JPH07336108A - 誘電体フィルタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】容易に小形化することができ、低域側、高域側
に減衰極を得ることができ、安価で挿入損失の小さな高
品質の誘電体フィルタを提供する 【構成】誘電体ブロック１にその内面に内導体３が形成
された段差部２１を有する共振器孔２ａ，２ｂ，２ｃが
形成され、開放側端面には、内導体３と導通する結合電
極５ａ，５ｂ，５ｃ、結合電極５ａ，５ｃに対向して入
出力電極６ａ，６ｃ及び誘電体ブロック１の外面の外導
体４と導通するアース電極７、７からなるパターン電極
が形成されている。共振器孔２ａ，２ｂ，２ｃ毎に形成
される各共振器は、前記各電極間に形成されるストレー
容量Ｃｓ、結合容量Ｃｋ及び段差部による結合手段によ
り結合されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、携帯電話等の移動通信
機器に使用される誘電体フィルタに関し、特に、単一の
誘電体ブロック内に複数の誘電体共振器が一体的形成さ
れ、共振器孔の開口面にパターン電極が形成された誘電
体フィルタに関する。

【０００２】

【従来の技術】携帯電話等の移動通信機器の小形化にと
もない、これらの通信機器に使用される誘電体フィルタ
の小形化の要求が益々増大している。

【０００３】共振器孔の開口面にパターン電極を形成し
た従来の誘電体フィルタには、例えば、図４に示すよう
な構造のものがある。なお、以下の図において、点塗り
潰し部は、誘電体ブロックの素地の見える部分（導体非
形成部）を示す。

【０００４】この誘電体フィルタは、図４に示すよう
に、略直方体形状の誘電体ブロック１の対向する一対の
面を貫通して３個の共振器孔２ａ，２ｂ，２ｃが形成さ
れ、各共振器孔２ａ、２ｂ，２ｃの内面には内導体３，
３，３が形成されている。共振器孔２ａ，２ｂ，２ｃの
一方の開口面（以下、開放側端面と記す）を除く誘電体
ブロック１の外面の略全面には外導体４が形成されてい
る。内導体３，３，３は、開放側端面に対向する共振器
孔２ａ，２ｂ，２ｃの他方の開口面（以下、短絡側端面
と記す）では外導体４と導通（短絡）されている。

【０００５】開放側端面には、その中央部に共振器孔２
ａ，２ｂ，２ｃのそれぞれの内導体３と導通する結合電
極５ａ，５ｂ，５ｃ、その両側縁部に結合電極５ａ、５
ｃに対向して入出力電極６ａ，６ｃ、及びその上下縁部
に外導体４と導通するアース電極７，７からなるパター
ン電極が形成されている。結合電極５ａ，５ｂ，５ｃ及
び入出力電極６ａ，６ｃの隣り合うそれぞれの辺は、そ
れぞれの電極間のギャップに形成される電極間容量が大
きくなるように、凹凸状に形成されている。実装面とな
る下面（底面）には入出力電極６ａ，６ｃの接続部が形
成されている。

【０００６】各共振器孔２ａ，２ｂ，２ｃはそれぞれ一
定の内径で形成されており、その内部に段差部を有しな
い共振器孔（以下、ストレート孔と記す）である。

【０００７】この誘電体フィルタは、結合電極５ａ，５
ｂ，５ｃとアース電極７，７間に形成されるそれぞれの
ストレー容量Ｃｓ、及び結合電極５ａ，５ｂ，５ｃ間に
形成されるそれぞれの結合容量Ｃｋにより、各共振器孔
２ａ，２ｂ，２ｃ毎に形成されるそれぞれの共振器が結
合された３段の共振器からなるものである。また、結合
電極５ａ，５ｃと入出力電極６ａ，６ｃとの間にはそれ
ぞれ外部結合容量Ｃｅが形成されている。

【０００８】開放側端面に形成される上記各種電極はＡ
ｇペースト等をパターン印刷後、焼き付けして形成され
ている。

【０００９】そして、上記ストレー容量Ｃｓを大きくす
ることで誘導性結合を強め通過帯域の高域側に減衰極を
得て、結合容量Ｃｋを大きくすることで容量性結合を強
め低域側に減衰極を得て、減衰特性の急峻な有極型フィ
ルタを形成している。つまりストレー容量Ｃｓ及び結合
容量Ｃｋの値を変えることにより、共振器間の結合関係
（容量性結合か、誘導性結合か）及び結合度を調整、設
定して所望の帯域幅、減衰特性を得ている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の誘電体フィ
ルタを小形化、つまり共振器孔形成方向の誘電体ブロッ
クの長さ（以下、共振器長と記す）を短くする場合は、
ストレー容量Ｃｓを大きくして、周波数を下げる必要が
ある。

【００１１】このストレー容量Ｃｓを大きくするには各
結合電極とアース電極間のギャップ幅を狭くする必要が
あり、これらの電極間のギャップ幅をある程度の寸法以
下に狭く形成するのは量産上困難であり、小形化には限
界があった。また、このギャップを狭く形成したとして
も、ストレー容量Ｃｓが大幅にばらつき、不良率が高く
なるという問題があった。

【００１２】また、小形化するためにストレー容量Ｃｓ
を大きくすると、共振器間の結合は誘導性結合の度合い
が強まり、低域側にも減衰極が必要な場合は、各結合電
極間のギャップを狭くして結合容量Ｃｋをより大きく
し、容量性結合となるようにしなければならない。しか
し、各結合電極間のギャップを狭くするには、上記と同
様に量産上限界があり、結合容量Ｃｋのばらつきが大き
くなり不良率が高くなるという問題があった。

【００１３】このように、上記従来の誘電体フィルタで
は、開放側端面に形成された各電極間のギャップ形成の
制約により、小形化が難しく、かつ小形化した場合、共
振器間の結合関係及び結合度の調整、設定が大きく制約
され、所望の減衰特性を得ることが困難であった。

【００１４】また、ストレー容量Ｃｓが大きくなると、
共振器のＱｏ（無負荷Ｑ）が低下し、誘電体フィルタの
挿入損失が増加するという問題がある。

【００１５】そこで、本発明の目的は、以上のような従
来の誘電体フィルタが持つ問題点を解消し、容易に小形
化することができ、低域側、高域側に減衰極を得ること
ができ、安価で特性ばらつき及び挿入損失の小さな高品
質の誘電体フィルタを提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、誘電体ブロック内に複数の共振器孔を形
成し、該共振器孔の内面に内導体を形成し、誘電体ブロ
ックの外面に外導体を形成し、前記共振器孔の開口面に
パターン電極を形成してなる誘電体フィルタにおいて、
前記複数の共振器孔の少なくとも１つの共振器孔を段差
部を有する共振器孔としたことを特徴とするものであ
る。

【００１７】

【作用】上記の構成によれば、共振器孔の開口面にパタ
ーン電極を形成し、共振器孔として段差部を有する共振
器孔を採用しているので、段差部を有する共振器孔の共
振器長短縮効果及び容量性結合により、共振器孔の開口
面に形成された各種電極間のギャップ寸法を狭くするこ
となく、小形化を図ることができ、通過帯域の低域側、
高域側に容易に減衰極を得ることができる。つまり、パ
ターン電極と段差部を有する共振器孔を併用することに
より、小形化を達成するとともに減衰特性の設計の自由
度を増すことができ、所望の特性を有する誘電体フィル
タを容易に得ることができる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明をその実施例を示す図面に基づ
いて説明する。図において、従来例と同一または相当す
る部分、同一機能のものについては同一符号を付す。

【００１９】本発明の一実施例である誘電体フィルタの
構成を図１及び図２に示す。図１は誘電体フィルタの開
放側端面側から見た外観斜視図、図２は図１に示す誘電
体フィルタの中央水平面での断面図である。

【００２０】図１及び図２に示すように、この実施例の
誘電体フィルタの共振器孔２ａ，２ｂ，２ｃは、段差部
を有する共振器孔（以下、ステップ孔と記す）であり、
その内部には開放側端面と短絡側端面の略中央付近に段
差部２１が設けられている。開放側端面から段差部２１
までの各共振器孔２ａ，２ｂ，２ｃの内径は、短絡側端
面から段差部２１までの内径よりも大きく形成されてい
る。他の構成については、従来例の図４で示した誘電体
フィルタと同様の構成でありその説明を省略する。つま
り、この実施例の誘電体フィルタは、従来例の図４に示
した各共振器孔２ａ，２ｂ，２ｃをストレート孔からス
テップ孔に置き換えたものである。

【００２１】このように開放側端面側が内径大部となる
ステップ孔で形成される共振器は、一般的に共振器長短
縮効果があり、隣り合う共振器間の結合は容量性結合と
なっている。そして、共振器孔の内径大部と内径小部の
長さの比、内径の比等を変えることにより、容量性結合
の度合い（結合度）を変えている。

【００２２】この実施例に係る誘電体フィルタでは、共
振器孔２ａ，２ｂ間の結合を、ストレー容量Ｃｓによる
誘導性結合よりもステップ孔及び結合容量Ｃｋによる容
量性結合の度合いを強め容量性結合とし、共振器孔２
ｂ，２ｃ間の結合を、ステップ孔及び結合容量Ｃｋによ
る容量性結合よりもストレー容量Ｃｓによる誘導性結合
の度合いを強め誘導性結合として、通過帯域の両側に減
衰極をもつフィルタ特性を得ている。例えば、結合電極
容量５ｂ，５ｃ間のギャップ幅を大きく形成して結合容
量Ｃｋを非常に小さくしている。

【００２３】すなわち、ステップ孔の寸法比及びパター
ン電極間に形成されるストレー容量Ｃｓ、結合容量Ｃｋ
の値を適宜設定することにより、小形化を図るととも
に、各共振器間の結合関係および結合度を調整、設定し
て、低域側及び高域側に減衰極を有するフィルタ特性を
得ることができる。

【００２４】以上のように、この構成においては、各共
振器孔にステップ孔を用いることで、ストレー容量Ｃｓ
の値を大きくすることなく小形化することができ、さら
に、結合容量Ｃｋの値を大きくすることなく、容易に容
量性結合をも得ることができる。つまり、小形化しても
各ストレー容量Ｃｓ及び各結合容量Ｃｋの値をそれ程大
きくする必要がなく、各電極間のギャップ幅を容易に量
産できる寸法以上とすることができ、各ストレー容量Ｃ
ｓ及び各結合容量Ｃｋのばらつきを低減することができ
る。したがって、量産性を向上させ不良率を低減し、製
造コストを大幅に低減することができる。

【００２５】また、ストレー容量Ｃｓを大きくする必要
がないので、Ｑｏの低下もなく挿入損失を改善できる。

【００２６】なお、上記実施例では、共振器孔の全てを
ステップ孔としたが、これに限るものではなく、図３に
示すように、ステップ孔とストレート孔を組み合わせて
形成してもよい。図３に示す誘電体フィルタは、共振器
孔２ａをステップ孔とし共振器孔２ｂ，２ｃをストレー
ト孔として形成したものであり、図示しないが開放側端
面には図１に示すものと同様のパターン電極が形成され
ており、共振器孔２ａ，２ｂにより低域側に、共振器孔
２ｂ，２ｃにより高域側に減衰極をもつフィルタ特性を
得ている。この場合、図１に示すように全ての共振器孔
をステップ孔としたのものに比べ、小形化への寄与は少
なくなるが、結合関係及び結合度の自由度は高くなり、
ステップ孔及び各容量を適宜設定することにより、所望
の帯域幅、減衰特性を容易に得ることができる。

【００２７】また、上記実施例では、３段構成の一体型
の誘電体フィルタにて説明したが、共振器の段数はこれ
に限るものではなく、２段及び４段以上の共振器からな
る誘電体フィルタでもよい。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る誘電
体フィルタによれば、パターン電極と段差部を有する共
振器孔を併用することにより、共振器孔の開口面に形成
された各種電極間のギャップ寸法を狭くすることなく、
小形化を達成するとともに、結合関係及び結合度の設計
の自由度を大幅に増すことができ、所望の帯域幅、減衰
特性をもつフィルタ特性を容易に得ることができる。つ
まり、小形化しても各ストレー容量Ｃｓ及び各結合容量
Ｃｋの値をそれ程大きくする必要がなく、各電極間のギ
ャップ幅を容易に量産できる寸法以上とすることがで
き、各ストレー容量Ｃｓ及び各結合容量Ｃｋのばらつき
を低減することができ、量産性を向上させ不良率を低減
し、製造コストを大幅に低減することができる。また、
ストレー容量Ｃｓを大きくする必要がないので、Ｑｏの
低下もなく挿入損失を改善できる。

【００２９】したがって、本発明によれば、安価で特性
ばらつきが少なく挿入損失の小さな高品質の誘電体フィ
ルタを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る誘電体フィルタの開放
側端面側から見た外観斜視図である。

【図２】図１に示す誘電体フィルタの中央水平面での断
面図である。

【図３】本発明の他の実施例に係る誘電体フィルタの断
面図である。

【図４】従来の誘電体フィルタの開放側端面側から見た
外観斜視図である。

【符号の説明】

１ 誘電体ブロック ２ａ，２ｂ，２ｃ 共振器孔 ３ 内導体 ４ 外導体 ５ａ，５ｂ，５ｃ 結合電極 ６ａ，６ｃ 入出力電極 ７ アース電極 ２１ 段差部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 誘電体ブロック内に複数の共振器孔を形
   成し、該共振器孔の内面に内導体を形成し、誘電体ブロ
   ックの外面に外導体を形成し、前記共振器孔の開口面に
   パターン電極を形成してなる誘電体フィルタにおいて、 前記複数の共振器孔の少なくとも１つの共振器孔を段差
   部を有する共振器孔としたことを特徴とする誘電体フィ
   ルタ。