続する結合素子を設
   けたフィルタ部を複数備え，前記複数のフィルタ部の互
   いに隣り合う側にある共振素子同志の互いに対向する側
   面には，それぞれ，中央の導体電極とは接続せずに上下
   のアース導体とは接続するように，該側面全体に亘って
   設けたシールド用導体が設けられていることを特徴とす
   る誘電体フィルタ。