JPH07170109A - 誘電体共振器装置 - Google Patents

誘電体共振器装置

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JPH07170109A
JPH07170109A JP34374193A JP34374193A JPH07170109A JP H07170109 A JPH07170109 A JP H07170109A JP 34374193 A JP34374193 A JP 34374193A JP 34374193 A JP34374193 A JP 34374193A JP H07170109 A JPH07170109 A JP H07170109A
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JP
Japan
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substrate
dielectric
electrode
dielectric coaxial
pattern
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JP34374193A
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English (en)
Inventor
Yukihiro Kitaichi
幸裕 北市
Hideyuki Kato
英幸 加藤
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Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 部品点数を削減して従来要した接続端子やコ
イルなどの組み込み工数を無くし、低コスト化を図るこ
と。 【構成】 各誘電体同軸共振器1〜7の開放面1a〜7
a側の上部に切欠部37をそれぞれ形成する。各誘電体
同軸共振器1〜7間を結合するキャパシタやインダクタ
ンスからなる結合回路をパターン電極により多層基板4
1で形成する。この多層基板41の上面には入出力端子
となるパターン電極76〜78を形成する。多層基板4
1を誘電体同軸共振器1〜7の切欠部37内に納装配置
する。誘電体同軸共振器1〜7と多層基板41とは、切
欠部37の底面に形成した電極膜と多層基板41の一部
のパターン電極との接続で電気的に結合される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば、自動車電話、
携帯電話等の移動通信機器に使用される誘電体フィルタ
として用いられる誘電体共振器装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】図8〜図10に従来の誘電体共振器装置
として誘電体フィルタを示す。図8は誘電体フィルタの
全体の分解斜視図を示し、図9は各種部品を実装した場
合の斜視図を、図10は等価回路図をそれぞれ示してい
る。まず、従来の誘電体フィルタの全体の構成について
説明する。図8及び図9に示す誘電体フィルタは、例え
ば、自動車電話、携帯電話等の移動通信機器に使用され
るものであり、マイクロ波帯に用いられ所謂アンテナ共
用器と言われるものである。
【0003】そして、この誘電体フィルタは送信側がバ
ンドエリミネーションフィルタで構成され、受信側がバ
ンドパスフィルタで構成されている。バンドエリミネー
ションフィルタは3段の共振器構成となっており、3個
の1/4波長形誘電体同軸共振器1〜3を有し、バンド
パスフィルタは4段の共振器構成で、4個の1/4波長
形誘電体同軸共振器4〜7を有している。
【0004】誘電体同軸共振器1〜7は、直方体状に形
成されている誘電体の穴8の内周面に形成した電極膜状
の内導体と、該誘電体の側表面に形成した電極膜状の外
導体と、図には表われていないが穴8が開口している端
面の一方に形成した電極膜状の内導体と外導体とを接続
する短絡導体とで構成され、所定の周波数で共振するよ
うになっている。この誘電体同軸共振器1〜7の穴8に
は一端側を略円筒状に形成した金属製の接続端子9がそ
れぞれ誘電体同軸共振器1〜7の開放端側より圧入され
て、穴8内の内導体と接触して導通を得ている。上記接
続端子9の他端側は舌片状に形成されていて、後述する
コンデンサ基板10〜12や結合基板13の上面に形成
されている電極膜14〜17に半田付け等でそれぞれ接
続されるようになっている。
【0005】上記コンデンサ基板10〜12は誘電体か
らなり、その上下面には電極膜がそれぞれ形成されてい
て、キャパシタを形成している。また、誘電体からなる
結合基板13の上面には複数の電極膜14〜17が並設
されており、電極膜14〜16は結合容量を多くとるた
めに、対向部分が櫛歯状に形成されている。更に、結合
基板13の下面の両側にも電極膜が形成されている。ま
た、コンデンサ基板10〜12間にはコイル状のインダ
クタL1 〜L3 が接続される。上記インダクタL1 〜L
3 を実装する誘電体からなる結合基板18の上面には電
極膜19,20が形成されており、この結合基板18の
下面は全面にわたってアース電極となる電極膜が形成さ
れている。
【0006】上記各部材を上面に実装するベース基板2
2には、アンテナ側と接続される電極膜状の入出力端子
23と、送信部側が接続される電極膜状の入出力端子2
4と、受信部側が接続される電極膜状の入出力端子25
とがそれぞれ形成されている。また、ベース基板22の
上面及び下面は電極膜状のアース電極26が略全面にわ
たって形成してある。尚、このベース基板22は、樹脂
等の誘電体または絶縁体等で形成されている。ベース基
板22の上面に実装される上記結合基板13は2個のス
ペーサ21を介して実装されるものであり、他の1個の
スペーサ21はベース基板22の入出力端子24の上面
に実装される。これら3個のスペーサ21は、金属等の
導通のある部材を用いている。
【0007】また、ベース基板22の上下面の入出力端
子23〜25の部分以外の箇所は全面にわたってアース
電極26が形成されており、上下面のアース電極26は
横方向に非直線状に形成した複数のスルーホール33に
より導通を得ている。また、ベース基板22の周囲に複
数形成した半円状の切欠部34の端面に形成した電極膜
を介しても上下面のアース電極26が導通している。更
に、入出力端子23〜25も端面に形成した電極膜を介
してベース基板22の上下面が導通している。
【0008】ベース基板22を覆設するカバー27は金
属製で構成され、カバー27の天板には誘電体同軸共振
器1〜7の上面側外導体とカバー27とを半田付け等を
するための細長の穴28と、誘電体同軸共振器1〜7の
特性を調整するための治具挿入用の穴29が穿孔してあ
る。また、カバー27の下縁の前部・背部(図示せず)
よりベース基板22の上面アース電極26と接続される
アース端子30が複数形成されている。カバー27の側
板には、上記ベース基板22の入出力端子23〜25を
露出させるための切欠部31がそれぞれ形成してある。
また、図9に示すように、カバー27の上面にはラベル
32が貼付され穴28や29が覆われるようになってい
る。
【0009】次に、各部材の配置構成について説明す
る。図8及び図9に示すように、バンドエリミネーショ
ンフィルタ側では、1個のスペーサ21がベース基板2
2の入出力端子24の上に実装され、また、結合基板1
8がベース基板22の入出力端子24と23との間のア
ース電極26の上に実装されハンダづけされる。更に、
入出力端子23と25の上面にスペーサ21がそれぞれ
実装され、この2個のスペーサ21の上面に、下面の電
極膜が接触する形で結合基板13が架橋されハンダづけ
される。
【0010】図9に示すように、インダクタL1 の一端
がスペーサ21の上面に実装され、その上にコンデンサ
基板10が実装され、このコンデンサ基板10の上面の
電極膜に誘電体同軸共振器1からの接続端子9が接続さ
れる。また、インダクタL1 の他端は結合基板18の電
極膜19の上に実装され、インダクタL2 が結合基板1
8の電極膜19と20との間に実装される。そして、イ
ンダクタL1 とL2 の接続部の上にコンデンサ基板11
が実装され、コンデンサ基板11の上面の電極膜に誘電
体同軸共振器2からの接続端子9が接続される。インダ
クタL3 の一端が結合基板18の電極膜20の上に実装
され、他端は入出力端子23の上に実装される。また、
インダクタL2 とL3 の接続部の上にコンデンサ基板1
2が実装され、コンデンサ基板12の上面の電極膜に誘
電体同軸共振器3からの接続端子9が接続される。
【0011】2個のスペーサ21の上に実装された結合
基板13の上面の各電極膜14〜17に、誘電体同軸共
振器4〜7からの接続端子9がそれぞれ接続されるよう
になっている。
【0012】図10は上記のようにして構成されている
誘電体フィルタの等価回路図を示し、バンドエリミネー
ションフィルタ側のキャパシタC1 〜C3 は、コンデン
サ基板10〜12の上下の電極膜で形成され、キャパシ
タC4 は入出力端子24と下面のアース電極との間で形
成されるものである。キャパシタC5 ,C6 は、結合基
板18の上面の電極膜19,20と下面の電極膜とで形
成されている。また、キャパシタC7 は、入出力端子2
3と下面のアース電極との間で形成されるものである。
【0013】また、バンドパスフィルタ側のキャパシタ
8 は、結合基板13の電極膜14と下面の電極膜との
間で形成され、キャパシタC9 〜C1 0 は、結合基板1
3の各電極膜14〜16間で形成される。また、キャパ
シタC1 1 は、結合基板13の上面の電極膜16と下面
の電極膜(図示せず)で形成される。また、この下面の
電極膜は図の右端のスペーサ21に導通している。更
に、キャパシタC1 2 は結合基板13の上面の電極膜1
7と下面の電極膜とで形成される。尚、誘電体同軸共振
器7とキャパシタC1 2 とで直列共振回路のトラップ回
路を構成している。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】かかる従来例の誘電体
フィルタは、ディスクリート部品を用いて構成されてお
り、この従来の構造では、コンデンサ基板10〜12、
インダクタ(コイル)L1 〜L3 、誘電体同軸共振器1
〜7に接続する接続端子9など部品点数が多くなる。こ
れにより誘電体フィルタの部品単価が高くなり、また、
部品の組み込み工数が多くかかり、コストアップにつな
がるという問題があった。
【0015】一方、誘電体同軸共振器間結合や、外部接
続回路を外付けの誘電体基板上に電極を形成して得る例
に、例えば特開平4−211501号公報が挙げられ
る。この特開平4−211501号公報に記載されてい
る発明ではコストを低下できる構造であるものの、単体
(一層)の誘電体基板を用いているために、複雑な結合
回路を実現しにくいという問題があった。
【0016】本発明は上述の点に鑑みて提供したもので
あって、部品点数を削減して従来要した接続端子やコイ
ルなどの組み込み工数を無くし、低コスト化を図ること
を目的とした誘電体共振器装置を提供するものである。
【0017】
【課題を解決するための手段】本発明は、誘電体に設け
た一つあるいは複数の穴8の内周面に形成した電極膜状
の内導体35及び外面に形成した電極膜状の外導体36
を設けた誘電体同軸共振器1〜7と、C成分、L成分等
の結合回路素子及び入出力端子76〜78をパターン電
極により形成した多層基板41とを備え、上記誘電体同
軸共振器1〜7の端部の一面に上記多層基板41を納装
配置する切欠部37を形成し、この切欠部37内に上記
多層基板41を配設し、上記切欠部37の底面に形成し
た結合用の電極膜38と多層基板41のパターン電極の
一部とを電気的に結合したことを特徴としている。
【0018】
【作用】本発明によれば、C成分、L成分等の結合回路
素子及び入出力端子76〜78をパターン電極により形
成した多層基板41を誘電体同軸共振器1〜7の切欠部
37内に納装配置していることで、誘電体同軸共振器1
〜7に組み込む部品点数が多層基板41のみとなり、従
来要していた接続端子9、コイルL1 〜L3 、コンデン
サ基板10〜13等の組み込み工数を無くすことがで
き、組み立て作業性が向上すると共に、低コスト化を図
ることができる。また、誘電体同軸共振器1〜7により
構成される共振回路間の結合回路を形成した多層基板4
1が、誘電体同軸共振器1〜7の切欠部37内配置され
るため、全体の大きさを誘電体同軸共振器1〜7の大き
さに形成することができて、小型に構成することができ
る。また、多層基板41を用いているので、複雑な結合
回路を容易且つ小型に形成することができる。
【0019】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。なお、誘電体同軸共振器の機能としては従来と本
発明においても同様なので同じ番号を付して説明する。
図1は誘電体共振器装置としての誘電体フィルタの全体
の斜視図を示し、図2は1つの誘電体同軸共振器1(2
〜7)の斜視図を示すものである。また、図3は後述す
る多層基板41の分解斜視図を示している。
【0020】まず、誘電体同軸共振器1の構造について
説明する。なお、他の誘電体同軸共振器2〜7の構成も
誘電体同軸共振器1と同じなので説明は省略する。図2
に示すように、誘電体同軸共振器1は1/4波長形の誘
電体同軸共振器であり、誘電体同軸共振器1の長手方向
(軸方向)には前後に穴8が貫通して穿設されており、
一方側の上面には多層基板41の厚みとほぼ同様の深さ
の切欠部37を凹段状に凹設してある。
【0021】誘電体同軸共振器1の一方の端面と切欠部
37の部分を除いて電極膜状の外導体36が全面にわた
って形成されており、また、上記穴8の内周面にも電極
膜状の内導体35が形成されている。外導体36を形成
していない誘電体同軸共振器1の一方の端面を開放面1
aとし、外導体36を形成している他方の端面を短絡面
1bとしている。誘電体同軸共振器1の切欠部37の底
面部分には上記内導体35と容量結合を行うための電極
膜38が形成されている。
【0022】図5は図1に示す誘電体フィルタの等価回
路図を示し、本実施例では3段の1/4波長形の誘電体
同軸共振器1〜3からなるバンドエリミネーションフィ
ルタと、4段の1/4波長形の誘電体同軸共振器4〜7
からなるバンドパスフィルタとで構成されている。図5
の破線で示す部分を多層基板41で構成するものであ
り、誘電体同軸共振器1〜7と直列に接続された形とな
っている結合容量であるキャパシタC1 〜C7 は各誘電
体同軸共振器1〜7の切欠部37に形成した電極膜38
と内導体35との間でそれぞれ形成されるものである。
【0023】図5に示す等価回路の場合には、図3に示
すような多層基板41で構成している。すなわち、多層
基板41は本実施例では3層で構成しており、第1基板
41a、第2基板41b及び第3基板41cとで構成し
ている。図3において多層基板41の第1基板41aの
上面が誘電体同軸共振器1〜7側となり、第3基板41
cの下面が外側、つまり、図1における多層基板41の
上面となる。
【0024】図3において、多層基板41の第1基板4
1aの図中上面には上記誘電体同軸共振器1〜7の電極
膜38と接触接続される四角状のパターン電極51〜5
7が形成されており、各パターン電極51〜57にはス
ルーホール511 〜571 がそれぞれ穿設されている。
【0025】また、多層基板41の第2基板41bの上
面には、3つの渦巻き状のパターン電極61〜63と、
略L型のパターン電極64〜67が形成されている。パ
ターン電極61〜63の両端にはそれぞれスルーホール
611 ,612 〜631 ,632 が形成され、パターン
電極61〜63の一端側の部分は第1基板41aのスル
ーホール511 〜531 を介して第1基板41aのパタ
ーン電極51〜53と導通を得ている。第2基板41b
のパターン電極64,67にはスルーホール641 ,6
1 が形成されている。パターン電極64〜67は、第
1基板41aのスルーホール541 〜571 を介して第
1基板41aのパターン電極54〜57と導通を得てい
る。
【0026】多層基板41の第3基板41cの上面に
は、略T字型や略L型のパターン電極71〜74が形成
されており、また、第3基板41cの端部には四角状の
パターン電極75が形成されている。第3基板41cの
両端及び中央のパターン電極71,74,75にはスル
ーホール711 ,741 ,751 が穿設されている。
【0027】ここで、第3基板41cのパターン電極7
1はスルーホール611 を介して第2基板41bのパタ
ーン電極61の一端側と接続され、第3基板41cのパ
ターン電極72の一端側はスルーホール612 を介して
第2基板41bのパターン電極61の他端側と接続され
る。したがって、第3基板41cのパターン電極71,
72間に第2基板41bの渦巻き状のパターン電極61
が接続される形となる。
【0028】また、第3基板41cのパターン電極72
の他端側は、スルーホール621 を介して第2基板41
bのパターン電極62の一端側と接続され、第3基板4
1cのパターン電極73の一端側はスルーホール622
を介して第2基板41bのパターン電極62の他端側と
接続されるようになっている。したがって、第3基板4
1cのパターン電極72,73間に第2基板41bの渦
巻き状のパターン電極62が接続される形となる。
【0029】更に、第3基板41cのパターン電極73
の他端側は、スルーホール631 を介して第2基板41
bのパターン電極63の一端側と接続され、第3基板4
1cのパターン電極74の一端側はスルーホール632
を介して第2基板41bのパターン電極63の他端側と
接続されるようになっている。したがって、第3基板4
1cのパターン電極73,74間に第2基板41bの渦
巻き状のパターン電極63が接続される形となる。
【0030】また、第3基板41cのパターン電極74
の他端側はスルーホール641 を介して第2基板41b
のパターン電極64と接続され、パターン電極75はス
ルーホール671 を介して第2基板41bのパターン電
極67と接続される。
【0031】多層基板41の第3基板41cの外側面は
図1及び図4に示すように、スルーホール711 ,74
1 ,751 を介したパターン電極76〜78が形成され
ている。そして、他の残りの面にはアース電極79が略
全面にわたって形成してある。ここで、多層基板41の
第3基板41cの一端側のパターン電極76が送信部側
の入出力端子となり、中央のパターン電極77がアンテ
ナ側の入出力端子となり、更に、他端側のパターン電極
78が受信部側の入出力端子となる。
【0032】なお、多層基板41の第1基板41a、第
2基板41bの図3中の裏面は、それぞれ第2基板41
b、第3基板41cの表面の電極(パターン電極)と電
気的、機械的接続ができるように電極が形成されてい
る。また、多層基板41を形成する場合、例えば、各基
板41a〜41cとなるグリーンシートを積層して焼成
し、各基板41a〜41cを完成させてから電気的、機
械的に接続構成するようにしている。また、硬化した基
板を層状に接着剤で接着して形成した硬化基板を用いて
も良い。
【0033】次に、図5の等価回路図におけるインダク
タンスL1 〜L3 とキャパシタC8〜C1 4 と、多層基
板41のパターン電極との関係について説明する。イン
ダクタンスL1 〜L3 は、図3に示すように多層基板4
1の第2基板41bの渦巻き状のパターン電極61〜6
3により形成される。また、キャパシタC8 〜C1 1
は、多層基板41の第3基板41cの上面のパターン電
極71〜74と下面のアース電極79との間でそれぞれ
形成されている。
【0034】更に、キャパシタC1 2 は、図3に示すよ
うに第2基板41bのパターン電極64,65との間の
容量で形成され、キャパシタC1 3 は、第2基板41b
のパターン電極65,66との間の容量で形成されてい
る。また、キャパシタC1 4 は、第2基板41bのパタ
ーン電極66,67との間の容量で形成されている。
【0035】上記多層基板41を入出力端子となる第3
基板41cのパターン電極76〜78を上面にして図1
に示すように、7個一体化した誘電体同軸共振器1〜7
の切欠部37に配設する。なお、7個の誘電体同軸共振
器1〜7は、ハンダや樹脂などの接着部材で固定してい
る。そして、7個の誘電体同軸共振器1〜7で形成され
る凹段部となった切欠部37内に多層基板41を配設す
ることで、誘電体フィルタ全体の大きさが丁度切欠部3
7を形成しない場合の大きさと同じとなる。多層基板4
1を誘電体同軸共振器1〜7の切欠部37内に配設した
場合に、誘電体同軸共振器1〜7の各電極膜38と多層
基板41のパターン電極51〜57とはハンダ付け等に
より接続される。
【0036】すなわち、複数の切欠部37の大きさの範
囲内で多層基板41を形成したものであり、特に、多層
基板41内で形成される誘電体同軸共振器1〜7間の結
合回路が、共振器の軸長内で構成しているため、誘電体
フィルタ全体を小型に形成することができる。また、多
層基板41の第3基板41cのアース電極79が上面と
なっているので、該アース電極79と誘電体同軸共振器
1〜7の外導体36とで全体をアース電極で覆うことが
でき、そのため、従来用いていたカバーを不要とするこ
とができる。
【0037】(実施例2)図6は実施例2を示し、誘電
体同軸共振器1〜4を4個用いてバンドパスフィルタを
構成した場合である。各誘電体同軸共振器1〜4に開放
面側の上面に切欠部37を形成し、この切欠部37内に
多層基板41を配設したものである。本実施例では、バ
ンドパスフィルタを例としているので、入出力端子とな
るパターン電極80,81は多層基板41の両端に形成
している。
【0038】ところで、先の実施例では個別の誘電体同
軸共振器1〜7を用いて誘電体フィルタを構成した場合
について説明したが、1個の誘電体同軸共振器に複数の
穴を穿孔して複数段の誘電体フィルタを構成しても良
い。また、上記誘電体同軸共振器1〜7の穴8は両端側
に貫通した場合について説明したが、短絡面側が閉塞さ
れた誘電体同軸共振器の場合についても本発明を適用す
ることができる。
【0039】尚、実施例では、フィルタの構成として、
バンドパスフィルタとバンドエリミネーションフィルタ
の組み合わせたアンテナ共用器とバンドパスフィルタの
例を示したが、上記バンドエリミネーションフィルタの
単独構成や、他のハイパスフィルタ、ローパスフィルタ
のそれぞれの単独構成、又は各種のフィルタの組み合わ
せにも本発明を適用できるものである。また、共振器の
段数には制限されないものである。
【0040】また、先の実施例では、1/4波長形の誘
電体同軸共振器の場合について説明したが、図7に示す
ように、全面に外導体36を形成し、誘電体に設けた穴
8内の一部に電極非形成部分を設けて内導体35を形成
した共振器1の場合についても本発明を適用することが
できる。
【0041】
【発明の効果】本発明によれば、C成分、L成分等の結
合回路素子及び入出力端子をパターン電極により形成し
た多層基板を誘電体同軸共振器の切欠部内に納装配置し
ていることで、誘電体同軸共振器に組み込む部品点数が
多層基板のみとなり、従来要していた接続端子、コイ
ル、コンデンサ基板等の組み込み工数を無くすことがで
き、組み立て作業性が向上すると共に、低コスト化を図
ることができる。また、誘電体同軸共振器により構成さ
れる共振回路間の結合回路を形成した多層基板が、誘電
体同軸共振器の切欠部内配置されるため、全体の大きさ
を誘電体同軸共振器の大きさに形成することができて、
小型に構成することができる。また、多層基板を用いて
いるので、複雑な結合回路を容易且つ小型に形成するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の誘電体フィルタの斜視図であ
る。
【図2】本発明の実施例の誘電体同軸共振器の斜視図で
ある。
【図3】本発明の実施例の多層基板の分解斜視図であ
る。
【図4】本発明の実施例の多層基板の第3基板の外側か
ら見た斜視図である。
【図5】本発明の実施例の等価回路図である。
【図6】本発明の実施例2の誘電体フィルタの斜視図で
ある。
【図7】本発明の実施例の穴の内部に電極非形成部分を
形成した場合の誘電体同軸共振器の斜視図である。
【図8】従来例の誘電体フィルタの全体の分解斜視図で
ある。
【図9】従来例の部品を実装した場合を示す誘電体フィ
ルタの斜視図である。
【図10】従来例の図8に示す誘電体フィルタの等価回
路図である。
【符号の説明】
1〜7 誘電体同軸共振器 8 穴 35 内導体 36 外導体 37 切欠部 38 電極膜 41 多層基板 41a 第1基板 41b 第2基板 41c 第3基板 76 パターン電極(入出力端子) 77 パターン電極(入出力端子) 78 パターン電極(入出力端子)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 誘電体に設けた一つあるいは複数の穴
    (8)の内周面に形成した電極膜状の内導体(35)及
    び外面に形成した電極膜状の外導体(36)を設けた誘
    電体同軸共振器(1)〜(7)と、C成分、L成分等の
    結合回路素子及び入出力端子(76)〜(78)をパタ
    ーン電極により形成した多層基板(41)とを備え、上
    記誘電体同軸共振器(1)〜(7)の端部の一面に上記
    多層基板(41)を納装配置する切欠部(37)を形成
    し、この切欠部(37)内に上記多層基板(41)を配
    設し、上記切欠部(37)の底面に形成した結合用の電
    極膜(38)と多層基板(41)のパターン電極の一部
    とを電気的に結合したことを特徴とする誘電体共振器装
    置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0877433A1 (en) * 1997-05-07 1998-11-11 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Dielectric filter device
EP0877436A1 (en) * 1997-05-07 1998-11-11 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Dielectric duplexer unit
US6181223B1 (en) 1998-12-29 2001-01-30 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Dielectric duplexer device

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Effective date: 20031118