JPH0786806A - 誘電体共振器装置および誘電体共振器装置の特性調整方法 - Google Patents

誘電体共振器装置および誘電体共振器装置の特性調整方法

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JPH0786806A
JPH0786806A JP22694793A JP22694793A JPH0786806A JP H0786806 A JPH0786806 A JP H0786806A JP 22694793 A JP22694793 A JP 22694793A JP 22694793 A JP22694793 A JP 22694793A JP H0786806 A JPH0786806 A JP H0786806A
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JP
Japan
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external electrode
electrodes
electrode
resonator device
signal input
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JP22694793A
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English (en)
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Tatsuya Tsujiguchi
達也 辻口
Hitoshi Tada
斉 多田
Hideyuki Kato
英幸 加藤
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Murata Manufacturing Co Ltd
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Murata Manufacturing Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 共振器間の結合の強さおよび減衰極の位置を
容易に設計し調整し得るようにする。 【構成】 誘電体ブロック1の貫通孔2a,2bの内周
面に内部電極を形成し、誘電体ブロック1の外面に信号
入出力電極7a,7bおよび外部電極6を形成するが、
信号入出力電極7a,7b間には外部電極非形成部8を
設ける。 【効果】 共振器間ピッチまたは先端容量Csを変える
方法だけに依らずに、共振器間の結合および減衰極の位
置を設計し調整できるようになる。また、前記外部電極
非形成部の設計または調整によって通過帯域幅および減
衰極の位置を容易に変えることができ、同一金型から作
成した部材を用いて種々の特性の異なる誘電体共振器装
置を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、誘電体ブロックに内
部電極および外部電極を形成して成る誘電体共振器装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】一体成形して成る誘電体ブロックまたは
誘電体部材を接合して構成した誘電体ブロックの外面に
外部電極を形成するとともに、内部に複数の内部電極を
形成して、この内部電極による共振器をコムライン結合
させた誘電体共振器装置が、例えばマイクロ波帯におけ
る帯域通過フィルタなどとして用いられている。
【0003】図11に従来の一体成形による誘電体ブロ
ックを用いた誘電体共振器装置の構造を示す。同図に示
すように、誘電体ブロックの対向する第1面S1と第2
面S2との間に連続する4つの側面S3,S4,S5,
S6を有し、内部に第1面S1と第2面S2間を貫通す
る貫通孔2a,2bを形成していて、誘電体ブロックの
第1面S1、第2面S2および四側面S3,S4,S
5,S6のそれぞれに外部電極6を形成している。貫通
孔2a,2bの内周面には貫通孔2a,2bの第1面S
1の開口部付近に間隙による開放端部を有する内部電極
をそれぞれ形成して、前記間隙部に先端容量を形成して
いる。また誘電体ブロックの外面に信号入出力電極7
a,7bを形成し、貫通孔2a,2bの内部に設けた前
記内部電極による共振器と容量結合させている。このよ
うにして、内部電極による二つの共振器がコムライン結
合した誘電体共振器装置を構成している。
【0004】図11に示した誘電体共振器装置の集中定
数回路による等価回路は図12のように示される。図1
2においてZaは貫通孔2a,2bの内周面に形成され
る内部電極による同軸共振器の特性インピーダンスであ
る。またCsは図11に示した貫通孔2a,2bの内周
面に設けた内部電極の間隙部に形成される先端容量、C
eは内部電極の開放端部付近と容量結合する信号入出力
電極7a,7bとの間に形成される外部結合容量であ
る。
【0005】図11に示した誘電体共振器装置の通過特
性S21および反射特性S11の特性例を図13に示
す。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】図11に示した従来の
誘電体共振器装置では、これを例えば帯域通過フィルタ
として用いる場合、所定のフィルタ特性を得るために、
内部電極を形成する貫通孔の間隔(ピッチ)、内部電極
の軸長、および内部電極の間隙部の幅などを設計し調整
している。例えば前記ピッチおよび間隙部の幅によっ
て、共振器間の結合の強さを定め、また前記間隙部の位
置および幅により内部電極の軸長および先端容量Csを
調整し、これによって共振周波数を調整している。
【0007】しかしながら、例えば狭帯域の帯域通過フ
ィルタを得る目的で前記ピッチを広げると、共振器装置
全体が大型化することになり、また先端容量Csを調整
する方法で共振器間の結合の強さを増して通過帯域幅を
広げると、これに伴い高域減衰極の位置が通過帯域の高
域側からさらに高域側へ遠ざかることになり、通過帯域
幅の高域側減衰特性が改善されなくなる。ここで、先端
容量を変えた場合の従来の誘電体共振器装置における特
性例を図10に示す。図10において、上段は通過帯域
幅、中段は通過帯域に対する減衰極の位置、下段は通過
特性をそれぞれ示す。(B)に示すように先端容量Cs
が比較的小さいとき通過帯域の高域側に減衰極が生じる
が、(C)に示すように先端容量Csが大きくなると通
過帯域の中心周波数foから減衰極の周波数fpが遠ざ
かり、通過帯域の高域側の減衰特性が改善されない。因
みに、(A)に示すように先端容量Csが0のときは共
振器は結合せず、帯域通過特性は得られない。
【0008】この発明の目的は、共振器間ピッチまたは
先端容量Csを変える方法だけに依らずに、共振器間の
結合および減衰極の位置を容易に設計し調整できるよう
にして、所定の特性を容易に得られるようにした誘電体
共振器装置およびその特性調整方法を提供することにあ
る。
【0009】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項1に係
る誘電体共振器装置は、対向する第1面と第2面との間
に連続する側面を有し、内部に前記第1面と第2面間に
延びる複数の空隙を形成した誘電体ブロックを備え、こ
の誘電体ブロックの前記第1面、第2面および側面の略
全面に外部電極を形成し、前記複数の空隙の内面に、少
なくとも一方の開口部付近に間隙による開放端部を有す
る内部電極をそれぞれ形成して、前記内部電極による共
振器を電磁界結合させた誘電体共振器装置において、前
記内部電極のうち複数の所定の内部電極の開放端部にそ
れぞれ近接して、前記誘電体ブロックの側面に前記外部
電極および前記内部電極から独立した信号入出力電極を
形成するとともに、これらの信号入出力電極間に連続し
て外部電極の無い外部電極非形成部を設けたことを特徴
とする。
【0010】請求項2に係る誘電体共振器装置の特性調
整方法は、対向する第1面と第2面との間に連続する側
面を有し、且つ内部に前記第1面と第2面間に延びる複
数の空隙を有する誘電体ブロックを構成し、この誘電体
ブロックの前記第1面、第2面および側面の略全面に外
部電極を形成し、前記複数の空隙の内面に少なくとも一
方の開口部付近に間隙による開放端部を有する内部電極
をそれぞれ形成して、前記内部電極のうち複数の所定の
内部電極の開放端部にそれぞれ近接して、前記誘電体ブ
ロックの側面に前記外部電極および前記内部電極から独
立した信号入出力電極を形成し、これらの信号入出力電
極間に連続して外部電極の無い外部電極非形成部を設け
るとともに、該外部電極非形成部の形状を調整すること
を特徴とする。
【0011】
【作用】請求項1に係る誘電体共振器装置では、誘電体
ブロックの対向する第1面と第2面との間に連続する側
面が有し、内部に第1面と第2面間に延びる複数の空隙
が形成されていて、誘電体ブロックの第1面、第2面お
よび側面の略全面には外部電極が形成されていて、さら
に複数の空隙の内面に少なくとも一方の開口部付近に間
隙による開放端部を有する内部電極がそれぞれ形成され
ていて、内部電極による共振器が電磁界結合されてい
る。そして、前記誘電体ブロックの側面には、複数の所
定の内部電極の開放端部にそれぞれ近接して、外部電極
および内部電極から独立した信号入出力電極が形成され
ていて、さらにこれらの信号入出力電極間に連続して外
部電極の無い外部電極非形成部が設けられている。
【0012】また、請求項2に係る誘電体共振器装置の
特性調整方法では、対向する第1面と第2面との間に連
続する側面を有し、且つ内部に前記第1面と第2面間に
延びる複数の空隙を有する誘電体ブロックが構成され、
この誘電体ブロックの前記第1面、第2面および側面の
略全面に外部電極が形成され、前記複数の空隙の内面に
少なくとも一方の開口部付近に間隙による開放端部を有
する内部電極がそれぞれ形成されて、前記内部電極のう
ち複数の所定の内部電極の開放端部にそれぞれ近接し
て、前記誘電体ブロックの側面に前記外部電極および前
記内部電極から独立した信号入出力電極を形成され、こ
れらの信号入出力電極間に連続して外部電極の無い外部
電極非形成部が設けられるとともに、該外部電極非形成
部の形状が調整される。
【0013】このように信号入出力電極間に外部電極非
形成部を設けたことにより、ある1つの信号入出力電極
はそれに近接する内部電極の開放端部との間に外部結合
容量を形成するとともに、他の共振器を構成する内部電
極との間に漂遊容量を形成し、さらに他の信号入出力電
極との間にも漂遊容量を形成する。従って共振器間の結
合性として容量性を増し、高域減衰極が低域方向に移動
することになる。また、信号入出力電極間に外部電極の
非形成部を設けたことにより、短絡面と信号入出力電極
形成部とではインピーダンスが大きく異なり、ステップ
構造の共振器となる。この場合、共振器間の誘導結合性
を弱める方向に作用するため、通過帯域が狭くなる。こ
こで、先端容量を変えた場合のこの発明の誘電体共振器
装置における特性例を図9に示す。図9において、上段
は通過帯域幅、中段は通過帯域に対する減衰極の位置、
下段は通過特性をそれぞれ示す。上述のように共振器は
ステップ構造となるため、従来例として図10に示した
ものと比較して明らかなように、先端容量Csにより定
まる帯域幅が同じでも、減衰極が低域側にシフトする。
たとえば、(A)に示すように先端容量Csが0のとき
でも共振器間の結合が生じ、通過帯域の低域側に減衰極
が生じ、(B)に示すように先端容量Csが小さい場合
に共振器は結合せず、帯域通過特性は得られない場合が
生じる。また、(C)に示すように先端容量Csが大き
い場合に通過帯域のすぐ高域側に減衰極が形成される。
【0014】この作用を利用すれば、前述したように、
先端容量Csを大きくすることによって共振器間の結合
を増し、通過帯域幅を広げた場合に、通過帯域から高域
側へ遠ざかった減衰極の位置を通過帯域方向へ近づける
ことができ、これにより、通過帯域の高域側減衰特性を
改善することができる。また、先端容量Csを十分小さ
くして共振器間の結合を減少させて、通過帯域を狭帯域
にした場合に、減衰極を通過帯域の低域側に設けること
ができ、低域減衰極を有する帯域通過特性を得ることが
できる。
【0015】
【実施例】この発明の第1の実施例に係る誘電体共振器
装置の外観斜視図を図1に示す。
【0016】図1において誘電体ブロック1の対向する
第1面S1と第2面S2との間に連続する4つの側面S
3,S4,S5,S6を有し、内部に第1面S1と第2
面S2間に延びる、この発明に係る空隙に相当する貫通
孔2a,2bを形成していて、誘電体ブロックの第1面
S1、第2面S2および四側面S3,S4,S5,S6
のそれぞれに外部電極6を形成している。貫通孔2a,
2bの内周面には貫通孔2a,2bの第1面S1の開口
部付近に間隙による開放端部を有する内部電極をそれぞ
れ形成して、前記間隙部に先端容量を形成している。ま
た誘電体ブロックの外面に信号入出力電極7a,7bを
形成し、貫通孔2a,2bの内部に設けた前記内部電極
による共振器と容量結合させている。さらに信号入出力
電極7a,7b間に連続して外部電極6の無い外部電極
非形成部8を設けている。このようにして、内部電極に
よる二つの共振器から成る帯域通過フィルタとして用い
られる誘電体共振器装置を構成している。
【0017】図2は図1に示したY−Y部分の縦断面図
である。同図に示すように、誘電体ブロック1の内部に
は第1面S1と第2面S2間を貫通する貫通孔2a,2
bを形成していて、貫通孔2a,2bの内周面に、貫通
孔2a,2bの第1面S1の開口部付近に間隙による開
放端部5a,5bを有する内部電極3a,4a,3b,
4bをそれぞれ形成している。このような構成によっ
て、開放端部5a,5bに先端容量Csが形成され、内
部電極3a,3bによる2つの共振器がコムライン結合
する。
【0018】図3は図1におけるX−X部分の横断面図
である。同図に示すように、内部電極3a,3bと信号
入出力電極7a,7bとの間にそれぞれ外部結合容量C
e,Ceが形成され、内部電極3a,3bと信号入出力
電極7b,7a間に漂遊容量Ccが形成される。また、
信号入出力電極7aと7b間に漂遊容量Cxが形成され
る。
【0019】図4は図1に示した誘電体共振器装置の等
価回路図である。図12に示した信号入出力電極間に外
部電極非形成部を設けない従来の誘電体共振器装置に比
較して、CcおよびCxで示す漂遊容量が増加してい
る。この増大したCc,Cxの作用により、共振器間の
結合性が容量性を増し、高域減衰極の位置が低域側に移
動する。また共振器が等価的にステップ構造となり、こ
の場合、共振器間の誘導結合性を弱める方向に作用する
ため、通過帯域が狭くなる。
【0020】図5は図1に示した誘電体共振器装置の通
過特性S21および反射特性S11を示す図である。図
13に示した従来の誘電体共振器装置の特性と比較して
明らかなように、通過帯域幅が狭くなるとともに、高域
減衰極の位置が通過帯域の中心周波数よりに接近して通
過帯域の高域減衰特性が改善されていることがわかる。
【0021】次にこの発明の第2の実施例に係る誘電体
共振器装置の構成を図6に示す。図6は第1の実施例と
して図1に示した側面S4方向から見た図である。第1
の実施例と異なる点は、2つの信号入出力電極7a,7
b間の外部電極非形成部8の形状である。このように信
号入出力電極間の外部電極非形成部において、6’,
6”で示す外部電極の迫り出し部の形状によって、図4
に示した容量Cc,Cxの値を設定することができ、こ
れにより減衰極の位置を調整することができる。
【0022】またこの外部電極の迫り出し部を部分的に
削除(切削)して、その幅または高さを調整することに
よって、前記容量Cc,Cxの値を微調整することがで
きる。
【0023】次に、この発明の第3の実施例に係る誘電
体共振器装置の構成を図7に示す。図7は第1の実施例
として図2に示した部分と同一部分における断面図であ
る。第1の実施例と異なる点は、貫通孔の内径を段階的
に変化させた点である。このように内部電極の短絡端側
と開放端側とで、その内径を変えることによって、偶モ
ードにおけるインピーダンスの比および奇モードにおけ
るインピーダンスの比が変わり、これにより共振器間が
結合する。図7に示す例では、Ze1/Ze2>Zo1
/Zo2となり容量性結合し、通過帯域の低域側に減衰
極が生じる。
【0024】このような内部電極ステップ構造の誘電体
共振器装置において、第1の実施例で示したと同様に、
信号入出力電極間に外部電極非形成部を設けることによ
り、共振器間の結合がさらに増して帯域幅が広がり、こ
れとともに低域減衰極の位置がfoより遠ざかる。
【0025】図8は信号入出力電極間に外部電極非形成
部を設ける場合と設けない場合とについての特性の変化
を示す図であり、(A)は外部電極非形成部を設けない
場合、(B)は外部電極非形成部を設けた場合である。
図より明らかなように、外部電極非形成部を設けること
により、通過帯域幅がBW1からBW2へ広くなり、減
衰極の位置がfp1からfp2へ遠ざかる。このように
内部電極ステップ構造の誘電体共振器装置においては、
内部電極を形成する貫通孔の短絡端側と開放端側の内径
比が比較的小さくとも共振器間の結合が強くなり広帯域
化が図れるため、同一帯域幅であれば、その分内部電極
の段差を小さくすることができ、Qoを容易に改善する
ことができる。
【0026】
【発明の効果】この発明によれば、共振器間ピッチまた
は先端容量Csを変える方法だけに依らずに、共振器間
の結合および減衰極の位置を設計し調整できるようにな
る。また、前記外部電極非形成部の設計または調整によ
って通過帯域幅および減衰極の位置を容易に変えること
ができ、同一金型から作成した部材を用いて種々の特性
の異なる誘電体共振器装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1の実施例に係る誘電体共振器装
置の外観斜視図である。
【図2】図1におけるY−Y部分の縦断面図である。
【図3】図1におけるX−X部分の横断面図である。
【図4】図1に示す誘電体共振器装置の等価回路図であ
る。
【図5】図1に示す誘電体共振器装置の特性図である。
【図6】この発明の第2の実施例に係る誘電体共振器装
置の正面図である。
【図7】この発明の第3の実施例に係る誘電体共振器装
置の主要部の断面図である。
【図8】比較例の誘電体共振器装置および図7に示す誘
電体共振器装置の特性図である。
【図9】先端容量Csが異なる場合の図1に示す誘電体
共振器装置の特性例を示す図である。
【図10】先端容量Csを変えた場合の従来の誘電体共
振器装置における特性例を示す図である。
【図11】従来の誘電体共振器装置の外観斜視図であ
る。
【図12】図11に示す誘電体共振器装置の等価回路図
である。
【図13】図11に示す誘電体共振器装置の特性図であ
る。
【符号の説明】
1−誘電体ブロック 2a,2b−貫通孔 3a,3b−内部電極(共振器) 4a,4b−内部電極 5a,5b−開放端部 6−外部電極 7a,7b−信号入出力電極 8−外部電極非形成部

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 対向する第1面と第2面との間に連続す
    る側面を有し、内部に前記第1面と第2面間に延びる複
    数の空隙を形成した誘電体ブロックを備え、この誘電体
    ブロックの前記第1面、第2面および側面の略全面に外
    部電極を形成し、前記複数の空隙の内面に、少なくとも
    一方の開口部付近に間隙による開放端部を有する内部電
    極をそれぞれ形成して、前記内部電極による共振器を電
    磁界結合させた誘電体共振器装置において、 前記内部電極のうち複数の所定の内部電極の開放端部に
    それぞれ近接して、前記誘電体ブロックの側面に前記外
    部電極および前記内部電極から独立した信号入出力電極
    を形成するとともに、これらの信号入出力電極間に連続
    して外部電極の無い外部電極非形成部を設けたことを特
    徴とする誘電体共振器装置。
  2. 【請求項2】 対向する第1面と第2面との間に連続す
    る側面を有し、且つ内部に前記第1面と第2面間に延び
    る複数の空隙を有する誘電体ブロックを構成し、この誘
    電体ブロックの前記第1面、第2面および側面の略全面
    に外部電極を形成し、前記複数の空隙の内面に少なくと
    も一方の開口部付近に間隙による開放端部を有する内部
    電極をそれぞれ形成して、前記内部電極のうち複数の所
    定の内部電極の開放端部にそれぞれ近接して、前記誘電
    体ブロックの側面に前記外部電極および前記内部電極か
    ら独立した信号入出力電極を形成し、これらの信号入出
    力電極間に連続して外部電極の無い外部電極非形成部を
    設けるとともに、該外部電極非形成部の形状を調整する
    誘電体共振器装置の特性調整方法。
JP22694793A 1993-09-13 1993-09-13 誘電体共振器装置および誘電体共振器装置の特性調整方法 Pending JPH0786806A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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