JPH07176921A - 同軸型誘電体共振器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 同軸型誘電体共振器の外周面に外部接続用導
体を設けることで、回路基板などへの面実装の信頼性を
高め、高密度実装を可能にし、同時に安価で量産性に富
んだ同軸型誘電体共振器の提供を目的とする。 【構成】 一端が短絡され開放端側にスリット３５を設
け、スリット３５の内周面に設けられた導体により内部
導体３２と誘電体３１の外周面上の開放端面近傍に設け
られた外部接続用導体３６を接続し、かつ、外部接続用
導体３６は他の外部導体３３とは接続されていない構造
となっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、携帯無線機等の通信機
器等に用いられる同軸型誘電体共振器に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、機器の小型・高性能化に伴い一端
を短絡した同軸型誘電体共振器が、フィルタやＶＣＯな
どに広く用いられるようになってきた。

【０００３】以下に従来の同軸型誘電体共振器について
図５，図６を用いて説明する。図５は同軸型誘電体共振
器の等価回路図、図６は従来の同軸型誘電体共振器を示
す斜視図である。

【０００４】図５において１０は同軸型誘電体共振器を
示しており、同軸型誘電体共振器１０は一端が短絡さ
れ、他端には外部との接続用のターミナル１１が接続さ
れている。１は同軸型誘電体、２は内部導体、３は外部
導体、４は短絡導体である。１２は外部接続用端子で誘
電体の同軸部に圧入やはんだ付けにより、内部導体２に
接続される。図７は図６の同軸型誘電体共振器を回路基
板に実装した時の断面図である。７は回路基板、８は回
路基板のアース電極、９は回路基板のホット電極であ
り、外部導体３とアース電極８および外部接続用端子１
２とホット電極９ははんだ付けなどで接続されている。

【０００５】図８は他の従来の同軸型誘電体共振器の斜
視図であり、２１は同軸型誘電体、２２は内部導体、２
３は外部導体、２４は短絡導体である。２５は外部接続
用導体で誘電体の開放端部に部分メッキや電極パターン
を印刷・焼付などにより、内部導体２２に接続される。

【０００６】図９は図８の他の従来の同軸型誘電体共振
器を回路基板に実装した時の断面図である。２７は回路
基板、２８は回路基板のアース電極、２９は回路基板の
ホット電極であり、外部導体２３とアース電極２８およ
び外部接続用導体２５とホット電極２９ははんだ２６な
どで接続されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図６の
従来の構成では、同軸型誘電体共振器が小型化になるの
にともない内部導体と他の回路とを接続するためのター
ミナル１１を小型化するのが大変困難になってきてい
る。例えば、同軸型誘電体共振器の比誘電率（Ｅｒ）を
９５とすると同軸型誘電体共振器の長さ（Ｌ）は、次式
より、 Ｌ＝Ｃ／（４×Ｅｒ×ｆ） ｆ：共振周波数，Ｃ：光速 と表せ、共振周波数が１［ＧＨｚ］時の長さは約７．７
ｍｍとなる。この同軸型誘電体共振器に外部との接続用
のターミナル１１をとりつけるとその全長は約９．７ｍ
ｍとなり、約２１％がデットスペースとなってしまう。
また、同軸型誘電体共振器の外径を２．５ｍｍとすると
無負荷Ｑを最大とするために内径は約０．９ｍｍとする
必要があり、内径０．９ｍｍの穴に圧入するような機能
を備えたターミナル１１をつくることは製造上無理があ
り、またコストの高いものになってしまうという問題点
があった。

【０００８】図８の従来の構成では、図６の同軸型誘電
体共振器の問題点を解決するために、外部接続用導体２
５を同軸型誘電体２１の開放端部に部分メッキなどによ
り構成し、全長の小型化を図っている。

【０００９】しかしながら、上記の構成の同軸型誘電体
共振器は所定の共振周波数を得るために、前記式に示さ
れるように同軸型誘電体共振器の長さを平行研磨などで
一定の長さに揃えた後に、外部接続用導体２５を部分メ
ッキなどで形成しなければならず、非常にコストの高い
ものとなり、同時に任意の共振周波数（共振器の長さ）
に対応するのが困難であるという問題点があった。

【００１０】本発明は前記従来の問題点を解決するもの
で、回路基板などへの面実装の信頼性が高く、高密度実
装を可能にし、同時に安価で量産性に富んだ同軸型誘電
体共振器を提供する事を目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題点を
解決するため、同軸型誘電体共振器の開放端面にスリッ
トを設け、スリットの内周面に設けられた導体により内
部導体と誘電体の外周面上の開放端面近傍に設けられた
外部接続用導体を接続し、かつ、外部接続用導体は他の
外部導体とは接続されていない構造となっている。

【００１２】

【作用】本発明は、上記した構成により、同軸型誘電体
共振器の外周面に外部接続用導体を具備しているので回
路基板へ装着する時の全長を短くでき、かつ、内部導体
と外周面上の外部接続用導体をスリットの内周面に設け
られた導体により接続しているため、スリットの深さの
範囲内で任意の共振周波数の長さに容易に加工できるの
で、小型化で低価格化ができる。

【００１３】

【実施例】図１は本発明の一実施例における同軸型誘電
体共振器の斜視図を示すものである。図１において、３
１は筒型の同軸型誘電体、３２は内部導体、３３は外部
導体、３４は短絡導体、３５はスリット、３６は外部接
続用導体である。そして、外部接続用導体３６は、スリ
ット３５の内周面に設けられた導体により内部導体３２
と接続されていて、かつ、他の外部導体３３とは接続し
ていない構造となっている。

【００１４】図２は図１に示す本発明の一実施例におけ
る同軸型誘電体共振器を回路基板に実装した時の断面図
である。３７は回路基板、３８は回路基板のアース電
極、３９は回路基板のホット電極であり、外部導体３３
とアース電極３８および外部接続用導体３６とホット電
極３９ははんだ付けなどで接続されている。

【００１５】以上のように構成された同軸型誘電体共振
器は、その等価回路は図５に示すものと同一のものにな
り、外周面に外部接続用導体を具備し、一端を短絡した
共振器として作用する。

【００１６】以上のような本実施例によれば、図６に示
すような外部接続用端子１２は必要なく、回路基板に装
着するときは、外部接続用導体３６と対向する部分にホ
ット電極３９を設ければよい。例えば、比誘電率（Ｅ
ｒ）９５の誘電体を用いて共振周波数（ｆ）１ＧＨｚの
同軸型誘電体共振器を回路基板に実装する場合、図６，
図７に示す従来の同軸型誘電体共振器では外部接続用端
子１２が必要となり、回路基板とのはんだ付けランドを
考慮すると全長が約９．７ｍｍとなるが、本実施例の同
軸型誘電体共振器では約７．７ｍｍとなり、２１％全長
を短縮でき実装効率を上げることができる。同時に従来
例の様に外部接続用端子１２を必要としないので組立コ
ストが下がり、立体的な配線がなくなるので信頼性が向
上する。

【００１７】また、図８に示す従来の同軸型誘電体共振
器では所定の共振周波数を得るために、あらかじめ同軸
型誘電体共振器を平行研磨などで一定の長さに加工した
後に部分メッキなどで外部接続用導体２５を形成しなけ
ればならず、非常に高価なものとなり、同時に他の共振
周波数に対応ができないものとなっている。しかし、本
実施例の同軸型誘電体共振器では、その生産工程におい
て同軸状の誘電体を成形する際に金型でスリット３５を
構成したり、または、加工などでスリット３５を構成
し、金属メッキや銀電極により導体を形成しておけば、
スリット３５の深さの範囲内で同軸型誘電体共振器の長
さを任意に加工する事ができる。例えば、比誘電率（Ｅ
ｒ）９５の誘電体を用いて共振周波数（ｆ）１ＧＨｚの
同軸型誘電体共振器のスリット３５の深さを２ｍｍとし
た場合は加工により極めて容易に共振周波数を約３０％
可変することができた。

【００１８】また、本発明の実施例では、内部導体の断
面形状が一様な円形であるが、その必要はなく、ステッ
プ状や連続的に径の大きさを変えてもよいし、矩径にし
てもよい。また、本発明の実施例では同軸型誘電体共振
器の外形の断面形状が一様な四角形であるが、ステップ
状や連続的に径の大きさを変えてもよいし、形状は矩形
でも、円形でもよい。さらに、共振周波数を微調整する
ために、外部導体や短絡導体や内部導体および誘電体の
一部をトリミングなどにより、一部を剥離していてもよ
い。以下、本発明の他の実施例について、図面を参照し
ながら説明する。

【００１９】図３は本発明の他の実施例における同軸型
誘電体共振器の斜視図を示すものである。図３におい
て、４１は筒型の同軸型誘電体、４２は内部導体、４３
は外部導体、４４は短絡導体、４５はスリット、４６は
外部接続用導体、５０はトリミングなどにより導体およ
び誘電体の一部分を剥離した部分である。そして、内部
導体４２は断面形状がステップ状に変化しており、短絡
面側の断面形状が円形で、開放端側の断面形状が矩形に
なっている。また、外部接続用導体４６は、スリット４
５の内周面に設けられた導体により内部導体４２と接続
されていて、かつ、他の外部導体４３とは接続していな
い構造となっている。

【００２０】図４は図３に示す本発明の他の実施例にお
ける同軸型誘電体共振器を回路基板に実装した時の断面
図である。４７は回路基板、４８は回路基板のアース電
極、４９は回路基板のホット電極であり、外部導体４３
とアース電極４８および外部接続用導体４６とホット電
極４９ははんだ付けなどで接続されている。

【００２１】以上のように構成された同軸型誘電体共振
器は、その等価回路は図５に示すものと同一のものにな
り、外周面に外部接続用導体を具備し、一端を短絡した
共振器として作用し、同時に、内部導体の形状を変化さ
せることで、特性インピーダンスを変化させ、共振周波
数を変化させたり、高調波の周波数を変化させる作用を
有する。

【００２２】以上のような本実施例によれば、同軸型誘
電体共振器の長さは、内部導体４２の形状を変化させる
ことでさらに小型化が可能となる。たとえば、図１の同
軸型誘電体共振器の誘電体の比誘電率（Ｅｒ）が９５の
場合、共振周波数（ｆ）が１ＧＨｚの時にその長さは、
約７．７ｍｍであったが、図３の実施例で外部導体４３
の一辺の長さを３ｍｍ、内部導体４２の短絡面側の直径
を０．８φで円形部分の長さを２ｍｍ、内部導体４２の
開放端側の一辺の長さを２ｍｍとすると同軸型誘電体共
振器の全長は４．４ｍｍとなり、図１の実施例に比べる
と約４３％の短縮ができた。さらに、トリミング部５０
を設けることで共振周波数を数十ＭＨｚ可変することが
でき、図４のように回路基板４７に実装した後に容易に
共振周波数を可変することができる。

【００２３】なお、本実施例では、開放端側の内部導体
の断面形状に対して短絡面側の内部導体の断面形状を小
さくして、同軸型誘電体共振器の長さを短くしたが、逆
に大きくすることで、故意に同軸型誘電体共振器の長さ
を長くすることもできる。また、トリミング部５０を開
放端付近に設けているが共振周波数を下げる目的で短絡
端および短絡端近傍にもうけてもよい。

【００２４】

【発明の効果】本発明は、同軸型誘電体共振器の開放端
面にスリットを設け、スリットの内周面に設けられた導
体により内部導体と誘電体の外周面上の開放端面近傍に
設けられた外部接続用導体を接続し、かつ、外部接続用
導体は他の外部導体とは接続されていない構造とするこ
とにより、従来回路基板に実装する際に必要な外部接続
用端子をなくすことで信頼性の高い面実装を可能にし、
実装時の全長が短くなりデットスペースのない高密度実
装を可能にし、かつ、スリットの深さの範囲内で容易に
任意の共振周波数が得られる非常に小型で安価な量産性
に富んだ同軸型誘電体共振器を実現できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における同軸型誘電体共振器
の斜視図

【図２】本発明の一実施例における同軸型誘電体共振器
を回路基板に実装した時の断面図

【図３】本発明の他の実施例における同軸型誘電体共振
器の斜視図

【図４】本発明の他の実施例における同軸型誘電体共振
器を回路基板に実装した時の断面図

【図５】同軸型誘電体共振器の等価回路図

【図６】従来の同軸型誘電体共振器を示す斜視図

【図７】従来の同軸型誘電体共振器を回路基板に実装し
た時の断面図

【図８】他の従来の同軸型誘電体共振器の斜視図

【図９】他の従来の同軸型誘電体共振器を回路基板に実
装した時の断面図

【符号の説明】

３１ 同軸型誘電体 ３２ 内部導体 ３３ 外部導体 ３４ 短絡導体 ３５ スリット ３６ 外部接続用導体 ３７ 回路基板 ３８ アース電極 ３９ ホット電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 江口 和弘 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 大野 博司 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一方の端面にスリットを設けた筒型の誘電
   体と、前記誘電体の外周面に設けられた外部導体と、前
   記誘電体の外周面に前記外部導体とは隔離して設けられ
   た外部接続用導体と、前記誘電体の内周面に設けられた
   内部導体と、前記誘電体の他方の端面に設けられ前記内
   部導体と前記外部導体を短絡する短絡導体と、前記スリ
   ット内に設けられ、前記内部導体と前記外部接続用導体
   を短絡する導体を設けた事を特徴とする同軸型誘電体共
   振器。
2. 【請求項２】誘電体の貫通孔に段差を設け、前記貫通孔
   の断面積を異ならせた事を特徴とする請求項１記載の同
   軸型誘電体共振器。