JPH0823206A

JPH0823206A - 誘電体フィルタ

Info

Publication number: JPH0823206A
Application number: JP17618394A
Authority: JP
Inventors: Masanobu Mitarai; 将伸御手洗; Terutaka Sugano; 照登菅野; Hideki Yamanaka; 英樹山中
Original assignee: FDK Corp
Current assignee: FDK Corp
Priority date: 1994-07-06
Filing date: 1994-07-06
Publication date: 1996-01-23

Abstract

(57)【要約】【目的】別体のＬＰＦ等の部品を用いることなく所望
の整数倍数波の影響を抑制することができる誘電体フィ
ルタを提供すること【構成】誘電体ブロック１０の長手方向に、共振子穴
１１，入出力端子穴１２が形成される。誘電体ブロック
の外表面のほぼ全面並びに各共振子穴，入出力端子穴の
内面所定部位がメタライズされ導体膜１３が形成され
る。誘電体ブロックの両側面１０ａ，１０ｂに、入出力
端子と平行に略コ字状の導体膜未形成部分２０を形成
し、この導体膜未形成部分で囲まれる内側に帯状の電極
パターン２１を形成する。この電極パターンの長さは、
消したい（レベルを低減したい）整数倍数波の波長をλ
とすると、λ／４になるように設定される。これによ
り、この電極パターン２１は、λ／４波長線路となり、
一種の共振器となり、係る整数倍数波の通過が阻止され
（磁界・電界を吸収する）、減衰量が大きくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、誘電体フィルタに関す
るもので、より具体的には、所定数の共振子穴と、その
両外側に配置された入出力端子穴とを備え、その入出力
端子穴に挿入した金属棒（リード）を介して外部回路と
接続を図るフィルタに関する。

【０００２】

【従来の技術】誘電体セラミックを用いた多段共振型の
誘電体フィルタは、自動車電話，携帯電話等の移動無
線，コードレス電話，衛生通信などの分野で広く使用さ
れている。そして係る従来の誘電体フィルタの一例とし
ては、図１２に示すようなものがあった。すなわち、誘
電体（セラミック）からなる矩形状の誘電体ブロック１
に共振子穴２が形成され、また、誘電体ブロック１の外
周囲は導体膜が塗布されアース３となる。そして、共振
子穴２の両側には、入出力端子穴５がそれと平行に配置
され、その入出力端子穴５内にリード４が挿入配置され
ている。

【０００３】ところで、係る構成の誘電体フィルタで
は、その構成上基本波の整数倍数波が発生し、特に３倍
波は基本波と略同一レベルで発生する。そこで、係る整
数倍数波を抑制（レベルを低下）させるために、一般に
入出力端子となるリード４に、ローパスフィルタ（ＬＰ
Ｆ）６を直列接続し、高調波成分を除去するようにした
ものがある。このＬＰＦ６は、基板７の上に導体膜コン
デンサ８とコイル９を配置することによりＬＣ共振器を
構成するようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の誘電体フィルタでは、回路に実装するために
は、誘電体フィルタに加え、上記所定のＬＰＦ６も必要
なため、大型化してしまい、また部品数の増加にともな
う組立作業の煩雑化やコストアップをきたす。さらに、
このＬＰＦ６は、帯域内の挿入損失を悪化させると言う
問題も有する。

【０００５】本発明は、上記した背景に鑑みてなされた
もので、その目的とするところは、上記した問題点を解
決し、帯域内の挿入損失を低下させることなく、さらに
別体のＬＰＦ等の部品を用いることなく所望の整数倍数
波の影響を抑制することができ、高品質で信頼性が高
く、さらに、電極パターンの長さ・寸法形状の設計並び
に形成が簡単で、しかも、広範囲な帯域（複数の整数倍
数波）の影響も抑制することができ、小型で組立作業
（誘電体フィルタの製造・回路基板への実装等の作業）
が簡易で低コストとなる誘電体フィルタを提供すること
にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ため、本発明に係る誘電体フィルタでは、誘電体ブロッ
クの所定位置に共振子穴及び入出力端子穴を平行に形成
すると共に、前記誘電体ブロックの外周所定部位に導体
膜を形成してなる誘電体フィルタにおいて、前記誘電体
ブロック表面に所定形状の導体膜未形成部分を形成し、
前記導体膜未形成部分で囲まれる部分を、基本波の整数
倍数の高調波（整数倍数波）を消せる長さの電極パター
ンとした。

【０００７】そして、好ましくは、前記入出力端子穴の
近傍に、前記電極パターンを１個以上設けることであ
る。そして、電極パターンの形状としては、例えば前記
導体膜未形成部分が一部開口状態で形成されることによ
り、細長帯状で前記開口部で前記導体膜が連続するよう
に形成され、しかも、この電極パターンの長さがλ／４
になるようにするとよい。また、別の構成としては、前
記導体膜未形成部分を無端状に形成することにより、前
記電極パターンを、前記導体膜に未接続の島状に形成す
る。この時、その電極パターンの長さがλ／２になるよ
うに構成してもよい。

【０００８】さらに、前記電極パターンを所定位置に複
数個設け、かつ少なくとも１つの電極パターンが、他の
電極パターンと異なる周波数に対応する（消せる長さに
なっている）ようにするとなおよい。

【０００９】

【作用】誘電体ブロックの表面に形成された所定長さの
電極パターンは、一種の共振器となり、所望の整数倍数
波の信号が吸収・分散されその箇所の減衰量が大きくな
る。よって、別体のＬＰＦ等の部品を用いることなく、
所望の整数倍数波の影響が抑制される。一方、その他の
周波数に対しては電極パターンを設けた影響はなく、そ
のままであるので所定の帯域内の挿入損失は生じない。

【００１０】そして、係る電極パターンを入出力端子穴
の近傍に設けると、誘電体フィルタの特性に影響を与え
ることなく、しかも入力（出力）信号に対して直接作用
することになるので、より効果的に所望の整数倍数波の
発生が抑制される。

【００１１】また、電極パターンの形状として、導体膜
未形成部分を一部開口状態にするとともにその長さがλ
／４になるようにしたり、導体膜未形成部分を無端状に
形成するとともにその長さがλ／２になるように構成し
た場合には、所望の整数倍数波の波長をλとすると、係
る整数倍数波の信号レベルが低減する。

【００１２】さらに、前記電極パターンを所定位置に複
数個設け、かつ少なくとも１つの電極パターンが、他の
電極パターンと異なる周波数に対応する（消せる長さに
なっている）ようにした場合には、広範囲で不要な信号
（複数の整数倍数波）がカットされる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明に係る誘電体フィルタの好適な
実施例を添付図面を参照にして詳述する。図１は本発明
に係る誘電体フィルタの第１実施例を示している。本例
では３段構成のインターディジタルの誘電体フィルタに
ついて適用したもので、この誘電体フィルタは、まず、
チタン酸バリウム等の高誘電率セラミック材料の焼結体
からなる直方体状の誘電体ブロック１０の長手方向に、
所定の間隔をおいて３本の共振子穴１１が平行に形成さ
れる。さらにその共振子穴１１の両外側には、それぞれ
入出力端子穴１２が形成されている。

【００１４】一方、誘電体ブロック１０の外表面である
側面１０ａ，１０ｂと前面１０ｃ，後面１０ｄ，底面１
０ｅ，上面１０ｆ並びに各共振子穴１１，入出力端子穴
１２の内面所定部位にメタライズによって導体膜１３を
形成し、外周面をアースパターンで覆うようになってい
る。なお、誘電体ブロック１０の各面１０ａ〜１０ｆの
名前（位置関係）は、図１に示す状態を基準に便宜上付
したものである。

【００１５】また、各共振子穴１１は、前面１０ｃから
後面１０ｄに向けて貫通しており、その内面はメタライ
ズされているとともに、片側で導体膜１３と接続し、反
対側では接続されないようにしている。そして、接続さ
れないための構成としては、図示のように前面１０ｃの
共振子穴１１の周囲の導体膜を除去したり、或いは、共
振子穴１１の一端側の内周面の導体膜を一周にわたって
除去することにより対応できる。

【００１６】また、両端に位置する入出力端子穴１２
は、前面１０ｃから後面１０ｄに向けて貫通しており、
その内面のほぼ全長に渡ってメタライズされている。し
かし、上記共振子穴１１と相違して、両端が共に外導体
１３と非接続状態になっている。すなわち、上記した共
振子穴１１の開放側と同様に、前面１０ｃまたは後面１
０ｄの入出力端子穴１２の周囲の導体膜及びまたは、入
出力端子穴１２の端部内側面をその全周にわたって導体
膜を除去することにより対応できる。そして、この入出
力端子穴１２内には、外部回路と接続するための入出力
用のリード１５が挿入配置され、その内周面に半田付け
などして接着一体化される。なお、このリード１５の一
端は、誘電体ブロック１０の前面１０ｃより外側に突出
配置される。

【００１７】ここで本発明では、誘電体ブロック１０の
両側面１０ａ，１０ｂに、略コ字状の導体膜未形成部分
２０を形成し、この導体膜未形成部分２０で囲まれる内
側に帯状の電極パターン（スタブ）２１が形成される。
この電極パターン２１は、導体膜未形成部分２０の開放
側で導体膜（アースを構成する）１３に接続される。

【００１８】このように、電極パターン２１を両側面１
０ａ，１０ｂに形成したため、この電極パターン２１
は、入出力端子穴１２の近傍に配置されることになる。
さらに本例では、同図（Ｂ）に示すように、電極パター
ン２１は、入出力端子穴１２と平行で、しかもその中心
線を一致させるように配置している。

【００１９】そして、係る導体膜未形成部分２０を製造
するには、一度誘電体ブロック１０の全面に導体膜１３
を塗布した後、機械的或いはレーザー等を用いて所定部
位を除去することにより形成したり、或いは最初から係
る部位に導体膜を形成しないように印刷する等のほか、
種々の方法により形成できる。

【００２０】さらにこの電極パターン２１の長さは、消
したい（レベルを低減したい）高調波の波長をλとする
と、λ／４になるように設定される。これにより、この
電極パターン２１は、λ／４波長線路となり、一種の共
振器となる。また、電極パターン２１と入出力穴１２と
の間では容量結合される。よって、一種の帯域阻止濾波
器となる。

【００２１】したがって、図２（Ａ）に示すように、あ
る周波数の基本波ｆ₀の３倍波の周波数３ｆ₀が、基本
波ｆ₀と同じレベルで発生しているとすると、その３ｆ
₀に対応する波長λになるように電極パターン２１の長
さを調整すると、３倍波の周波数３ｆ₀の周囲の帯域の
通過が阻止される（磁界・電界を吸収する）ので、同図
（Ｂ）に示すようにそのレベルが減少する。なお、その
他の周波数帯域（ｆ₀，２ｆ₀）では通過されるので、
レベルが低減されることはない。

【００２２】そして、上記構成の電極パターン２１を形
成した誘電体フィルタと、形成しない従来構成の誘電体
フィルタを製造し（電極パターンの有無以外は同一寸法
形状に構成）、周波数（０．３ＭＨｚから３０００ＭＨ
ｚ）に対する減衰量特性（フィルタ特性）を求めた。そ
の結果をそれぞれ図３（本発明品）と、図４（従来品）
に示す（なお横軸はｌｏｇ表示である）。

【００２３】そして、基本波及びその整数倍数波に対す
る各減衰量は、下記表のようになった。図３，図４並び
に下記表から明らかなように、３倍波３ｆ₀では従来品
に対して２０ｄＢも低減できたことが確認された。一
方、基本波ｆ₀，２倍波２ｆ₀での減衰量はあまり変わ
らず、挿入損失がないことが確認された。

【００２４】

【表１】なお、本実施例では、電極パターン２１を、入
出力端子穴１２と平行でしかも中心線を一致させるよう
に配置したが、本発明では必ずしも係る構成にする必要
はなく、中心をずらしてもよく、及びまたは両者２１，
１２を平行ではなく所定角度で傾斜するように配置して
もよい。さらに、導体膜未形成部分２０の幅ｔを適宜設
定することにより、特性の微調整・改善を図ることがで
きる。また、導体膜未形成部分２０の形状も、略コ字状
に限らず、略Ｕ字状や、開放側が平板略Ｖ字状など一端
が開放されていれば種々の形状のものを使用することが
できる。

【００２５】図５は本発明の第２実施例を示している。
同図に示すように、本実施例では、上記した第１実施例
と相違して、誘電体ブロック１０の側面１０ａに形成す
る導体膜未形成部分２５を無端状の略ロ字状（矩形状）
に形成している。

【００２６】これにより、導体膜未形成部分２５の内部
は、周囲のアースとなる導体膜１３から未接続で長方形
の島状に導体膜が形成され、電極パターン２６となる。
そして、係る電極パターン２６の長さを、消したい（レ
ベルを低減したい）高調波の波長をλとすると、λ／２
になるように設定している。

【００２７】係る構成にすることにより、上記第１実施
例と同様の作用・動作原理により所望の波長成分（整数
倍数波）の発生を抑制（実用上問題のない程度に減少）
させることができる。その他の構成並びに作用効果は、
上記した第１実施例のものと同様であるので、その説明
を省略する。また、本実施例並びに上記第１実施例で
は、いずれも誘電体ブロック１０の両側面１０ａ，１０
ｂの所定位置に電極パターン２１，２６を形成したが、
本発明はこれに限ることなく、いずれか１方の側面にの
み形成してもよい。すなわち、電極パターンは、少なく
とも１個以上設ければよいのである。

【００２８】さらに、上記各実施例ではいずれも３倍波
を低減させるものについて説明したが、これは、係る３
倍波の影響が最も大きいためで、２倍波または４倍波以
上の所定の整数倍数波を低減する場合には、その波長に
対応した長さに設定すればよい。

【００２９】図６，図７は、本発明の第３実施例を示し
ている。同図に示すように、本実施例では、上記した各
実施例と相違して、誘電体ブロック１０の上面１０ｆの
所定位置に、コ字状の導体膜未形成部分２０を設けるこ
とにより、一端がアースを構成する導体膜１３に接続さ
れた電極パターン２１を形成している。

【００３０】そして、この電極パターン２１の具体的な
設置位置は、図７に示すように、入出力のリード１５が
挿入された入出力端子穴１２の上側に、その中心を一致
させるように平行に配置させている。そして、この電極
パターン２１の長さは、上記第１実施例と同様にλ／４
に設定される。

【００３１】なお、本例でも各実施例の変形例として説
明したように電極パターン２１の中心と入出力端子穴１
２の中心を一致させなくてもよく、また傾斜配置しても
よいが、電極パターン２１は、共振子穴１１の上に位置
すると、その共振子穴１１とも結合関係が生じ、設定値
通りの特性が得られなくなるおそれがあるので、共振子
穴１１とは重ならないように配置するのが望ましい。な
おその他の構成並びに作用効果は、上記した各実施例
（特に第１実施例）及びその変形例と同様である。ま
た、本実施例の電極パターン２１に替えて、第２実施例
のような島状の電極パターンを配置してももちろんよ
い。

【００３２】さらには、図８に示すように、一方のリー
ド１５ａ側には第１実施例等に示した一端でアースの導
体膜１３に接続される電極パターン２１′を設け、他方
のリード１５ｂ側には第２実施例等で示した島状の電極
パターン２６を配置するというように、異なる形状の電
極パターン２１′，２６を形成してもよい。なお、この
変形例では、同一周波数（同一の整数倍数波）を消すた
めに電極パターン２１′の長さを電極パターン２６の長
さの半分に設定している。

【００３３】図９は、本発明の第４実施例を示してい
る。同図に示すように、この実施例では、上記第１，第
３実施例を組み合わせたもので、誘電体ブロック１０の
両側面１０ａ，１０ｂと上面１０ｆにコ字状の導体未形
成部分２０により形成される電極パターン２１を設けて
いる（側面１０ｂは図中裏画のため図示していないが形
成している）。

【００３４】すなわち、本例では、一つのリード１５が
挿入された入出力端子穴１２の近傍に２個の電極パター
ン２１を設けている。そして、本例では、上記４つの電
極パターン２１がいずれも同一形状からなり、所定の整
数倍数波に対する低減効果は相乗的に作用し、そのレベ
ルをより抑えることができる。なおその他の構成並びに
作用効果は、上記した各実施例と同じであるのでその説
明を省略する。また、本例における電極パターンも、上
記構成のものに替えて島状電極パターン（第２実施例）
を用いることができるのはもちろんである。

【００３５】図１０は、本発明の第５実施例を示してい
る。本実施例では、上記した各実施例と相違して、異な
る異なる周波数（整数倍数波）に対応するように電極パ
ターンを設けている。

【００３６】すなわち本例では、第１実施例に示す電極
パターンを用い、それぞれのリード１５が挿入された入
出力端子穴１２に対応して形成された２個の電極パター
ン２１，２１′の長さを異ならせて構成している。すな
わち、一方のコ字状の導体膜未形成部分２０により形成
される電極パターン２１の長さよりも、他方のコ字状の
導体膜未形成部分２０′により形成される電極パターン
２１′の長さを短くしている。これにより、各電極パタ
ーン２１，２１′でレベルを低減（減衰量を大きく）す
ることのできる波長が異なるので、係る長さを適宜設定
することにより、異なる整数倍数波の発生を抑制でき
る。

【００３７】さらに、本実施例では、異なるリード（入
出力端子）にそれぞれ別の電極パターンを設けたが、本
発明では係る構成に限ることなく、例えば図１１に示す
ように、同一のリード１５が挿入された入出力端子穴１
２（図中手前側）の近傍である誘電体ブロック１０の側
面１０ａと上面１０ｆにそれぞれ長さの異なる電極パタ
ーン２１，２１′を形成するようにしてもよい。また、
この例でも図示するように異なるタイプの電極パターン
２１′と２６′を設け、異なる整数倍数波に対応させる
ようにしてもよい。

【００３８】なお、上記した各実施例では、いずれもイ
ンターディジタル型の誘電体フィルタに用いた例につい
て説明したが、コムライン型のものに適用してもよいの
はもちろんであり、さらにいずれの場合も上記した各実
施例，変形例を適宜組み合わせて実施してもよい。

【００３９】

【発明の効果】以上のように、本発明に係る誘電体フィ
ルタでは、誘電体ブロックの表面に所定長さの電極パタ
ーンを設けたことにより、所望の整数倍数波の信号が吸
収・分散させ、その箇所の減衰量を大きくし、その整数
倍数波の影響を抑制することができる。しかも、係る電
極パターンは、誘電体フィルタと一体で、アースパター
ン等の製造の際に同時に製造できるので、組立作業（誘
電体フィルタの製造・回路基板への実装等の作業）が簡
易となり、低コストとなる。さらに、別体のＬＰＦ等の
部品を用いることもないので、小型となる。

【００４０】また、このように設計・製造が簡易であ
り、しかも誘電体フィルタに一体に形成され、従来のよ
うなＬＰＦとの接続もないので、接続部分での接合不良
等が発生することもなくなり、高品質で信頼性が高くな
る。さらに、設定した所望の整数倍数波以外の他の周波
数に対しては電極パターンを設けた影響はなく、そのま
まであるので帯域内の挿入損失も生じない。

【００４１】そして、係る電極パターンを入出力端子穴
の近傍に設けた場合には（請求項２）、誘電体フィルタ
の特性に影響を与えることなく、しかも入力（出力）信
号に対して直接作用することになるので、高品質でより
効果的に所望の整数倍数波の発生を抑制することができ
る。

【００４２】また、電極パターンの形状として、導体膜
未形成部分を一部開口状態にするとともにその長さがλ
／４にしたり（請求項３）、導体膜未形成部分を無端状
に形成するとともにその長さがλ／２になるように構成
した（請求項４）場合には、所望の整数倍数波の波長を
λとなるように調整すると、係る整数倍数波の信号レベ
ルが低減する。すなわち、電極パターンの長さ・寸法形
状の設計並びに形成が簡単で、正確に行うことができ
る。

【００４３】さらに、前記電極パターンを所定位置に複
数個設け、かつ少なくとも１つの電極パターンが、他の
電極パターンと異なる周波数に対応する（消せる長さに
なっている）ようにした場合には（請求項５）、広範囲
にわたり不要な信号（複数の整数倍数波の信号）を減衰
・低減させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は本発明に係る誘電体フィルタの第１実
施例を示す斜視図である。（Ｂ）はその側面図である。

【図２】第１実施例の作用・効果を説明する図である。

【図３】第１実施例の効果を実証する実験結果を示すグ
ラフである。

【図４】図３に示す第１実施例の効果の比較対象として
の従来品についての実験結果を示すグラフである。

【図５】本発明に係る誘電体フィルタの第２実施例を示
す側面図である。

【図６】本発明に係る誘電体フィルタの第３実施例を示
す斜視図である。

【図７】その平面図である。

【図８】第３実施例の変形例を示す平面図である。

【図９】本発明に係る誘電体フィルタの第４施例を示す
斜視図である。

【図１０】本発明に係る誘電体フィルタの第５実施例を
示す平面図である。

【図１１】第５実施例の変形例を示す斜視図である。

【図１２】従来の誘電体フィルタの一例を示す図であ
る。

【符号の説明】

１０誘電体ブロック１１共振子穴１２入出力端子穴１３導体膜１５リード２０，２０′，２５導体膜未形成部分２１，２１′，２６，２６′ 電極パターン

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】誘電体ブロックの所定位置に共振子穴及
び入出力端子穴を平行に形成すると共に、前記誘電体ブ
ロックの外周所定部位に導体膜を形成してなる誘電体フ
ィルタにおいて、前記誘電体ブロック表面に所定形状の導体膜未形成部分
を形成し、前記導体膜未形成部分で囲まれた部分で、基本波の整数
倍数の高調波を消せる長さの電極パターンを設けてなる
誘電体フィルタ。
【請求項２】前記入出力端子穴の近傍に、前記電極パ
ターンを１個以上設けてなる請求項１に記載の誘電体フ
ィルタ。
【請求項３】前記導体膜未形成部分が一部開口状態で
形成されることにより、前記電極パターンが、細長帯状
で前記開口部で前記導体膜が連続するように形成され、かつ、前記電極パターンの長さがλ／４にされてなる請
求項１または２に記載の誘電体フィルタ。
【請求項４】前記導体膜未形成部分が無端状に形成さ
れることにより、前記電極パターンが、前記導体膜に未
接続の島状に形成され、かつ、前記電極パターンの長さがλ／２にされてなる請
求項１または２に記載の誘電体フィルタ。
【請求項５】前記電極パターンを所定位置に複数個設
け、かつ少なくとも１つの電極パターンが、他の電極パター
ンと異なる周波数に対応するものである請求項１〜４の
いずれか１項に記載の誘電体フィルタ。