JPH08265013A - 共振器およびフィルタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 構成が簡単であり生産性が良く安価であって
小型化に適している共振器およびフィルタを提供する。 【構成】 本発明の共振器１１は、長手方向の中心軸に
沿って直径が一端部から他端部に行くにしたがって小さ
くなるように形成された少なくとも１つの貫通孔１２を
有する誘電体ブロック１３と、これの一端部に接合され
貫通孔１２を塞ぐ孔閉塞面を有し誘電体ブロック１３よ
り高い誘電率を有する誘電体板１４と、誘電体ブロック
１３の外表面と誘電体板１４の外表面と貫通孔１２の壁
の表面全体および前記孔閉塞面を被覆している導電性膜
１５と、前記孔閉塞面付近に対応している誘電体ブロッ
ク１３の外側面に導電性膜１５と電気的に絶縁された状
態で形成されている２つの入出力用電極１６とを有して
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、通信用電子機器等に用
いられる共振器及びフィルタに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、共振器として、図１５に示す
ようなλ／４同軸の共振器１が知られている。この共振
器１は、長手方向の中心軸に沿って貫通孔２を形成され
ている誘電体ブロック３と、この誘電体ブロック３の一
端面を除いた外表面と前記貫通孔２の壁の表面全体を被
覆している導電性膜４とを有している。図１６は、前記
共振器１を２個配置してなるフィルタを示す斜視図であ
る。

【０００３】この場合共振器１の開放端面には導電性膜
４が施されていないが、開放端部分は電磁エネルギー的
には電界が最大であり漏れが発生する。ここでの電磁波
の漏洩は周囲のデバイスに悪影響を及ぼすため、通常金
属からかるケースに誘電体ブロック３を収納して少なく
とも開放端付近を覆って電磁波を遮蔽している。

【０００４】前記共振器１の長さｌは、次の数１で表わ
される。

【０００５】

【数１】 この数１から明らかなように、共振器１の長さを短くす
るためには材料となる誘電体の誘電率を上げる必要があ
る。

【０００６】また、この場合の共振器１の出力信号の取
り出しには、一般的には図１６に示したように別途の端
子５，５を用い、かつ、回路基板６を用いて共振器１を
結合している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来のλ
／４の共振器は、長さｌを短縮するためには材料の変更
を必要とし、単独で入出力及び結合することが困難で別
構成の回路基板が必要され、また、金属等のケースを用
いなければ電磁波の漏洩があるなどの問題点がある。こ
れら問題点が共振器およびフィルタの小型化を阻害する
要因ともなっている。

【０００８】本発明の目的は、構成が簡単であり生産性
が良く安価であって小型化に適している共振器およびフ
ィルタを提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するために、長手方向の中心軸に沿って直径が一端部
から他端部に行くにしたがって小さくなるように形成さ
れた少なくとも１つの貫通孔を有する誘電体ブロック
と、この誘電体ブロックの一端部に接合され前記貫通孔
を塞ぐ孔閉塞面を有し前記誘電体ブロックより高い誘電
率を有する誘電体板と、前記誘電体ブロックの外表面と
前記誘電体板の外表面と前記貫通孔壁の表面全体および
前記孔閉塞面を被覆している導電性膜と、前記孔閉塞面
付近に対応している前記誘電体ブロックの外側面に前記
導電性膜と電気的に絶縁された状態で形成されている２
つの入出力用電極とを有していることを特徴とする。

【００１０】また、本発明は、第１および第２の共振器
を具備してなるフィルタにおいて、前記第１および第２
の共振器は、長手方向の中心軸に沿って直径が一端部か
ら他端部に行くにしたがって小さくなるように形成され
た少なくとも１つの貫通孔を有する誘電体ブロックと、
この誘電体ブロックの一端部に接合され前記貫通孔を塞
ぐ孔閉塞面を有し前記誘電体ブロックより高い誘電率を
有する誘電体板と、前記誘電体ブロックの１つの側面の
少なくとも１部分を除いた外表面と前記誘電体板の外表
面と前記貫通孔壁の表面全体および前記孔閉塞面を被覆
している導電性膜と、前記孔閉塞面付近に対応している
前記誘電体ブロックの外側面に前記導電性膜と電気的に
絶縁された状態で形成されている１つの入出力用電極と
を有していることを特徴とする。

【００１１】また、本発明は、前記第１および第２の共
振器と、これらの第１および第２の共振器の間に配置さ
れた第３の共振器を具備するフィルタにおいて、前記第
３の共振器は、長手方向の中心軸に沿って直径が一端部
から他端部に行くにしたがって小さくなるように形成さ
れた少なくとも１つの貫通孔を有する誘電体ブロック
と、この誘電体ブロックの一端部に接合され前記貫通孔
を塞ぐ孔閉塞面を有し前記誘電体ブロックより高い誘電
率を有する誘電体板と、前記誘電体ブロックの相対向す
る２つの側面の各々の少なくとも１部分を除いた外表面
と前記誘電体板の外表面と前記貫通孔壁の表面全体およ
び前記孔閉塞面を被覆している導電性膜とを有し、前記
第１、第２および第３の共振器は前記導電性膜で覆われ
ていない部分が電気的に結合されていることを特徴とす
る。

【００１２】また、本発明は、長手方向の中心軸に沿っ
て平行であって直径が一端部から他端部に行くにしたが
って小さくなるように形成された２つの貫通孔を有する
誘電体ブロックと、この誘電体ブロックの一端部に接合
され前記貫通孔を塞ぐ孔閉塞面を有し前記誘電体ブロッ
クより高い誘電率を有する誘電体板と、前記誘電体ブロ
ックの外表面と前記誘電体板の外表面と前記貫通孔壁の
表面全体および前記孔閉塞面を被覆している導電性膜
と、前記孔閉塞面付近に対応している前記誘電体ブロッ
クの外側面に前記導電性膜と電気的に絶縁された状態で
形成されている２つの入出力用電極とを有していること
を特徴とする。

【００１３】

【実施例】次に、本発明の実施例を図面に基いて詳細に
説明する。

【００１４】図１は、本発明の第１の実施例としての共
振器の斜視図である。図２は、図１の共振器を示す断面
図である。

【００１５】図１および図２に示すように、本発明の共
振器１１は、長手方向の中心軸に沿って直径が一端部か
ら他端部に行くにしたがって徐々に小さくなるように形
成された少なくとも１つの貫通孔１２を有する誘電体ブ
ロック１３と、この誘電体ブロック１３の一端部に接合
され前記貫通孔１２を塞ぐ孔閉塞面を有し前記誘電体ブ
ロック１３より高い誘電率を有する誘電体板１４と、前
記誘電体ブロック１３の外表面と前記誘電体板１４の外
表面と前記貫通孔１２の壁の表面全体および前記孔閉塞
面を被覆している導電性膜１５と、前記孔閉塞面付近に
対応している前記誘電体ブロック１３の外側面に前記導
電性膜１５と電気的に絶縁された状態で形成されている
２つの入出力用電極１６，１６とを有している。

【００１６】前記誘電体ブロック１３は、表面実装し易
いように角柱状に形成されているが、円筒その他の形状
に形成してもよい。前記導電性膜１５は、銀や銅などの
金属材料のメッキを施して形成されている。この導電性
膜１５は、通常基板の実装面で接地されている。前記入
出力用電極１６，１６は、本実施例ではパターンによっ
て電極形成を行ったが、例えば単板コンデンサを貼りつ
けるなど他の方法により形成いてもよい。

【００１７】一般に誘電体同軸型の従来の共振器１は、
図１７に示すようにキャパシタンスＣとインダクタンス
Ｌの並列共振回路で等価的に表される。

【００１８】これに対し、本発明の共振器１１の等価回
路は、図３に示すように、前記並列共振回路にキャパシ
タンスＣ′を並列に付加した形となる。図３の等価回路
で表されるような共振器１１の共振周波数ｆは、次の数
２で表される。

【００１９】

【数２】 数２から分かるように、共振器１１の長さｌは共振周波
数ｆに反比例している。図１で表される本発明の共振器
１１では共振周波数ｆ′は、次の数３で表される。

【数３】 数３からｆ＜ｆ′であることが分かるから、ｌ＞ｌ′と
なる。

【００２０】以上のように本発明の共振器１１では、一
般的なλ／４同軸の従来の共振器１と比べ長さを短くす
ることができる。実際には共振器の長さｌ′に並列付加
されるキャパシタンスＣ′として機能する。図２中にｄ
で示した厚さ分をｌ′に加えた長さが共振器の全体の長
さになる。但し共振器の長さの短縮の効果の大きいＣ′
が大きいところではｄ＜（ｌ−ｌ′）であるので全体の
長さとしても従来より短縮される結果となる。本発明に
おける誘電体ブロック１３は、長手方向の中心軸に沿っ
て直径が一端部から他端部に行くにしたがって徐々に小
さくなるように形成された少なくとも１つの貫通孔１２
を有し、かつ、本発明の共振器は誘電体ブロック１３の
一端部に接合され前記貫通孔１２を塞ぐ孔閉塞面を有し
前記誘電体ブロック１３より高い誘電率を有する誘電体
板１４を有するから、誘電体ブロック１３の厚さを薄く
することができ、かつ、Ｃ´を大きくすることが可能で
ある。このため、本発明の共振器は、非貫通孔を有する
誘電体ブロックを有する共振器より長さを短縮すること
ができる。

【００２１】図１に示したように前記導電性膜１５と電
気的に絶縁された状態で入出力電極１５，１５が形成さ
れており、共振器１１と入力端・出力端で各々容量を持
つ形でなされている。

【００２２】本実施例において誘電体ブロック１３の材
料としてはε_r ＝９０のものを用い、ｆ₀ ＝１４９０Ｍ
Ｈｚとし，ａ＝１ｍｍ，ｂ＝３ｍｍとした。開放端部を
塞ぐ誘電体板１９の材料としてはε_r ＞９０のものを用
いた。同様の材料・中心周波数・寸法で考えた場合、図
１５に示したような従来の共振器１の場合長さｌは５．
３ｍｍであった。これに対して、本発明の共振器におい
ては、ｄ＝０．５ｍｍとした場合に、ｌ′は３．７ｍｍ
となり、全体の長さ（ｌ′＋ｄ）＝４．２ｍｍとなりお
よそ３０％の短縮となっている。図４に実験的に得られ
たｄと（ｌ´＋ｄ）の関係を示す。

【００２３】図５は、本発明の第２の実施例としてのフ
ィルタを示す斜視図である。図６は、図５のフィルタを
示す分解斜視図である。

【００２４】このフィルタは、第１および第２の共振器
１１，１１を具備してなるフィルタにおいて、前記第１
および第２の共振器１１，１１は、長手方向の中心軸に
沿って直径が一端部から他端部に行くにしたがって徐々
に小さくなるように形成された少なくとも１つの貫通孔
１２を有する誘電体ブロック１３と、この誘電体ブロッ
ク１３の一端部に接合され前記貫通孔１２を塞ぐ孔閉塞
面を有し前記誘電体ブロック１３より高い誘電率を有す
る誘電体板１４と、前記誘電体ブロック１３の１つの側
面の少なくとも１部分を除いた外表面と前記誘電体板１
４の外表面と前記貫通孔１２の壁の表面全体および前記
孔閉塞面を被覆している導電性膜１５と、前記孔閉塞面
付近に対応している前記誘電体ブロック１３の外側面に
前記導電性膜１５と電気的に絶縁された状態で形成され
ている１つの入出力用電極１６，１６とを有している。

【００２５】本実施例では、前記誘電体ブロック１３の
側面の全体が導電性膜１５が無い状態となっているが、
隣接する共振器１１との結合の強さに応じて図７および
図８に示したように導電性膜１５の無い部分の大きさを
決めれば良い。本実施例においても表面実装を考慮して
入出力用電極１６，１６は、基板の実装面にパターンに
よって形成した。２つの共振器１１は、前記導電性膜１
５の無い部分（本実施例では導電性膜の無い面）同士で
接合される。２つの共振器１１の接合は、実装時の半田
付けに耐え得る程度の耐熱性を持てば特に問わないが、
本実施例ではエポキシ系の接着剤にて行った。なお、図
７，８に示したように導電性膜１５が無い部分が誘電体
ブロック１３の側面全体でなく、かつ、接合強度を保て
る程度ある場合については半田で接合を行っても良い。
また、２つの共振器は、容量性結合される程度に近接し
て配置するだけでも良いが、この場合は電磁波の漏洩を
防止する措置を採る方が好ましい。２つの共振器は何れ
も基板の実装面で接地され、容量性結合によって結合さ
れた従属接続となっている。

【００２６】次に、本発明の第３の実施例を説明する。

【００２７】図９は、本発明の第３の実施例としてのフ
ィルタを示す斜視図である。図１０は、図９のフィルタ
を示す分解斜視図である。

【００２８】このフィルタは、第１および第２の共振器
１１，１１と、これらの第１および第２の共振器１１，
１１の間に配置された第３の共振器１１を具備するフィ
ルタにおいて、前記第３の共振器１１は、長手方向の中
心軸に沿って直径が一端部から他端部に行くにしたがっ
て徐々に小さくなるように形成された少なくとも１つの
貫通孔１２を有する誘電体ブロック１３と、この誘電体
ブロック１３の一端部に接合され前記貫通孔１２を塞ぐ
孔閉塞面を有し前記誘電体ブロック１３より高い誘電率
を有する誘電体板１４と、前記誘電体ブロック１３の相
対向する２つの側面の各々の少なくとも１部分を除いた
外表面と前記誘電体板１４の外表面と前記貫通孔１２の
壁の表面全体および前記孔閉塞面を被覆している導電性
膜１５とを有している。前記第１、第２および第３の共
振器は、前記導電性膜１５で覆われていない部分が電気
的に結合されている。前記第１および第２の共振器１
１，１１は、前記孔閉塞面付近に対応している前記誘電
体ブロック１３の外側面に前記導電性膜１５と電気的に
絶縁された状態で形成されている１つの入出力用電極１
６を有している。

【００２９】なお、本発明は、４以上の共振器１１を具
備するフィルタにも適用される。この場合に、フィルタ
の両端に位置する第１および第２の共振器１１，１１以
外の複数の共振器は第３の共振器１１と同一の構成であ
る。

【００３０】図１１は、本発明の第４の実施例としての
フィルタを示す斜視図である。図１２は、図１１のフィ
ルタを示す断面図である。

【００３１】このフィルタは、長手方向の中心軸に沿っ
て平行であって直径が一端部から他端部に行くにしたが
って小さくなるように形成された２つの貫通孔１２を有
する誘電体ブロック１３と、この誘電体ブロック１３の
一端部に接合され前記貫通孔１２を塞ぐ孔閉塞面を有し
前記誘電体ブロック１３より高い誘電率を有する誘電体
板１４と、前記誘電体ブロック１３の外表面と前記誘電
体板１４の外表面と前記貫通孔１２の壁の表面全体およ
び前記孔閉塞面を被覆している導電性膜１４と、前記孔
閉塞面付近に対応している前記誘電体ブロック１３の外
側面に前記導電性膜１５と電気的に絶縁された状態で形
成されている２つの入出力用電極１６，１６とを有して
いる。

【００３２】１つの誘電体ブロック１３に形成された２
つの貫通孔１２は各々短縮されたλ／４の共振器を形成
しており、この共振器同士の結合の強さの調整は、例え
ば図１３，１４に示したように共振器を形成している貫
通孔１２の間に導電性膜１５が無い調整孔１７および調
整溝１８を形成することによって可能である。なお、調
整孔１７は貫通孔でも非貫通孔でも良く、また、前記調
整溝１８も導電性膜１５で覆われていないものや、誘電
体ブロック１３の導電性膜１５が無い部分を作っただけ
の溝でも適宜結合強度に合わせて選択することが可能で
ある。

【００３３】

【発明の効果】本発明によれば、共振器の長さを短縮で
きる上に、別付けの入出力端子や回路基板を用いずにフ
ィルタを構成することができるため格段な小型化を図る
ことが可能であり、また、金属等のケースを用いること
無しに電磁波の漏洩を防止することができる。さらに、
本発明によれば、端子や回路基板およびケースの取付組
立が必要でないから、生産性が向上し、部品点数の減少
による低コスト化も図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す斜視図である。

【図２】図１の実施例を示す断面図である。

【図３】図１の実施例の等価回路を示す回路図である。

【図４】本発明の作用を説明するための図である。

【図５】本発明の他の実施例を示す斜視図である。

【図６】図５の実施例を示す分解斜視図である。

【図７】本発明の他の実施例を示す正面図である。

【図８】本発明の他の実施例を示す正面図である。

【図９】本発明の他の実施例を示す斜視図である。

【図１０】図９の実施例を示す分解斜視図である。

【図１１】本発明の他の実施例を示す斜視図である。

【図１２】図１１の実施例を示す断面図である。

【図１３】本発明の他の実施例を示す斜視図である。

【図１４】本発明の他の実施例を示す斜視図である。

【図１５】従来の共振器を示す斜視図である。

【図１６】従来のフィルタを示す斜視図である。

【図１７】従来の共振器の等価回路を示す回路図であ
る。

【符号の説明】

１１ 共振器 １２ 貫通孔 １３ 誘電体ブロック １４ 誘電体板 １５ 導電性膜 １６ 入出力用電極 １７ 調整孔 １８ 調整溝

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 長手方向の中心軸に沿って直径が一端部
   から他端部に行くにしたがって小さくなるように形成さ
   れた少なくとも１つの貫通孔を有する誘電体ブロック
   と、この誘電体ブロックの一端部に接合され前記貫通孔
   を塞ぐ孔閉塞面を有し前記誘電体ブロックより高い誘電
   率を有する誘電体板と、前記誘電体ブロックの外表面と
   前記誘電体板の外表面と前記貫通孔壁の表面全体および
   前記孔閉塞面を被覆している導電性膜と、前記孔閉塞面
   付近に対応している前記誘電体ブロックの外側面に前記
   導電性膜と電気的に絶縁された状態で形成されている２
   つの入出力用電極とを有していることを特徴とする共振
   器。
2. 【請求項２】 第１および第２の共振器を具備してなる
   フィルタにおいて、前記第１および第２の共振器は、長
   手方向の中心軸に沿って直径が一端部から他端部に行く
   にしたがって小さくなるように形成された少なくとも１
   つの貫通孔を有する誘電体ブロックと、この誘電体ブロ
   ックの一端部に接合され前記貫通孔を塞ぐ孔閉塞面を有
   し前記誘電体ブロックより高い誘電率を有する誘電体板
   と、前記誘電体ブロックの１つの側面の少なくとも１部
   分を除いた外表面と前記誘電体板の外表面と前記貫通孔
   壁の表面全体および前記孔閉塞面を被覆している導電性
   膜と、前記孔閉塞面付近に対応している前記誘電体ブロ
   ックの外側面に前記導電性膜と電気的に絶縁された状態
   で形成されている１つの入出力用電極とを有しているこ
   とを特徴とするフィルタ。
3. 【請求項３】 請求項２記載の第１および第２の共振器
   と、これらの第１および第２の共振器の間に配置された
   第３の共振器を具備するフィルタにおいて、前記第３の
   共振器は、長手方向の中心軸に沿って直径が一端部から
   他端部に行くにしたがって小さくなるように形成された
   少なくとも１つの貫通孔を有する誘電体ブロックと、こ
   の誘電体ブロックの一端部に接合され前記貫通孔を塞ぐ
   孔閉塞面を有し前記誘電体ブロックより高い誘電率を有
   する誘電体板と、前記誘電体ブロックの相対向する２つ
   の側面の各々の少なくとも１部分を除いた外表面と前記
   誘電体板の外表面と前記貫通孔壁の表面全体および前記
   孔閉塞面を被覆している導電性膜とを有し、前記第１、
   第２および第３の共振器は前記導電性膜で覆われていな
   い部分が電気的に結合されていることを特徴とするフィ
   ルタ。
4. 【請求項４】 長手方向の中心軸に沿って平行であって
   直径が一端部から他端部に行くにしたがって小さくなる
   ように形成された２つの貫通孔を有する誘電体ブロック
   と、この誘電体ブロックの一端部に接合され前記貫通孔
   を塞ぐ孔閉塞面を有し前記誘電体ブロックより高い誘電
   率を有する誘電体板と、前記誘電体ブロックの外表面と
   前記誘電体板の外表面と前記貫通孔壁の表面全体および
   前記孔閉塞面を被覆している導電性膜と、前記孔閉塞面
   付近に対応している前記誘電体ブロックの外側面に前記
   導電性膜と電気的に絶縁された状態で形成されている２
   つの入出力用電極とを有していることを特徴とするフィ
   ルタ。
5. 【請求項５】 請求項４に記載のフィルタにおいて、共
   振器を形成する少なくとも前記貫通孔の間に、前記共振
   器同士の結合を調整するための調整孔または調整溝が形
   成されていることを特徴とするフィルタ。