JPH0832307A

JPH0832307A - 誘電体装置

Info

Publication number: JPH0832307A
Application number: JP16765294A
Authority: JP
Inventors: Kazushige Noguchi; 和繁野口; Tomokazu Komazaki; 友和駒崎; Katsuhiko Gunji; 勝彦郡司
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1994-07-20
Filing date: 1994-07-20
Publication date: 1996-02-02

Abstract

(57)【要約】【目的】簡単な構成及び構造と、小型な誘電体フィル
タを実現する。【構成】正面（Ａ面）に円柱上の誘電体共振器３ａ〜
３ｂが埋設されている。これらの誘電体共振器３ａ〜３
ｄの回りには導電性パターン１ａ〜１ｆが形成されてい
る。更に、傾斜面（Ｄ面）には誘電体共振器３ａ〜３ｄ
と容量結合させるための結合回路４ａ〜４ｄが形成され
ている。この結合回路４ａ〜４ｄは必要な大きさの導電
性パターンで形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は誘電体装置に関し、例
えば、誘電体フィルタなどに適用し得るものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、誘電体を使用した誘電体フィルタ
などが通信装置などに普及しつつある。近年の誘電体
は、高比誘電率を得ることができ、このような誘電体を
フィルタに使用することで高いＱ（共振特性を表すパラ
メータ）を得ることができるようになっている。

【０００３】尚、このＱは例えば、ωＬ／Ｒ＝２πｆＬ
／Ｒで表すことができ、ｆは周波数、Ｌはインダクタン
ス、Ｒは抵抗値である。

【０００４】そこで、従来の誘電体フィルタは、ブロッ
ク状（直方体）の誘電体に円筒状の共振器を形成して、
その誘電体共振器の片側を短絡する。そして、一方の片
側に周波数調整用パターンを設けて、ＬＣ共振器を形成
し、誘電体共振器の中に誘電体材料の円筒と接続用ピン
とを挿入し、各々２つのピン間を電気的に導線で接続し
ていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
技術による誘電体フィルタでは、必要な特性を得るため
の構造が簡単ではなかった。これは、扱う信号の周波数
がマイクロ波やミリ波などであることから、所望のイン
ダクタンスや、容量を確保するための素子構成が微妙で
あるからである。

【０００６】しかも小型な種々の特性の誘電体フィルタ
を求められた場合に、簡単な製造技術で所望の特性の誘
電体フィルタを製造することは容易なことではなかっ
た。

【０００７】また、この誘電体フィルタは、通信装置の
マイクロ波回路などで種々使用されているものであり、
その他の回路素子と共に基板の上に搭載され、しかも電
磁干渉の影響を除去するために、電磁シールドカバーな
どを被せて使用されることが常であることから、複雑の
構造となることは実装上、都合が悪いとされている。

【０００８】以上のようなことから、簡単な構成及び構
造で、しかも小型な誘電体フィルタなどの装置を実現し
得る仕組みの提供が要請されている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

（１）そこで、第１の発明の誘電体装置（例えば、フィ
ルタ、整合装置、結合装置など）は、直方体状又は立方
体状の誘電体中に誘電体共振器が埋設され、この誘電体
のある面の一部分に傾斜面を設ける。そして、この傾斜
面に、埋設されている誘電体共振器との結合容量を確保
し得る形状に導電性パターンを形成する。

【００１０】更に、上記傾斜面に近接する誘電体のある
面に周波数調整用の導電性パターンを形成して、これら
の導電性パターン間をパターン接続し、これら導電性パ
ターンのいずれかの部分に入力端子と出力端子とを設
け、所定の通過特性を得る構成とすることで、上述の課
題を解決するものである。

【００１１】尚、この誘電体は完全な意味での直方体又
は立方体である必要はないものである。

【００１２】（２）また、第２の発明の誘電体装置は、
直方体又は立方体の誘電体中に誘電体共振器を埋設し、
この誘電体のある面に段差を設ける。そして、この段差
の低い段差面に、埋設されている誘電体共振器との結合
容量を確保し得る形状に導電性パターンが形成される。

【００１３】更に、上記低い段差面に近接する誘電体の
面に周波数調整用の導電性パターンを形成し、これらの
導電性パターン間をパターン接続し、これら導電性パタ
ーンのいずれかの部分に入力端子と出力端子とを設け
て、所定の通過特性を得る構成とすることで、上述の課
題を解決することもできる。

【００１４】

【作用】上述の第１の発明の構成において、誘電体のあ
る一面Ｂの一部分を傾斜面Ｄにすることで、この面Ｂの
上にカバーを被せたとしても、傾斜面Ｂの導電性パター
ンにはカバーが接触することはなく、従来のように短絡
などの心配がない。

【００１５】また、傾斜面Ｄの上に誘電体共振器との結
合容量を確保し得る形状に導電性パターンを形成してい
ることで、面Ｂの高さよりも導電性パターンが突出する
可能性は低く、実装高さを高くさせる心配も少ないもの
である。

【００１６】更に、誘電体共振器との結合容量を確保し
得る形状の導電性パターンと、周波数調整用の導電性パ
ターンとを近接させて配置していることで、導電性パタ
ーンの線路を必要以上に長くさせる必要がない。

【００１７】例えば、上面からの傾斜面Ｄに誘電体共振
器との結合容量を確保し得る形状の導電性パターンを形
成し、正面に周波数調整用の導電性パターンを形成する
ことで、近接して配置させることができる。

【００１８】そして、入力端子と出力端子との間に上述
の誘電体共振器と導電性パターンとで必要なキャパシタ
ンスを確保しながら、必要な通過特性を得るようにでき
ると考えられる。

【００１９】従って、比較的に簡単な構成と構造で、小
型の誘電体装置を実現することができると考えられる。

【００２０】また、上述の第２の発明の構成において
は、上述のように傾斜面ではなく、ある面に段差を設
け、低い方の段差面に誘電体共振器との結合容量を確保
し得る形状の導電性パターンを形成することで、上述の
第１の発明と同じ様な作用を獲得することができると考
えられる。

【００２１】

【実施例】次にこの発明の好適な実施例を図面を用いて
説明する。『基本的な考え方』：そこで先ず、この実施
例では誘電体フィルタの製造上の部品点数を減少させ、
構造を簡単にし製造が容易で、所望の特性のフィルタ特
性得やすくするために、誘電体共振器間の容量のカップ
リングを誘電体共振器の片側面上の周波数調整用パター
ン（電極パターン）と、同一誘電体コア内のある一面に
容量パターン（容量電極パターン）とを設けることによ
って、必要なインダクタンスと容量とから形成される誘
電体フィルタを実現するように構成するものである。

【００２２】即ち、誘電体共振器の片側面上の周波数調
整用パターンと、同一誘電体コア内のある一面に形成さ
れる容量パターンとの間に電気的に容量性を確保して実
現するものである。

【００２３】『回路構成』：図２はこの一実施例の
有極形誘電体フィルタの集中定数等価回路構成図であ
る。この図２において、この誘電体フィルタの回路は、
インダクタンスＬ１〜Ｌ４と、キャパシタンスＣ１〜Ｃ
１１とから構成されている。このインダクタンスＬ１〜
Ｌ４は、誘電体共振器によって形成される。更に、キャ
パシタンスＣ１〜Ｃ４は誘電体共振器のキャパシタンス
である。

【００２４】更にまた、キャパシタンスＣ５〜Ｃ１１
は、誘電体共振器とこの周辺の導電性パターン又は端子
７ａ、７ｂなどによって形成されるキャパシタンスであ
る。一方、入力信号は端子７ａに与えられる。更に、出
力端子７ｂには負荷回路が接続される。

【００２５】このような回路構成によって、マイクロ波
（例えば、８００ＭＨｚ〜１ＧＨｚ程度）における帯域
通過フィルタ（バンドパスフィルタ）を形成するもので
ある。

【００２６】『構造』：図１はこの一実施例の誘電
体フィルタの構造図（斜視図）である。この図１におい
て、誘電体フィルタはほぼ直方体に形成されている。こ
の誘電体フィルタの大きさは、マイクロ波の周波数で使
用するため、例えば、Ｌ＝１２．６ｍｍ程度、Ｈ＝８〜
９ｍｍ程度、Ｗ＝３．６〜４．０ｍｍ程度である。

【００２７】また、この誘電体フィルタの正面をＡ面と
し、右側面をＣ面とし、上面をＢ面とし、上面から正面
にかけて斜めにカットして得られる傾斜面をＤ面として
いる。更に、Ｂ面、Ｃ面はメタライズされている。この
メタライズは銅メッキ又は銅メッキ＋銀メッキなどで行
われることが好ましい。更にまた、Ａ面、Ｄ面において
も、図１の斜線部分の導電性パターン部分、誘電体共振
器などの斜線部分もメタライズされている。

【００２８】このような傾斜面（Ｄ面）を形成している
のは、このＤ面に形成している結合回路４ａ〜４ｄと誘
電体共振器３ａ〜３ｄまでからの電磁界信号によって、
所望の結合容量を確保するために都合が良いからであ
る。

【００２９】しかも、上面のＢ面とは別の傾斜面にして
いるのは、上面のＢ面に結合回路などの導電性パターン
を形成した場合には、電磁シールドのためのカバーを被
せた場合に上面の結合回路の導電性パターンと、カバー
の接触によって短絡現象などが起きる可能性がある。こ
のため、カバー面と接触し得る上面（Ｂ面）には結合回
路４ａ〜４ｂなどを形成していないのである。

【００３０】また、傾斜面（Ｄ面）に結合回路４ａ〜４
ｄなどを形成させることで、誘電体フィルタの実装のた
めの高さ（Ｗ）を高くさせないようにしている。

【００３１】更に、図１のＡ面（正面）には、入力端子
７ａが設けられ、この入力端子７ａは長方形の導電性パ
ターン１ａに接続されている。この導電性パターン１ａ
の右側には円筒上の誘電体共振器３ａが埋設されてい
る。この誘電体共振器３ａは入力信号の印加に従って周
辺に電磁界を発生する。更に、この誘電体共振器３ａの
回りには導電性パターン１ｂが長方形に形成されてい
る。しかも、この導電性パターン１ｂと、上記導電性パ
ターン１ａとの間には僅かな幅のギャップ２ａが形成さ
れている。

【００３２】また、誘電体共振器３ａによってインダク
タンスＬ１と、キャパシタンスＣ１とが形成されてい
る。誘電体共振器３ａ〜３ｄは、例えば、円柱上の誘電
体セラミックスでできている。

【００３３】このようにして、入力端子７ａから誘電体
共振器３ａとの間の経路に存在するキャパシタンスを上
述図２のキャパシタンスＣ５としている。

【００３４】更に、図１のＡ面の導電性パターン１ｂの
右側には、円筒上の誘電体共振器３ｂが埋設されてい
る。この誘電体共振器３ｂの回りには長方形の導電性パ
ターン１ｃが形成されている。この誘電体共振器３ｂは
入力信号の印加に従って周辺に電磁界を発生する。更に
また、この導電性パターン１ｃと上記導電性パターン１
ｂとの間には僅かな幅のギャップ２ｂが形成されてい
る。

【００３５】この誘電体共振器３ｂによってインダクタ
ンスＬ２が形成されると共に、キャパシタンスＣ２を形
成している。更に、誘電体共振器３ａと誘電体共振器３
ｂとの間の容量性によってキャパシタンスＣ６を形成し
ている。

【００３６】また、図１のＡ面（正面）の導電性パター
ン１ｃの右側には円筒上の誘電体共振器３ｃが埋設され
ている。この誘電体共振器３ｃの回りには長方形の導電
性パターン１ｄが形成されている。この誘電体共振器３
ｃは入力信号の印加に従って周辺に電磁界を発生する。
更に、この導電性パターン１ｄと上記導電性パターン１
ｃの間には僅かな幅のギャップ２ｃが形成されている。

【００３７】この誘電体共振器３ｃによってインダクタ
ンスＬ３が形成されると共に、キャパシタンスＣ３を形
成している。更に、誘電体共振器３ｃと誘電体共振器３
ｂとの間の容量性によってキャパシタンスＣ７を形成し
ている。

【００３８】更に、図１のＡ面（正面）の導電性パター
ン１ｄの右側には円筒上の誘電体共振器３ｄが埋設され
ている。この誘電体共振器３ｄは入力信号の印加に従っ
て周辺に電磁界を発生する。また、この誘電体共振器３
ｄの回りには長方形の導電性パターン１ｅが形成されて
いる。更にまた、この導電性パターン１ｅと上記導電性
パターン１ｄとの間には僅かな幅のギャップ２ｄが形成
されている。

【００３９】この誘電体共振器３ｄによってインダクタ
ンスＬ４が形成されると共に、キャパシタンスＣ４を形
成している。更に、誘電体共振器３ｄと誘電体共振器３
ｃとの間の容量性によってキャパシタンスＣ８を形成し
ている。

【００４０】一方、上述の図１のＡ面（正面）の導電性
パターン１ａからＢ面（上面）への傾斜面、Ｄ面に導電
性パターン６ａを介して長方形の導電性パターンから構
成される結合回路４ａが形成されている。

【００４１】そして、入力端子７ａ〜導電性パターン１
ａ、６ａを介して結合回路４ａと誘電体共振器３ａとの
間の容量と、結合回路４ｂと誘電体共振器３ｂとの間の
容量とを合成したものをキャパシタンスＣ１０として形
成している。つまり、誘電体共振器３ａ、３ｂが発生す
る電磁界によって結合回路４ａ、４ｂとの間でキャパシ
タンスＣ１０を形成しているものである。

【００４２】更に、上述の図１のＤ面（傾斜面）の結合
回路４ａは僅かな幅の導電性パターン５ａによって長方
形の導電性パターンから構成される結合回路４ｂに接続
されている。

【００４３】更にまた、上述の図１のＤ面（傾斜面）の
結合回路４ｂの右側には結合回路４ｃが長方形の導電性
パターンによって形成されている。更に、この結合回路
４ｃは僅かな幅の導電性パターン５ｂによって長方形の
導電性パターンから構成される結合回路４ｄに接続され
ている。

【００４４】このため、誘電体共振器３ａ、３ｂから発
生される電磁界信号は結合回路４ａ、４ｂを介して結合
回路４ｃ、４ｄへも伝えられる。

【００４５】これらの結合回路４ａ、４ｂは、誘電体共
振器３ａ、３ｂとの間を結合容量させて減衰極を形成し
ている。更に、結合回路４ｃ、４ｄは、誘電体共振器３
ｃ、３ｄとの間を結合容量させて減衰極を形成している
ものである。

【００４６】更に、Ｄ面（傾斜面）に形成されている結
合回路４ｄからは僅かな幅の導電性パターン６ｂによっ
てＡ面（正面）の長方形の導電性パターン１ｆに接続さ
れている。更にまた、この導電性パターン１ｆには出力
端子７ｂが接続されている。この出力端子７ｂには負荷
回路が接続されるものである。

【００４７】また、誘電体共振器３ｄと電磁界信号によ
って出力端子７ｂとの間にはキャパシタンスＣ９を形成
しているものである。

【００４８】更に、誘電体共振器３ｃと結合回路４ｃと
の間の容量と、出力端子７ｂから導電性パターン１ｆ、
６ｂと結合回路４ｄと誘電体共振器３ｄとの間の容量と
を合成したものをキャパシタンスＣ１１としている。即
ち、誘電体共振器３ｃ、３ｄが発生する電磁界によって
結合回路４ｃ、４ｄとの間でキャパシタンスＣ１１を形
成しているものである。

【００４９】（一実施例の効果）：以上の一実施例
の誘電体フィルタによれば、誘電体共振器３ａ〜３ｄ間
の容量のカップリングを誘電体共振器の片側面（Ａ面）
上の導電性パターン１ａ〜１ｄによる周波数調整用パタ
ーン（電極パターン）と、同一誘電体コア内の傾斜面
（Ｄ面）に結合回路４ａ〜４ｄからなる容量パターン
（容量電極パターン）とを設けることによって、必要な
インダクタンスと容量とから図２に示すような回路構成
の誘電体フィルタを実現することができた。

【００５０】また、構造上導電性パターンを必要な面に
必要な大きさだけ形成して、誘電体共振器との結合容量
を確保しているだけであるので、部品を増加させること
なく製造することができる。

【００５１】更に、正面（Ａ面）と傾斜面（Ｄ面）とに
導電性パターンを形成し、誘電体共振器を埋設している
だけであるので、構造も簡単で、しかも製造が容易であ
る。更にまた、誘電体共振器と隣接するＡ面及びＤ面に
形成されている各導電性パターンによって、比較的に簡
単に所望の容量性を確保できるので、誘電体共振器のイ
ンダクタンスと合わせて、比較的に容易に所定のフィル
タ特性を得やすくすることができる。

【００５２】（他の実施例）：（１）尚、以上の一
実施例においては、上面（Ｂ面）から正面（Ａ面）にか
けて傾斜面（Ｄ面）をカットして形成しているが、この
他に傾斜面を形成するのではなく、上面（Ｂ面）に対し
て段差を設けて上面（Ｂ面）よりも低い面に結合回路な
どの導電性パターンを形成することでも良い。この様子
を、側面図３に示している。

【００５３】この図３において、低い方の段差面Ｄ１面
に上述の実施例の結合回路４ａ〜４ｄなどを形成するこ
とでも、容易に同様な効果を得ることができる。

【００５４】（２）また、上述の実施例では誘電体共振
器を４個しているが、必要に応じて最小１個と幾つかの
導電性パターンとで必要なフィルタ特性を実現すること
もできる。

【００５５】（３）更にまた、導電性パターンは長方形
で構成しているが、円形などでもよい。また、誘電体共
振器を円柱状としたが、直方形や円筒などでもよい。

【００５６】（４）また、上述のような誘電体フィルタ
は通信装置の空中線共用器の分波回路や、その他の分波
装置などに使用して性能を発揮するものと考えられる。

【００５７】（５）更に、誘電体フィルタとしての適用
の他、高周波回路の整合回路や結合回路などとしても適
用することができると考えられる。

【００５８】

【発明の効果】以上述べた様に第１の発明の誘電体装置
は、誘電体共振器が埋設された誘電体のある面の一部分
に傾斜面を設け、この傾斜面に、誘電体共振器との結合
容量を確保し得る形状に導電性パターンを形成し、上記
傾斜面に近接する誘電体のある面に周波数調整用の導電
性パターンを形成し、これらの導電性パターン間をパタ
ーン接続し、これら導電性パターンのいずれかの部分に
入力端子と出力端子とを設けて、所定の通過特性を得る
構成とした。

【００５９】このように構成することで、簡単な構成及
び構造で、しかも小型なものとすることができると考え
られる。

【００６０】このため、製造も比較的に容易に行うこと
ができるものと考えられる。

【００６１】また、第２の発明の誘電体装置は、誘電体
のある面に段差を設け、この段差の低い段差面に、誘電
体共振器との結合容量を確保し得る形状に導電性パター
ンを形成することで、上述の第１の発明と同じような効
果を得ることができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例の誘電体フィルタの斜視図
である。

【図２】一実施例の誘電体フィルタの集中等価回路構成
図である。

【図３】他の実施例の説明図である。

【符号の説明】

１ａ〜１ｆ、５ａ〜５ｂ、６ａ〜６ｂ…導電性パター
ン、２ａ〜２ｅ…ギャップ、３ａ〜３ｄ…誘電体共振
器、４ａ〜４ｄ…結合回路、７ａ…入力端子、７ｂ…出
力端子、Ａ面…正面、Ｄ面…傾斜面。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】直方体状又は立方体状の誘電体中に誘電
体共振器が埋設され、この誘電体のある面の一部分に傾斜面が設けられ、この傾斜面に、埋設されている誘電体共振器との結合容
量を確保し得る形状に導電性パターンが形成され、上記傾斜面に近接する誘電体のある面に周波数調整用の
導電性パターンが形成され、これらの導電性パターン間がパターン接続され、これら導電性パターンのいずれかの部分に入力端子と出
力端子とが設けられて、所定の通過特性を得る構成とさ
れていることを特徴とする誘電体装置。
【請求項２】直方体状又は立方体状の誘電体中に誘電
体共振器が埋設され、この誘電体のある面に段差が設けられ、この段差の低い段差面に、埋設されている誘電体共振器
との結合容量を確保し得る形状に導電性パターンが形成
され、上記低い段差面に近接する誘電体の面に周波数調整用の
導電性パターンが形成され、これらの導電性パターン間がパターン接続され、これら導電性パターンのいずれかの部分に入力端子と出
力端子とが設けられて、所定の通過特性を得る構成とさ
れていることを特徴とする誘電体装置。