JPH0821801B2 - 誘電体フィルタ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、１／４波長型の誘電体
同軸共振器構造をなす一体型誘電体フィルタに関し、更
に詳しく述べると、隣接する共振器間を結合手段で結合
すると共に該結合手段に並列に容量性リアクタンス素子
を付加して有極化した誘電体帯域通過フィルタに関する
ものである。この誘電体フィルタは、例えば各種マイク
ロ波通信機器などで用いられる。

【０００２】

【従来の技術】一体構造の誘電体フィルタにおいて、共
振器の段数を多くすることなく帯域外減衰量を大きくす
る技術として、誘電体ブロックに複数の共振器を形成
し、隣接する共振器間を結合する結合手段と並列にリア
クタンス素子を付加して有極化するものがあり、その一
例が特開昭６３−６４４０４号公報に記載されている。

【０００３】図６に示すように、誘電体フィルタ本体
は、直方体状の誘電体ブロック１０の長手方向に、複数
（ここでは４個）の共振子穴１２を形成し内面をメタラ
イズして内導体１４とし、隣接する共振子穴１２の間に
結合子穴１６を設け、前記誘電体ブロック１０の４側面
をメタライズして外導体１８を形成し、内導体１４と外
導体１８とを誘電体ブロック１０の一面のメタライズ層
（図示せず）で短絡した構造である。前記内導体１４と
外導体１８及びそれらの間の誘電体によって各共振器が
構成される。

【０００４】ここでは図７に詳細に示すように、初段の
共振器と他の段の共振器にそれぞれ樹脂モールド端子２
０，２１を挿入する。樹脂モールド端子２０，２１は、
それぞれ金属ピン２２，２３の外側を樹脂２４，２５が
取り囲む構造である。金属ピン２２，２３と内導体１４
との間で所望の静電容量を形成する。そして導体パター
ン２６を有する基板２８によって互いに接続する。樹脂
モールド端子２０が初段の結合容量を構成し、樹脂モー
ルド端子２１が容量性のリアクタンス素子となる。この
結合容量の付加により極が生じ、帯域外の減衰量が増大
する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
有極化のための結合リアクタンスは一般に極く小さな値
（通常、１ｐＦ以下）であり、僅かな変動、ばらつきで
フィルタの特性は変化する。そのため図６及び図７に示
すような樹脂モールド端子をリアクタンス素子とする構
造では、共振子穴径や樹脂の嵌め合い寸法など変動要素
が多く、適当でない。また微調整するにしても都合が悪
い。

【０００６】本発明の目的は、上記のような従来技術の
欠点を解消し、変動要素が少なく、小さな結合容量を精
度よく実現可能で、微調整し易い構造の有極形誘電体フ
ィルタを提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、誘電体ブロッ
クに３個以上の共振器を一体的に形成し、隣接する共振
器間を結合手段で結合し、該結合手段と並列にリアクタ
ンス素子を付加して有極化した誘電体フィルタである。
その特徴は、初段の結合容量及び有極化のために付加す
る容量性リアクタンス素子の構成にあり、いずれも誘電
体ブロックの外部に該誘電体ブロックとは別体の誘電体
によるコンデンサブロックを設け、そのコンデンサブロ
ックにより所望の静電容量を形成している。

【０００８】コンデンサブロックは複数の穴を有し、そ
の穴の内面及びコンデンサブロックの外面の一部に電極
を設け、初段の共振器との結合容量を得るための第１の
コンデンサ部と、前記リアクタンス素子として機能する
第２のコンデンサ部を形成する。そして両コンデンサ部
の共通の電極に外部接続端子を接続し、他の両電極と初
段及び他の段の共振器の内導体との間をそれぞれ導体で
接続する。

【０００９】コンデンサブロックとしては、横方向に延
びる第１及び第２の貫通穴を並設して、その内面に電極
を形成すると共に第１の穴に対向してコンデンサブロッ
クの上面又は側面に表面電極を形成し、第１の穴電極に
外部接続端子を接続し、第２の穴電極と表面電極を導体
で内導体に接続した構造がある。この場合、両穴電極の
パターンをコンデンサブロックの側面で互いに近接する
まで延設する構造も含まれる。コンデンサブロックは中
央下部が突出した逆凸形状をなし、その突出した下面に
ケース取り付け用導体膜を形成するのが好ましい。

【００１０】ここで初段の共振器とは誘電体ブロックの
端部に形成される共振器のことであり、実際に使用する
場合の厳密な意味での初段（入力側）のみならず最終段
（出力側）も含まれる。従って、狭義の初段のみなら
ず、最終段のみでもよく、初段と最終段の両方に設ける
場合も含んでいる。また他の共振器とは、初段（最終段
も含む）を除く共振器のことであり、初段に隣接する共
振器のみならず隣接しないで離れた共振器も含まれる。

【００１１】

【作用】単一のコンデンサブロックとそれに形成した電
極によって二つのコンデンサ部が構成され、その一方が
初段の結合容量となり、他方が有極化のための容量性リ
アクタンス素子となる。コンデンサブロックは金型成形
により、また電極はパターン印刷などにより、精度よく
結合容量を設定できる。電極の形状等を変え、静電容量
値を適当に選定することによって所定の周波数に減衰極
をもつフィルタが実現できる。初段の結合容量及び有極
化のための結合容量は、組み立て後でも電極を削ること
により容易に調整できる。

【００１２】

【実施例】図１は本発明に係る誘電体フィルタの一実施
例を示す全体斜視図である。誘電体フィルタ本体は、図
６に示すような従来技術と同様の構成であってよい。そ
れ故、分かり易くするため同一符号を付す。マイクロ波
用誘電体セラミックスからなる直方体状の誘電体ブロッ
ク１０の長手方向に、複数（ここでは４個）の共振子穴
１２を形成し内面をメタライズして内導体１４とし、隣
接する共振子穴１２の間に結合子穴１６を設ける。そし
て前記誘電体ブロック１０の４側面をメタライズして外
導体１８を形成し、内導体１４と外導体１８とを誘電体
ブロック１０の一面のメタライズ層（図示せず）で短絡
する。各内導体１４と外導体１８及びそれらの間の誘電
体によって共振器が構成される。

【００１３】誘電体ブロック１０の外部に、該誘電体ブ
ロック１０とは別体の誘電体からなるコンデンサブロッ
ク３０を設ける。このコンデンサブロック３０はほぼ直
方体状であり、下面中央が突出した逆凸形状をなし、横
方向の第１及び第２の貫通穴３１，３２を有する。これ
ら貫通穴３１，３２は前記突出部３０ａから外れた位置
に設ける。そして両貫通穴３１，３２の内面にそれぞれ
第１及び第２の穴電極３３，３４を形成すると共に、第
１の貫通穴３１の近傍のコンデンサブロック上面に表面
電極３５を形成する。またコンデンサブロック３０の突
出した下面にもケース取り付け用導体膜３８を設ける。
第１の貫通穴３１に外部接続端子４０を挿入して第１の
穴電極３３に接続する。そして表面電極３５と初段の共
振器の内導体との間、及び第２の穴電極３４と２段目の
共振器の内導体との間をそれぞれ導線４２で接続する。
導線４２としては例えばコバールのような熱膨張係数の
小さな素線に、導電性を向上させるため銀や銅、半田な
どのメッキを施したものがよい。

【００１４】図２に示すように、第１の穴電極３３とそ
れに対向する表面電極３５との間で初段の結合容量Ｃi
が形成され、第１及び第２の穴電極３３，３４間で形成
される結合容量Ｃp が前記容量性リアクタンス素子とし
て機能することになる。結合容量Ｃp は１ｐＦ程度の小
さな静電容量が得られればよいため、両穴電極３３，３
４を離れて形成しても問題はない。図３は上記の実施例
における初段の共振器５１及び２段目の共振器５２の部
分の等価回路である。結合容量Ｃp が共振器間の結合手
段Ｍと並列に付加されたことになり、それによってフィ
ルタ特性は有極化される。フィルタ特性の一例を図４に
示す。同図において実線で示す特性が本発明の誘電体フ
ィルタの特性を表しており、高域側に減衰極Ｐが生じて
いる。なお破線で示す特性は有極化のためのリアクタン
ス素子による結合容量Ｃp を有しない場合（比較例）で
ある。

【００１５】なお誘電体フィルタ本体はケース（図示せ
ず）内に横置きし、コンデンサブロック３０も該ケース
内に取り付ける。いずれも半田付けなどで固定する。コ
ンデンサブロック３０を逆凸形状とし、穴電極３３，３
４とケースとの距離を大きくすることで接地容量を極力
小さく抑えている。

【００１６】前記のようにコンデンサブロックを誘電体
ブロックの外部に設け導線で接続する構成とすると、初
段の結合容量Ｃi は表面電極３５又は第１の穴電極３３
を、また結合容量Ｃp は第１の穴電極３３又は第２の穴
電極３４近傍を削ることにより調整できる。

【００１７】コンデンサブロックの他の構成例を図５に
示す。基本的には図１及び図２の場合と同様であるか
ら、対応する部分に同一符号を付し、それらについての
記載は省略する。この例は、容量性のリアクタンス素子
として機能する両穴電極３３，３４のパターンをコンデ
ンサブロック３０の側面で互いに近接するように延設し
た例である。この延設パターン４３，４４によって静電
容量を大きくでき、且つそれを削り取ることで容易に容
量調整を行える構造である。なお上記の例で表面電極を
コンデンサブロックの上面に形成しているが、端面に設
けてもよい。

【００１８】なお上記のようなリアクタンス素子は、入
力側のみならず出力側（最終段）に付加してもよく、入
力側と出力側の両方に付加してもよい。入力側と出力側
の両方にリアクタンス素子を付加することで、減衰極を
二つ得ることができる。また初段（又は最終段）の共振
器に隣接する共振器のみならず、それらから離れた他の
共振器にリアクタンス素子を接続することも可能であ
る。

【００１９】

【発明の効果】本発明は上記のように、誘電体フィルタ
本体の外部のコンデンサブロックによって初段の結合用
コンデンサ及び容量性リアクタンス素子となるコンデン
サを形成したから、コンデンサブロックの形状とそれに
形成する電極パターンによって静電容量が決まる。コン
デンサブロックの形状は成形金型で決まり電極パターン
はパターン印刷で付与でき、そのため変動要素が少な
く、小さな結合容量を精度よく実現できる。また表面電
極や穴電極の一部などを削り取ることで静電容量の微調
整ができるため、容易に所望の有極フィルタ特性を呈す
る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】本発明に係る誘電体フィルタの一実施例を示す
全体斜視図。

【図２】図１の誘電体フィルタで用いるコンデンサブロ
ックの一例を示す斜視図。

【図３】図１の誘電体フィルタの初段及び２段目の共振
器の部分の等価回路図。

【図４】図１の誘電体フィルタのフィルタ特性の一例を
示すグラフ。

【図５】本発明で用いるコンデンサブロックの他の例を
示す斜視図。

【図６】従来技術の一例を示す全体斜視図。

【図７】図６の誘電体フィルタの初段及び２段目の部分
断面図。

【符号の説明】

１０ 誘電体ブロック １２ 共振子穴 １４ 内導体 １６ 結合子穴 １８ 外導体 ３０ コンデンサブロック ３１ 第１の貫通穴 ３２ 第２の貫通穴 ３３ 第１の穴電極 ３４ 第２の穴電極 ３５ 表面電極 ４０ 外部接続端子 ４２ 導線

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 誘電体ブロックに３個以上の共振器を一
   体的に形成し、隣接する共振器間を結合手段で結合し、
   該結合手段と並列にリアクタンス素子を付加して有極化
   した誘電体フィルタにおいて、前記誘電体ブロックの外
   部に、横方向に延びる第１及び第２の貫通穴を並設した
   別体のほぼ直方体状の誘電体からなるコンデンサブロッ
   クを設置し、該コンデンサブロックの両貫通穴の内面に
   電極を形成して第１及び第２の穴電極とすると共に第１
   の貫通穴に対向して上面又は側面に表面電極を形成し、
   該表面電極と第１の穴電極との間で初段の共振器との結
   合容量を得るための第１のコンデンサ部を形成し、両穴
   電極の間で前記リアクタンス素子として機能する第２の
   コンデンサ部を形成し、第１の穴電極に外部接続端子を
   接続し、前記表面電極を初段の共振器の内導体に、第２
   の穴電極を他の共振器の内導体にそれぞれ導体で接続し
   たことを特徴とする誘電体フィルタ。
2. 【請求項２】 コンデンサブロックは中央下部が突出し
   た逆凸形状をなし、その突出した下面にケース取り付け
   用導体膜を形成した請求項１記載の誘電体フィルタ。