JPH08181506A

JPH08181506A - 誘電体フィルター

Info

Publication number: JPH08181506A
Application number: JP33633094A
Authority: JP
Inventors: Masato Ishizaki; 正人石▲崎▼
Original assignee: Sumitomo Special Metals Co Ltd
Current assignee: Hitachi Metals Ltd
Priority date: 1994-12-22
Filing date: 1994-12-22
Publication date: 1996-07-12

Abstract

(57)【要約】【目的】一対のストリップライン共振器を配置する誘
電体フィルターの量産性や薄型化（低背化）に好適な長
所を損ねることなく、フィルター特性の設計の自由度を
一層高めた誘電体フィルターの提供。【構成】誘電体基板の積層体１内の同一平面内に配置
した階段状の一対の１／４波長ストリップライン共振器
２，３の開放端側に、間隙Ｗ₃を形成して容量性結合す
る入力線路４及び出力線路５を、共振器２，３と所定の
間隙Ｗ₄，Ｗ₅を形成して容量性結合して配置し、開放端
側の間隙Ｗ₁と短絡端側の間隙Ｗ₂を相違かつ選定するこ
とにより、実質的に一対の１／４波長ストリップライン
共振器２，３の間にＬＣ共振回路を配置したと同様な作
用を得て、共振器２，３における結合関係を誘導性結合
より容量性結合が優勢となし、入力線路４と出力線路５
との間隙Ｗ₃による容量結合以外の結合を全体として容
量性結合と等価にし、間隙Ｗ₃による容量結合（Ｃｍ）
との相乗効果により、通過帯域より低域側の２箇所に減
衰極が現れるフィルター特性を有する誘電体フィルター
を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、携帯電話、コードレ
ス電話等のマイクロ波や準マイクロ波通信機器のフィル
ターとして用いられる誘電体フィルターの改良に係り、
特に、対向配置する接地導体間に誘電体層を有し、該誘
電体層内に少なくとも一対のストリップライン共振器を
配置する誘電体フィルターにおいて、各々共振器の配置
形態や、各々共振器と入力線路（端子）及び出力線路
（端子）との配置形態等を工夫することによって、量産
性に優れ、フィルター特性の設計の自由度を高めた誘電
体フィルターに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、所定の周波数成分を通過させ
る所謂帯域通過フィルター（バンドパスフィルター：
Ｂ．Ｐ．Ｆ）として用いられる誘電体フィルターとし
て、対向配置する接地導体間に誘電体層を有し、該誘電
体層内に少なくとも一対のストリップライン共振器を配
置する構成のものが知られており、特に、同軸誘電体共
振器を並列配置した誘電体フィルターに比べ薄型化（低
背化）が可能であることから、表面実装に適し、広範囲
の用途に使用されている。

【０００３】図１６は、誘電体層内に一対のストリップ
ライン共振器を配置する構成からなる上記の誘電体フィ
ルターの一例であり、特に共振器として１／４波長スト
リップライン共振器を配置した場合を説明する平面説明
図である。すなわち、図１６に示す誘電体フィルター
は、誘電体基板の積層体１の上面にＡｇまたはＣｕから
なる一対の１／４波長ストリップライン共振器２，３を
配置し、各々の共振器２，３の一方端（図において下方
端部）を短絡導体（図示せず）を介して電気的に接続し
て所謂短絡端とし、また他方端（図において上方端部）
を電気的に接続することなく所謂開放端としている。

【０００４】図中４は一方の１／４波長ストリップライ
ン共振器２に接続する入力線路であり、５は他方の１／
４波長ストリップライン共振器３に接続する出力線路で
ある。一対の１／４波長ストリップライン共振器２，３
間では、短絡端側では電流が大きく誘導性結合（磁界結
合）が支配的であり、開放端側では電位が大きく容量性
結合（電界結合）が支配的であるが、これらの共振器
２，３が伸長方向に平行配置（互いの共振器２，３の間
隙が伸長方向で同一寸法）する構成の場合には、通常、
通過帯域において誘導性結合が生じる。

【０００５】しかし、該共振器ストリップライン２，３
の開放端側の間隙と短絡端側の間隙とを変化させること
によって通過帯域における誘導性結合と容量性結合との
バランスを調整することが可能となり、例えば、図１６
に示すように開放端側の間隙Ｗ₁を短絡端側の間隙Ｗ₂よ
りも狭くする（Ｗ₁＜Ｗ₂）と誘導性結合より容量性結合
が優勢となり、通過帯域において容量性結合を実現する
ことができ、また、開放端側の間隙Ｗ₁を短絡端側の間
隙Ｗ₂よりも広くする（Ｗ₁＞Ｗ₂）と（図示せず）容量
性結合より誘導性結合が優勢となり、通過帯域において
誘導性結合を実現することができる（特開平５−５５８
１０号公報参照）。

【０００６】このように一対の１／４波長ストリップラ
イン共振器２，３の開放端側の間隙Ｗ₁と短絡端側の間
隙Ｗ₂を調整することによって通過帯域における結合関
係を調整することができ、また、このような構成からな
る誘電体フィルターにおいては、図１７に示すように、
通過帯域より低域側又は高域側の一方に減衰が極大にな
る所謂減衰極が現れ（図１７では低域側に減衰極が現れ
ている場合を示す）、通過帯域以外の帯域における減衰
特性を良好とすることが確認されている。

【０００７】図１８も、誘電体層内に一対のストリップ
ライン共振器を配置する構成の誘電体フィルターにおけ
る共振器の配置形態の一例を説明する平面説明図であ
り、特に、ストリップライン共振器として１／２波長ス
トリップライン共振器を配置した構成の場合を示してい
る。すなわち、図１８に示す構成は、誘電体基板１の上
面に一対の１／２波長ストリップライン共振器２，３を
平行配置し、その両端をともに電気的に接続することな
く所謂開放端とした構成において、該共振器２，３の一
方開放端側にそれぞれの共振器２，３と入力線路４及び
出力線路５とを所定の間隙を形成して容量性結合すると
ともに、該入力線路４と出力線路５とを所定の間隙を形
成して容量性結合して配置している。

【０００８】すなわち、一方の共振器２と入力線路４と
を間隙Ｗ₄による容量性結合、他方の共振器３と出力線
路５とを間隙Ｗ₅による容量性結合、さらに、入力線路
４と出力線路５とを間隙Ｗ₃による容量性結合にて結合
している。なお、一対の１／２波長ストリップライン共
振器２，３は両端が開放されており、通過帯域において
は誘導性結合関係にあり、間隙Ｗ₀を調整することによ
って結合の強さを調整することができる。

【０００９】このような構成においては、図１９に示す
ように通過帯域の両側（低域側及び高域側）に減衰極が
現れ、通過帯域の両側において良好な減衰特性を有する
ことが知られている（特公昭６２−１９０８１号公報参
照）。

【００１０】以上に説明するように、誘電体フィルター
を構成する各々共振器の配置形態や、各々共振器と入力
線路（端子）及び出力線路（端子）との配置形態等を選
定することによって、通過帯域幅や減衰極が現れる位置
等を調整することが可能となり、結果としてフィルター
特性の設計自由度を高めることができる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】以上に説明するよう
に、対向配置する接地導体間に誘電体層を有し、該誘電
体層内に少なくとも一対のストリップライン共振器を配
置する誘電体フィルターにおいて、各々共振器の配置形
態や、各々共振器と入力線路（端子）及び出力線路（端
子）との配置形態等を選定することによって、通過帯域
幅や減衰極が現れる位置等を調整することが可能となっ
た。

【００１２】しかし、前者の１／４波長ストリップライ
ン共振器を配置した構成では、減衰極が現れる位置が通
過帯域の低域側または高域側に限られる。また、後者の
１／２波長ストリップライン共振器を配置した構成で
は、減衰極が必ず通過帯域の両側（低域側及び高域側）
に現れ、しかも、それぞれの減衰極が現れる位置は一方
の減衰極の現れる位置によって他方の減衰極の現れる位
置も一義的に決定されてしまうことから、これらの減衰
極の位置を任意に設定することは困難であった。

【００１３】この発明は、上記の問題点を解決しフィル
ター特性の設計の自由度を一層高めることが可能な誘電
体フィルターの提供を目的とするもので、特に、対向配
置する接地導体間に誘電体層を有し該誘電体層内に少な
くとも一対のストリップライン共振器を配置する誘電体
フィルターが本来的に有する、量産性や薄型化（低背
化）に好適であるとの長所を損ねることなく、フィルタ
ー特性の設計の自由度を一層高めた誘電体フィルターを
提供するものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の目的
を達成するために、まず共振器として１／４波長ストリ
ップライン共振器を配置する構成において、図２０に示
すような通過帯域の低域側の２箇所に減衰極が現れる誘
電体フィルター構成を検討した。本発明者は、種々の実
験により一対の１／４波長ストリップライン共振器を配
置する構成において、図２１の回路図に示すように、一
対の１／４波長ストリップライン共振回路の間を他の共
振回路（Ｌ₁Ｃ₁）で結合し、かつ互いに容量性結合する
入力線路と出力線路とをそれぞれ一対の１／４波長スト
リップライン共振回路の各々と容量性結合することによ
って目的が達成できることを確認した。

【００１５】すなわち、従来から誘電体フィルターのフ
ィルター特性を検討する際には、先に説明した従来技術
でも分かるように、通過帯域近傍の等価回路に着目して
一対の１／４波長ストリップライン共振器の結合を決定
していたが、本発明者は、通過帯域の低域側及び高域側
を含む比較的広帯域での等価回路に着目して一対の１／
４波長ストリップライン共振器の結合を検討した。

【００１６】その結果、一対の１／４波長ストリップラ
イン共振器間に構成される共振回路（Ｌ₁Ｃ₁）における
コンデンサーＣ₁とインダクタンスＬ₁とのバランスを調
整することによって、図２１の回路図における入力線路
と出力線路との容量性結合部分（Ｃｍ）以外の部分（図
において破線にて囲んだＡの部分）における結合を全体
として容量性結合または誘導性結合とするとともに、入
力線路と出力線路との容量性結合部分（Ｃｍ）との相乗
効果によって図２０に示すような通過帯域の低域側の２
箇所に減衰極が現れる誘電体フィルターが得られること
を確認したのである。

【００１７】しかし、外部に所定容量からなるコンデン
サーＣ₁とインダクタンスＬ₁とからなる新な共振回路等
を設けて一対の１／４波長ストリップライン共振回路に
接続することは、誘電体フィルターの構成を複雑にする
だけでなく、量産性や薄型化（低背化）を損ね必ずしも
好ましい構成とは言い難い。

【００１８】本発明者は、上記の知見に基づき、さら
に、量産性や薄型化（低背化）を損ねることのない構成
を種々検討した結果、容量性結合関係にある入力線路及
び出力線路を一対の１／４波長ストリップライン共振器
の開放端側において該共振器と容量性結合し、さらに一
対の１／４波長ストリップライン共振器の間隙を伸長方
向にて変化させることによって、通過帯域の低域側又は
高域側のいずれか一方側の２箇所に減衰極を形成する誘
電体フィルターが得られることを確認し、また、通過帯
域の低域側及び高域側の両側に減衰極を形成する場合に
おいて、それらの減衰極の位置をそれぞれ単独に設定す
ることが可能な誘電体フィルターを得られることを確認
した。

【００１９】上記の構成とともに、対向配置する接地導
体間に誘電体層を有し、該誘電体層内に少なくとも一対
のストリップライン共振器を配置する誘電体フィルター
において、前記一対のストリップライン共振器の一方端
側に、それぞれの共振器と所定の間隙を形成して容量性
結合する入力線路及び出力線路を配置するとともに、該
入力線路と出力線路とを所定の間隙を形成して誘導性結
合して配置し、かつ、一対のストリップライン共振器の
間隙を伸長方向にて変化させることによって、誘導性結
合または容量性結合のいずれかを優勢に配置したことを
特徴とする誘電体フィルターを併せて提案する。

【００２０】この発明においては、一対のストリップラ
イン共振器として１／４波長共振器を配置した構成、１
／２波長共振器を配置した構成のいずれをも発明の対象
とするが、特に小型化の観点からすると、１／４波長共
振器を配置した構成を採用することが望ましい。

【００２１】

【作用】この発明の作用を図１に示す一実施例の平面説
明図によって説明する。図１において、１は誘電体基板
の積層体であり、該誘電体基板の同一平面内にＡｇまた
はＣｕ等のストリップ導体からなる一対の１／４波長ス
トリップライン共振器２，３を配置している。また、各
々のストリップライン共振器２，３の一方端（図におい
て下方端部）は短絡導体（図示せず）を介して電気的に
接続して所謂短絡端とし、他方端（図において上方端
部）は電気的に接続することなく所謂開放端とする。さ
らに、一対の１／４波長ストリップライン共振器２，３
はハの字型に配置され、開放端側の間隙Ｗ₁を短絡端側
の間隙Ｗ₂よりも狭く（Ｗ₁＜Ｗ₂）形成してある。

【００２２】上記一対の１／４波長ストリップライン共
振器２，３の開放端側に、所定の間隙Ｗ₃を形成して容
量性結合する入力線路４及び出力線路５とを、それぞれ
のストリップライン共振器２，３と所定の間隙Ｗ₄，Ｗ₅
を形成して容量性結合して配置している。すなわち、入
力線路４と出力線路５との間隙Ｗ₃による容量性結合と
ともに、一方の共振器２と入力線路４との間隙Ｗ₄によ
る容量性結合、及び他方の共振器３と出力線路５との間
隙Ｗ₅による容量性結合が実現される。

【００２３】このような構成において、一対の１／４波
長ストリップライン共振器２，３は開放端側の間隙Ｗ₁
と短絡端側の間隙Ｗ₂を相違させることによって、実質
的にこれら一対の１／４波長ストリップライン共振器
２，３の間に図２１にて示すＣ₁Ｌ₁共振回路を配置した
と同様な作用を得ることが可能となる。

【００２４】特に、開放端側の間隙Ｗ₁と短絡端側の間
隙Ｗ₂を選定することによって一対の１／４波長ストリ
ップライン共振器２，３における結合関係を誘導性結合
より容量性結合が優勢となるようにし、また、入力線路
４と出力線路５との間隙Ｗ₃による容量結合（Ｃｍ）以
外の部分（図２０において破線にて囲んだＡの部分）に
おける結合を全体として容量性結合と等価にし、前記入
力線路４と出力線路５との間隙Ｗ₃による容量結合（Ｃ
ｍ）との相乗効果により、図２０に示す如き通過帯域よ
り低域側の２箇所に減衰極が現れるフィルター特性を有
する誘電体フィルターを得ることができる。

【００２５】図１の構成においては、一対の１／４波長
共振器ストリップライン２，３をハの字型に配置した場
合を示したが、図２に示すように、階段状のストリップ
ライン共振器２，３を配置することによっても同様な作
用効果を得ることができる。図１及び図２に示す構成に
おいて、各々１／４波長ストリップライン共振器２，３
の開放端側の間隙Ｗ₁と短絡端側の間隙Ｗ₂の寸法、入力
線路４と出力線路５との間隙Ｗ₃の寸法、該共振器２，
３と入力線路４及び出力線路５との間隙Ｗ₄，Ｗ₅の寸法
を所定値に設定することによって、より良好なるフィル
ター特性を有する誘電体フィルターを得ることができ
る。

【００２６】なお、図１及び図２に示す構成において
は、各々１／４波長ストリップライン共振器２，３の幅
寸法ｗ₁₂，ｗ₁₃、入力線路４及び出力線路５の幅寸法ｗ
₁₄，ｗ ₁₅をそれぞれ同一寸法（ｗ₁₂＝ｗ₁₃，ｗ₁₄＝
ｗ₁₅）として示しているが、要求されるフィルター特性
や形状寸法等に応じて、幅寸法を選定すれば良く、各々
の伸長方向において幅寸法を変化させることも可能であ
る。以下の他の一実施例においても同様なことが言え
る。

【００２７】図３は他の一実施例を示す平面説明図であ
る。基本的な構成は図２に示す構成と同様であるが、入
力線路４と出力線路５をともに階段状とすることによっ
て、より設計の自由度を高めることができる。すなわ
ち、図２に示す構成においては、入力線路４と出力線路
５との間隙Ｗ₃の寸法が決定されると、必然的に各々共
振器２，３と入力線路４及び出力線路５との対向面積が
決定され、これらの間の容量性結合が間隙Ｗ₄，Ｗ₅の寸
法のみでしか調整できなくなる。

【００２８】しかし、図３の構成では、各々ストリップ
ライン共振器２，３の外方側面部と階段状入力線路４及
び階段状出力線路５の内方側面部との間隙Ｗ₆，Ｗ₇によ
ってもこれらストリップライン共振器２，３と入力線路
４及び出力線路５との容量性結合の結合強さを調整する
ことができることから、広範囲においてフィルター特性
を選定することができる。

【００２９】しかも、図３の構成では１／４波長ストリ
ップライン共振器２，３の開放端側の間隙Ｗ₁が狭い構
成であることから、該共振器２，３の開放端側の誘電体
基板１面には比較的広い空きスペースが形成され、この
スペースに前記階段状の入力線路４及び出力線路５を効
果的に配置することによってフィルター自体の平面寸法
を大きくすることなく目的とするフィルター特性を有す
る誘電体フィルターを得ることができる。すなわち、フ
ィルター特性の要求に応じた設計の自由度を達成するこ
とができるとともに小型化を達成するのに最も好ましい
構成となる。

【００３０】図３に示す階段状の１／４波長ストリップ
ライン共振器２，３及び階段状の入力線路４及び出力線
路５を配置した構成からなる誘電体フィルターの全体構
成の概要を図４及び図５に示す。図４は斜視説明図であ
り、図５は図４のａ−ａ縦断面説明図である。ＴｉＯ₂
系セラミックス、Ａｌ₂Ｏ₃系セラミックス、ＺｒＯ₂系
セラミックス等の公知の誘電体セラミックスからなる一
対の誘電体基板１ａ，１ｂは、一方の誘電体基板１ａ上
面に配置するＡｇまたはＣｕからなる所定厚さのストリ
ップ導体にて形成される階段状の１／４波長ストリップ
ライン共振器２，３を介して積層固着される。

【００３１】図４，５の構成においては、一対の誘電体
基板１ａ，１ｂはＮａ₂Ｏ・Ａｌ₂Ｏ₃・Ｂ₂Ｏ₃・ＳｉＯ₂
系ガラス等の低軟化点を有するガラス６にて一体化して
いる。なお、一対の１／４波長ストリップライン共振器
２，３のうち、一方端（広い間隙Ｗ₂を有する側）は後
述する短絡導体と電気的に接続するよう誘電体基板１
ａ，１ｂの積層体１の長手方向端面から露出するように
配置され、他方端（狭い間隙Ｗ₁を有する側）は後述す
る外部導体と電気的な絶縁を確保するために積層体１の
長手方向端面から露出することなく積層体１内に配置さ
れる。

【００３２】また、ＡｇまたはＣｕからなる所定厚さの
ストリップ導体にて形成される階段状の入力線路４及び
出力線路５も上記のストリップライン共振器２，３と同
様に一対の誘電体基板１ａ，１ｂ間に配置される。該入
力線路４及び出力線路５は、積層体１内において一方端
は互いに所定の間隙Ｗ₃を形成して配置するとともに、
ストリップライン共振器２，３と所定の間隙Ｗ_4,Ｗ_5,Ｗ
_6,Ｗ₇を形成して配置（図３参照）し、他方端は後述す
る基板積層体の各々側端面に形成される入力端子部及び
出力端子部と電気的に接続するよう基板積層体の各々側
端面から露出するように配置される。

【００３３】図４において、７ａ，７ｂは一対の接地導
体を構成する外部導体であり積層体１の両主面に形成さ
れている。７ｃ，７ｄは積層体１の各々側端面に形成さ
れる外部導体であり、さらに７ｅも積層体１の長手方向
端面に形成される外部導体である。図中８は、前記積層
体１の両主面に形成される外部導体７ａ，７ｂと一対の
共振器２，３とを電気的に接続し短絡する短絡導体であ
る。

【００３４】図示しないが、入力線路４には入力端子部
が電気的接続され、出力線路５は出力端子部１０と電気
的に接続されるものであり、それぞれ積層体１の各々側
端面に形成される外部導体７ｃ，７ｄとは電気的な絶縁
を確保して配置されている。通常、外部導体、短絡導体
や入出力端子部等はＡｇペーストを焼き付けたり、Ｃｕ
めっき等の方法で容易に形成することができる。

【００３５】上記の説明からも明らかなように、図４に
示すこの発明の誘電体フィルターは、一対の接地導体を
構成する外部導体７ａ，７ｂ間に、上記ストリップ導体
にて形成されるストリップライン共振器２，３と入力線
路４及び出力線路５を配置する誘電体層（積層体１）を
配置するとともに、一対の該共振器２，３が同一平面
内、すなわち誘電体基板１ａ上面に配置され、コムライ
ン型に接続されていることから、所謂コムライン型トリ
プレートストリップ構造を有する誘電体フィルターとな
る。

【００３６】以上図１から図５に示す実施例は、いずれ
も一対の１／４波長ストリップライン共振器の開放端側
の間隙Ｗ₁を短絡端側の間隙Ｗ₂よりも狭く（Ｗ₁＜Ｗ₂）
形成した場合を示すものであり、入力線路４と出力線路
５との間隙Ｗ₃による容量性結合（Ｃｍ）以外の部分
（図２１において破線にて囲んだＡの部分）における結
合が全体として容量性結合と等価になる。

【００３７】さらに、入力線路４と出力線路５との間隙
Ｗ₃による容量結合（Ｃｍ）との相乗効果によって、所
定位置に減衰極を形成することができ、特に、一対の１
／４波長ストリップライン共振器の開放端側の間隙Ｗ₁
と短絡端側の間隙Ｗ_2、入力線路４と出力線路５との間隙
Ｗ_3、さらに各々共振器と入力線路４及び出力線路５との
間隙Ｗ₄，Ｗ₅，Ｗ₆，Ｗ₇を適宜選定することによって、
通過帯域より低域側の２箇所に減衰極が現れるフィルタ
ー特性を有する誘電体フィルターを得ることができる。

【００３８】図６に示す他の一実施例は、一対の１／４
波長ストリップライン共振器の開放端側の間隙Ｗ₁を短
絡端側の間隙Ｗ₂よりも広く（Ｗ₁＞Ｗ₂）形成した場合
を示すものであり、前記図１から図５に示す実施例とは
異なり、該共振器ストリップライン２，３の通過帯域に
おける結合関係は容量性結合より誘導性結合が優勢とな
り、また、入力線路４と出力線路５との間隙Ｗ₃による
容量結合（Ｃｍ）以外の部分（図２１において破線にて
囲んだＡの部分）における結合が全体として誘導性結合
と等価になる。

【００３９】この図６の構成においても、入力線路４と
出力線路５との間隙Ｗ₃による容量結合（Ｃｍ）との相
乗効果によって、所定位置に減衰極を形成することがで
き、特に、一対の１／４波長ストリップライン共振器の
開放端側の間隙Ｗ₁と短絡端側の間隙Ｗ_2、入力線路４と
出力線路５との間隙Ｗ_3、さらに各々共振器と入力線路４
及び出力線路５との間隙Ｗ₄，Ｗ₅，Ｗ₆，Ｗ₇を適宜選定
することによって、通過帯域より高域側の２箇所に減衰
極が現れるフィルター特性を有する誘電体フィルター、
又は通過帯域の両側（低域側及び高域側）のそれぞれ任
意の１箇所に減衰極が現れるフィルター特性を有する誘
電体フィルターを得ることができる。

【００４０】また、図６の構成では、ストリップライン
共振器２，３の開放端側の間隙Ｗ₁が広い構成であるこ
とから、階段状の入力線路４及び出力線路５を配置する
と、前記図１から図５に示す構成とは若干フィルター自
体の平面寸法が大きくなるが、本来の目的である量産
性、薄型化を損ねることなく良好なフィルター特性を有
する誘電体フィルターを得ることができる。

【００４１】図７から図１０に示す他の一実施例は、基
本的な構成は前記図１から図５に示す構成と同様に、ス
トリップライン共振器２，３の開放端側の間隙Ｗ₁が短
絡端側の間隙Ｗ₂よりも狭く（Ｗ₁＜Ｗ₂）形成した場合
を示し、いずれも通過帯域より低域側の２箇所に減衰極
が現れるフィルター特性を有する誘電体フィルターが得
られる。

【００４２】図７に示す構成は、図３に示す構成のフィ
ルターにおける一対の１／４波長ストリップライン共振
器２，３の間にさらに一つの１／４波長ストリップライ
ン共振器１１を配置した構成であり、３箇所に減衰極を
持つ減衰特性に優れた誘電体フィルターを得ることがで
きる。この構成では、中央に位置するストリップライン
共振器１１と入力線路４及び出力線路５との間で実質的
に容量性結合が行われないよう、該共振器１１と入力線
路４及び出力線路５との間隙を大きくとるため、入力線
路４及び出力線路５をともに多段状に形成している。

【００４３】図８に示す構成は、図３に示す構成のフィ
ルターにおける一対の１／４波長ストリップライン共振
器２，３を複数対配置した構成である。すなわち、一対
の１／４波長ストリップライン共振器２ａ，３ａと２
ｂ，３ｂを並列配置し、各々の共振器２ａ，３ａと２
ｂ，３ｂの開放端側に実質的に入力線路及び出力線路の
役割を実現する入出力導体４ａ，５ａ及び４ｂ，５ｂを
配置した構成であり、図１から図５に示す構成と同様な
効果を得ることができる。

【００４４】図９及び図１０（図１０は図９のｂ−ｂ縦
断面説明図）に示す構成は、一対の１／４波長ストリッ
プライン共振器２，３と入力線路４及び出力線路５をと
もに誘電体基板の同一平面内に配置する構成ではなく、
３枚の誘電体基板１ａ，１ｂ，１ｃのうち、中央部に位
置する誘電体基板１ｂの上面に一対の１／４波長ストリ
ップライン共振器２，３を配置し、誘電体基板１ａの上
面（又は誘電体基板１ｂの下面）に入力線路４及び出力
線路５を配置した構成である。

【００４５】この構成においては、誘電体基板１ｂの同
一平面内（上面）にて一対の１／４波長ストリップライ
ン共振器２，３は開放端側の間隙Ｗ₁を短絡端側の間隙
Ｗ₂よりも狭く（Ｗ₁＜Ｗ₂）形成して誘導性結合より容
量性結合が優勢となるように配置しており、また、スト
リップライン共振器２，３の開放端側において該共振器
２，３の開放端部と入力線路４及び出力線路５の各々対
向先端部が誘電体基板１ｂを介して厚さ方向に対向配置
させ、一方の共振器２開放端部と入力線路４対向先端部
との厚さ方向の間隙（距離Ｌｇ₄）による容量性結合、
他方の共振器３開放端部と出力線路５対向先端部との厚
さ方向の間隙（距離Ｌｇ₅）による容量性結合、さらに
入力線路４対向先端部と出力線路５対向先端部との間隙
Ｗ₇による容量性結合が実現される。

【００４６】この構成からなる誘電体フィルターも、図
３に示す誘電体フィルターと同様に通過帯域より低域側
の２箇所に減衰極が現れるフィルター特性を有するが、
誘電体基板の使用数量が増えること等から図３に示す構
成よりも若干高価格となる。しかし、ストリップライン
共振器２，３と入力線路４及び出力線路５との容量性結
合の強さについては、共振器２，３と入力線路４及び出
力線路５との間に配置される誘電体基板（図においては
誘電体基板１ｂ）の厚さを調整したり、入力線路４及び
出力線路５の各々対向先端部の幅寸法（ｗ₁₄，ｗ₁₅）等
を調整してストリップライン共振器２，３との対向面積
（Ｓ₄，Ｓ₅）を調整することで容易に実現することがで
きることから、結果として、図３に示す構成と同等以上
の設計の自由度を得ることができる。

【００４７】以上に示すように、この発明による誘電体
フィルターは、ストリップライン共振器として複数の１
／４波長ストリップライン共振器を配置した構成におい
て、該１／４波長ストリップライン共振器と、それらの
開放端側に位置する入力線路及び出力線路との配置形態
を適宜選定することによって、通過帯域より低域側又は
高域側の２箇所に減衰極が現れるフィルター特性を有す
る誘電体フィルター、又は通過帯域の両側の任意の位置
に減衰極が１箇所ずつ現れるフィルター特性を有する誘
電体フィルターを量産性良く得ることができる。このよ
うな効果は、ストリップライン共振器として１／２波長
ストリップライン共振器を配置した構成においても同様
に得られる。

【００４８】図１１及び図１２に示す構成は、一対のス
トリップライン共振器２，３が、両端が開放端からなる
１／２波長ストリップライン共振器からなり、該共振器
の一方の開放端側にそれぞれの共振器と所定の間隙を形
成して容量性結合する入力線路及び出力線路を配置する
とともに、該入力線路と出力線路とを所定の間隙を形成
して容量性結合して配置し、かつ、一対の共振器の両開
放端部と伸長方向中央部との間隙を相違させた誘電体フ
ィルターである。

【００４９】特に、図１１に示す構成の誘電体フィルタ
ーでは、一対のストリップライン共振器２，３の両開放
端部の間隙Ｗ₁，Ｗ₂（図の場合はＷ₁＝Ｗ₂）が伸長方向
中央部の間隙Ｗ₈よりも狭く、一対の該共振器の配置形
態によって通過帯域において誘導性結合よりも容量性結
合が優勢となり、１／４波長ストリップライン共振器を
配置した図３の構成からなる誘電体フィルターと実質的
に同様なフィルター特性を得ることができる。

【００５０】また、図１２に示す構成の誘電体フィルタ
ーでは、一対のストリップライン共振器２，３の両開放
端部の間隙Ｗ₁，Ｗ₂（図の場合はＷ₁＝Ｗ₂）が伸長方向
中央部の間隙Ｗ₈よりも広く、一対の該共振器の配置形
態によって通過帯域において容量性結合よりも誘導性結
合が優勢となり、１／４波長ストリップライン共振器を
配置した図６の構成からなる誘電体フィルターと実質的
に同様なフィルター特性を得ることができる。

【００５１】これらの１／２波長ストリップライン共振
器を配置した構成は図からも明らかなように、共振器の
長さが１／４波長ストリップライン共振器を配置した構
成の２倍となることから、小型化の観点からは必ずしも
好ましい構成とは言い難いが、１／４波長ストリップラ
イン共振器を配置した構成と同様に、１／２波長ストリ
ップライン共振器とそれらの開放端側に位置する入力線
路及び出力線路との配置形態を適宜選定することによっ
て、通過帯域より低域側又は高域側の２箇所に減衰極が
現れるフィルター特性を有する誘電体フィルター、又は
通過帯域の両側の任意の位置に減衰極が１箇所づづ現れ
るフィルター特性を有する誘電体フィルターを量産性良
く得ることができることから、誘電体フィルターの用途
や要求される諸特性等に応じて選定すれば良い。

【００５２】以上図１から図１２において説明したこの
発明の誘電体フィルターにおいては、いずれも入力線路
と出力線路とを所定の間隙を形成して容量性結合して配
置する構成にて説明したが、発明者の実験によれば、入
力線路と出力線路とを誘導性結合した場合においても、
同様な効果を得ることが可能であることが確認された。

【００５３】例えば、入力線路と出力線路とを直接導体
で接合するとともに、該接合部の幅寸法を調整したり、
誘電体フィルター本体の外部にコイル（インダクタン
ス）を接続する手段等が考えられるが、前者の場合は調
整量の範囲が極めて狭く、後者の場合はコイル接続によ
る組立作業の煩雑さや、誘電体フィルター全体の大型化
等を招くこと等が懸念されることから、図１３に示すよ
うに、入力線路４と出力線路５の入力端子部及び出力端
子部（図示せず）に接続する側を積層体１の長手方向端
面に向かって延長する構成とし、該延長部の間隙Ｗ₉の
寸法を調整することによって、入力線路４と出力線路５
との誘導性結合の強度を調整することが可能となる。な
お、各々共振器と入力線路４及び出力線路５との関係は
図１から図１２において説明した構成と同様に容量性結
合を実現している。図１３においては１／４波長ストリ
ップライン共振器の場合で示しているが、１／２波長ス
トリップライン共振器の場合でも同様な効果を得ること
ができることは先に説明した構成の場合と同様である。

【００５４】図１３の構成においては、図２１に示す入
力線路４と出力線路５との容量性結合（Ｃｍ）にかえて
入力線路４と出力線路５との誘導性結合（Ｌｍ）が実現
することとなり、該誘導性結合（Ｌｍ）以外の部分（図
２１において破線にて囲んだＡの部分）における結合関
係との相乗効果により、例えば、通過帯域における結合
を容量性結合とすれば通過帯域より低域側の２箇所、又
は両側の任意の位置にそれぞれ１箇所の減衰極を形成す
ることができ、また、通過帯域における結合を誘導性結
合とすれば通過帯域より高域側の２箇所に減衰極を形成
することができる。

【００５５】図１から図１３に示すこの発明の誘電体フ
ィルターにおいては、いずれもストリップライン共振器
として複数の１／４波長ストリップライン共振器又は１
／２波長ストリップライン共振器を同一平面内（特定の
誘電体基板上面）にて並列配置する構成にて示したが、
この構成に限定されることなく、例えば、異なる誘電体
基板上面にそれぞれ独立して共振器を配置する構成にお
いても、同様な作用効果を得ることができる。

【００５６】また、図４及び図５においては一対の誘電
体基板を低軟化点を有するガラスで一体化する場合につ
いて説明したが、この発明の誘電体フィルターは上記の
実施例の構造に限定されることなく、前記の如く１／４
波長ストリップライン共振器又は１／２波長ストリップ
ライン共振器、及びそれぞれの共振器と入力線路と出力
線路との結合関係を特定の配置構成とすることによって
目的が達成できるのであり、例えば、一対のグリーンシ
ート状の誘電体セラミックスを所定厚さを有するストリ
ップ導体を介して積層圧着した後、ストリップ導体とと
もに焼成一体化する等、公知の一体化手段が採用でき
る。

【００５７】

【実施例】

実施例１この発明の誘電体フィルターの作用効果を確認するため
に図３に示す誘電体フィルターを作成した。なお、誘電
体基板１としては、幅６ｍｍ×長さ６ｍｍ×厚さ１ｍｍ
で誘電率（εｒ）９２の一対のＴｉＯ₂系セラミックス
誘電体基板を用いた。一対の１／４波長ストリップライ
ン共振器２，３及び入力線路４及び出力線路５を構成す
るストリップ導体としては、厚さ１０μｍのＡｇを一方
の誘電体基板上面にスパッタ法にて所定形状に形成し
た。誘電体基板の積層固着用ガラス６としては、軟化点
が約６５０°Ｃの粉末状Ｎａ₂Ｏ・Ａｌ₂Ｏ₃・Ｂ₂Ｏ₃・
ＳｉＯ₂系ガラスを用いた。さらに、外部導体７及び短
絡導体８としては、厚さ１０μｍのＡｇペーストを所定
位置に焼付けた。

【００５８】一対の１／４波長ストリップライン共振器
２，３の幅ｗ₁₂，ｗ₁₃を１ｍｍとし、入力線路４及び出
力線路５の幅ｗ₁₄，ｗ₁₅を０．５ｍｍとした。また、１
／４波長ストリップライン共振器２，３の開放端の間隙
Ｗ₁を０．２ｍｍとし、短絡端の間隙Ｗ₂を１．０ｍｍと
した。入力線路４と出力線路５との間隙Ｗ₃を１．４ｍ
ｍとし、さらに一方の１／４波長ストリップライン共振
器２と入力線路４との間隙Ｗ₄と間隙Ｗ₆、他方の１／４
波長ストリップライン共振器３と出力線路５との間隙Ｗ
₅と間隙Ｗ₇をいずれも０．２ｍｍに設定した。以上に示
す形状、寸法からなるこの発明の誘電体フィルターのフ
ィルター特性（周波数と減衰量との関係）を測定し、そ
の結果を図１４に示す。

【００５９】上記のこの発明の誘電体フィルターは、中
心周波数が約１．９ＧＨｚで１ｄＢ帯域幅が約１２０Ｍ
Ｈｚである通過帯域を有するとともに、該通過帯域から
約２５０ＭＨｚ低域側、さらに通過帯域から約４５０Ｍ
Ｈｚ低域側の２箇所に減衰極が現れていることが分か
る。すなわち、一対の１／４波長ストリップライン共振
器２，３と入力線路４及び出力線路５とを適正配置する
ことによって通過帯域や減衰極の位置の設定が容易とな
り、誘電体フィルターの設計自由度を広げることができ
ることを確認した。

【００６０】実施例２この発明の誘電体フィルターの作用効果を確認するため
に図６に示す誘電体フィルターを作成した。使用する誘
電体基板１や一対の１／４波長ストリップライン共振器
２，３及び入力線路４及び出力線路５を構成するストリ
ップ導体等の材質は実施例１と同様にした。

【００６１】一対の１／４波長ストリップライン共振器
２，３の幅ｗ₁₂，ｗ₁₃を１ｍｍとし、入力線路４及び出
力線路５の幅ｗ₁₄，ｗ₁₅を０．５ｍｍとした。また、１
／４波長ストリップライン共振器２，３の開放端の間隙
Ｗ₁を０．４ｍｍとし、短絡端の間隙Ｗ₂を０．２ｍｍと
した。入力線路４と出力線路５との間隙Ｗ₃を０．３ｍ
ｍとし、さらに一方の１／４波長ストリップライン共振
器２と入力線路４との間隙Ｗ₄と間隙Ｗ₆、他方の１／４
波長ストリップライン共振器３と出力線路５との間隙Ｗ
₅と間隙Ｗ₇をいずれも０．２ｍｍに設定した。以上に示
す形状、寸法からなるこの発明の誘電体フィルターのフ
ィルター特性（周波数と減衰量との関係）を測定し、そ
の結果を図１５に示す。

【００６２】上記のこの発明の誘電体フィルターは、中
心周波数が約１．９ＧＨｚで１ｄＢ帯域幅が約２００Ｍ
Ｈｚである通過帯域を有するとともに、該通過帯域から
約２５０ＭＨｚ高域側、また通過帯域から約５００ＭＨ
ｚ低域側の各々１箇所に減衰極が現れていることが分か
る。すなわち、一対の１／４波長ストリップライン共振
器２，３と入力線路４及び出力線路５とを適正配置する
ことによって、実施例１と同様に通過帯域や減衰極の位
置の設定が容易となり、誘電体フィルターの設計自由度
を広げることができる。

【００６３】実施例３この発明の誘電体フィルターの作用効果を確認するため
に図９に示す誘電体フィルターを作成した。使用する誘
電体基板１や一対の１／４波長ストリップライン共振器
２，３及び入力線路４及び出力線路５を構成するストリ
ップ導体等の材質は実施例１と同様にした。

【００６４】一対の１／４波長ストリップライン共振器
２，３の幅ｗ₁₂，ｗ₁₃を１ｍｍとし、入力線路４及び出
力線路５の幅ｗ₁₄，ｗ₁₅を１ｍｍとした。また、１／４
波長ストリップライン共振器２，３の開放端の間隙Ｗ₁
を０．２ｍｍとし、短絡端の間隙Ｗ₂を１．０ｍｍとし
た。一対の１／４波長ストリップライン共振器２，３と
入力線路４及び出力線路５との間に配置する誘電体基板
の厚さを０．３ｍｍとすることによって、各々１／４波
長ストリップライン共振器２，３と入力線路４及び出力
線路５との厚さ方向の間隙（距離Ｌｇ₄，Ｌｇ₅）を０．
３ｍｍとした。さらに、入力線路４と出力線路５との間
隙Ｗ₇を１．４ｍｍとした。以上に示す形状、寸法から
なるこの発明の誘電体フィルターのフィルター特性（周
波数と減衰量との関係）を測定したところ実施例１と同
様なフィルター特性を示すことが確認できた。

【００６５】

【発明の効果】以上に示す実施例からも明らかなよう
に、この発明の誘電体フィルターは、対向配置する接地
導体間に誘電体層を有し、該誘電体層内に少なくとも一
対の１／４波長ストリップライン共振器又は１／２波長
ストリップライン共振器を配置する誘電体フィルターに
おいて、これら各々のストリップライン共振器の配置形
態や該ストリップライン共振器と入力線路及び出力線路
との配置形態等を適宜選定することによって、前記スト
リップライン共振器を配置する誘電体フィルターが本来
有する量産性や薄型化（低背化）を損ることなく、通過
帯域や減衰極の位置の設定を容易に行うことができ、従
来の誘電体フィルターに比べフィルター特性の設計自由
度を一層高めた誘電体フィルターを提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の誘電体フィルターの一実施例を示す
平面説明図である。

【図２】この発明の誘電体フィルターの他の実施例を示
す平面説明図である。

【図３】この発明の誘電体フィルターの他の実施例を示
す平面説明図である。

【図４】図３の構成に基づく誘電体フィルターの全体構
成の概要を示す斜視説明図である。

【図５】図４のａ−ａ縦断面説明図である。

【図６】この発明の誘電体フィルターの他の実施例を示
す平面説明図である。

【図７】この発明の誘電体フィルターの他の実施例を示
す平面説明図である。

【図８】この発明の誘電体フィルターの他の実施例を示
す平面説明図である。

【図９】この発明の誘電体フィルターの他の実施例を示
す平面説明図である。

【図１０】図９のｂ−ｂ縦断面説明図である。

【図１１】この発明の誘電体フィルターの他の実施例を
示す平面説明図である。

【図１２】この発明の誘電体フィルターの他の実施例を
示す平面説明図である。

【図１３】この発明の誘電体フィルターの他の実施例を
示す平面説明図である。

【図１４】図３に示すこの発明の誘電体フィルターのフ
ィルター特性を示すグラフである。

【図１５】図６に示すこの発明の誘電体フィルターのフ
ィルター特性を示すグラフである。

【図１６】従来の誘電体フィルターの平面説明図であ
る。

【図１７】図１６の従来の誘電体フィルターが有するフ
ィルター特性を示すグラフである。

【図１８】従来の誘電体フィルターの平面説明図であ
る。

【図１９】図１８の従来の誘電体フィルターが有するフ
ィルター特性を示すグラフである。

【図２０】この発明の誘電体フィルターが目的とするす
るフィルター特性を示すグラフである。

【図２１】この発明の誘電体フィルターの回路図であ
る。

【符号の説明】

Ｗ₀，Ｗ₁，Ｗ₂，Ｗ₃，Ｗ₄，Ｗ₅，Ｗ₆，Ｗ₇，Ｗ₈ 間隙ｗ₁₂，ｗ₁₃，ｗ₁₄，ｗ₁₅ 幅寸法Ｓ₄，Ｓ₅ 対向面積１積層体１ａ，１ｂ，１ｃ誘電体基板２，３，２ａ，２ｂ，３ａ，３ｂ，１１ストリップラ
イン共振器４入力線路５出力線路４ａ，４ｂ，５ａ，５ｂ入出力導体６ガラス７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ外部導体８短絡導体１０出力端子部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】対向配置する接地導体間に誘電体層を有
し、該誘電体層内に少なくとも一対のストリップライン
共振器を配置する誘電体フィルターにおいて、前記一対
のストリップライン共振器の一方端側に、それぞれの共
振器と所定の間隙を形成して容量性結合する入力線路及
び出力線路を配置するとともに、該入力線路と出力線路
とを所定の間隙を形成して容量性結合して配置し、か
つ、一対のストリップライン共振器の間隙を伸長方向に
て変化させることによって、誘導性結合または容量性結
合のいずれかを優勢に配置したことを特徴とする誘電体
フィルター。
【請求項２】一対のストリップライン共振器が、一方
端が開放端で他方端が短絡端からなる１／４波長共振器
からなり、該共振器の開放端側にそれぞれの共振器と所
定の間隙を形成して容量性結合する入力線路及び出力線
路を配置するとともに、該入力線路と出力線路とを所定
の間隙を形成して容量性結合して配置し、かつ、一対の
共振器の開放端側と短絡端側との間隙を相違させたこと
を特徴とする請求項１の誘電体フィルター。
【請求項３】一対の１／４波長共振器の開放端側の間
隙を短絡端側の間隙よりも狭くしたことを特徴とする請
求項２の誘電体フィルター。
【請求項４】一対のストリップライン共振器が、両端
が開放端からなる１／２波長共振器からなり、該共振器
の一方の開放端側にそれぞれの共振器と所定の間隙を形
成して容量性結合する入力線路及び出力線路を配置する
とともに、該入力線路と出力線路とを所定の間隙を形成
して容量性結合して配置し、かつ、一対の共振器の両開
放端部と伸長方向中央部との間隙を相違させたことを特
徴とする請求項１の誘電体フィルター。
【請求項５】対向配置する接地導体間に誘電体層を有
し、該誘電体層内に少なくとも一対のストリップライン
共振器を配置する誘電体フィルターにおいて、前記一対
のストリップライン共振器の一方端側に、それぞれの共
振器と所定の間隙を形成して容量性結合する入力線路及
び出力線路を配置するとともに、該入力線路と出力線路
とを所定の間隙を形成して誘導性結合して配置し、か
つ、一対のストリップライン共振器の間隙を伸長方向に
て変化させることによって、誘導性結合または容量性結
合のいずれかを優勢に配置したことを特徴とする誘電体
フィルター。