JPH07273516A - 積層誘電体共振器及びフィルタ - Google Patents
積層誘電体共振器及びフィルタInfo
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- JPH07273516A JPH07273516A JP8235294A JP8235294A JPH07273516A JP H07273516 A JPH07273516 A JP H07273516A JP 8235294 A JP8235294 A JP 8235294A JP 8235294 A JP8235294 A JP 8235294A JP H07273516 A JPH07273516 A JP H07273516A
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- pattern
- inner conductor
- conductor pattern
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 折り返しストリップ線路型構造として小形化
を図り、その上で、製造性並びに実装性が良く、性能を
損なうこともないように更に小形化する。 【構成】 シートを積層して構成するブロック状誘電体
材料１２の内部に、パターン厚み方向に間隔をおいて相
対向するように配置した短絡側及び開放側の内導体パタ
ーン１４ａ，１４ｂと両内導体パターンの一端間を接続
するビア接続部１６からなる共振器内導体１８を形成
し、短絡側の内導体パターンの他端には接続するが開放
側の内導体パターンの他端には接続されない外部アース
導体２０と、ビア接続部には接続せず外部アース導体に
は接続される内部アース導体２２を設けた折り返しスト
リップ線路型共振器である。開放端側の内外アース導体
間距離ｔ1 を短絡端側の内外アース導体間距離ｔ2 より
も短くし、好ましくは０．４≦ｔ1 ／ｔ2 ＜１．０の関
係が成り立つような範囲内とする。
を図り、その上で、製造性並びに実装性が良く、性能を
損なうこともないように更に小形化する。 【構成】 シートを積層して構成するブロック状誘電体
材料１２の内部に、パターン厚み方向に間隔をおいて相
対向するように配置した短絡側及び開放側の内導体パタ
ーン１４ａ，１４ｂと両内導体パターンの一端間を接続
するビア接続部１６からなる共振器内導体１８を形成
し、短絡側の内導体パターンの他端には接続するが開放
側の内導体パターンの他端には接続されない外部アース
導体２０と、ビア接続部には接続せず外部アース導体に
は接続される内部アース導体２２を設けた折り返しスト
リップ線路型共振器である。開放端側の内外アース導体
間距離ｔ1 を短絡端側の内外アース導体間距離ｔ2 より
も短くし、好ましくは０．４≦ｔ1 ／ｔ2 ＜１．０の関
係が成り立つような範囲内とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、誘電体グリーンシート
を複数枚積層して焼結したブロック状の誘電体材料と、
その内部の共振器内導体と内部アース導体、及び誘電体
材料の外表面に形成した外部アース導体からなるストリ
ップ線路型共振器に関する。更に詳しく述べると本発明
は、共振器内導体をビア接続部による折り返し構造にす
ると共に、開放端側の内外アース導体間距離を短絡端側
の内外アース導体間距離よりも短くして、共振器長手方
向の寸法の短縮を図った積層誘電体共振器及び積層誘電
体フィルタに関するものである。これらの積層誘電体共
振器あるいは積層誘電体フィルタは、例えばマイクロ波
用の各種無線機器などに用いられる。
を複数枚積層して焼結したブロック状の誘電体材料と、
その内部の共振器内導体と内部アース導体、及び誘電体
材料の外表面に形成した外部アース導体からなるストリ
ップ線路型共振器に関する。更に詳しく述べると本発明
は、共振器内導体をビア接続部による折り返し構造にす
ると共に、開放端側の内外アース導体間距離を短絡端側
の内外アース導体間距離よりも短くして、共振器長手方
向の寸法の短縮を図った積層誘電体共振器及び積層誘電
体フィルタに関するものである。これらの積層誘電体共
振器あるいは積層誘電体フィルタは、例えばマイクロ波
用の各種無線機器などに用いられる。
【０００２】
【従来の技術】誘電体材料を使用するマイクロ波用フィ
ルタは多種多様であるが、その一つとして共振器をスト
リップ線路で構成する形式がある。例えば１／４波長共
振器の場合には、誘電体ブロックの内部に直線状のスト
リップ線路型の共振器内導体を設け、その一端が開放と
なり、他端が誘電体ブロックの外表面の外部アース導体
に短絡されるように構成する。ここで共振器内導体は、
共振波長の１／４の奇数倍の長さに設定する。フィルタ
を構成するには、誘電体ブロックの内部で、このような
共振器内導体を複数個、フィルタ特性に対応した結合強
度となるように並設する。
ルタは多種多様であるが、その一つとして共振器をスト
リップ線路で構成する形式がある。例えば１／４波長共
振器の場合には、誘電体ブロックの内部に直線状のスト
リップ線路型の共振器内導体を設け、その一端が開放と
なり、他端が誘電体ブロックの外表面の外部アース導体
に短絡されるように構成する。ここで共振器内導体は、
共振波長の１／４の奇数倍の長さに設定する。フィルタ
を構成するには、誘電体ブロックの内部で、このような
共振器内導体を複数個、フィルタ特性に対応した結合強
度となるように並設する。
【０００３】この構造は、共振器導体を平面的に配置す
るため、実装の際の占有面積を小さくするには限界があ
る。そこで、この問題を解決できる技術として、折り返
しストリップ線路型の誘電体共振器及び誘電体フィルタ
を提案した（例えば、特開平５−１５２８１５号公報及
び特開平５−１７５７０２号公報参照）。これは、誘電
体基板に、その両主表面を除き外周面にＵ型に形成した
外部アース導体と、内部にＵ型に形成した共振器内導体
及び中央に形成した内部アース導体を具備し、それら各
導体をそれぞれ一端のみで短絡した構造である。この場
合、共振器内導体は、そのパターン面に対して垂直方向
に折り返されている。
るため、実装の際の占有面積を小さくするには限界があ
る。そこで、この問題を解決できる技術として、折り返
しストリップ線路型の誘電体共振器及び誘電体フィルタ
を提案した（例えば、特開平５−１５２８１５号公報及
び特開平５−１７５７０２号公報参照）。これは、誘電
体基板に、その両主表面を除き外周面にＵ型に形成した
外部アース導体と、内部にＵ型に形成した共振器内導体
及び中央に形成した内部アース導体を具備し、それら各
導体をそれぞれ一端のみで短絡した構造である。この場
合、共振器内導体は、そのパターン面に対して垂直方向
に折り返されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このような構造は、結
果的に１／４波長共振器内導体が立体的に折り返されて
半分以下の長さになるために、実装の際に占有面積を低
減でき、機器の小形化に寄与しうる。近年、無線通信機
器は、より一層の小形化が求められており、それに伴っ
て誘電体共振器の小形化の要請もますます強まってい
る。しかし、上記の手法のみでは不十分な場合も生じて
いる。
果的に１／４波長共振器内導体が立体的に折り返されて
半分以下の長さになるために、実装の際に占有面積を低
減でき、機器の小形化に寄与しうる。近年、無線通信機
器は、より一層の小形化が求められており、それに伴っ
て誘電体共振器の小形化の要請もますます強まってい
る。しかし、上記の手法のみでは不十分な場合も生じて
いる。
【０００５】誘電体共振器の共振器長手方向の寸法を短
縮する手段として、共振器内導体の開放端に外部アース
導体を近接させるようにして、そこに生じる負荷容量に
より共振周波数が低下する現象を利用することが考えら
れる。しかし、そのような構造では、共振器内導体の先
端部分での電流密度が大となり、損失の増大を招く。ま
た別の共振器短縮手段として、共振器開放端側に段差を
設けることが考えられるが、そのような構造とすると実
装性並びに製造性の面で難がある。
縮する手段として、共振器内導体の開放端に外部アース
導体を近接させるようにして、そこに生じる負荷容量に
より共振周波数が低下する現象を利用することが考えら
れる。しかし、そのような構造では、共振器内導体の先
端部分での電流密度が大となり、損失の増大を招く。ま
た別の共振器短縮手段として、共振器開放端側に段差を
設けることが考えられるが、そのような構造とすると実
装性並びに製造性の面で難がある。
【０００６】本発明の目的は、折り返しストリップ線路
型構造として小形化を図り、その上で、製造性並びに実
装性が良く、性能を損なうこともないように更に小形化
した積層誘電体共振器及びフィルタを提供することであ
る。
型構造として小形化を図り、その上で、製造性並びに実
装性が良く、性能を損なうこともないように更に小形化
した積層誘電体共振器及びフィルタを提供することであ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明に係る積層誘電体
共振器は、シートを積層して構成するブロック状誘電体
材料の内部に、パターン厚み方向に間隔をおいて相対向
するように配置した短絡側及び開放側の内導体パターン
とそれら両内導体パターンの一端間を接続するビア接続
部とからなる共振器内導体を形成し、前記誘電体材料の
外表面に、短絡側の内導体パターンの他端には接続する
が開放側の内導体パターンの他端には接続されない外部
アース導体を形成し、前記誘電体材料の内部の両内導体
パターンの間に、ビア接続部には接続されず、外部アー
ス導体には接続される内部アース導体を設けた折り返し
ストリップ線路型共振器構造をなしている。そして、開
放端側での内導体パターンを挾む内外アース導体間距離
を、短絡端側での内導体パターンを挾む内外アース導体
間距離よりも短くしており、この点に特徴がある。その
具体的な比率について述べると、開放端側での内導体パ
ターンを挾む内外アース導体間距離をｔ1 、短絡端側で
の内導体パターンを挾む内外アース導体間距離をｔ2 と
したとき、０．４≦ｔ1 ／ｔ2 ＜１．０の関係が成り立
つような範囲内とすることが望ましい。
共振器は、シートを積層して構成するブロック状誘電体
材料の内部に、パターン厚み方向に間隔をおいて相対向
するように配置した短絡側及び開放側の内導体パターン
とそれら両内導体パターンの一端間を接続するビア接続
部とからなる共振器内導体を形成し、前記誘電体材料の
外表面に、短絡側の内導体パターンの他端には接続する
が開放側の内導体パターンの他端には接続されない外部
アース導体を形成し、前記誘電体材料の内部の両内導体
パターンの間に、ビア接続部には接続されず、外部アー
ス導体には接続される内部アース導体を設けた折り返し
ストリップ線路型共振器構造をなしている。そして、開
放端側での内導体パターンを挾む内外アース導体間距離
を、短絡端側での内導体パターンを挾む内外アース導体
間距離よりも短くしており、この点に特徴がある。その
具体的な比率について述べると、開放端側での内導体パ
ターンを挾む内外アース導体間距離をｔ1 、短絡端側で
の内導体パターンを挾む内外アース導体間距離をｔ2 と
したとき、０．４≦ｔ1 ／ｔ2 ＜１．０の関係が成り立
つような範囲内とすることが望ましい。
【０００８】本発明は、上記のような積層誘電体共振器
を複数並置して一体化したような積層誘電体フィルタに
も適用できる。即ち、誘電体材料の内部で、複数の共振
器内導体を、そのパターン幅方向に間隔をおいて配列
し、内部アース導体及び外部アース導体を設けた構造で
ある。この積層誘電体フィルタは、複数の共振器内導体
を、それらのビア接続部が同じ側に位置するように配列
するコムライン型にも、またビア接続部が交互に反対側
に位置するように配列するインターデジタル型にも対応
できる。
を複数並置して一体化したような積層誘電体フィルタに
も適用できる。即ち、誘電体材料の内部で、複数の共振
器内導体を、そのパターン幅方向に間隔をおいて配列
し、内部アース導体及び外部アース導体を設けた構造で
ある。この積層誘電体フィルタは、複数の共振器内導体
を、それらのビア接続部が同じ側に位置するように配列
するコムライン型にも、またビア接続部が交互に反対側
に位置するように配列するインターデジタル型にも対応
できる。
【０００９】
【作用】共振器開放端側の内外アース間距離を狭くする
と、等価回路上、先端に容量が負荷された形となり、共
振周波数が低下する。このことは、同じ共振周波数の共
振器を得るのに共振器内導体の長さを短くできることを
意味しており、その分、共振器を小形化できることにな
る。開放端側での内導体パターンを挾む内外アース導体
間距離をｔ1 、短絡端側での内導体パターンを挾む内外
アース導体間距離をｔ2 としたとき、回路シミュレーシ
ョン上では、０．４≦ｔ1 ／ｔ2 ＜１．０の範囲ではＱ
の変化は小さい。また特にｔ1 ／ｔ2 ≦０．７では、共
振器内導体の短縮効果が大となる。
と、等価回路上、先端に容量が負荷された形となり、共
振周波数が低下する。このことは、同じ共振周波数の共
振器を得るのに共振器内導体の長さを短くできることを
意味しており、その分、共振器を小形化できることにな
る。開放端側での内導体パターンを挾む内外アース導体
間距離をｔ1 、短絡端側での内導体パターンを挾む内外
アース導体間距離をｔ2 としたとき、回路シミュレーシ
ョン上では、０．４≦ｔ1 ／ｔ2 ＜１．０の範囲ではＱ
の変化は小さい。また特にｔ1 ／ｔ2 ≦０．７では、共
振器内導体の短縮効果が大となる。
【００１０】この構造では、共振器の短絡端から開放端
にかけて上下をアース導体で挾まれた、所謂トリプレー
ト構造であり、通常の折り返しの無い共振器と比較して
も性能劣化は少ない。折り返し部（ビア接続部）に若
干、インピーダンスの不連続が生じるが、性能を大幅に
害するものでないことは実験的に確認されている。ｔ1
／ｔ2 を小さくしてもＱがあまり変化しないのは開放端
側が薄くなってＱが劣化する一方、全体の厚さ一定のも
とでは、短絡側が厚くなり逆にＱが向上することによる
ものと推測される。
にかけて上下をアース導体で挾まれた、所謂トリプレー
ト構造であり、通常の折り返しの無い共振器と比較して
も性能劣化は少ない。折り返し部（ビア接続部）に若
干、インピーダンスの不連続が生じるが、性能を大幅に
害するものでないことは実験的に確認されている。ｔ1
／ｔ2 を小さくしてもＱがあまり変化しないのは開放端
側が薄くなってＱが劣化する一方、全体の厚さ一定のも
とでは、短絡側が厚くなり逆にＱが向上することによる
ものと推測される。
【００１１】
【実施例】図１は本発明に係る積層誘電体共振器の一実
施例を示す説明図であり、Ａはその外観を、Ｂは縦断面
を表している。この積層誘電体共振器１０は、多数枚の
シートを積層して構成するブロック状の誘電体材料１２
の内部に、パターン厚み方向に間隔をおいて相対向する
ように配置した短絡側の内導体パターン１４ａ及び開放
側の内導体パターン１４ｂとそれら両内導体パターン１
４ａ，１４ｂの一端間を接続するビア接続部１６からな
る共振器内導体１８を形成し、前記誘電体材料１２の外
表面に、短絡側の内導体パターン１４ａの他端には接続
するが開放側の内導体パターン１４ｂの他端には接続さ
れない外部アース導体２０を形成し、また前記誘電体材
料１２の内部の両内導体パターン１４ａ，１４ｂの間
に、ビア接続部１６には接続されず、外部アース導体２
０には接続される内部アース導体２２を設けた折り返し
ストリップ線路型の共振器である。本発明では、開放端
側での内導体パターン１４ｂを挾む内外アース導体間距
離ｔ1 を、短絡端側での内導体パターン１４ａを挾む内
外アース導体間距離ｔ2 よりも短く設定しており、この
点に特徴がある。
施例を示す説明図であり、Ａはその外観を、Ｂは縦断面
を表している。この積層誘電体共振器１０は、多数枚の
シートを積層して構成するブロック状の誘電体材料１２
の内部に、パターン厚み方向に間隔をおいて相対向する
ように配置した短絡側の内導体パターン１４ａ及び開放
側の内導体パターン１４ｂとそれら両内導体パターン１
４ａ，１４ｂの一端間を接続するビア接続部１６からな
る共振器内導体１８を形成し、前記誘電体材料１２の外
表面に、短絡側の内導体パターン１４ａの他端には接続
するが開放側の内導体パターン１４ｂの他端には接続さ
れない外部アース導体２０を形成し、また前記誘電体材
料１２の内部の両内導体パターン１４ａ，１４ｂの間
に、ビア接続部１６には接続されず、外部アース導体２
０には接続される内部アース導体２２を設けた折り返し
ストリップ線路型の共振器である。本発明では、開放端
側での内導体パターン１４ｂを挾む内外アース導体間距
離ｔ1 を、短絡端側での内導体パターン１４ａを挾む内
外アース導体間距離ｔ2 よりも短く設定しており、この
点に特徴がある。
【００１２】この実施例では、開放側の内導体パターン
１４ｂの他端が誘電体材料１２の表面に露出していて、
その周囲に外部アース導体の無い開放端面２４が形成さ
れ、該開放端面２４以外の全外表面が外部アース導体２
０で覆われている。即ち、ブロック状の誘電体材料１２
の一方の端面の内部アース導体２２よりも上方の部分が
開放端面２４となり、それよりも下方の部分が短絡端面
２６となる。
１４ｂの他端が誘電体材料１２の表面に露出していて、
その周囲に外部アース導体の無い開放端面２４が形成さ
れ、該開放端面２４以外の全外表面が外部アース導体２
０で覆われている。即ち、ブロック状の誘電体材料１２
の一方の端面の内部アース導体２２よりも上方の部分が
開放端面２４となり、それよりも下方の部分が短絡端面
２６となる。
【００１３】ここで、開放端側での内導体パターン１４
ｂを挾む内外アース導体間距離ｔ1と、短絡端側での内
導体パターン１４ａを挾む内外アース導体間距離ｔ2 と
の関係は、０．４≦ｔ1 ／ｔ2 ＜１．０が満たされるよ
うにするのが好ましい。更に好ましいのは、０．４≦ｔ
1 ／ｔ2 ≦０．７とすることである。
ｂを挾む内外アース導体間距離ｔ1と、短絡端側での内
導体パターン１４ａを挾む内外アース導体間距離ｔ2 と
の関係は、０．４≦ｔ1 ／ｔ2 ＜１．０が満たされるよ
うにするのが好ましい。更に好ましいのは、０．４≦ｔ
1 ／ｔ2 ≦０．７とすることである。
【００１４】短絡端側での内外アース導体間距離ｔ2 に
対して開放端側での内外アース導体間距離ｔ1 を小さく
すると、等価回路上、先端に容量が負荷された形とな
り、図２に示すように共振周波数ｆ0 が低下する。この
ことは、同じ共振周波数の共振器を得ることを考える
と、共振器内導体の寸法を短くできなることを意味し、
その分、共振器を小形化できることになる。しかも回路
シミュレーション上では、０．４≦ｔ1 ／ｔ2 ＜１．０
の範囲ではＱの変化は小さい。また、この構造は、共振
器の短絡端から開放端にかけて上下をアース導体で挾ま
れた、所謂トリプレート構造であり、通常の折り返しの
無い共振器と比較しても性能劣化は少ない。折り返し部
（ビア接続部）に若干、インピーダンスの不連続が生じ
るが、性能を大幅に害するものでないことは実験的に確
認されている。ｔ1 ／ｔ2 を小さくしてもＱがあまり変
化しないのは、開放端側が薄くなってＱが劣化する一
方、全体の厚さ一定のもとでは、短絡側が厚くなり逆に
Ｑが向上することによるものと推測される。
対して開放端側での内外アース導体間距離ｔ1 を小さく
すると、等価回路上、先端に容量が負荷された形とな
り、図２に示すように共振周波数ｆ0 が低下する。この
ことは、同じ共振周波数の共振器を得ることを考える
と、共振器内導体の寸法を短くできなることを意味し、
その分、共振器を小形化できることになる。しかも回路
シミュレーション上では、０．４≦ｔ1 ／ｔ2 ＜１．０
の範囲ではＱの変化は小さい。また、この構造は、共振
器の短絡端から開放端にかけて上下をアース導体で挾ま
れた、所謂トリプレート構造であり、通常の折り返しの
無い共振器と比較しても性能劣化は少ない。折り返し部
（ビア接続部）に若干、インピーダンスの不連続が生じ
るが、性能を大幅に害するものでないことは実験的に確
認されている。ｔ1 ／ｔ2 を小さくしてもＱがあまり変
化しないのは、開放端側が薄くなってＱが劣化する一
方、全体の厚さ一定のもとでは、短絡側が厚くなり逆に
Ｑが向上することによるものと推測される。
【００１５】本発明の積層誘電体共振器は、例えば図３
に示すような工程で製造できる。ここでは説明並びに図
面を簡略化するため、１個取りの場合について説明する
が、実際に製造する場合には、通常、多数個取り方式で
実施する。この積層誘電体共振器は、数十枚〜百数十枚
の高誘電率材料からなるグリーンシート３０を積層配置
し、加圧一体化して焼成することにより製造する。
に示すような工程で製造できる。ここでは説明並びに図
面を簡略化するため、１個取りの場合について説明する
が、実際に製造する場合には、通常、多数個取り方式で
実施する。この積層誘電体共振器は、数十枚〜百数十枚
の高誘電率材料からなるグリーンシート３０を積層配置
し、加圧一体化して焼成することにより製造する。
【００１６】グリーンシート３０は、チタン酸バリウム
系などのマイクロ波用高誘電率材料粉体と有機結合剤等
とを混練し、ドクターブレード法やロール圧延法等によ
りシート状（例えば厚さ数十〜百数十μｍ程度）に成形
した未焼成品である。多数枚のグリーンシートのうち、
中間やや上方に位置する１枚（あるいは２枚）に短くグ
リーンシートと同幅の内部アース導体パターン３２を形
成する。また多数のグリーンシート３０のうち、上記の
内部アース導体パターン３２と最上部との丁度中間位置
の１枚（あるいは２枚）には長い矩形状の開放側の内導
体パターン３４ｂを、更に内部アース導体パターン３２
と最下部との丁度中間位置の１枚（あるいは２枚）にも
長い矩形状の短絡側の内導体パターン３４ａを形成す
る。これらは、グリーンシート３０の上に、導電ペース
ト（銀ペーストなど）をスクリーン印刷法等によって印
刷したものである。そして、両内導体パターン３４ａ，
３４ｂの間に位置する各グリーンシートには、該内導体
パターン３４ａ，３４ｂの先端近傍の同じ位置に、１個
ないし数個の小さなビア穴をパンチなどによって穿設し
て、該ビア穴内に導電材料（例えば銀ペースト）３６を
充填する。グリーンシート３０が厚み数十μｍ程度の場
合、ビア穴の直径は０．１〜０．２mm程度とする。穴径
が大きすぎると充填物の脱落が生じ、小さ過ぎると完全
な充填が行えないからである。
系などのマイクロ波用高誘電率材料粉体と有機結合剤等
とを混練し、ドクターブレード法やロール圧延法等によ
りシート状（例えば厚さ数十〜百数十μｍ程度）に成形
した未焼成品である。多数枚のグリーンシートのうち、
中間やや上方に位置する１枚（あるいは２枚）に短くグ
リーンシートと同幅の内部アース導体パターン３２を形
成する。また多数のグリーンシート３０のうち、上記の
内部アース導体パターン３２と最上部との丁度中間位置
の１枚（あるいは２枚）には長い矩形状の開放側の内導
体パターン３４ｂを、更に内部アース導体パターン３２
と最下部との丁度中間位置の１枚（あるいは２枚）にも
長い矩形状の短絡側の内導体パターン３４ａを形成す
る。これらは、グリーンシート３０の上に、導電ペース
ト（銀ペーストなど）をスクリーン印刷法等によって印
刷したものである。そして、両内導体パターン３４ａ，
３４ｂの間に位置する各グリーンシートには、該内導体
パターン３４ａ，３４ｂの先端近傍の同じ位置に、１個
ないし数個の小さなビア穴をパンチなどによって穿設し
て、該ビア穴内に導電材料（例えば銀ペースト）３６を
充填する。グリーンシート３０が厚み数十μｍ程度の場
合、ビア穴の直径は０．１〜０．２mm程度とする。穴径
が大きすぎると充填物の脱落が生じ、小さ過ぎると完全
な充填が行えないからである。
【００１７】これら多数枚のグリーンシート３０を位置
合わせして積層し、加圧一体化した後、焼成する。これ
によって、多数枚のシートを積層し一体化した誘電体材
料の内部では、ビア穴の導電材料によってビア接続部が
形成され、開放側の内導体パターンと短絡側の内導体パ
ターンとが電気的に接続された状態となる。ビア穴の位
置を内部アース導体の外側に設けたので、ビア接続部と
内部アース導体とが導通することはない。その後、図１
のＡに示すように、焼成品の外表面に必要な外部アース
導体を形成する。それには、導電ペーストを塗布して、
焼き付ければよい。すると、内部アース導体は３辺で外
部アース導体と導通し、短絡側の内導体パターンも誘電
体材料の端部で露出していた部分で外部アース導体と導
通する。このようにして、折り返しストリップ線路型共
振器が得られる。開放端側での内導体パターンを挾む内
外アース導体間距離ｔ1 と、短絡端側での内導体パター
ンを挾む内外アース導体間距離ｔ2 との比率の調整は、
グリーンシートの積層枚数の選定で容易に行える。
合わせして積層し、加圧一体化した後、焼成する。これ
によって、多数枚のシートを積層し一体化した誘電体材
料の内部では、ビア穴の導電材料によってビア接続部が
形成され、開放側の内導体パターンと短絡側の内導体パ
ターンとが電気的に接続された状態となる。ビア穴の位
置を内部アース導体の外側に設けたので、ビア接続部と
内部アース導体とが導通することはない。その後、図１
のＡに示すように、焼成品の外表面に必要な外部アース
導体を形成する。それには、導電ペーストを塗布して、
焼き付ければよい。すると、内部アース導体は３辺で外
部アース導体と導通し、短絡側の内導体パターンも誘電
体材料の端部で露出していた部分で外部アース導体と導
通する。このようにして、折り返しストリップ線路型共
振器が得られる。開放端側での内導体パターンを挾む内
外アース導体間距離ｔ1 と、短絡端側での内導体パター
ンを挾む内外アース導体間距離ｔ2 との比率の調整は、
グリーンシートの積層枚数の選定で容易に行える。
【００１８】図４は共振器特性のシミュレーション結果
の一例である。同図において、Ａは共振器構造を示し、
ＢとＣはそれぞれストリップ線路長とＱ0 の変化を示し
ている。積層誘電体共振器の構造は図１に示すものと同
じである。共振器全体の高さをほぼ一定（約３mm）と
し、開放端側の内外アース導体間距離ｔ1 と短絡端側の
内外アース導体間距離ｔ2 との比率Ｒ（＝ｔ1 ／ｔ2 ）
を変化させ、共振周波数ｆ0 がほぼ一定（約８００ＭH
z）となるようにストリップ線路長さＬを調整し、計算
した結果である。ここで、誘電体材料の誘電体εr を６
５、ストリップ線路幅を１mm、ビア穴径を０．１５mmと
仮定している。共振器寸法と共振器特性を表１に示す。
の一例である。同図において、Ａは共振器構造を示し、
ＢとＣはそれぞれストリップ線路長とＱ0 の変化を示し
ている。積層誘電体共振器の構造は図１に示すものと同
じである。共振器全体の高さをほぼ一定（約３mm）と
し、開放端側の内外アース導体間距離ｔ1 と短絡端側の
内外アース導体間距離ｔ2 との比率Ｒ（＝ｔ1 ／ｔ2 ）
を変化させ、共振周波数ｆ0 がほぼ一定（約８００ＭH
z）となるようにストリップ線路長さＬを調整し、計算
した結果である。ここで、誘電体材料の誘電体εr を６
５、ストリップ線路幅を１mm、ビア穴径を０．１５mmと
仮定している。共振器寸法と共振器特性を表１に示す。
【００１９】
【表１】
【００２０】図４のＢに示すように、開放端側の内外ア
ース導体間距離ｔ1 と短絡端側の内外アース導体間距離
ｔ2 との比率Ｒ（＝ｔ1 ／ｔ2 ）を小さくすると、スト
リップ線路長Ｌは短くなる。ストリップ線路長Ｌの短縮
効果は、Ｒ（＝ｔ1 ／ｔ2 ）が０．７以下のときに顕著
となる。それに対して、減衰量ATT 、帯域幅ΔＢt 、及
びＱ0 は殆ど変化がない。本発明で前記の比率Ｒ（＝ｔ
1 ／ｔ2 ）を０．４以上とすることが好ましい理由は、
開放端側が薄くなり過ぎると製作し難くなること（例え
ば外部アース導体の塗布など）、周波数調整のために開
放端面を削る場合があるが、そのような作業が困難とな
る（位置が出し難いし、削り作業が困難となる）こと、
容量の影響が大きくなりすぎて共振周波数のばらつきが
生じ易くなることなどである。これらのことから、０．
４≦Ｒ（＝ｔ1 ／ｔ2 ）＜１．０とすることが好まし
く、更には０．４≦Ｒ（＝ｔ1 ／ｔ2 ）≦０．７とする
ことが、特に好ましい。
ース導体間距離ｔ1 と短絡端側の内外アース導体間距離
ｔ2 との比率Ｒ（＝ｔ1 ／ｔ2 ）を小さくすると、スト
リップ線路長Ｌは短くなる。ストリップ線路長Ｌの短縮
効果は、Ｒ（＝ｔ1 ／ｔ2 ）が０．７以下のときに顕著
となる。それに対して、減衰量ATT 、帯域幅ΔＢt 、及
びＱ0 は殆ど変化がない。本発明で前記の比率Ｒ（＝ｔ
1 ／ｔ2 ）を０．４以上とすることが好ましい理由は、
開放端側が薄くなり過ぎると製作し難くなること（例え
ば外部アース導体の塗布など）、周波数調整のために開
放端面を削る場合があるが、そのような作業が困難とな
る（位置が出し難いし、削り作業が困難となる）こと、
容量の影響が大きくなりすぎて共振周波数のばらつきが
生じ易くなることなどである。これらのことから、０．
４≦Ｒ（＝ｔ1 ／ｔ2 ）＜１．０とすることが好まし
く、更には０．４≦Ｒ（＝ｔ1 ／ｔ2 ）≦０．７とする
ことが、特に好ましい。
【００２１】本発明は積層誘電体フィルタにも適用でき
る。その一実施例を図５に示す。これは、共振器内導体
を３個内蔵する３段フィルタの場合である。同図におい
て、Ａは外観を示し、Ｂは内部アース導体位置での水平
断面を表している。また図５のＡにおけるＸ−Ｘ断面
は、図１のＡと同じである。シートを積層して構成する
ブロック状誘電体材料５２の内部に、パターン厚み方向
に間隔をおいて相対向するように配置した短絡側及び開
放側の内導体パターン５４ａ，５４ｂとそれら両内導体
パターンの一端間を接続するビア接続部５６からなる３
個の共振器内導体を、パターン幅方向に間隔をおいて形
成し、前記誘電体材料５２の外表面に、短絡側の内導体
パターン５４ａの他端には接続するが開放側の内導体パ
ターン５４ｂの他端には接続されない外部アース導体６
０を形成し、前記誘電体材料５２の内部の両内導体パタ
ーンの間に、ビア接続部５６には接続されず、外部アー
ス導体６０には接続される内部アース導体６２を設けた
折り返しストリップ線路型フィルタである。そして開放
端側での内導体パターン５４ｂを挾む内外アース導体間
距離ｔ1 を、短絡端側での内導体パターン５４ａを挾む
内外アース導体間距離ｔ2 よりも短くしてある。この実
施例では、３個の共振器内導体は、それらのビア接続部
５６が同じ側に位置するように同じ向きに配列されてい
て、それによってコムライン型フィルタを構成してる。
また内部アース導体６２は、その３辺で外部アース導体
６０に接続されている。
る。その一実施例を図５に示す。これは、共振器内導体
を３個内蔵する３段フィルタの場合である。同図におい
て、Ａは外観を示し、Ｂは内部アース導体位置での水平
断面を表している。また図５のＡにおけるＸ−Ｘ断面
は、図１のＡと同じである。シートを積層して構成する
ブロック状誘電体材料５２の内部に、パターン厚み方向
に間隔をおいて相対向するように配置した短絡側及び開
放側の内導体パターン５４ａ，５４ｂとそれら両内導体
パターンの一端間を接続するビア接続部５６からなる３
個の共振器内導体を、パターン幅方向に間隔をおいて形
成し、前記誘電体材料５２の外表面に、短絡側の内導体
パターン５４ａの他端には接続するが開放側の内導体パ
ターン５４ｂの他端には接続されない外部アース導体６
０を形成し、前記誘電体材料５２の内部の両内導体パタ
ーンの間に、ビア接続部５６には接続されず、外部アー
ス導体６０には接続される内部アース導体６２を設けた
折り返しストリップ線路型フィルタである。そして開放
端側での内導体パターン５４ｂを挾む内外アース導体間
距離ｔ1 を、短絡端側での内導体パターン５４ａを挾む
内外アース導体間距離ｔ2 よりも短くしてある。この実
施例では、３個の共振器内導体は、それらのビア接続部
５６が同じ側に位置するように同じ向きに配列されてい
て、それによってコムライン型フィルタを構成してる。
また内部アース導体６２は、その３辺で外部アース導体
６０に接続されている。
【００２２】多数枚のセラミックグリーンシートを積層
する特徴を生かして、隣接する共振器内導体の間の位置
に、ビア接続部に類似した構造の異種材料（例えば低誘
電率材料）の充填部を形成して、各共振器間の結合度の
調整を行うような構成とすることも可能である。
する特徴を生かして、隣接する共振器内導体の間の位置
に、ビア接続部に類似した構造の異種材料（例えば低誘
電率材料）の充填部を形成して、各共振器間の結合度の
調整を行うような構成とすることも可能である。
【００２３】図６は、他の実施例であり、Ａは外観を示
し、Ｂは内部アース導体位置での水平断面を表してい
る。また図６のＡにおけるＸ−Ｘ断面は、図１のＡと同
じである。共振器内導体は、シートを積層して構成する
ブロック状誘電体材料５２の内部に形成され、パターン
厚み方向に間隔をおいて相対向するように配置した短絡
側及び開放側の内導体パターン５４ａ，５４ｂとそれら
両内導体パターンの一端間を接続するビア接続部５６と
からなる。３個の共振器内導体は、それらのビア接続部
が交互に反対側に位置するように、パターン幅方向に間
隔をおいて設けられている。前記誘電体材料５２の外表
面に、短絡側の内導体パターン５４ａの他端には接続す
るが開放側の内導体パターン５４ｂの他端には接続され
ない外部アース導体６０を形成し、前記誘電体材料５２
の内部の両内導体パターンの間に、ビア接続部５６には
接続されず、外部アース導体６０には接続される内部ア
ース導体８２を設ける。従って内部アース導体８２は、
丁度３箇所のビア接続部５６を避けるような形状であ
り、４辺のそれぞれ一部で外部アース導体６０に接続さ
れている。これによって３段のインターデジタル型フィ
ルタを構成している。本実施例でも、開放端側の内外ア
ース導体間距離ｔ1 は、短絡端側の内外アース導体間距
離ｔ2 よりも短い。
し、Ｂは内部アース導体位置での水平断面を表してい
る。また図６のＡにおけるＸ−Ｘ断面は、図１のＡと同
じである。共振器内導体は、シートを積層して構成する
ブロック状誘電体材料５２の内部に形成され、パターン
厚み方向に間隔をおいて相対向するように配置した短絡
側及び開放側の内導体パターン５４ａ，５４ｂとそれら
両内導体パターンの一端間を接続するビア接続部５６と
からなる。３個の共振器内導体は、それらのビア接続部
が交互に反対側に位置するように、パターン幅方向に間
隔をおいて設けられている。前記誘電体材料５２の外表
面に、短絡側の内導体パターン５４ａの他端には接続す
るが開放側の内導体パターン５４ｂの他端には接続され
ない外部アース導体６０を形成し、前記誘電体材料５２
の内部の両内導体パターンの間に、ビア接続部５６には
接続されず、外部アース導体６０には接続される内部ア
ース導体８２を設ける。従って内部アース導体８２は、
丁度３箇所のビア接続部５６を避けるような形状であ
り、４辺のそれぞれ一部で外部アース導体６０に接続さ
れている。これによって３段のインターデジタル型フィ
ルタを構成している。本実施例でも、開放端側の内外ア
ース導体間距離ｔ1 は、短絡端側の内外アース導体間距
離ｔ2 よりも短い。
【００２４】上記実施例の積層誘電体フィルタは３段構
成であるが、本発明は２段又は４段以上のフィルタにも
適用できることは言うまでもない。
成であるが、本発明は２段又は４段以上のフィルタにも
適用できることは言うまでもない。
【００２５】
【発明の効果】本発明は上記のように、折り返しストリ
ップ線路型共振器構造をなし、開放端側での内導体パタ
ーンを挾む内外アース導体間距離を、短絡端側での内導
体パターンを挾む内外アース導体間距離よりも短く構成
したことにより、先端に容量が負荷された形となり、そ
れによって共振周波数が低下し、同じ共振周波数の共振
器を得るのに共振器長手方向の寸法を更に短縮できる。
また共振器に段差が無いので製造性並びに実装性が良
く、性能を損なうこともない。これによって、積層誘電
体共振器及び積層誘電体フィルタのより一層の小形化が
可能となり、機器への実装面積を低減できる。
ップ線路型共振器構造をなし、開放端側での内導体パタ
ーンを挾む内外アース導体間距離を、短絡端側での内導
体パターンを挾む内外アース導体間距離よりも短く構成
したことにより、先端に容量が負荷された形となり、そ
れによって共振周波数が低下し、同じ共振周波数の共振
器を得るのに共振器長手方向の寸法を更に短縮できる。
また共振器に段差が無いので製造性並びに実装性が良
く、性能を損なうこともない。これによって、積層誘電
体共振器及び積層誘電体フィルタのより一層の小形化が
可能となり、機器への実装面積を低減できる。
【図１】本発明に係る積層誘電体共振器の一実施例を示
す説明図。
す説明図。
【図２】そのｔ1 ／ｔ2 と共振周波数ｆ0 との関係を示
すグラフ。
すグラフ。
【図３】その製造工程の一例を示す説明図。
【図４】本発明に係る積層誘電体共振器の寸法と特性の
シミュレーション結果を示す説明図。
シミュレーション結果を示す説明図。
【図５】本発明に係る積層誘電体フィルタの一実施例を
示す説明図。
示す説明図。
【図６】本発明に係る積層誘電体フィルタの他の実施例
を示す説明図。
を示す説明図。
１０ 積層誘電体共振器 １２ 誘電体材料 １４ａ 短絡側の内導体パターン １４ｂ 開放側の内導体パターン １６ ビア接続部 １８ 共振器内導体 ２０ 外部アース導体 ２２ 内部アース導体 ２４ 開放端面 ２６ 短絡端面
Claims (6)
- 【請求項１】 シートを積層して構成するブロック状誘
電体材料の内部に、パターン厚み方向に間隔をおいて相
対向するように配置した短絡側及び開放側の内導体パタ
ーンとそれら両内導体パターンの一端間を接続するビア
接続部とからなる共振器内導体を形成し、前記誘電体材
料の外表面に、短絡側の内導体パターンの他端には接続
するが開放側の内導体パターンの他端には接続されない
外部アース導体を形成し、前記誘電体材料の内部の両内
導体パターンの間に、ビア接続部には接続されず、外部
アース導体には接続される内部アース導体を設けた折り
返しストリップ線路型共振器構造をなし、開放端側での
内導体パターンを挾む内外アース導体間距離を、短絡端
側での内導体パターンを挾む内外アース導体間距離より
も短くしたことを特徴とする積層誘電体共振器。 - 【請求項２】 開放端側での内導体パターンを挾む内外
アース導体間距離をｔ1 、短絡端側での内導体パターン
を挾む内外アース導体間距離をｔ2 としたとき、０．４
≦ｔ1 ／ｔ2 ＜１．０の関係が成り立つようにした請求
項１記載の積層誘電体共振器。 - 【請求項３】 開放側の内導体パターンの他端が誘電体
材料の表面に露出していて、その周囲に外部アース導体
の無い開放端面が形成され、該開放端面以外の全表面が
外部アース導体で覆われている請求項１又は２記載の積
層誘電体共振器。 - 【請求項４】 シートを積層して構成するブロック状誘
電体材料の内部に、パターン厚み方向に間隔をおいて相
対向するように配置した短絡側及び開放側の内導体パタ
ーンとそれら両内導体パターンの一端間を接続するビア
接続部とからなる複数の共振器内導体を、パターン幅方
向に間隔をおいて形成し、前記誘電体材料の外表面に、
短絡側の内導体パターンの他端には接続するが開放側の
内導体パターンの他端には接続されない外部アース導体
を形成し、前記誘電体材料の内部の両内導体パターンの
間に、ビア接続部には接続されず、外部アース導体には
接続される内部アース導体を設けた折り返しストリップ
線路型フィルタ構造をなし、開放端側での内導体パター
ンを挾む内外アース導体間距離を、短絡端側での内導体
パターンを挾む内外アース導体間距離よりも短くしたこ
とを特徴とする積層誘電体フィルタ。 - 【請求項５】 複数配列された共振器内導体は、それら
のビア接続部が同じ側に位置するコムライン型である請
求項４記載の積層誘電体フィルタ。 - 【請求項６】 複数配列された共振器内導体は、それら
のビア接続部が交互に反対側に位置するインターデジタ
ル型である請求項４記載の積層誘電体フィルタ。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8235294A JPH07273516A (ja) | 1994-03-29 | 1994-03-29 | 積層誘電体共振器及びフィルタ |
| PCT/JP1994/001913 WO1995023438A1 (fr) | 1994-02-18 | 1994-11-11 | Resonateur et filtre dielectriques multicouches |
| US08/525,769 US5621365A (en) | 1994-02-18 | 1994-11-11 | Laminated dielectric resonator and filter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8235294A JPH07273516A (ja) | 1994-03-29 | 1994-03-29 | 積層誘電体共振器及びフィルタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07273516A true JPH07273516A (ja) | 1995-10-20 |
Family
ID=13772188
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8235294A Pending JPH07273516A (ja) | 1994-02-18 | 1994-03-29 | 積層誘電体共振器及びフィルタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07273516A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006121404A (ja) * | 2004-10-21 | 2006-05-11 | Taiyo Yuden Co Ltd | バランスフィルタ |
| US7397328B2 (en) | 2004-09-30 | 2008-07-08 | Taiyo Yuden Co., Ltd. | Balanced filter device |
-
1994
- 1994-03-29 JP JP8235294A patent/JPH07273516A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7397328B2 (en) | 2004-09-30 | 2008-07-08 | Taiyo Yuden Co., Ltd. | Balanced filter device |
| US7868718B2 (en) | 2004-09-30 | 2011-01-11 | Taiyo Yuden, Co., Ltd. | Balanced filter device |
| JP2006121404A (ja) * | 2004-10-21 | 2006-05-11 | Taiyo Yuden Co Ltd | バランスフィルタ |
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