JPH07273504A - 誘電体共振器を有するフィルタ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 誘電体共振器の外導体とグランドとの間の接
続を良好にする。フィルタを小型にする。 【構成】 基板８上に誘電体共振器１〜３を配置する。
この誘電体共振器１〜３を覆うようにシールドカバー９
を配置する。シールドカバー９に開口３７〜３９を設け
る。この開口３７〜３９は誘電体共振器１〜３の外周面
の接続導体１５に対応するように形成する。誘電体共振
器１〜３の外導体１６をシールドカバー９に接触させ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、移動電話機等で使用す
るためのＴＥＭモード誘電体共振器を有するフィルタに
関する。

【０００２】

【従来の技術】誘電体共振器を使用したバンドパスフィ
ルタ又はバンドストップフィルタは移動電話機等の無線
周波数帯域の回路装置に使用されている。この種の典型
的なフィルタは回路基板上に複数個の誘電体共振器と複
数個のコンデンサを配置し、これ等を回路基板上の配線
導体によって所定の回路を形成するように接続し、誘電
体共振器にシールドカバーを覆せ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、誘電体共振
器は筒状誘電体と、この貫通孔内に設けられた内導体
と、誘電体の外周面に設けられた外導体と、内導体を外
部回路に接続するために外周面に設けられた接続導体と
から成る。シールドカバーは金属板を折り曲げて箱型に
形成したものから成り、回路基板に固着され且つ回路基
板のグランド導体層に電気的に接続されている。このシ
ールドカバーは誘電体共振器の接続導体に対しては非接
触でなければならないので、回路基板の主面に対向する
主被覆面（上面）は誘電体共振器の接触導体から離間し
ているのみでなく、外導体からも離間していた。この結
果、回路基板からシールドカバーの上面までの高さが大
きくなり、小型化が阻害されるばかりでなく、外導体が
回路基板のグランド導体層に接続されているのみである
ため外導体とグランド（電子回路の共通ライン）との間
の抵抗を十分に小さくすることが困難であり、十分な減
衰特性を有するフィルタを得ることができなかった。ま
た、従来のフィルタ装置においては、シールドカバーを
覆せてフィルタを完成させた後にフィルタの特性調整を
することができなかった。

【０００４】そこで、本発明の目的は誘電体共振器のグ
ランドに対する接続を良好に達成することができるフィ
ルタ装置を提供することにある。また、本発明の別の目
的はグランドに対する接続を良好に達成することができ
ると共に、シールドカバー装着後に特性調整ができるフ
ィルタ装置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、一対の端面と外周面と前記一対の端面の一
方から他方に至る貫通孔とを有する筒状誘電体と、前記
誘電体の前記貫通孔に設けられた内導体と、前記誘電体
の前記外周面に設けられた外導体と、前記誘電体の前記
外周面の一部に設けられ且つ前記内導体に直接又は静電
容量を介して電気的に結合され且つ前記外導体に対して
分離された接続導体とを備えた誘電体共振器と、少なく
とも前記接続導体に電気的に結合された配線導体を備え
ており且つ前記誘電体共振器を支持している支持基板
と、前記誘電体共振器を覆うように形成されており且つ
前記支持基板に対して固着されており且つ前記支持基板
の前記誘電体共振器を支持している主面に対向する主被
覆面を有しており且つ前記主被覆面が前記外導体に電気
的に結合されており且つ前記接続導体の前記主被覆面に
対する接触を防ぐための開口が前記主被覆面に形成され
且つグランドに接続するために導体で形成されているシ
ールドカバーとを具備したフィルタ装置に係わるもので
ある。また、請求項２に示すように開口を通して工具を
挿入し、外導体の一部を除去することができるように開
口を形成することが望ましい。また、請求項３及び４に
示すようにシールドカバーにグランド接続用の外方向突
出部を設けることが望ましい。

【０００６】

【発明の作用及び効果】請求項１〜３の発明によれば、
開口を設けたためにシールドカバーを外導体に接触させ
ても誘電体共振器の接続導体がシールドカバーに接触し
なくなる。これにより支持基板の主面からシールドカバ
ーの主被覆面までの高さが低くなって小型化が達成され
るのみでなく、シールドカバーに外導体が接続されるこ
とによってグランドと外導体との間のインピ−ダンス値
が小さくなり、フィルタ装置のフィルタ特性における減
衰領域の減衰量が大きくなり、フィルタ特性の良いフィ
ルタ装置を提供することができる。請求項２の発明によ
れば、シールドカバー装着後のフィルタ装置の特性調整
が可能になる。請求項３及び４によればシールドカバー
が突出部によって回路基板以外のグランド部材に接続さ
れるので、グランドに対する良好な接続が可能になる。

【０００７】

【第１の実施例】次に、図１〜図１０を参照して本発明
の第１の実施例に係わるＴＥＭモード誘電体共振器を有
するバンドパスフィルタを説明する。

【０００８】このバンドパスフィルタは、図１に示すよ
うに第１、第２及び第３の誘電体共振器１、２、３と、
第１、第２、第３及び第４のコンデンサ（キャパシタン
ス）４、５、６、７と、回路基板８と、シールドカバー
９とから成り、これ等は図９に示すように接続されてい
る。

【０００９】図１の第１〜第３の誘電体共振器１〜３は
実質的に同一に構成されており、それぞれが図６に示す
ように、セラミック製の円筒状誘電体１０と、この貫通
孔１１に形成された内導体１２と、これに接続され且つ
誘電体１０の一方の端面１３を通って外周面１４に導出
された接続導体１５と、外周面１４に形成された外導体
１６と、誘電体１０の他方の端面１７にて内導体１２と
外導体１６とを接続する短絡導体１８とから成る。内導
体１２、接続導体１５、外導体１６、短絡導体１８は銀
ペーストの焼付け層又は銅メッキ層から成る導体層であ
る。なお、周知のように第１〜第３の誘電体共振器は図
９のキャパシタンスＣとインダクタンスＬとの並列回路
で等価的に示すことができる。

【００１０】図９のフィルタ回路を構成するために、図
１のセラミック基板から成る絶縁性回路基板８の主面１
９上には入力端子導体層２０と、第１、第２及び第３の
接続導体層２１、２２、２３と、出力端子導体層２４
と、主グランド導体層２５とが設けられている。入力及
び出力端子導体層２０、２４は溝２６、２７を通って基
板８の裏面に延在し、主グランド導体層２５は５つの溝
２８を通って基板８の裏面に延在している。なお、図１
においては、図示を簡略化するために、回路基板８の各
導体層２０〜２５、誘電体共振器１〜３の各導体１２、
１５、１６、１８及びコンデンサ４〜７の電極はこれ等
の厚みが省略されて概略的に示されている。

【００１１】第１、第２及び第３の誘電体共振器１、
２、３は図３〜図５に示すように基板８の主面１９上に
配置され、これ等の外導体１６は主グランド導体層２５
に半田２９で固着され、接続導体１５は基板８上の第１
〜第３の接続導体層２１〜２３に半田３０で固着即ち電
気的及び機械的に結合されている。入力段の第１のコン
デンサ４は入力端子導体層２０と第１の接続導体層２１
との間に半田（図示せず）で固着され、第２のコンデン
サ５は第１及び第２の接続導体層２１、２２の間に半田
（図示せず）で固着され、第３のコンデンサ６は第２及
び第３の接続導体層２２、２３の間に半田（図示せず）
で固着され、第４のコンデンサ７は第３の接続導体層２
２と出力端子導体層２３との間に半田（図示せず）で固
着されている。

【００１２】図５のフィルタの等価回路を示す図９にお
いて、図５と実質的に同一の部分には同一の符号が付さ
れている。なお、図９における入力端子Ｔ1 、出力端子
Ｔ2、グランド端子Ｔ3 は図５の入力端子導体層２０、
出力端子導体層２４、グランド導体層２５に対応してい
る。４つのコンデンサ４、５、６、７は入力端子Ｔ1と
出力端子Ｔ2 との間に直列に接続され、これ等の相互接
続点とグランド端子Ｔ3 との間に第１、第２及び第３の
誘電体共振器１、２、３が接続されている。

【００１３】シールドカバー９は図１に示すように基板
８の主面１９に対向する平面形状四角形の主被覆面３１
と４つの側面３２、３３、３４、３５とを有し、基板８
の主面１９上のグランド導体層２５に図３に示すように
半田３６で電気的及び機械的に結合されている。シール
ドカバー９は例えばスズメッキしたリン青銅等の金属板
（導電性板）を加工したものであり、この主被覆面３１
には第１、第２及び第３の開口３７、３８、３９が設け
られ、且つこの開口３７、３８、３９を形成するために
切り起こされた部分から成る３個のグランド接続用突出
部４０を有する。第１〜第３の開口３７〜３９は図２及
び図４から明らかなように第１〜第３の誘電体共振器
１、２、３の接続導体１５及び外導体１６の一部に対応
するように配設されている。更に詳細には、接続導体１
５がシールドカバー９に接触することを防ぐように各開
口３７〜３９が形成され、且つ各開口３７〜３９は図８
に示すように外導体１６の一部を削り取るための工具４
１の先端を挿入することができるように形成されてい
る。シールドカバー９の高さは誘電体共振器１〜３の直
径とほぼ同一である。従って、シールドカバー９を基板
８の上に装着した時には主被覆面３１の内側面が外導体
１５に接触又は近接し、シールドカバー９の内面に予め
塗布しておいたペースト状半田に基づいて両者は接続さ
れる。なお、ペースト状半田を加熱溶融させる工程を設
けることによって外導体１６は半田４２によって主被覆
面３１に確実に接続される。基板８のグランド導体層２
５及び誘電体共振器１〜３の外導体１６に対するシール
ドカバー９の半田３６、４２による接続は同一の工程で
達成することが望ましい。なお、基板８の入力及び出力
端子導体層２０、２４に対応してシールドカバー９の側
面３２、３４に切欠部４３が設けられているので、入力
及び出力端子導体層２０、２４がシールドカバー９に接
続されることはない。

【００１４】図２〜図４に示すように組立ての完了した
フィルタ４４は、例えば、図７に示すように移動電話機
等の所望電子回路を形成するための回路基板４５の上に
配置され、ここの配線導体４６とグランド導体層４７に
半田４８、４９で電気的及び機械的に接続される。フィ
ルタ４４を伴った回路基板４５はグランド部材としての
金属製グランドケース５０に収容される。グランドケー
ス５０は基部５１と蓋部５２とから成り、基部５１の上
に回路基板４５を配置し、蓋部５２を覆せることによっ
てシールドカバー９のグランド接続用突出部４０が弾性
変形して蓋部５２の内面に接触し、ここでシールドカバ
ー９と蓋部５２との電気的接続が成立する。なお、突出
部４０と蓋部５２との電気的接続を確実にするために半
田５３を併用する。また、突出部４０の蓋部５２に対す
る接触を確実に達成するためにグランドケース５０を装
着する前の突出部４０の主被覆面３１からの立上りの高
さが蓋部５２の装着後における主被覆面３１と蓋部５２
との間隔よりも大きく設定されている。

【００１５】上述から明らかなように本実施例のフィル
タは次の利点を有する。 （１） 各誘電体共振器１〜３の外導体１６を基板８の
グランド導体層２５に電気的及び機械的に結合するのみ
でなく、金属製シールドカバー９にも電気的及び機械的
に結合するので、外導体１６とグランド（共通ライン）
との間の抵抗値を小さくすることができ、フィルタ特性
における減衰領域の減衰量を大きくすることができる。
即ち、図１０で実線で示すような周波数−利得特性を有
するフィルタを提供することができる。なお、図１０に
おいて点線で示す特性はグランドに対する接続が不完全
のために減衰領域における減衰量が十分でないものを示
す。 （２） シールドカバー９を外導体１６に接触させてグ
ランドに対する接続を強化し且つフィルタの薄型化を図
っているにも拘らず開口３７、３８、３９が設けられて
いるので、誘電体共振器１〜３の接続導体１５のシール
ドカバー９に対する誤った接触を確実且つ容易に防ぐこ
とができる。 （３） シールドカバー９の主被覆面３５に設けられた
弾性変形可能な突出部４０を外部のグランドケース５０
に接続するので、グランドに対する接続が更に強化さ
れ、外導体１６とグランドとの間の抵抗が更に小さくな
り、フィルタ特性の減衰領域における減衰量が更に大き
くなる。 （４） 突出部４０は開口３７〜３９を形成するための
切り起し部から成るので、フィルタのコスト上昇を抑え
ることができる。 （５） 開口３７〜３９は図８に示すように工具４１を
挿入して外導体１６の一部を削り取り、この削り取り部
分４２の大小によってフィルタの通過帯域の中心周波数
ｆ0 を調整することができる。即ち、シールドカバー９
の装着後の周波数特性の調整が可能になる。シールドカ
バー９を装着する前に周波数特性を調整することも可能
であるが、シールドカバー９を装着することによって周
波数特性の変動が生じるのが一般的である。従って、シ
ールドカバー９の装着後に周波数特性を調整できること
は所望特性のフィルタを歩留り高く作るために重要であ
る。 （６） 誘電体共振器１〜３は基板８とシールドカバー
９の主被覆面３５とで挾持された状態になるので、機械
的安定性が向上する。 （７） シールドカバー９は全体として箱型に形成さ
れ、開口３７〜３９及び切欠部４３以外の部分に誘電体
共振器１〜３、コンデンサ４〜７の大部分を覆っている
ので、電磁シールドを良好に達成することができる。

【００１６】

【第２の実施例】図１１は第２の実施例のシールドカバ
ー９ａを示す断面図である。このシールドカバー９ａは
主被覆面３１ａ、側面３２ａ、３４ａ等を有して図１〜
図４のシールドカバー９と実質的に同一に形成されてい
る。図１１のシールドカバー９ａの図１〜図４と異なる
点は接続導体１５に対向する開口３７ａに隣接してグラ
ンド接続用突出部４０を有さないことである。図１１で
は弾性変形可能な突出部４０ａを有する別の金属板６０
がシールドカバー９ａの主被覆面３１ａ上に固着されて
いる。この突出部４０ａは金属板６０の切り起し部であ
る。なお、金属板６０はシールドカバー９ａの開口３７
ａを覆わないように形成されている。この図１１に示す
シールドカバー９ａを使用して図１〜図４と同様にフィ
ルタを形成すると、図１〜図４のフィルタと同様の利点
を得ることができる。

【００１７】

【第３の実施例】図１２は第１の実施例のフィルタのた
めの誘電体共振器１、２、３を変形した誘電体共振器１
ａを示す。なお、図１２において図６と共通する部分に
は同一の符号が付されている。図１２の誘電体共振器１
ａは、図６との比較から明らかなように誘電体１０の一
方の端面に導体層を有さない。従って、外周面１４の接
続導体１５は内導体１２に直接に接続されておらず、誘
電体１０を介して対向して静電容量結合されている。図
１２の誘電体共振器１ａの等価回路は図１３に示すよう
にＬＣ共振回路とこれに直列に接続されたキャパシタン
スＣ1 で示すことができる。キャパシタンスＣ1 は接続
導体１５と内導体１２との間の容量である。

【００１８】図１２の誘電体共振器１ａを使用して例え
ばバンドストップフィルタ（ＢＳＦ）を構成する時に
は、図１３に示すように誘電体共振器１ａの他にこれと
同一構成の２つの共振器２ａ、３ａを用意し、例えば結
合素子としてのストリップラインＬ1 、Ｌ2 、Ｌ3 、Ｌ
4 の直列回路の相互接続中点とグランド端子Ｔ3 との間
に各共振器１ａ、２ａ、３ａを接続する。なお、ストリ
ップラインＬ1 、Ｌ2 、Ｌ3 、Ｌ4 は入力端子Ｔ1 と出
力端子Ｔ2 との間に直列接続されている。

【００１９】図１３のフィルタの組立ては第１の実施例
と同一の手法で行う。即ち、図１〜図９のコンデンサ
４、５、６、７の代りにストリップラインＬ1 、Ｌ2 、
Ｌ3 、Ｌ4 を接続する。第３の実施例のフィルタのその
他は第１の実施例と同一に構成する。これにより、第３
の実施例によっても第１の実施例と同一の利点が得られ
る。

【００２０】

【変形例】本発明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） 基板８をセラミック誘電体から成る多層基板と
し、この中にコンデンサ電極導体層を設け、これによっ
て図１のコンデンサ４〜７の代りのコンデンサを形成し
てもよい。 （２） 誘電体共振器１〜３を断面四角形にすることが
できる。 （３） 図６及び図１２の誘電体共振器１〜３は、短絡
導体１８を有するλ／４型（但しλは共振周波数の波形
の波長）に形成されているが、短絡導体１８を省いてλ
／２型にすることができる。 （４） フィルタ回路は図９、図１３の回路に限ること
なく、種々変形可能であり、例えば図９の第２の誘電体
共振器２に直列にコンデンサを接続することができる。 （５） シールドカバー９の基板８のグランド導体層２
５に対する接続が十分の場合には、突出部４０による外
部のグランド部材に対する接続を省くことができる。ま
た逆に突出部４０による外部のグランド部材に対する接
続が十分の場合にはシールドカバー９の基板８に対する
電気的接続を省くことができる。 （６） 実施例では誘電体共振器１〜３及びコンデンサ
４〜７を半田で基板８に電気的及び機械的に結合した
が、機械的結合を強めるために絶縁性接着材を併用する
ことができる。 （７） 切り起しによる突出部４０、４０ａの代りに、
金属製コイルバネをシールドカバー９の上面に固着する
こと、又は波形に屈曲された金属製バネ部材をシールド
カバー９の上に固着することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例のフィルタを概略的に示す分解斜
視図である。

【図２】図１のフィルタの平面図である。

【図３】図２のＡ−Ａ線断面図である。

【図４】図２のＢ−Ｂ線断面図である。

【図５】図２のフィルタをシールドカバーを除去して示
す平面図である。

【図６】図１の誘電体共振器を詳しく示す断面図であ
る。

【図７】図２のフィルタを電子回路の回路基板に装着し
てケースに収容した状態を示す一部切断正面図である。

【図８】誘電体共振器の特性調整を開口を介して行う状
態を示す図である。

【図９】図２のフィルタの等価回路図である。

【図１０】図２のフィルタの周波数と利得との関係を示
す特性図である。

【図１１】第２の実施例のシールドカバーを示す断面図
である。

【図１２】第３の実施例の誘電体共振器を示す断面図で
ある。

【図１３】第３の実施例のフィルタの等価回路図であ
る。

【符号の説明】

１〜３ 誘電体共振器 ８ 基板 ９ シールドカバー ３７〜３９ 開口

───────────────────────────────────────────────────── 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 (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対の端面と外周面と前記一対の端面の
   一方から他方に至る貫通孔とを有する筒状誘電体と、前
   記誘電体の前記貫通孔に設けられた内導体と、前記誘電
   体の前記外周面に設けられた外導体と、前記誘電体の前
   記外周面の一部に設けられ且つ前記内導体に直接又は静
   電容量を介して電気的に結合され且つ前記外導体に対し
   て分離された接続導体とを備えた誘電体共振器と、 少なくとも前記接続導体に電気的に結合された配線導体
   を備えており且つ前記誘電体共振器を支持している支持
   基板と、 前記誘電体共振器を覆うように形成されており且つ前記
   支持基板に対して固着されており且つ前記支持基板の前
   記誘電体共振器を支持している主面に対向する主被覆面
   を有しており且つ前記主被覆面が前記外導体に電気的に
   結合されており且つ前記接続導体の前記主被覆面に対す
   る接触を防ぐための開口が前記主被覆面に形成され且つ
   グランドに接続するために導体で形成されているシール
   ドカバーとを具備したフィルタ装置。
2. 【請求項２】 前記開口が前記外導体の一部を前記シー
   ルドカバーの外から除去するための工具を挿入すること
   ができるように形成されていることを特徴とする請求項
   １記載のフィルタ装置。
3. 【請求項３】 更に、前記シールドカバーが前記主被覆
   面に支持されて外方向に突出したグランド接続突出部を
   有し、このグランド接続突出部が弾性変形可能に形成さ
   れ且つ外部のグランド部材に対して接続されるように形
   成されていることを特徴とする請求項１又は２記載のフ
   ィルタ装置。
4. 【請求項４】 一対の端面と外周面と前記一対の端面の
   一方から他方に至る貫通孔とを有する筒状誘電体と、前
   記誘電体の前記貫通孔に設けられた内導体と、前記誘電
   体の前記外周面に設けられた外導体と、前記誘電体の前
   記外周面の一部に設けられ且つ前記内導体に直接又は静
   電容量を介して電気的に結合され且つ前記外導体に対し
   て分離された接続導体とを備えた誘電体共振器と、 少なくとも前記接続導体に電気的に結合された配線導体
   を備えており且つ前記誘電体共振器を支持している支持
   基板と、 前記誘電体共振器を覆うように形成されており且つ前記
   支持基板に対して固着されており且つ前記支持基板の前
   記誘電体共振器を支持している主面に対向する主被覆面
   を有しており且つ前記主被覆面が前記外導体に直接又は
   前記支持基板の配線導体を介して電気的に結合されてお
   り且つ前記主被覆面に外部のグランド部材に接続するた
   めの外方向突出部を有しており且つ導電材料で形成され
   ているシールドカバーとを具備したフィルタ装置。