JPH0787282B2

JPH0787282B2 - 誘電体フィルタ

Info

Publication number: JPH0787282B2
Application number: JP18684590A
Authority: JP
Inventors: 和久山崎; 淳二近田; 重光鈴木
Original assignee: 富士電気化学株式会社
Priority date: 1990-07-12
Filing date: 1990-07-12
Publication date: 1995-09-20
Anticipated expiration: 2010-09-20
Also published as: JPH0472802A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、主にマイクロ波帯域で使用する誘電体フィル
タに関する。更に詳しく述べると、結合阻止穴を有する
λ/4共振型の一体型同軸共振器を用い、共振子間を集中
定数素子で結合する形式の誘電体フィルタに関するもの
である。

［従来の技術］高誘電率セラミックス材料を用いるフィルタの一つとし
て、第８図に示すように複数（ここでは３個）の誘電体
角柱形共振器10を適当な集中定数素子で結合する構成が
ある。誘電体共振器10は、マイクロ波用高誘電率材料か
らなる角柱12の中央に共振子穴14を貫設し、開放面（同
図では左側の端面）を除く外面と穴の内面とに導体膜を
付着してそれぞれ外導体及び内導体としたものである。
誘電体共振器10を金属板（アース）16上に並べると共
に、結合回路基板18を設け、その上に結合コンデンサ20
とコイル22を取り付ける。各誘電体共振器の内導体と結
合コンデンサ20とを金属線24で接続し、両端の結合コン
デンサに入出力リード26を接続する。

等価回路を第９図に示す。各共振器10と結合コンデンサ
C₀₁,C₁₂,C₂₃がそれぞれ接続され、各結合コンデンサ間
がコイルL₁₂,L₂₃で接続される。また各結合コンデンサ
とアースとの間に、結合回路基板18による接地コンデン
サC₁,C₂,C₃が形成される。各誘電体共振器10は、その角
柱高さ、比誘電率、コンデンサ容量等で決まる共振周波
数を持ち、上記構成によって1/4波長同軸共振型の帯域
阻止フィルタが得られる。フィルタ特性の一例を第10図
に示す。同図において実線ａは上記フィルタによる特性
を示し、破線ｂは接地コンデンサが無い場合の特性を示
す。

［発明が解決しようとする課題］従来技術では、単体共振器を複数個配列するため部品点
数が多くなり、組み立て工数が増大し、共振器間の位置
出しや外導体面精度も要求が厳しくなる。また共振器同
士の接合の必要から機械強度や耐環境信頼性の劣化など
の点でも問題がある。

特に接地容量を付加すると、部品点数及び占有体積が大
きくなる。

本発明の目的は、これら従来技術における問題を解決
し、製造性並びに設計性がよく、安定な電気・機械特性
が得られる誘電体フィルタを提供することにある。

［課題を解決するための手段］本発明は、誘電体ブロックに複数の共振子穴と結合阻止
穴とを交互に並設し、それら穴が開口している一方の面
を開放面、他方の面を短絡面として、各穴内面及び誘電
体ブロック外面に導体膜を形成し、共振子穴の導体膜は
短絡面側でのみ、結合阻止穴の導体膜は両開口端で誘電
体ブロック外面導体膜に接続して同軸共振器とし、その
共振子間を集中定数素子で結合する形式の誘電体フィル
タを前提にしている。集中定数素子としては、例えば空
心コイルを用いる。

そして本発明では、中心導体の周囲に誘電体を有するピ
ン端子を各結合阻止穴に埋め込み、結合用基板を前記開
放面側に設け、前記ピン端子の中心導体と隣接共振子の
結合端とを接続することにより前記ピン端子で接地容量
を形成している。ピン端子は、誘電体の更に外周に導体
を有する同軸型の端子であってもよい。

また別の手段としては、各結合阻止穴に開放面側から金
属端子を取り付け、結合用基板を前記開放面側に設け、
該結合用基板の裏面導体パターンと前記金属端子とを接
続することにより結合用基板の表裏面間で接地容量を形
成する構成もある。

［作用］各共振子穴は1/4波長型の同軸共振子を構成する。共振
子穴の間に設けた接合阻止穴は、その内面に導体膜が形
成され且つ両開口端で内面の導体膜が誘電体ブロック外
面導体に接続されているため、共振子間での電磁波の伝
播を遮蔽し電磁的結合を阻止する。そのため一体型構造
でありながら電磁気的には単体共振器を配列したものと
ほぼ同等の状態になる。

従って、この誘電体共振器に誘電素子を含む適当な集中
定数素子を付加接続することによって、帯域阻止フィル
タあるいは帯域通過フィルタとして動作することにな
る。

ピン端子を用いた場合は、結合阻止穴の内面導体膜（ア
ース）とピン端子の中心導体間で得られる容量が接地容
量に相当する。この接地容量と誘電素子により低域通過
フィルタ作用が生じ、高調波の減衰が得られる。

金属端子を用いた場合は、それが結合阻止穴の内面導体
膜（アース）と導通するから、金属端子に対応する位置
における結合用基板の表裏両面間での容量が接地容量と
なる。この場合は各共振子毎に接地容量が得られ、同様
に高調波減衰作用が得られる。

［実施例］第１図は本発明に係る誘電体フィルタの一実施例を示す
分解斜視図であり、第２図はその組立後の縦断面図であ
る。この実施例は３段フィルタの場合である。

直方体状をなす誘電体ブロック30の長手方向に共振子穴
32となる３個の貫通孔と、結合阻止穴34となる２個の貫
通孔とを交互に形成する。それらの貫通孔が開口してい
る一方の面（第１図では左手前側の面）を開放面、他方
の面を短絡面として、開放面を除く誘電体ブロックの全
外面及び全貫通孔の内面に導体膜を形成すると共に、開
放面に結合阻止穴内面の導体膜と誘電体ブロック外面の
導体膜間を接続する帯状の導体膜36を形成して誘電体共
振器38とする。従って共振子穴32の内面の導体膜が内導
体、それ以外の導体膜が外導体となる。

なお誘電体ブロック30は、マイクロ波用高誘電率材料の
焼結体（例えばチタン酸バリウム等）からなる。第１図
において、影線を施した面は導体膜が形成されている部
分であり、細かな点々を付した面は導体膜が無く誘電体
の素地が露出している部分を表している。ここで導体膜
は例えば銀ペーストの焼付け等による極く薄い導電材料
の層である。

共振子穴32の間に位置する結合阻止穴34は、その内面が
導体膜で覆われ且つ両開口端面で誘電体ブロック外面導
体と導通しているため、共振子間での電磁波の電播を遮
蔽する。この誘電体共振器38は、一体構造でありながら
電磁的にはそれぞれの共振子が独立したのと同等の状態
になる。

この共振器38に適当な集中定数素子を付加接続すること
によりフィルタを構成する。共振子穴32の開放端にリベ
ット状の金属端子40を半田付けし、結合阻止穴34には同
軸型のピン端子42を固定する。ピン端子42は、第４図Ａ
に示すように中心導体43の周囲に誘電体（例えば樹脂な
ど）44を有し、更にその外周に導体45を設けた同軸型の
端子でもよいし、第４図Ｂに示すように外周の導体がな
いものでもよい。これらは半田付けあるいは圧入などに
より固定する。

そしてコイル46を備えた結合用基板48を開放面側に設
け、前記金属端子40及びピン端子42と接続する。結合用
基板48は、結合阻止穴に対応する位置にピン挿通穴50を
有し、また共振子穴に対応する位置の表裏両面に結合コ
ンデンサを形成するためのコンデンサ用導体パターン52
及び表面に両端の前記結合コンデンサ用導体パターン52
と連続する結合端54を有する構造である。

誘電体共振器38の開放面に結合用基板48を被せる。結合
用基板48の表面側で各コンデンサ用導体パターン52の間
にコイル46を接続し、裏面側の各コンデンサ用導体パタ
ーンに金属端子40を接続する。またピン挿入用穴50にピ
ン端子42の中心導体43を挿入して結合端54で半田付け接
続する。

結合用基板48と、その表裏両面に設けたコンデンサ用導
体パターン52によって結合コンデンサC₀₁,C₁₂,C₂₃が形
成される。また同軸型のピン端子42の中心導体43と外側
導体45（これは結合阻止穴14の内面導体膜、即ちアース
に接続されている）との間で接地容量C₁,C₃が形成され
る。この接地容量C₁,C₃は両端の共振子の位置に設けら
れることになる。得られた誘電体フィルタの等価回路を
第５図に示す。

本実施例では、各共振子に結合コンデンサC₀₁,C₁₂,C₂₃
を接続し、結合コンデンサ間にコイルL₁₂,L₂₃を接続し
ているため帯域阻止フィルタ特性が得られる。そして上
記接地容量C₁,C₃とコイルL₁₂,L₂₃によって低域通過フィ
ルタの作用が生じ、高調波の減衰が得られる。

第６図及び第７図は本発明の他の実施例を示している。
誘電体ブロック自体の構造は前記実施例と同様であって
よい。共振子穴32と結合阻止穴34の開放面側の端部にリ
ベット状の金属端子40を半田付けする。その上に結合用
基板60を取り付ける。結合用基板60は裏面側の各金属端
子に相当する位置にそれぞれ独立した導体パターン62を
有し、表面側には各共振子穴に対応する位置を中心とし
一部結合阻止穴に対応する位置にも延びる導体パターン
64を有する。結合用基板60の各共振子穴に対応する位置
で結合コンデンサC₀₁,C₁₂,C₂₃が形成され、結合阻止穴
に対応する位置で接地コンデンサC₁,C₂,C₃が形成され
る。結合用基板60の表面側の導体パターン64間にコイル
46を接続する。

等価回路を第７図に示す。このような本実施例では、各
共振子毎に接地容量を持たせることができる。フィルタ
としての動作は前記実施例と同様である。

なお上記の実施例は何れも共振子穴が誘電体ブロックに
３個設けられている３段構成の例であるが、共振子穴が
２個の場合も、４個以上の場合にも本発明を適用できる
ことは言うまでもない。

［発明の効果］本発明は上記のように基本的には誘電体ブロック一体型
であり単純な構造のため、製造性がよく安定な電気特性
・機械特性を得やすい。また部品点数が少なく、誘電体
ブロックの開放面に結合用基板を被せる構成であるか
ら、全体を小型化できる。

更に本発明によるフィルタは、集中定数素子による結合
のため設計し易く、周波数・結合調整も容易である。こ
れらにより、結果的に、より安価な帯域阻止フィルタを
実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る誘電体フィルタの一実施例を示す
分解斜視図、第２図はその組立後の縦断面図、第３図は
その部分拡大図、第４図A,Bはそれに用いるピン端子の
斜視図、第５図は等価回路図である。第６図は本発明の
他の実施例を示す部分拡大図、第７図はその等価回路図
である。第８図は従来技術の一例を示す斜視図、第９図はその等
価回路図、第10図はそのフィルタ特性線図である。 30……誘電体ブロック、32……共振子穴、34……結合阻
止穴、38……誘電体共振器、40……金属端子、42……ピ
ン端子、43……中心導体、46……コイル、48,60……結
合用基板。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】誘電体ブロックに複数の共振子穴と結合阻
止穴とを交互に並設し、それら穴が開口している一方の
面を開放面、他方の面を短絡面として、各穴内面及び誘
電体ブロック外面に導体膜を形成し、共振子穴の導体膜
は短絡面側でのみ、結合阻止穴の導体膜は両開口端で誘
電体ブロック外面導体膜に接続して同軸共振器とし、そ
の共振子間を集中定数素子で結合する誘電体フィルタに
おいて、中心導体の周囲に誘電体を有するピン端子を各結合阻止
穴に埋め込み、金属端子を各共振子穴の開放端に取り付け、結合阻止穴に対応する位置にピン挿通穴を有し、共振子
穴に対応する位置の表裏両面に結合コンデンサを形成す
るためのコンデンサ用導体パターンを有し、表面にコン
デンサ用導体パターンと連続し前記ピン挿通穴の周囲に
達する結合端を有する構造の結合用基板を、誘電体ブロ
ックの開放面に被せるように設置し、前記金属端子と結合用基板の裏面のコンデンサ用導体パ
ターンを接続し、表面のコンデンサ用導体パターン間を
コイルで接続し、前記ピン端子の中心導体と隣接共振子
の結合端とを接続することにより前記ピン端子で接地容
量を形成することを特徴とする誘電体フィルタ。
【請求項２】誘電体ブロックに複数の共振子穴と結合阻
止穴とを交互に並設し、それら穴が開口している一方の
面を開放面、他方の面を短絡面として、各穴内面及び誘
電体ブロック外面に導体膜を形成し、共振子穴の導体膜
は短絡面側でのみ、結合阻止穴の導体膜は両開口端で誘
電体ブロック外面導体膜に接続して同軸共振器とし、そ
の共振子間を集中定数素子で結合する誘電体フィルタに
おいて、各共振子穴及び各結合阻止穴に開放面側から金属端子を
取り付け、裏面側の各金属端子に相当する位置にそれぞれ独立した
導体パターンを有し、表面側には各共振子穴に対応する
位置を中心とし一部結合阻止穴に対応する位置にも延び
る導体パターンを有する構造の結合用基板を、誘電体ブ
ロックの開放面に被せるように設置し、該結合用基板の裏面導体パターンと前記金属端子とを接
続し、表面のコンデンサ用導体パターン間をコイルで接
続することにより結合用基板の表裏両面間で結合容量と
接地容量を形成することを特徴とする誘電体フィルタ。