JPH0637508A - 誘電体フィルタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】トリプレート構造型誘電体フィルタにおいて，
結合用スリットを設けるための誘電体基板の階段状加工
する必要性を省くことにより，製造工程が単純化され，
しかも小型化、薄型化が可能になる誘電体フィルタを提
供する。 【構成】上側誘電体基板１０１の下面および下側誘電体
基板１０２の上面に１／４波長共振器内導体１０７ａ、
１０７ｂを設ける。上側誘電体基板１０１の下面および
下側誘電体基板１０２の上面に、さらに結合用接地導体
１０８を設ける。結合用接地導体１０８は１／４波長共
振器内導体１０７ａ、１０７ｂの側面とは所定の間隔離
れてこの１／４波長共振器内導体１０７ａおよび１０７
ｂ間に設けられている。結合用接地導体１０８の前端部
は開放端側接地導体１０６に接続され、結合用接地導体
１０８の後端部は１／４波長共振器内導体１０７ａ、１
０７ｂ間の中央付近まで延在している。前記のような上
側誘電体基板１０１の下面および下側誘電体基板１０２
の上面を貼り合わせて誘電体フィルタを構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は誘電体フィルタに関し、
特にトリプレート構造コムライン型誘電体フィルタに関
する。

【０００２】

【従来の技術】図３Ａ、Ｂ、Ｃは、それぞれ、従来のト
リプレート構造型誘電体フィルタを示す分解組立図、底
面図および斜視図であり、図４はその等価回路を示すブ
ロック図である。

【０００３】この従来の誘電体フィルタは、貼り合わせ
タイプの結合用スリットを有するトリプレート構造誘電
体フィルタであり、２個の誘電体ブロック２０１を貼り
合わせたものに側面ＧＮＤ板を接合した構造となってい
る。

【０００４】この従来のトリプレート構造型誘電体フィ
ルタは次のようにして製造される。

【０００５】まず、スリット２０６用の突起を持った型
を使用して型抜きにより誘電体ブロック２０１を形成す
る。なお、この型抜きに使用する型は従来の型に比べて
より簡単な構造とすることができるために、型抜き作業
が一応は容易となっている。

【０００６】次に、誘電体ブロック２０１の当接平面２
０２（この当接平面２０２上には内導体が形成されるこ
とになるので内導体面２０２ともいう）上に内導体２１
２を形成する。

【０００７】次に、誘電体ブロック２０１の背面、底面
および側面の全面に背面導体２０３、底面導体２０４、
側面導体２０５をそれぞれ設ける。この場合、側面には
入出力用導体２０８の両側を残して全面に側面導体２０
５を形成する。また、下側の誘電体ブロック２０１の背
面には表面実装用入出力導体２０９の周囲を残して全面
に背面導体２０３を形成する。

【０００８】このように内導体２１２、背面導体２０
３、底面導体２０４、側面導体２０５を構成して各々の
導体を互いに接続する。内導体２１２が底面導体２０４
によって接続されることにより内導体２１２が短絡され
る。このように底面導体２０４は短絡導体を構成するこ
とになるので短絡導体２０４ともいう。

【０００９】なお、以上のような導体は一般的には銀ペ
ーストを塗布しその後焼成することにより形成される。

【００１０】次に、このようにして形成した上側および
下側の２個の誘電体ブロック２０１を、当接平面２０２
を互いに当接させ当接する内導体２１２間を、例えば銀
ペーストを用いて接合することにより貼り合わせる。

【００１１】次に、貼り合わせた誘電体ブロック２０１
の側面導体２０５上に側面ＧＮＤ板２０７を接合してト
リプレート構造型誘電体フィルタを完成する。

【００１２】なお、入出力用導体２０８を表面実装用入
出力導体２０９と接続するために、下側の誘電体ブロッ
ク２０１の側面には入出力用導体２１６が設けられてい
る。

【００１３】このようにして形成されたトリプレート構
造型誘電体フィルタにおいては、図３Ｃに示すように、
内導体２１２は内導体２１２に平行な背面導体２０３か
らなる２つの外導体２１０の中心にあり、トリプレート
ライン（Triplate Line ）の中心導体ともいわれる。

【００１４】この従来のトリプレート構造型誘電体フィ
ルタにおいては、内導体２１２、上側および下側の外導
体２１０は短絡導体２０４によって短絡されていて、ま
た図３Ｃの高さ方向がＴＥＭモードにおいて共振波長の
１／４となり、１／４波長トリプレート構造型誘電体フ
ィルタとして動作する。

【００１５】内導体２１２の間には結合用スリット２１
５ｂが設けられ、内導体２１２の外側には特性インピー
ダンス整合用スリット２１５ａ、２１５ｃがそれぞれ設
けられている。

【００１６】これらのスリット２１５ａ、２１５ｂ、２
１５ｃは誘電体ブロック２０１の誘電体とは異なる誘電
率をもつ誘電体（通常は空気）で構成されており、図４
に示すように、互いに隣接する共振器２２２間に電磁界
結合を生じさせる。

【００１７】すなわち、共振周波数ｆにおいて、このス
リット２１５ａ、２１５ｂ、２１５ｃが存在するため
に、共振器２２２間において偶モードの実効誘電率と奇
モードの実効誘電率との間に違いが発生する。

【００１８】いま、偶モードの実効誘電率をεｒｅ、奇
モードの実効誘電率をεｒｏ、結合係数をＫとすると、

【００１９】

【数１】

【００２０】が得られる。

【００２１】また、共振器２２２の特性インピーダンス
Ｚは、偶モード時の特性インピーダンスＺ０ｅ、奇モー
ド時の特性インピーダンスＺ０ｏから、

【００２２】

【数２】

【００２３】となる。

【００２４】そして、共振器２２２間のジャイレータ２
２５のジャイレータインピーダンスをＺｊとすると、

【００２５】

【数３】

【００２６】となる。

【００２７】したがって、これらの式から所望の特性の
誘電体フィルタを設計することができる。

【００２８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のトリプレート構造型誘電体フィルタでは、内
導体２１２によって構成される共振器２２２間に誘電体
ブロック２０１の誘電体とは異なる誘電率をもつ誘電体
（通常は空気）で構成されるスリット２１５ａ、２１５
ｂ、２１５ｃを設けることが必要である。そのために、
誘電体ブロック２０１を階段状に加工または一体成型す
る必要が生じ、製造工程が複雑になり、製造コストが上
昇するという問題がある。

【００２９】そして、このような誘電体フィルタがさら
に小型化、薄型化された場合には、スリットの形成自体
がさらに困難となるという問題がある。

【００３０】したがって、本発明の目的は、製造工程が
複雑になることがなく、しかも小型化、薄型化が可能に
なる誘電体フィルタを提供することにある。

【００３１】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、背面接
地導体が上面に設けられた上側誘電体基板と、背面接地
導体が下面に設けられ、前記上側誘電体基板と貼り合わ
せられた下側誘電体基板と、前記上側誘電体基板の下面
または前記下側誘電体基板の上面の少なくとも一方の面
上に設けられそれぞれ開放端側と短絡端側とを有する複
数の共振器内導体と、前記複数の共振器内導体の短絡端
に接続された短絡端接地導体と、前記複数の共振器内導
体の開放端側に前記開放端とは所定の間隔離れて設けら
れた開放端側接地導体とを備える誘電体フィルタにおい
て、前記複数の共振器内導体と同一平面内であって、前
記共振器内導体の側面とは所定の間隔離れて前記共振器
内導体間に設けられ、その一端部は前記開放端側接地導
体および前記短絡端接地導体のいずれか一方に接続さ
れ、その他端部は前記共振器内導体間の途中まで延在し
ている接地導体を有することを特徴とする誘電体フィル
タが得られる。

【００３２】

【作用】本発明においては、結合用接地導体を、共振器
内導体と同一平面内であって共振器内導体の側面とは所
定の間隔離れて共振器内導体間にその一端部を開放端側
接地導体および短絡端接地導体のいずれか一方に接続し
その他端部を共振器内導体間の途中まで延在して設けて
いるから、共振器内導体の特性インピーダンスを開放端
側と短絡端側とで異ならせることができる。結合用接地
導体を開放端接地導体から延在させれば、共振器内導体
の開放端側の特性インピーダンスが小さくなり、共振器
内導体間に容量結合が生じる。また、結合用接地導体を
短絡端接地導体から延在させれば、共振器内導体間に誘
導結合が生じる。

【００３３】このように、本発明においては、結合用接
地導体を共振器内導体と同一平面内に設けることにより
共振器内導体間に容量結合または誘導結合を生じさせる
ことができるから、結合用スリットを設けるために誘電
体基板を階段状に加工または一体成型等する必要がな
い。したがって、誘電体基板の加工精度によって誘電体
フィルタの特性のばらつきが限定されてしまうこともな
くなる。さらに、誘電体基板を階段状に加工または一体
成型等する必要がないから、誘電体フィルタの小型化、
薄型化も可能となる。

【００３４】なお、共振器内導体の短絡端側に接続され
る底面接地導体（短絡端接地導体）は好ましくは上側誘
電体基板の後側面および下側誘電体基板の後側面の全面
に設けられる。また、上側誘電体基板の右左側面および
下側誘電体基板の右左側面にも好ましくは入出力端子部
を除いて全面に側面接地導体が設けられる。

【００３５】また、共振器内導体は好ましくは上側誘電
体基板の下面および下側誘電体基板の上面の両面に設け
られる。そして、結合用接地導体も好ましくは上側誘電
体基板の下面および下側誘電体基板の上面の両面に設け
られる。

【００３６】

【実施例】次に、本発明の実施例を添付の図面を参照し
て説明する。

【００３７】図１Ａは本発明の第１の実施例を説明する
ための模式展開図であり、図１Ｂは本実施例の底面図で
ある。

【００３８】上側誘電体基板１０１および下側誘電体基
板１０２には高誘電率でＱが高く、しかも温度依存性の
少ない高誘電率材料が用いられており、このような材料
を用いて１／２波長または１／４波長共振器を作ること
により、小型で低損失な誘電体共振器を得ている。

【００３９】上側誘電体基板１０１の下面および下側誘
電体基板１０２の上面には１／４波長共振器内導体１０
７ａ、１０７ｂがともに設けられている。１／４波長共
振器内導体１０７ａ、１０７ｂの後方端がともに短絡端
となっており、コムライン配列で共振器間を電磁界結合
させている。

【００４０】１／４波長共振器内導体１０７ａ、１０７
ｂは、背面接地導体１０３、底面接地導体（短絡端接地
導体）１０４、側面接地導体１０５および開放端側接地
導体１０６によって囲まれた構造となっている。なお、
背面接地導体１０３は上側誘電体基板１０１の上面およ
び下側誘電体基板１０２の下面に設けられ、底面接地導
体１０４は上側誘電体基板１０１の後側面および下側誘
電体基板１０２の後側面に設けられ、側面接地導体１０
５は上側誘電体基板１０１の右側面および左側面並びに
下側誘電体基板１０２の右側面および左側面に設けら
れ、開放端側接地導体１０６は上側誘電体基板１０１の
前側面および下側誘電体基板１０２の前側面に設けられ
ている。

【００４１】１／４波長共振器内導体１０７ａ、１０７
ｂの短絡端はともに底面接地導体（短絡端接地導体）１
０４と接続され、その開放端側は開放端側接地導体１０
６までは貫通していない構造となっている。

【００４２】上側誘電体基板１０１の下面および下側誘
電体基板１０２の上面には、さらに結合用接地導体１０
８が設けられている。結合用接地導体１０８は１／４波
長共振器内導体１０７ａ、１０７ｂの側面とは所定の間
隔離れてこの１／４波長共振器内導体１０７ａおよび１
０７ｂ間に設けられている。結合用接地導体１０８の前
端部は開放端側接地導体１０６に接続され、結合用接地
導体１０８の後端部は１／４波長共振器内導体１０７
ａ、１０７ｂの共振方向（開放端側から短絡端側に向か
う方向）に１／４波長共振器内導体１０７ａ、１０７ｂ
の中央付近まで延在している。

【００４３】このように、結合用接地導体１０８を１／
４波長共振器内導体１０７ａおよび１０７ｂ間の途中ま
で延在させることにより、１／４波長共振器内導体１０
７ａ、１０７ｂの特性インピーダンスを開放端側と短絡
端側とで異ならせることができる。本実施例の場合にお
いては、結合用接地導体１０８を開放端接地導体１０６
から延在させているから、１／４波長共振器内導体１０
７ａ、１０７ｂの開放端側の特性インピーダンスＺ０が
小さくなり、１／４波長共振器内導体１０７ａ、１０７
ｂ間に容量結合が生じる。

【００４４】入出力用導体１０９も上側誘電体基板１０
１の下面および下側誘電体基板１０２の上面にそれぞれ
設けられ、１／４波長共振器内導体１０７ａ、１０７ｂ
のある点から上側誘電体基板１０１および下側誘電体基
板１０２の側面にまでそれぞれ延在している。

【００４５】入出力用導体１０９は下側誘電体基板１０
２の左側面および右側面にそれぞれ設けられた断面が半
円状の凹部１１１ａ、１１１ｂの側面上をそれぞれ延在
し下側誘電体基板１０２の底面に設けられた入出力端子
１１０ａ、１１０ｂにそれぞれつながっている。このよ
うに入出力端子がそれぞれ誘電体フィルタの底面に設け
られているから表面実装に適した構造となる。なお、入
出力用導体１０９は上側誘電体基板１０１の左側面およ
び右側面にそれぞれ設けられた断面が半円状の凹部１１
１ａ、１１１ｂの側面の途中までそれぞれ延在して設け
られている。

【００４６】このような１／４波長共振器内導体１０７
ａ、１０７ｂおよび結合用接地導体１０８が設けられた
上側誘電体基板１０１の下面および下側誘電体基板１０
２の上面を貼り合わせてトリプレートライン１／４波長
誘電体フィルタが構成される。なお、上側誘電体基板１
０１および下側誘電体基板１０２としては入出力端子の
部分を除いてほぼ同一のものを使用している。そしてこ
の上側誘電体基板１０１および下側誘電体基板１０２は
平板の高誘電率基板を用いることができるから、従来の
ようにスリットを設けるために階段状に加工したり一体
成型する必要もない。

【００４７】図２Ａは本発明の第２の実施例を説明する
ための模式展開図であり、図２Ｂは本実施例の底面図で
ある。

【００４８】本実施例においても、結合用接地導体１０
８は１／４波長共振器内導体１０７ａ、１０７ｂの側面
とは所定の間隔離れてこの１／４波長共振器内導体１０
７ａおよび１０７ｂ間に設けられている。結合用接地導
体１０８の後端部は底面接地導体（短絡端接地導体）１
０４と接続され、結合用接地導体１０８の前端部は１／
４波長共振器内導体１０７ａおよび１０７ｂ間の中央付
近まで延在している。

【００４９】このように、結合用接地導体１０８を１／
４波長共振器内導体１０７ａおよび１０７ｂ間の途中ま
で延在させることにより、１／４波長共振器内導体１０
７ａ、１０７ｂの特性インピーダンスを開放端側と短絡
端側とで異ならせることができる。本実施例の場合にお
いては、結合用接地導体１０８を底面接地導体（短絡端
接地導体）１０４から延在させているから、１／４波長
共振器内導体１０７ａ、１０７ｂ間に誘導結合が生じ
る。

【００５０】

【発明の効果】本発明においては、結合用接地導体を、
共振器内導体と同一平面内であって共振器内導体の側面
とは所定の間隔離れて共振器内導体間にその一端部を開
放端側接地導体および短絡端接地導体のいずれか一方に
接続しその他端部を共振器内導体間の途中まで延在して
設けているから、共振器内導体の特性インピーダンスを
開放端側と短絡端側とで異ならせることができ、その結
果、共振器内導体間に容量結合または誘導結合を生じさ
せることができるから、結合用スリットを設けるために
誘電体基板を階段状に加工または一体成型等する必要が
ない。したがって、誘電体基板の加工精度によって誘電
体フィルタの特性のばらつきが限定されてしまうことも
なくなる。さらに、誘電体基板を階段状に加工または一
体成型等する必要がないから、誘電体フィルタの小型
化、薄型化も可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を説明するための図であ
り、図１Ａは模式展開図であり、図１Ｂは底面図であ
る。

【図２】本発明の第２の実施例を説明するための図であ
り、図２Ａは模式展開図であり、図２Ｂは底面図であ
る。

【図３】従来例を説明するための図であり、図３Ａ、
Ｂ、Ｃは、それぞれ、従来のトリプレート構造型誘電体
フィルタを示す分解組立図、底面図および斜視図であ
る。

【図４】図３の誘電体フィルタの等価回路を示すブロッ
ク図である。

【符号の説明】

１０１…上側誘電体基板 １０２…下側誘電体基板 １０３…背面接地導体 １０４…底面接地導体（短絡端接地導体） １０６…開放端側接地導体 １０７ａ、１０７ｂ…１／４波長共振器内導体 １０８…結合用接地導体

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】背面接地導体が上面に設けられた上側誘電
   体基板と、背面接地導体が下面に設けられ、前記上側誘
   電体基板と貼り合わせられた下側誘電体基板と、前記上
   側誘電体基板の下面または前記下側誘電体基板の上面の
   少なくとも一方の面上に設けられそれぞれ開放端側と短
   絡端側とを有する複数の共振器内導体と、前記複数の共
   振器内導体の短絡端に接続された短絡端接地導体と、前
   記複数の共振器内導体の開放端側に前記開放端とは所定
   の間隔離れて設けられた開放端側接地導体とを備える誘
   電体フィルタにおいて、 前記複数の共振器内導体と同一平面内であって、前記共
   振器内導体の側面とは所定の間隔離れて前記共振器内導
   体間に設けられ、その一端部は前記開放端側接地導体お
   よび前記短絡端接地導体のいずれか一方に接続され、そ
   の他端部は前記共振器内導体間の途中まで延在している
   接地導体を有することを特徴とする誘電体フィルタ。