JPH0653707A - 誘電体フィルタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 誘電体フィルタを小型にする。 【構成】 誘電体ブロック１は２つの共振器を得るため
に第１〜第４の共振孔５〜８を有する。第１〜第４の共
振孔５〜８の壁面に内導電体膜１１が夫々形成されてい
る。誘電体ブロック１の側面には外導電体膜１２が形成
されている。誘電体ブロック１の第２の端面３には第１
の共振孔５の内導電体膜１１と第２の共振孔６の内導電
体膜１１とを接続するための第１の接続導電体膜が設け
られ、更に、第３の共振孔７の内導電体膜１１と第４の
共振孔８の内導電体膜１１とを接続するための第２の接
続導電体膜が設けられている。第１及び第２の共振孔
５、６と第３及び第４の共振孔７、８との間に結合孔
９、１０が設けられている。結合孔９には導電体膜１６
が設けられている。結合コンデンサＣａ、Ｃｂは第２の
端面側に配置される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コードレス電話、携帯
電話、自動車電話等に使用される誘電体フィルタに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の典型的な１／４波長型誘電体フィ
ルタは、角柱状誘電体ブロックの一方の端面から他方の
端面に貫通するように複数の共振孔を設け、複数の共振
孔の相互間に結合孔を設け、共振孔内に内導電体膜を設
け、誘電体ブロックの側面に外導電体膜を設け、誘電体
ブロックの１つの端面に内導電体膜と外導電体膜とを接
続（短絡）するための端面導電体を設けることによって
構成されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、共振孔の長
さは共振波長に対応するように決定される。従って、共
振周波数が低いために共振波長が長い場合には、共振孔
の長さが必然的に長くなり、小型化又は薄型化が困難で
あった。

【０００４】そこで、本発明の目的は、小型化又は低共
振周波数化が可能であり、通過帯域の中心周波数よりも
低域側における減衰を大きくすることができ、且つ通過
帯域幅を狭くすることができる誘電体フィルタを提供す
ることにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、互いに対向する第１及び第２の端面とこれ
等の間の側面とを有し、且つ前記第１の端面から前記第
２の端面に貫通するように形成された第１及び第２の共
振孔及びこれ等に実質的に平行に配設された第３及び第
４の共振孔を有し、且つ前記第１及び第３の共振孔の相
互間に前記第１の端面から前記第２の端面に貫通してい
る結合孔を有する誘電体ブロックと、前記第１、第２、
第３及び第４の共振孔内に夫々設けられた内導電体と、
前記側面に設けられた外導電体と、前記第２の端面にお
いて前記第１の共振孔の内導電体と前記第２の共振孔の
内導電体とを接続する第１の接続導電体と、前記第２の
端面において前記第３の共振孔の内導電体と前記第４の
共振孔の内導電体とを接続する第２の接続導電体と、前
記第１の端面において前記第２及び第４の共振孔の内導
電体を前記外導電体に夫々接続する短絡導電体と、前記
結合孔の中に設けられた導電体と、前記第１又は第２の
共振孔の前記内導電体の前記第２の端面の近傍領域に接
続された入力手段と、前記第３又は第４の共振孔の前記
内導電体の前記第２の端面の近傍領域に接続された出力
手段と、を備えていることを特徴とする誘電体フィルタ
に係わるものである。なお、請求項２に示すように、第
２及び第４の共振孔の相互間に別の結合孔を設けること
ができる。また、請求項３に示すように、別の結合孔の
中に導電体を設けることができる。

【０００６】

【作用及び効果】本発明に従って複数の共振孔を設け、
これ等の内導電体を直列接続することによって等価的に
長い共振孔が得られ、共振周波数の低い誘電体フィルタ
を得ることができる。また、共振周波数を従来と同一に
した場合には誘電体ブロックの第１の端面から第２の端
面までの長さ（高さ）を小さくすることができる。また
第２の端面側において第１又は第２の共振孔に入力手段
を接続し、第３又は第４の共振孔に出力手段を接続し、
且つ結合孔に導電体を設けると、中心周波数よりも低域
側の減衰が大きくなり、通過帯域幅が狭くなる。また、
別の結合孔を設けること及びこの別の結合孔内に導電体
を設けることによってフィルタの周波数特性を調整する
ことができる。

【０００７】

【第１の実施例】次に、図１〜図１１を参照して本発明
の第１の実施例に係わる誘電体フィルタを説明する。誘
電体フィルタを構成するためのチタン酸バリウム系誘電
体磁器から成る角柱状（直方体）誘電体ブロック１は第
１の端面２と、第２の端面３と、４つの側面４ａ、４
ｂ、４ｃ、４ｄとを有し、更に第１の端面２から第２の
端面３に貫通している第１、第２、第３及び第４の共振
孔５、６、７、８を有し、更に第１及び第２の共振孔
５、７の相互間に第１の結合孔９を有し、第２及び第４
の共振孔６、８の相互間に第２の結合孔１０を有する。
なお、各部の寸法を例示すると、端面２、３の横幅は９
ｍｍ、縦幅は７ｍｍ、高さ即ち共振孔５〜８の長さは９
ｍｍ、共振孔５〜８の径は２．２ｍｍ、結合孔９、１０
の径は１．３５ｍｍである。

【０００８】互いに平行に配設された第１、第２、第３
及び第４の共振孔５、６、７、８の壁面には内導電体膜
１１が夫々設けられている。４つの側面４ａ〜４ｄには
外導電体膜１２が設けられている。第２の端面３には、
図３に示すように第１及び第２の共振孔５、６の内導電
体膜１１を相互に直列接続する第１の接続導電体膜１３
と、第３及び第４の共振孔７、８の内導電体膜１１を相
互に直列接続する第２の接続導電体膜１４が設けられて
いる。第１の端面２には図６に示すように第２及び第４
の共振孔６、８を外導電体膜１２に夫々接続するための
短絡導電体膜１５が設けられている。従って、第１及び
第３の共振孔５、７が開放端側共振用貫通孔であり、第
２及び第４の共振孔６、８が短絡端側共振用貫通孔であ
る。

【０００９】結合の強さを変えて周波数特性を調整する
ために第１の結合孔９の壁面に導電体膜１６が設けられ
ている。第２の結合孔１０には導電体膜が設けられてい
ない。なお、内導電体膜１１、外導電体膜１２、接続導
体膜１３、１４、結合孔導電体膜１６は銀ペーストを塗
布して焼付けたものである。

【００１０】誘電体フィルタを回路基板に装着するため
に、図８及び図９に示すように、入力及び出力手段とし
ての第１及び第２の結合コンデンサＣａ、Ｃｂが誘電体
ブロック１の第２の端面３側から第１及び第３の共振孔
５、７に挿入され、各コンデンサの一方の端子２０、２
１が接続部材２２、２３によって共振孔５、７の内導電
体膜１１の入口近くの領域に接続され、他方の端子２
４、２５が外部に導出されている。第１及び第２の結合
コンデンサＣａ、Ｃｂの装着を容易に達成するため、及
び第２の端面３のシールドを容易に達成するために第１
及び第２の結合コンデンサＣａ、Ｃｂとシールド板２６
が絶縁性合成樹脂２７によって一体にモールドされてい
る。シールド板２６は図９に示すように第２の端面３に
おいて第２及び第４の共振孔６、８と第１及び第２の結
合孔９、１０を覆うように形成されている。また、図８
に示すように誘電体ブロック１の第１の端面２を覆うた
めのシールドケース２８が設けられている。このシール
ドケース２８は第１の端面２において第１、第２、第３
及び第４の共振孔５、６、７、８と、第１及び第２の結
合孔９、１０を覆うように形成され、且つ破線で示す回
路基板２９のグランド（アース）導体に接続するための
４本のグランド導体３０を有する。なお、シールド板２
６はシールドケース２８に接続され、且つ外導電体膜１
２はシールドケース２８に接続されている。

【００１１】図７は誘電体フィルタの等価回路を示す。
このフィルタは、第１〜第４の共振孔５〜８に基づくＴ
ＥＭモ−ド同軸型の第１、第２、第３及び第４の共振器
５ａ、６ａ、７ａ、８ａと、入力及び出力結合コンデン
サＣａ、Ｃｂと、結合インピ−ダンスＺで示すことがで
きる。第１及び第３の共振器５ａ、７ａは両端が解放さ
れた１／２波長型の共振器であり、第２及び第４の共振
器６ａ、８ａは一端が解放され、他端が短絡された１／
４波長型共振器である。入力結合コンデンサＣａは第１
及び第２の共振器５ａ、６ａの間に接続され、出力結合
コンデンサＣｂは第３及び第４の共振器７ａ、８ａの間
に接続されている。結合インピーダンスＺは結合孔９、
１０を介しての相互結合を等価的に示すものである。

【００１２】本実施例によれば、両端面が開放されてい
る第１及び第３の共振孔５、７に基づく１／２波長
（λ）型の共振器５ａ、７ａと短絡導電体膜１５によっ
て一端が短絡されている第２及び第４の共振孔６、８に
基づく１／４波長型共振器６ａ、８ａとが直列接続され
た構成のフィルタとなる。すなわち第１及び第３の共振
孔５、７と第２及び第４の共振孔６、８とを直列接続し
た構成になるので、１つの共振孔の長さの２倍の長さの
共振孔を設けたと同様な作用が生じる。従って、共振周
波数が従来と同一の場合には各共振孔５〜８の長さを従
来のほぼ１／２にすることができる。また、共振孔５〜
８の長さを従来と同一にした場合には、共振周波数を低
くすることができる。

【００１３】図１０は図８の誘電体フィルタに基づくバ
ンドパスフィルタの周波数特性を示す。この中心周波数
ｆ0 は４２９．４ＭＨｚ、挿入損失は１．１９、−３ｄ
Ｂにおける帯域幅は２６．５ＭＨｚである。このバンド
パスフィルタにおいては中心周波数ｆ0 よりも低域側に
トラップを有するので、中心周波数より低域側が急峻に
立下っている。図１１は比較のためのフィルタの特性を
示す。比較のためのフィルタは入力及び出力結合コンデ
ンサＣａ、Ｃｂを第１の端面２側から第１及び第３の共
振孔５、７に挿入し、第１の端面２の近傍で内導電体膜
１１に接続した他は図１〜図８と同一に構成されてい
る。比較のためのフィルタの中心周波数ｆ0 は４２４．
１ＭＨｚ、挿入損失は１．４０、−３ｄＢの帯域幅は２
２．６である。図１０と図１１の比較から明らかなよう
に図１０のフィルタにおいては帯域幅が狭くなり、且つ
低域側の減衰特性が改善される。

【００１４】

【第２の実施例】次に、図１２〜図１４を参照して本発
明の第２の実施例に係わる誘電体フィルタを説明する。
但し、図１２〜図１４及び後述する図１５〜図２６にお
いて図１〜図１０と共通する部分には同一の符号を付し
てその説明を省略する。図１２及び図１３に示す第２の
実施例の誘電体フィルタでは、入力及び出力結合コンデ
ンサＣａ、Ｃｂが第２の端面３側から第２及び第４の共
振孔６、８に挿入され、第２の端面３の近くにおいて第
２及び第４の共振孔６、８の内導電体膜１１に接続され
ている。これ以外は第１の実施例と同一に構成されてい
る。即ち、第２の実施例は入力及び出力手段としての結
合コンンデンサＣａ、Ｃｂの接続を第２及び第４の共振
孔６、８の内導電体膜１１に接続した点において第１の
実施例と相違し、その他は全く同一である。

【００１５】図１４は図１２及び図１３の誘電体フィル
タと結合コンデンサＣａ、Ｃｂの組み合せから成るバン
ドパスフィルタの特性を示す。この中心周波数ｆ0 は４
３３．７ＭＨｚ、挿入損失１．７７、−３ｄＢの帯域幅
は２７．４ＭＨｚである。図１３の特性から明らかなよ
うに帯域幅が狭くなり且つ中心周波数ｆ0 よりも低域側
の減衰特性が改善される。

【００１６】

【第３の実施例】図１５〜図１７に示す第３の実施例の
誘電体フィルタは、図１〜図９に示した第１の実施例の
誘電体フィルタの第２の結合孔１０に導電体膜１７を設
けた他は、図１〜図９と同一に構成されている。なお、
結合コンデンサＣａ、Ｃｂは図８と同様に第２の端面２
において第１及び第３の共振孔５、７に挿入され、入口
近くの内導電体膜１１に接続されている。

【００１７】図１８は図１５〜図１７の誘電体フィルタ
を使用して図８のように構成したバンドパスフィルタの
特性を示す。この中心周波数ｆ0 は４２９．３ＭＨｚ、
挿入損失は２．８４、−３ｄＢの帯域幅は１５．３ＭＨ
ｚである。このフィルタにおいては、中心周波数ｆ0 よ
りも低域側においてトラップが生じて減衰が大きくな
り、且つ帯域幅が狭く成っている。

【００１８】

【第４の実施例】図１９に示す第４の実施例のフィルタ
は入力及び出力コンデンサＣａ、Ｃｂを第２の端面３側
において第２及び第４の共振孔６、８の内導電体膜１１
に図１３と同様に接続した他は図１５〜図１７に示した
フィルタと同一である。

【００１９】結合コンデンサＣａ、Ｃｂを第２の端面３
における第２及び第４の共振孔６、８に挿入して構成し
た図１９に基づくバンドパスフィルタの特性は図２０に
なる。この中心周波数ｆ0 は４３２．０ＭＨｚ、挿入損
失は２．０１、−３ｄＢの帯域幅は１６．５ＭＨｚであ
る。このフィルタでは中心周波数ｆ0 の低域側にトラッ
プが生じ、低域側の立下りが急峻になり、且つ帯域幅が
狭くなる。

【００２０】

【第５の実施例】図２１〜図２３に示す第５の実施例の
誘電体フィルタは、図１〜図８の誘電体フィルタから第
２の結合孔１０及びの導電体膜１７を省いた他は図１〜
図８と同一に構成されている。

【００２１】この誘電体フィルタの第２の端面３側から
第１及び第３の共振孔５、７に図８と同様に結合コンデ
ンサＣａ、Ｃｂを挿入して構成したバンドパスフィルタ
は図２４に示す特性を有する。この中心周波数ｆ0 は４
２６．７ＭＨｚ、挿入損失は１．２０、−３ｄＢの帯域
幅は２５．１ＭＨｚである。図２４から明らかなように
中心周波数ｆ0 の低域側にトラップが生じ、低域側が改
善され且つ帯域幅が狭くなっている。

【００２２】

【第６の実施例】図２５に示す第６の実施例の誘電体フ
ィルタは、入力及び出力結合コンデンサＣａ、Ｃｂを第
２の端面３側において第２及び第４の共振孔６、８に図
１３と同様に挿入し、これ等の内導電体膜１１に接続し
た他は図２１〜図２３の誘電体フィルタと同一に構成さ
れている。

【００２３】この誘電体フィルタの第２の端面３側から
第２及び第４の共振孔６、８に結合コンデンサＣａ、Ｃ
ｂを挿入して構成したバンドパスフィルタは図２６に示
す特性を有する。この中心周波数ｆ0 は４２９．８Ｈ
ｚ、挿入損失は１．７７、−３ｄＢの帯域幅は２５．５
ＭＨｚである。図２６から明らかなように中心周波数ｆ
0 よりも低域側にトラップが生じ、低域側の立下りが急
峻になる。

【００２４】

【変形例】本考案は上述の実施例に限定されるものでな
く、例えば次の変形が可能なものである。 （１） 第２及び第４の共振孔６，８の径を第１及び第
３の共振孔５、７の径よりも例えば１〜８０％範囲で小
さくしてもよい。この様にすれば共振周波数即ちバンド
パスフィルタの中心周波数ｆ0 を下げることができる。 （２） 第１〜第６の実施例において第１及び第２の結
合孔９、１０の内の一方又は両方を、第１及び第３の共
振孔５、７を結ぶ直線及び第２及び第４の共振孔６、８
を結ぶ直線に対して直角な方向にずらすことによって結
合度を変えてフィルタ特性を調整することができる。こ
れによって種々の帯域幅のバンドパスフィルタを容易に
得ることが可能になる。 （３） 結合孔９、１０の導電体膜１６、１７の一方又
は両方の一部を削ることによってフィルタの周波数特性
を調整することができる。 （４） 接続導体膜１３、１４の一部を削ることによっ
て結合度を変えてフィルタ特性を調整することができ
る。 （５） 結合コンデンサＣａ、Ｃｂの代りに入力端子及
び出力端子を内導電体膜１１に接続することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例の誘電体フィルタを示す斜視図で
ある。

【図２】図１の誘電体フィルタの平面図である。

【図３】図１の誘電体フィルタの底面図である。

【図４】図２のＡ−Ａ線断面図である。

【図５】図２のＢ−Ｂ線断面図である。

【図６】図２のＣ−Ｃ線断面図である。

【図７】図１の誘電体フィルタと結合コンデンサを組み
合せたバンドパスフィルタの等価回路図である。

【図８】図１の誘電体フィルタと結合コンデンサとシー
ルドケースとの組立体から成るバンドパスフィルタを図
２のＢ−Ｂ線に対応させて示す断面図である。

【図９】図８の組立体の底面図である。

【図１０】図８のバンドパスフィルタの特性図である。

【図１１】図１の誘電体フィルタにおいて入力及び出力
結合コンデンサＣａ、Ｃｂを第１の端面側から第１及び
第３の共振孔に挿入した構成の誘電体フィルタを使用し
て構成したバンドパスフィルタの特性図である。

【図１２】第２の実施例の誘電体フィルタを図３に対応
させて示す底面図である。

【図１３】図１２の誘電体フィルタを図６に対応させて
示す断面図である。

【図１４】図１２の誘電体フィルタを使用して図８と同
様に構成したバンドパスフィルタの特性図である。

【図１５】第３の実施例の誘電体フィルタの斜視図であ
る。

【図１６】図１５の誘電体フィルタの平面図である。

【図１７】図１５の誘電体フィルタの底面図である。

【図１８】図１７の誘電体フィルタを使用して図８と同
様に構成したバンドパスフィルタの特性図である。

【図１９】第４の実施例の誘電体フィルタを図３に対応
させて示す底面図である。

【図２０】図１９の誘電体フィルタを使用して図８と同
様に構成したバンドパスフィルタの周波数特性図であ
る。

【図２１】第５の実施例の誘電体フィルタの斜視図であ
る。

【図２２】図２１の誘電体フィルタの平面図である。

【図２３】図２１の誘電体フィルタの底面図である。

【図２４】図２１の誘電体フィルタを使用して図８と同
様に構成したバンドパスフィルタの周波数特性図であ
る。

【図２５】第６の実施例の誘電体フィルタを図３に対応
させて示す底面図である。

【図２６】図２５の誘電体フィルタを使用して図８と同
様に構成したバンドパスフィルタの周波数特性図であ
る。

【符号の説明】

１ 誘電体ブロック ５，６，７，８ 共振孔 ９，１０ 結合孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小坂 武史 東京都台東区上野６丁目16番20号 太陽誘 電株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに対向する第１及び第２の端面とこ
   れ等の間の側面とを有し、且つ前記第１の端面から前記
   第２の端面に貫通するように形成された第１及び第２の
   共振孔及びこれ等に実質的に平行に配設された第３及び
   第４の共振孔を有し、且つ前記第１及び第３の共振孔の
   相互間に前記第１の端面から前記第２の端面に貫通して
   いる結合孔を有する誘電体ブロックと、 前記第１、第２、第３及び第４の共振孔内に夫々設けら
   れた内導電体と、 前記側面に設けられた外導電体と、 前記第２の端面において前記第１の共振孔の内導電体と
   前記第２の共振孔の内導電体とを接続する第１の接続導
   電体と、 前記第２の端面において前記第３の共振孔の内導電体と
   前記第４の共振孔の内導電体とを接続する第２の接続導
   電体と、 前記第１の端面において前記第２及び第４の共振孔の内
   導電体を前記外導電体に夫々接続する短絡導電体と、 前記結合孔の中に設けられた導電体と、 前記第１又は第２の共振孔の前記内導電体の前記第２の
   端面の近傍領域に接続された入力手段と、 前記第３又は第４の共振孔の前記内導電体の前記第２の
   端面の近傍領域に接続された出力手段と、 を備えていることを特徴とする誘電体フィルタ。
2. 【請求項２】 更に、前記誘電体ブロックは、前記第２
   及び第４の共振孔の相互間に前記第１の端面から前記第
   ２の端面に貫通している別の結合孔を有することを特徴
   とする請求項１記載の誘電体フィルタ。
3. 【請求項３】 更に、前記別の結合孔の中に導電体が設
   けられていることを特徴とする請求項２記載の誘電体フ
   ィルタ。