JPH0795643B2 - フィルタ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、誘電体ブロックに複
数の同軸共振ユニットをそれぞれ構成した誘電体フィル
タを備えるフィルタ装置の構造、特に、誘電体フィルタ
を金属ケースに収納する構造の改良に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】実開昭５８−１７８７０８号公報には、
誘電体ブロックに複数の同軸共振ユニットを構成した誘
電体フィルタのケース収納構造が開示されている。ここ
では、図２１に示すように、同軸共振ユニットが構成さ
れている誘電体ブロック１が、金属製板ばね２，３を介
在させて金属製半ケース４，５間に収納されている。板
ばね２，３は、誘電体ブロック１の外面に形成された外
導体と、半ケース４，５とを電気的に接続するために介
在されているものであり、誘電体ブロック１の半ケース
４，５への固定は、板ばね２，３の撥力を有する部分を
除いて充填された接着剤により行なわれている。

【０００３】なお、６は入出力端子を示し、誘電体ブロ
ック１の開放端面側から引出されており、半ケース４，
５が組合わさって構成している孔７より外部に引出され
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の構成では、
２個の半ケース４，５ならびに板ばね２，３を必要と
し、したがって部品点数がかなり多く、また組立工程数
も多くなり、量産性の点で難があった。

【０００５】また、複数の誘電体フィルタを同一ケース
に組込んだ構造を有する、たとえばアンテナ共用器は、
多数の誘電体共振器、コンデンサおよび結合基板を必要
とし、そのため、部品点数がさらに多くなり、その結
果、全体の構造がかなり複雑となる。

【０００６】よって、この発明の目的は、部品点数が少
なく組立が容易であり、したがって信頼性に優れかつ量
産性に富む、誘電体フィルタを備えるフィルタ装置を提
供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明に係るフィルタ
装置は、複数の貫通孔を有する誘電体ブロックと、誘電
体ブロックの貫通孔の内面に形成された内導体と、誘電
体ブロックの外面に形成された外導体と、誘電体ブロッ
クの貫通孔内に一部が挿入されかつ電圧開放端面側に突
出する入出力端子と、貫通孔内において入出力端子の周
囲に配置されかつ電圧開放端面側において一部突出する
誘電体からなる外筒とを有し、誘電体ブロックに複数の
同軸共振ユニットが構成され、複数の同軸共振ユニット
が結合されている、誘電体フィルタをまず備える。この
ような誘電体フィルタは、金属ケースに収納されるが、
この金属ケースは、誘電体ブロックの少なくとも電圧開
放端面を覆う面を有し、この電圧開放端面を覆う面に
は、入出力端子を挿通させるための切除部が形成されて
いる。また、金属ケースの電圧開放端面を覆う面と誘電
体ブロックの電圧開放端面との間には、基板が配置され
る。この基板は、誘電体ブロックの入出力端子を貫通さ
せる貫通部を有し、かつ、所定の入出力端子間を接続す
る電極膜が設けられている。また、誘電体ブロックの外
導体は、導電性接合材により、金属ケースに電気的に接
続されかつ機械的に固定される。

【０００８】さらに、この発明では、前記入出力端子
は、切除部の内側寸法より小さい断面寸法を有し、か
つ、前記外筒の、電圧開放端面側への突出部は、貫通孔
の縁部において電圧開放端面に当接するとともに基板の
貫通部の縁部において基板に当接する大きさを有し、さ
らに、基板は、金属ケースの前記電圧開放端面を覆う面
に当接する。このような構成によって、この発明に係る
フィルタ装置では、入出力端子が金属ケースに接触せ
ず、かつ、電圧開放端面を覆う面と誘電体ブロックの電
圧開放端面との間隔が外筒の突出部および基板によって
規定されている。

【０００９】

【作用】この発明では、誘電体フィルタの所定の入出力
端子間を基板に設けられた電極膜により接続した状態
で、誘電体フィルタを基板とともに金属ケース内に挿入
すれば、入出力端子が金属ケースに接触することなく、
誘電体フィルタが金属ケースに対して確実に位置決めさ
れる。そして、この位置決め状態は、導電性接合材によ
り固定され、かつ、この導電性接合材が誘電体フィルタ
の外導体と金属ケースとを電気的に接続する。

【００１０】

【発明の効果】このように、この発明によれば、まず、
図２１に示した従来のフィルタ装置に比べて、部品点数
が大幅に低減され、したがって、簡単にかつ安価にフィ
ルタ装置を組立てることができる。

【００１１】また、この発明によれば、各々の入出力端
子の周囲に配置される外筒の突出部および基板により、
金属ケースの電圧開放端面を覆う面と誘電体ブロックの
電圧開放端面との間隔が規定されるので、この間隔を常
に一定に保って製品を得ることが容易である。誘電体ブ
ロックの電圧開放端面に接する空間には、共振電磁界エ
ネルギが存在するため、上述の間隔が常に一定に保たれ
ていないと、挿入損失や共振周波数がばらつくことにな
るが、この発明によれば、このようなばらつきを防ぐこ
とができる。また、外筒は、基板と誘電体ブロックとの
間に挟まれて保持されることになるので、外筒および入
出力端子が誘電体ブロックの貫通孔から抜け落ちること
がない。

【００１２】

【実施例】図１は、この発明の第１の実施例によるフィ
ルタ装置１１を示す正面図である。このフィルタ装置１
１では、たとえば２個の誘電体フィルタ１２ａ，１２ｂ
が１個の金属ケース１３内に固定されている。

【００１３】一方の誘電体フィルタ１２ａは、図２およ
び図３に単独で示すように、たとえば酸化チタン系のセ
ラミックからなる誘電体ブロック１４に複数の貫通孔１
５，１６を形成し、貫通孔１５，１６の内面に内導体１
７，１８を形成し、他方、誘電体ブロック１４の外側面
に外導体１９を形成し、内導体１７，１８と外導体１９
とを誘電体ブロック１４の一方端面に形成した短絡導体
２０で短絡し、内導体１７，１８と外導体１９ならびに
その間に介在する誘電体部分とにより１対の共振ユニッ
トを構成したものであり、各共振ユニット間の誘電体部
分には、各共振ユニット間の結合をとるための一手段と
しての空洞２１が形成されており、さらに図示しない外
部回路と上記共振ユニットとを入出力結合用コンデンサ
でそれぞれ静電結合させてなる、１／４波長分布定数型
フィルタである。

【００１４】なお、図３において、２２，２３は、いず
れか一方が入力端子、いずれか他方が出力端子であり、
各入出力端子２２，２３の周囲には、誘電体よりなる外
筒２４，２５が取付けられており、この外筒２４，２５
に基づく静電容量が上記入出力結合用コンデンサを構成
している。入出力端子２２，２３は、貫通孔１５，１６
内に一部が挿入されかつ誘電体ブロック１４の電圧開放
端面に２６側に突出している。また、外筒２４，２５
は、貫通孔１５，１６内に一部が配置され、電圧開放端
面２６側に突出する突出部２７，２８を有している。

【００１５】以上、誘電体フィルタ１２ａについて説明
したが、もう１つの誘電体フィルタ１２ｂについてもほ
ぼ同様の構造を有している。したがって、以下の説明に
おいて、誘電体フィルタ１２ｂに備える要素であって、
誘電体フィルタ１２ａに備える要素に相当する要素には
同様の参照符号を付し、重複する説明を省略する。

【００１６】金属ケース１３は、図１に示すように、絞
り加工により形成されたもので、電圧開放端面２６を覆
う第１の面２９と、第１の面２９と交差し誘電体ブロッ
ク１４の対向する１対の側面の一部を覆う第２の面３
０，３１を有する。金属ケース１３は、板状金属部材を
折曲げて成形したものから構成されてもよい。第１の面
２９には、入出力端子２２，２３を挿通させるための切
除部としての孔３２が形成されている。

【００１７】また金属ケース１３内において、第１の面
２９と誘電体ブロック１４の電圧開放端面２６との間に
は、基板３３が配置されている。基板３３は、誘電体フ
ィルタ１２ａ，１２ｂのそれぞれの入出力端子２２，２
３の所定のものの間を接続するためのもので、図４に示
すように、入出力端子２２，２３を貫通させる貫通部と
なる貫通孔３４，３５，３６，３７を有し、貫通孔３５
と貫通孔３６とは電極膜３８により相互に電気的に接続
されている。よって、一方の誘電体フィルタ１２ａの端
子２３と他方の誘電体フィルタ１２ｂの端子２２とは電
極膜３８により相互に電気的に接続されている。

【００１８】さらに、各誘電体ブロック１４の外導体１
９（図２および図３参照）と金属ケース１３とは、導電
性接合材としての半田により接合され、機械的な固定と
ともに外導体１９と金属ケース１３との電気的接続が果
たされている。なお、導電性接合材としては、半田のほ
か、導電ペースト等の任意のものを用いることができ
る。

【００１９】この実施例では、入出力端子２２，２３
は、金属ケース１３の第１の面２９に設けられた孔３２
の内側寸法より小さい断面寸法を有している。また、外
筒２４，２５の突出部２７，２８は、誘電体ブロック１
４の貫通孔１５，１６の縁部において電圧開放端面２６
に当接するとともに基板３３の貫通孔３４〜３７の縁部
において基板３３に当接する大きさを有している。ま
た、基板３３は、金属ケース１３の第１の面２９に当接
している。したがって、誘電体フィルタ１２ａ，１２ｂ
を、基板３３とともに、金属ケース１３内に挿入したと
き、入出力端子２２，２３が金属ケース１３に接触せ
ず、かつ、第１の面２９と電圧開放端面２６との間隔が
外筒２４，２５の突出部２７，２８および基板３３によ
って規定され、金属ケース１３に対して誘電体フィルタ
１２ａ，１２ｂを確実に位置決めすることができる。

【００２０】また、上述した位置決め状態は、導電性接
合材を用いるだけで固定されるため、図２１に示した従
来のフィルタ装置に比べて、部品点数を大きく低減する
ことができ、また、はるかに簡単に組立てることができ
る。

【００２１】また、金属ケース１３は、電圧開放端面２
６を覆う第１の面２９を有するので、共振電磁界エネル
ギが外部へ漏洩することもなく、したがって、外部回路
へ不所望な影響を与えたり、逆に与えられたりすること
もない。さらに、図２１に示した従来のフィルタ装置の
ように、誘電体ブロック１の上部にスペースを設ける必
要がないため、全体形状もかなり小さくなる。

【００２２】図５は、この発明の第２の実施例によるフ
ィルタ装置４１を示している。ここでは、金属ケース４
２の底面すなわち第１の面４３上に配置された基板４４
上の電極膜のパターンが、図６に示すように構成されて
いる。すなわち、貫通孔４５，４６間および貫通孔４
７，４８間に、それぞれ、コンデンサ４９，５０が形成
されている。

【００２３】よって、図５の実施例の等価回路は、図７
に示すとおりとなり、上記コンデンサ４９，５０（図７
のコンデンサＡに相当する。）が設けられているので、
図８に示すように、フィルタの減衰特性に極を持たせる
ことができる。また、このコンデンサ４９，５０の容量
を選択することにより、この極の位置を制御することも
可能である。

【００２４】図９は、この発明の第３の実施例によるフ
ィルタ装置５１を示している。ここでは、３個の誘電体
フィルタ１２ａ，１２ｂ，１２ｃが金属ケース５２内に
固定されている。誘電体フィルタ１２ａ〜１２ｃを結合
するために、基板５３が、金属ケース５２の底面すなわ
ち第１の面５４上に配置されている。

【００２５】図１０は、基板５３上に形成される電極膜
のパターンの一例を示す図であり、基板５３には、誘電
体フィルタ１２ａ〜１２ｃの入出力端子２２，２３を挿
通させるための貫通孔５５〜６０が形成されており、貫
通孔５６，５７間および貫通孔５８，５９間が、それぞ
れ、電極膜６１，６２で相互に電気的に接続されてい
る。図９の実施例の等価回路を図１１に示す。

【００２６】図１２は、この発明の第４の実施例による
フィルタ装置６３を示すものであり、このフィルタ装置
６３は、トラップを構成するための誘電体共振器が同一
金属ケース内に組込まれた構造を有している。ここで
は、誘電体フィルタ１２ａ，１２ｂとともに、トラップ
用共振器６４が、金属ケース６５内に組込まれている。
このトラップ用共振器６４は、誘電体フィルタ１２ａ，
１２ｂにおける１つの同軸共振ユニットと同一機能を持
ち、たとえば入出力端子２２，２３の一方と外筒２４，
２５の一方との組合わせと同様な構成によって外部回路
とは静電容量を介して接続されるものとする。各誘電体
フィルタ１２ａ，１２ｂおよびトラップ用共振器６４を
接続するために、基板６６が金属ケース６５の底面すな
わち第１の面６７上に配置されている。この基板６６
は、図１３に示すように、貫通孔６８〜７２ならびに電
極膜７３，７４を形成しており、それによって、各誘電
体フィルタ１２ａ，１２ｂならびにトラップ用共振器６
４の各端子が相互に電気的に接続されるように構成され
ている。

【００２７】なお、上述のように、たとえば入出力端子
２２と外筒２４との組合わせと同様な構成を用いること
なく、トラップ用共振器６４の内導体に直接金属端子を
接続固定したときは、図１４に示すように、誘電体フィ
ルタ１２ａとトラップ用共振器６４の内導体との間に容
量を形成できる電極膜７４ａを形成すればよい。このよ
うに、誘電体フィルタ１２ａの入出力端子２２とトラッ
プ用共振器６４との間に容量を持たせた場合の等価回路
を図１５に示す。

【００２８】図１６は、この発明の第５の実施例による
フィルタ装置７５を示すもので、４個の誘電体フィルタ
１２ａ〜１２ｄが金属ケース７６内に組込まれている。
ここでは、図１７に示す基板７７が金属ケース７６内に
組込まれている。したがって、各誘電体フィルタ１２ａ
〜１２ｄの一方端子は、図１７の電極膜７８で相互に電
気的に接続されており、ｎ段のマルチプレクサの等価回
路を示す図１８と同様に、各誘電体フィルタ１２ａ〜１
２ｄが接続されている。

【００２９】図１９および図２０は、上述のようにして
構成されるフィルタ装置を横置きにして実装側の配線基
板上に取付ける場合の構造例を示す斜視図である。図１
９では、基板７９に組込用の開口が形成されており、こ
の開口内にフィルタ装置８０が挿入され、舌片８１，８
２で基板７９に固定されている。他方、図２０の例で
は、金属ケース８３外に取付けられた基板８４の外面側
に接続タブ８５〜８７が固定されている。接続タブ８５
〜８７の先端は、図示しない実装側の配線基板に形成さ
れた挿入孔に挿入可能に形成されており、それによっ
て、各誘電体共振器１２ａ，１２ｂの入出力端子が取付
基板に接続され得るように構成されている。

【００３０】なお、図１９の例において、基板に組込用
開口が形成されていない場合には、基板上にフィルタ装
置を横置きにし、各誘電体フィルタの入出力端子を、直
接、基板上の導電パターンに接続すればよい。

【００３１】なお、この発明で用いる誘電体フィルタと
しては、上述したものに限らず、公知のいかなるもの、
たとえば、アメリカ特許第４，５２３，１６２号、アメ
リカ特許第４，４３１，９７７号、特開昭６１−５２０
０３号公報および特開昭６０−２５４８０２号公報など
で開示されているものでもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施例によるフィルタ装置１
１を示す正面図である。

【図２】図１に示した誘電体フィルタ１２ａを単独で示
す斜視図である。

【図３】図２に示した誘電体フィルタ１２ａの断面図で
ある。

【図４】図１に示した基板３３の平面図である。

【図５】この発明の第２の実施例によるフィルタ装置４
１を示す断面図である。

【図６】図５に示した基板４４の平面図である。

【図７】図５に示した実施例の等価回路図である。

【図８】図５の実施例のフィルタ特性を示す図である。

【図９】この発明の第３の実施例によるフィルタ装置５
１を示す断面図である。

【図１０】図９に示した基板５３の平面図である。

【図１１】図９の実施例の等価回路図である。

【図１２】この発明の第４の実施例によるフィルタ装置
６３を示す断面図である。

【図１３】図１２に示した基板６６の平面図である。

【図１４】図１３に示した基板６６の変形例を示す平面
図である。

【図１５】図１２の実施例の等価回路図である。

【図１６】この発明の第５の実施例によるフィルタ装置
７５を示す斜視図である。

【図１７】図１６の実施例に用いられる基板７７を示す
斜視図である。

【図１８】図１６の実施例の等価回路を説明するための
図である。

【図１９】フィルタ装置と取付基板との接続構造を説明
するための斜視図である。

【図２０】フィルタ装置と取付基板との接続構造の他の
例を説明するための斜視図である。

【図２１】従来のフィルタ装置の一例を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１１，４１，５１，６３，７５，８０ フィルタ装置 １２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ 誘電体フィルタ １３，４２，５２，６５，７６，８３ 金属ケース １４ 誘電体ブロック １５，１６ 貫通孔 １７，１８ 内導体 １９ 外導体 ２２，２３ 入出力端子 ２４，２５ 外筒 ２６ 電圧開放端面 ２７，２８ 突出部 ２９，４３，５４，６７ 電圧開放端面を覆う面 ３２ 孔（切除部） ３３，４４，５３，６６，７７ 基板 ３４〜３７，４５〜４８，５５〜６０，６８〜７２ 貫
通孔（貫通部） ３８，６１，６２，７３，７４，７４ａ，７８ 電極膜

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の貫通孔（１５，１６）を有する誘
   電体ブロック（１４）と、誘電体ブロック（１４）の貫
   通孔（１５，１６）の内面に形成された内導体（１７，
   １８）と、誘電体ブロック（１４）の外面に形成された
   外導体（１９）と、誘電体ブロック（１４）の貫通孔
   （１５，１６）内に一部が挿入されかつ電圧開放端面
   （２６）側に突出する入出力端子（２２，２３）と、貫
   通孔（１５，１６）内において入出力端子（２２，２
   ３）の周囲に配置されかつ電圧開放端面（２６）側にお
   いて一部突出する誘電体からなる外筒（２４，２５）と
   を有し、誘電体ブロック（１４）に複数の同軸共振ユニ
   ットが構成され、複数の同軸共振ユニットが結合されて
   いる、誘電体フィルタ（１２ａ）と、 前記の誘電体ブロック（１４）の少なくとも電圧開放端
   面（２６）を覆う面（２９）を有し、電圧開放端面を覆
   う面（２９）には、入出力端子（２２，２３）を挿通さ
   せるための切除部（３２）が形成されている金属ケース
   （１３）と、 前記金属ケース（１３）の電圧開放端面を覆う面（２
   ９）と前記誘電体ブロック（１４）の電圧開放端面（２
   ６）との間に配置され、前記誘電体ブロック（１４）の
   入出力端子（２２，２３）を貫通させる貫通部（３４〜
   ３７）を有し、所定の入出力端子（２２，２３）間を接
   続する電極膜（３８）が設けられた基板（３３）と、 前記誘電体ブロック（１４）の外導体（１９）を金属ケ
   ース（１３）に電気的に接続しかつ機械的に固定するた
   めの導電性接合材とを備え、 前記入出力端子（２２，２３）は、前記切除部（３２）
   の内側寸法より小さい断面寸法を有し、かつ、前記外筒
   （２４，２５）の、前記電圧開放端面（２６）側への突
   出部（２７，２８）は、前記貫通孔（１５，１６）の縁
   部において前記電圧開放端面（２６）に当接するととも
   に前記基板（３３）の貫通部（３４〜３７）の縁部にお
   いて前記基板（３３）に当接する大きさを有し、かつ、
   前記基板（３３）は、前記金属ケース（１３）の前記電
   圧開放端面を覆う面（２９）に当接し、それによって、
   前記入出力端子（２２，２３）が前記金属ケース（１
   ３）に接触せず、かつ、前記電圧開放端面を覆う面（２
   ９）と前記誘電体ブロック（１４）の電圧開放端面（２
   ６）との間隔が前記外筒（２４，２５）の突出部（２
   ７，２８）および前記基板（３３）によって規定されて
   いる、 フィルタ装置。
2. 【請求項２】 前記金属ケース（１３）は、誘電体ブロ
   ック（１４）の電圧開放端面（２６）を覆う第１の面
   （２９）と、誘電体ブロック（１４）の電圧開放端面
   （２６）に交差する側面の一部を覆う第２の面（３０，
   ３１）とを備える、請求項１に記載のフィルタ装置。
3. 【請求項３】 前記誘電体ブロック（１４）は、電圧開
   放端面（２６）と交差する複数の側面を有し、前記金属
   ケース（１３）の第２の面（３０，３１）は、誘電体ブ
   ロック（１４）の複数の側面のうち対向する１対の側面
   の少なくとも一部を覆う、請求項２に記載のフィルタ装
   置。