JPH0846405A - 誘電体共振器を含むフィルタ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 小型且つ低コストの誘電体共振器を含むフィ
ルタ装置を提供する。 【構成】 誘電体基板１３の上に複数の誘電体共振器１
〜７を並置する。誘電体共振器１〜３の相互結合のため
のストリップラインＬ1 、Ｌ2 を誘電体共振器１〜３の
相互間に配置する。ストリップラインＬ1 、Ｌ2 の少な
くとも一部を平面的に見て外導体２０の下に配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は携帯用電話機等に使用さ
れる誘電体共振器を含むフィルタ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】絶縁性
基板の上に複数の誘電体共振器を配置し、入力端子と出
力端子との間に複数個のコンデンサを直列に接続し、コ
ンデンサ相互間とグランドとの間に誘電体共振器を接続
した構造のフィルタ装置が知られている。

【０００３】上述のフィルタ装置においては、コンデン
サが基板の上に誘電体共振器の端子近傍の専用の領域に
配置されている。従って、基板の面積が大きくなり、フ
ィルタ装置の小型化が困難であった。

【０００４】上述の如き問題を解決するために、本件出
願人は特開平６−２１７０１号で多層基板の中にコンデ
ンサを埋設することを提案した。この構成にすると確か
にフィルタ装置の小型化が達成される。しかし、多層基
板を使用するためにフィルタ装置がコスト高になった。

【０００５】そこで、本発明の目的は、コストの上昇を
抑えて小型化を達成することができるフィルタ装置を提
供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、少なくとも第１及び第２の誘電体共振器が
絶縁性基板の上に配置され、前記第１及び第２の誘電体
共振器又は第１及び第２の誘電体共振器と第１及び第２
のコンデンサとから成る第１及び第２の直列回路が結合
回路で相互に結合され、前記第１及び第２の誘電体共振
器と前記基板の表面との間に隙間が生じるように前記第
１及び第２の誘電体共振器が形成され、前記結合回路の
少なくとも一部が前記第１及び第２の誘電体共振器と前
記基板の表面との間の前記隙間に配置されていることを
特徴とするフィルタ装置に係わるものである。なお、請
求項２に示すように結合回路を分布定数線路にすること
ができる。また、請求項３に示すように結合回路をコン
デンサ（例えばチップコンデンサ又は一対のコンデンサ
電極パターンによるコンデンサ）にすることができる。
また、請求項４に示すように結合回路をインダクタンス
とすることができる。また、請求項５に示すように結合
回路をコンデンサとインダクタンスと分布定数線路から
選択された２つ又は３つの複合回路とすることができ
る。また、請求項６に示すようにフィルタ特性改善又は
調整用分布定数素子の少なくとも一部を外導体と基板の
間に配置することができる。

【０００７】

【発明の作用及び効果】各請求項の発明によれば、誘電
体共振器と基板との間に生じる隙間を利用して結合回路
又は特性改善又は調整用分布定数素子を配置するので、
小型化を達成することができる。また、従来の多層基板
で小型化を図る場合に比べてコストを低減することがで
きる。

【０００８】

【第１の実施例】次に、図１〜図７を参照して本発明の
第１の実施例に係わるデュプレクサ（送受信回路装置）
を説明する。このデュレプレクサは図７に示すように第
１〜第７の誘電体共振器１〜７と、第１〜第９のコンデ
ンサＣ1 〜Ｃ9 と、第１〜第４のストリップラインＬ1
〜Ｌ4 と、送信入力端子８と、送受信アンテナ端子９
と、受信出力端子１０とから成る。

【０００９】送信用バンドストップフィルタ（ＢＳＰ）
１１は、第１、第２及び第３の誘電体共振器１、２、３
と第１、第２及び第３のコンデンサＣ1 、Ｃ2 、Ｃ3 と
の直列回路を入力端子８とアンテナ端子９との間の信号
伝送路とグランドとの間に接続し、分布定数線路として
の第１、第２及び第３のストリップラインＬ1 、Ｌ2、
Ｌ3 を入力端子８とアンテナ端子９との間に順次に直列
に接続し、スタブとしての第４のストリップラインＬ4
の一端を第１及び第２のストリップラインＬ1、Ｌ2 の
間に接続することによって構成されている。なお、第１
〜第３の誘電体共振器１〜３と第１〜第３のコンデンサ
Ｃ1 〜Ｃ3 の直列回路はそれぞれ特定周波数信号の減衰
回路即ちトラップ回路として機能し、第１及び第２のス
トリップラインＬ1 、Ｌ2 は３つの減衰回路の相互結合
素子又は結合回路として機能し、第３のストリップライ
ンＬ3 は位相調整用分布定数素子として機能し、第４の
ストリップラインＬ4 はフィルタ特性改善用の分布定数
素子として機能する。

【００１０】受信用のバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１
２は、第４〜第７の誘電体共振器４〜７と、第４〜第９
のコンデンサＣ1 〜Ｃ9 とから成る。結合素子としての
第４〜第７のコンデンサＣ4 〜Ｃ7 はアンテナ端子９と
受信出力端子１０との間に順次に直列に接続されてい
る。第４及び第６の誘電体共振器４、６は特定周波数を
通過させるためのものであって、信号伝送路とグランド
との間に接続されている。第６及び第７の誘電体共振器
５、７は通過帯域幅を調整するためのトラップ回路を形
成するために第８及び第９のコンデンサＣ8 、Ｃ9 を介
して信号伝送路とグランドとの間に接続されている。な
お、第１〜第７の誘電体共振器はＬＣ並列共振回路で等
価的に示すことができる。

【００１１】図７の回路のデュプレクサは図１〜図６に
示すように構成されている。即ち、アルミナから成る絶
縁性セラミック基板１３の上に第１〜第７の誘電体共振
器１〜７を並置し、且つ円筒型磁器チップコンデンサか
ら成る第１〜第９のコンデンサＣ1 〜Ｃ9 を配置し、且
つ第１〜第４のマイクロストリップラインＬ1 〜Ｌ4を
設けることによって構成されている。

【００１２】各誘電体共振器１〜７は図３及び図４に示
すようにＴＥＭモードの１／４波長同軸型であって、円
筒状磁器誘電体１４と、この一方の端面１５から他方の
端面１６に至る貫通孔１７に設けられた内導体１８と、
誘電体１４の外周面１９に設けられた外導体２０と、一
方の端面１５と外周面１９の一部に設けられた端子導体
２１と、内導体１８と外導体２０を接続するように他方
の端面１６に設けられた短絡導体２２とから成る。各導
体１８、１９、２１、２２は導体ペースト（例えば銀ペ
ースト）を塗布して焼付けたものから成る。

【００１３】基板１３の表面には、銀ペースト（厚膜用
導電性ペースト）を印刷法で所定パターンに塗布し、焼
付けることによって形成した厚膜導体層から成る第１〜
第４のストリップラインＬ1 〜Ｌ4 、入力端子８、アン
テナ端子９、出力端子１０、接続導体層２２〜３２、及
びグランド導体層３１〜３６が設けられている。基板１
３の裏面には図６に示すように表面側から延びている入
力端子８、アンテナ端子９、出力端子１０の他にグラン
ド導体層３７が設けられている。表面側のグランド導体
層３３、３４、３５、３６の下には貫通孔３８、３９、
４０、４１が設けられ、これ等に導体が充填され、これ
によって表面側グランド導体層３３、３４、３５、３６
が裏面側グランド導体層３７に接続されている。

【００１４】送信用のバンドストップフィルタ１１を構
成するための第１〜第３の誘電体共振器１〜３は図１か
ら明らかなように交互に逆向きに並置されている。これ
により、各共振器１〜３の端子２１の相互間隔が長くな
り、端子２１の相互干渉が少なくなるばかりでなく、第
１及び第２のストリップラインＬ1 、Ｌ2 の配置の自由
度が高くなる。バンドスットプフィルタ１１における各
部の接続を更に詳しく説明すると、図１に示すように入
力端子８と導体層２３に第１のコンデンサＣ1 の一対の
電極が半田で接続され、導体層２３に第１の誘電体共振
器１の端子２１が図３に示すように半田４０で接続され
ている。第１の誘電体共振器１の外導体２０はグランド
導体層３３に図２に示すように半田４１で接続されてい
る。入力端子８と導体層２５との間に第１のストリップ
ラインＬ1 が接続されている。この第１のストリップラ
インＬ1 は第１及び第２の誘電体共振器１、２の軸方向
と同一方向に延びる部分を有し、この部分の少なくとも
一部が平面的に見て即ち基板１３の表面に対して垂直な
方向から見て第１及び第２の誘電体共振器１、２の外導
体２０の下に配置されている。即ち第１のストリップラ
インＬ1 の少なくとも一部は基板１３の表面と第１及び
第２の誘電体共振器１、２の外導体２０との間に生じた
隙間に配置されている。これにより、第１のストリップ
ラインＬ1 のみによる基板１３の表面の占有率が小さく
なり、フィルタ装置の小型化が達成される。

【００１５】第２のコンデンサＣ2 の一対の電極は導体
層２４、２５に半田で固着されている。第２の誘電体共
振器２の端子２１は導体層２４に半田で固着され、この
外導体２０はグランド導体層３４に半田で固着されてい
る。第２のストリップラインＬ2 は導体層２５と導体層
２６とを結ぶように設けられ、この少なくとも一部が第
２及び第３の誘電体共振器２、３の外導体２０と基板１
３との間に配置されている。第３のコンデンサＣ3 の一
対の電極は導体層２６、２７に半田で接続されている。
第３の誘電体共振器３の端子２１は導体層２７に半田で
接続され、外導体２０はグランド導体層３５に半田で接
続されている。第３のストリップラインＬ3 は導体層２
６とアンテナ端子９とを結ぶように配置され、このＵ字
状部分の少なくとも一部が第３及び第４の誘電体共振器
３、４と基板１３の間に配置されている。オープンスタ
ブに構成された第４のストリップラインＬ4 は全体とし
てＬ字状に形成され、この一端が導体層２５に接続され
ている。この第４のストリップラインＬ4 は基板１３の
端に沿って延びている第１の部分と第６及び第７の誘電
体共振器６、７の相互間に延びている第２の部分とを有
する。第４のストリップラインＬ4 の第２の部分の少な
くとも一部は第６及び第７の誘電体共振器６、７の外導
体２０と基板１３との間に配置されている。

【００１６】受信側のバンドパスフィルタ１２を構成す
るための第４のコンデンサＣ4 の一対の電極はアンテナ
端子９と導体層２８に半田で接続されている。第４、第
５及び第６の誘電体共振器４、５、６の端子２１は導体
層２８、３０、３１に半田でそれぞれ接続され、それぞ
れの外導体２０はグランド導体層３６に半田で接続され
ている。第５のコンデンサＣ5 の一対の電極は導体層２
８、２９に半田で接続されている。第６のコンデンサＣ
6 の一対の電極は導体層２９、３１に半田で接続されて
いる。第７のコンデンサＣ7 の一対の電極は導体層３１
と出力端子１０とに半田で接続されている。第８のコン
デンサＣ8 の一対の電極は導体層２９、３０に半田で接
続されている。第９のコンデンサＣ9 の一対の電極は出
力端子１０と導体層３２に半田で接続されている。

【００１７】上述から明らかなように、この実施例では
送信側のバンドストップフィルタ１１の第１〜第３の誘
電体共振器１、２、３を互いに逆向きに並置し、ストリ
ップラインＬ1 、Ｌ2 を両者の間に配置し、且つその一
部を平面的に見て外導体２０と基板１３の表面との間の
隙間に配置したので、基板１３の表面が有効に利用され
ている。即ち、基板１３は多層基板でないにも拘らず、
多層基板に近い状態に利用されている。従って、低コス
ト且つ小型のフィルタ装置を提供することができる。

【００１８】

【第２の実施例】次に、図８〜図１１を参照して第２の
実施例のバンドパスフィルタ装置を説明する。但し、図
８〜図１１において図１〜図１０と実質的に同一の部分
には同一の符号を付してその説明を省略する。この実施
例のフィルタ装置は図１１の回路構成になっている。即
ち、入力端子Ｔ1 と出力端子Ｔ2 との間に第１、第２及
び第３のコンデンサＣa 、Ｃb 、Ｃcを直列に接続し、
これ等の相互間とグランドとの間に第１及び第２の誘電
体共振器１ａ、２ａを接続したものである。

【００１９】図１１の回路は図８に示すように１つのセ
ラミック誘電体基板１３ａの上に第１及び第２の誘電体
共振器１ａ、２ａを逆向きに並置することによって構成
されている。基板１３ａの表面には第１及び第２の導体
層５１、５２と第１及び第２のグランド導体層５３、５
４とが設けられている。第１及び第２の誘電体共振器１
ａ。２ａは図１〜図４に示した第１〜第７の誘電体共振
器１〜７と同一に構成されている。第１及び第２の誘電
体共振器１ａ、２ａの端子２１は第１及び第２の接続導
体層５１、５２に半田で接続され、それぞれの外導体２
０は第１及び第２のグランド導体層５３、５４に図９に
示すように半田５５で接続されている。第１及び第２の
接続導体層５１、５２は第１及び第２の誘電体共振器１
ａ、２ａの相互間に延びる細条部分５１ａ、５２ａを有
し、これ等に板状セラミックチップコンデンサから成る
第２のコンデンサＣb の一対の電極が半田で接続されて
いる。この実施例ではコンデンサＣb の一部が外導体２
０と基板１３ａの表面との間に配置されている。なお、
細条部分５１ａ、５２ａの一部も平面的に見て外導体２
０の下に配設してもよい。

【００２０】基板１３ａの裏面には図１０に示すように
導体層から成る入力及び出力端子Ｔ1 、Ｔ2 と裏面グラ
ンド導体層５６とが設けられている。表面の第１及び第
２のグランド導体層５３、５４と裏面のグランド導体層
５６とは貫通孔５７、５８に充填された導体及び側面の
溝５９、６０の導体によって接続されている。また、入
力及び出力端子Ｔ1 、Ｔ2 は図１１の第１及び第３のコ
ンデンサＣa 、Ｃc が得られるように基板１３ａを介し
て表面の第１及び第２の接続導体層５１、５２に対向し
ている。また、入力及び出力端子Ｔ1 、Ｔ2 は基板１３
ａの側面の溝６１、６２に延在している。

【００２１】この実施例においても第１及び第２の誘電
体共振器１ａ、２ａが逆向きに並置され、細条部分５１
ａ、５２ａとコンデンサＣb とから成るこれ等の相互間
の結合回路が両者の間に配置され、且つその少なくとも
一部が平面的に見て外導体の下に配置されているので、
多層基板でないにも拘らず、多層基板と同様に小型化を
達成することができる。

【００２２】

【第３の実施例】次に、図１２〜図１５に示す第３の実
施例のバンドストップフィルタ装置を説明する。但し、
図１２〜図１５において図１〜図１１と実質的に同一の
部分には同一の符号を付してその説明を省略する。第３
の実施例のフィルタ装置は、図１５の等価回路が得られ
るように構成されている。第１及び第２の誘電体共振器
１ｂ、２ｂはＬＣ並列回路に等価な共振器本体部６１、
６２にコンデンサＣ11、Ｃ12を直列接続したものと等価
である。第１及び第２の誘電体共振器１ｂ、２ｂは入力
及び出力端子Ｔ1 、Ｔ2 に接続され、これ等の相互間に
は結合素子としてインダクタンスＬc が接続されてい
る。

【００２３】図１５の回路は図１２〜図１４に示すよう
に誘電体基板１３ｂの上に第１及び第２の接続導体層７
１、７２とグランド導体層７３、７４とを設け、更に導
体層パターンによってインダクタンスＬc を第１及び第
２の接続導体層７１、７２の間に設け、第１及び第２の
誘電体共振器１ｂ、２ｂを配置することによって構成さ
れている。

【００２４】各誘電体共振器１ｂ、２ｂは全体として断
面形状四角形であるが、幅狭の脚部７５をそれぞれ有し
ている。図１２〜図１４において誘電体１４の一方の端
面１５から他方の端面１６に貫通孔１７を有し、貫通孔
１７に内導体１８、外周面１９に外導体２０、１つの端
面１６に短絡導体２２を設けた点においては図１〜図４
の誘電体共振器１〜７と同一であるが、端子導体２１ａ
が内導体１８に接続されていない点で図１〜図４と異な
る。図１４に示すように端子導体２１ａは誘電体１４を
介して内導体１８に対向して図１５のコンデンサＣ11、
Ｃ12を得るために容量結合されている。

【００２５】誘電体共振器１ｂ、２ｂは全体として四角
柱状であるが、脚部７５を有するために並置した時に基
板１３ｂの表面との間に隙間が生じる。そこで、この隙
間を利用して導体層パターンのインダクタンスＬc が基
板１３ｂの表面上に配設されている。

【００２６】また、第１及び第２の誘電体共振器１ｂ、
２ｂの外導体２０の接触を可能にするために誘電体１４
に幅狭部分１４ａが設けられ、この外周面に端子導体２
１が設けられている。

【００２７】基板１３ｂの裏面にはグランド導体層７６
が設けられ、図９と同様に貫通孔（図示せず）の導体で
表面のグランド導体層７３、７４に接続されている。ま
た、入力及び出力端子Ｔ1 、Ｔ2 のために導体層７１、
７２が溝７７、７８を介して基板１３ｂの裏面に延在し
ている。

【００２８】この第３の実施例によれば第１及び第２と
同様な作用効果が得られる他に、第１及び第２の誘電体
共振器１ｂ、２ｂの外導体２０を相互に接触させること
による小型化の効果も得られる。

【００２９】

【変形例】本発明は上述の実施例に限定されるものでな
く、例えば次の変形が可能なものである。 （１） 図８のコンデンサＣb を図１６に示すように第
１の誘電体共振器１ａの一端側に移動し、第１及び第２
の誘電体共振器１ａ、２ａの相互間には導体層５２の細
状部分５２ａのみを配置することができる。図１６でコ
ンデンサＣb の一対の電極は導体層５１と細条部分５２
ａとに半田で接続されている。図１６の構成によっても
図８と同一の作用効果が得られる。 （２） 図１２〜図１４のフィルタ装置の変形として図
１７に示すように第１及び第２の誘電体共振器１ｃ、２
ｃを形成することができる。なお、図１７では誘電体１
４が８角形に形成されている。なお、端子２１ａの部分
は図１２に示すように幅狭に形成されている。しかし、
端子２１ａの部分を幅狭にする代りに、第１及び第２の
誘電体共振器１、２又は１ａ、２ａ、又は１ｃ、２ｃを
この軸方向において相互にずらして逆向きに並置し、一
方の誘電体共振器の端子２１又は２１ａと他方の誘電体
共振器の外導体２０との接触を防ぐことができる。 （３） 図８のコンデンサＣb の変形として図１８に示
すように導体層５１、５２の細条部分５１ａ、５２ａの
対向によって結合容量を得ることができる。 （４） 誘電体共振器１〜７の端子導体２１の代りに金
属製の端子部材を内導体８に接続することができる。 （５） 短絡導体２２を省いて１／２波長型誘電体共振
器とすることができる。 （６） 結合回路をコンデンサとＣとインダクタンスＬ
と分布定数線路（ストリップライン）から選択された２
つ又は３つの複合回路とすることができる。例えば、図
７のストリップラインＬ2 の代りに、インダクタンスを
コンデンサＣ2、Ｃ3 の上端の相互間に接続し、且つコ
ンデンサＣ2 、Ｃ3 の上端とグランドとの間にコンデン
サをそれぞれ接続して結合回路とすることができる。ま
た、図１１のコンデンサＣb の代りに、インダクタンス
とコンデンサの並列回路又はインダクタンスとコンデン
サの直列回路、又はインダクタンスと分布定数線路（ス
トリップライン）との直列回路を接続することができ
る。また図１５のインダクタンスＬc の代りにインダク
タンスとコンデンサの並列回路を接続すること、又はイ
ンダクタンスＬc の両端とグランドとの間にコンデンサ
をそれぞれ接続することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例のデュプレクサを示す平
面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線の一部を示す断面図である。

【図３】図１のＢ−Ｂ線断面図である。

【図４】図１の誘電体共振器を示す斜視図である。

【図５】図１の導体層を有する基板の表面を示す平面図
である。

【図６】図１の基板の底面図である。

【図７】図１のフィルタ装置の等価回路図である。

【図８】第２の実施例のフィルタ装置を示す平面図であ
る。

【図９】図８のＣ−Ｃ線断面図である。

【図１０】図８のフィルタ装置の底面図である。

【図１１】図１０のフィルタ装置の等価回路図である。

【図１２】第３の実施例のフィルタ装置の平面図であ
る。

【図１３】図１２のフィルタ装置の右側面図である。

【図１４】図１２のＤ−Ｄ線断面図である。

【図１５】図１２のフィルタ装置の等価回路図である。

【図１６】変形例のフィルタ装置の平面図である。

【図１７】別の変形例のフィルタ装置の断面図である。

【図１８】コンデンサの変形例を示す平面図である。

【符号の説明】

１〜７ 誘電体共振器 １３ 基板 Ｌ1 〜Ｌ4 ストリップライン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安田 寿博 東京都台東区上野６丁目16番20号 太陽誘 電株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも第１及び第２の誘電体共振器
   が絶縁性基板の上に配置され、 前記第１及び第２の誘電体共振器又は第１及び第２の誘
   電体共振器と第１及び第２のコンデンサとから成る第１
   及び第２の直列回路が結合回路で相互に結合され、 前記第１及び第２の誘電体共振器と前記基板の表面との
   間に隙間が生じるように前記第１及び第２の誘電体共振
   器が形成され、 前記結合回路の少なくとも一部が前記第１及び第２の誘
   電体共振器と前記基板の表面との間の前記隙間に配置さ
   れていることを特徴とするフィルタ装置。
2. 【請求項２】 前記結合回路は少なくとも分布定数線路
   を含むものである請求項１記載のフィルタ装置。
3. 【請求項３】 前記結合回路は少なくとも結合コンデン
   サとこれを接続する細条導体層とを含むものである請求
   項１記載のフィルタ装置。
4. 【請求項４】 前記結合回路は少なくともインダクタン
   スを含むものである請求項１記載のフィルタ装置。
5. 【請求項５】 前記結合回路は、コンデンサとインダク
   タンスと分布定数線路とから選択された２つ又は３つの
   複合回路である請求項１のフィルタ装置。
6. 【請求項６】 少なくとも第１及び第２の誘電体共振器
   が絶縁性基板の上に配置され、 前記第１及び第２の誘電体共振器又は前記第１及び第２
   の誘電体共振器と第１及び第２のコンデンサとから成る
   第１及び第２の直列回路が結合回路で相互に結合され、 フィルタ特性改善又は調整用分布定数素子が設けられ、 前記第１及び第２の誘電体共振器と前記基板の表面との
   間に隙間が生じるように前記第１及び第２の誘電体共振
   器が形成され、 前記分布定数素子の少なくとも一部が前記第１及び第２
   の誘電体共振器と前記基板の表面との間の前記隙間に配
   置されていることを特徴とするフィルタ装置。