JPH0637509A - 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の開放端側の
側面および下側誘電体基板１０２の開放端側の側面に、
さらに結合用導体１０８を設ける。結合用導体１０８は
１／４波長共振器内導体１０７ａ、１０７ｂの両方の開
放端Ｔにまたがって設けられている。結合用導体１０８
は１／４波長共振器内導体１０７ａ、１０７ｂの開放端
Ｔとは幅Ｓでそれぞれ対向するとともにこの開放端Ｔと
は所定の間隔ｄ離れて設けられており、１／４波長共振
器内導体１０７ａ、１０７ｂとそれぞれ結合用の平行平
板コンデンサを形成している。前記のような上側誘電体
基板１０１および下側誘電体基板１０２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２Ａ、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３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より従来の型に比
べて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２Ｃ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２Ｃ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３
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、背面導
体が上面に設けられた上側誘電体基板と、背面導体が下
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側とを有する複数の共振器
内導体を備える誘電体フィルタにおいて、前記上側誘電
体基板の側面であって前記共振器内導体の開放端側の側
面または前記下側誘電体基板の側面であって前記共振器
内導体の開放端側の側面の少なくとも一方の面上に設け
られ、前記複数の共振器内導体の開放端のそれぞれにま
たがって設けられた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、結合用導体を上側誘電体基
板の側面であって共振器内導体の開放端側の側面または
下側誘電体基板の側面であって共振器内導体の開放端側
の側面の少なくとも一方の面上に複数の共振器内導体の
開放端のそれぞれと所定の間隔離れて設けているから、
結合用導体と共振器内導体とにより結合用コンデンサが
形成される。したがって、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。その結果、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。

【００３３】さらに、このようにして形成される結合用
コンデンサの誘電体は上側誘電体基板および／または下
側誘電体基板の誘電体であり、誘電体フィルタ用の誘電
体基板には高誘電率で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るから、本発明における結
合用コンデンサもＱが高く、しかも温度依存性の少ない
高性能なものが得られる。

【００３４】なお、本発明においては、共振器内導体の
開放端を上側誘電体基板の開放端側の側面および／また
は下側誘電体基板の開放端側の側面を貫通しない構造と
することが好ましい。

【００３５】上側誘電体基板の開放端側の側面および下
側誘電体基板の開放端側の側面には結合用導体を囲むよ
うに開放端側導体を設けることが好ましい。

【００３６】さらに、共振器内導体の短絡側に接続され
る底面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導体
が設けられる。

【００３７】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、結合用導体も好ましくは上側誘電体基
板の開放端側の側面および下側誘電体基板の開放端側の
側面の両方に設けられる。

【００３８】

【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。

【００３９】図１Ａは本発明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。

【００４０】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。

【００４１】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の後方側がともに短絡側
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。

【００４２】１／４波長共振器内導体１０７ａ、１０７
ｂは、背面導体１０３、底面導体１０４および側面導体
１０５によって囲まれた構造となっている。なお、背面
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１０
２の後側面に設けられ、側面導体１０５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１
０２の右側面および左側面に設けられている。

【００４３】１／４波長共振器内導体１０７ａ、１０７
ｂの短絡側はともに底面導体１０４と接続され、その開
放端側は上側誘電体基板１０１の前側面および下側誘電
体基板１０２の前側面までは貫通していない構造となっ
ている。

【００４４】上側誘電体基板１０１の前側面（１／４波
長共振器内導体１０７ａ、１０７ｂの開放端側の側面）
および下側誘電体基板１０２の前側面（１／４波長共振
器内導体１０７ａ、１０７ｂの開放端側の側面）には、
さらに結合用導体１０８が設けられている。結合用導体
１０８は１／４波長共振器内導体１０７ａ、１０７ｂの
両方の開放端Ｔにまたがって設けられている。結合用導
体１０８は１／４波長共振器内導体１０７ａ、１０７ｂ
の開放端Ｔとは幅Ｓでそれぞれ対向するとともにこの開
放端Ｔとは所定の間隔ｄ離れて設けられており、１／４
波長共振器内導体１０７ａ、１０７ｂとそれぞれ結合用
の平行平板コンデンサを形成している。

【００４５】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が高い高誘電率材料が用いら
れているから、間隔ｄをそれほど小さくせずとも高い容
量値であって、しかも高Ｑの結合用コンデンサが得られ
る。

【００４６】また、上側誘電体基板１０１の前側面およ
び下側誘電体基板１０２の前側面には、前記結合用導体
を囲むように開放端側導体１０６が設けられている。

【００４７】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。

【００４８】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。

【００４９】このような１／４波長共振器内導体１０７
ａ、１０７ｂおよび結合用導体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１０２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１０１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。

【００５０】

【発明の効果】本発明においては、結合用導体を上側誘
電体基板の側面であって共振器内導体の開放端側の側面
または下側誘電体基板の側面であって共振器内導体の開
放端側の側面の少なくとも一方の面上に複数の共振器内
導体の開放端のそれぞれと所定の間隔離れて設けている
から、結合用導体と共振器内導体とにより結合用コンデ
ンサが形成される。したがって、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。その結果、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。

【００５１】さらに、このようにして形成される結合用
コンデンサの誘電体は上側誘電体基板および／または下
側誘電体基板の誘電体であり、誘電体フィルタ用の誘電
体基板には高誘電率で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るから、本発明における結
合用コンデンサもＱが高く、しかも温度依存性の少ない
高性能なものが得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明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】従来例を説明するための図であり、図２Ａ、
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３】図２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…背面導体 １０７ａ、１０７ｂ…１／４波長共振器内導体 １０８…結合用導体

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】背面導体が上面に設けられた上側誘電体基
   板と、背面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側とを
   有する複数の共振器内導体を備える誘電体フィルタにお
   いて、 前記上側誘電体基板の側面であって前記共振器内導体の
   開放端側の側面または前記下側誘電体基板の側面であっ
   て前記共振器内導体の開放端側の側面の少なくとも一方
   の面上に設けられ、前記複数の共振器内導体の開放端の
   それぞれにまたがって設けられた導体を有することを特
   徴とする誘電体フィルタ。