JPH09307309A - 面実装型誘電体フィルタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 通過帯域が広く、且つ通過帯域内の信号損失
が低い帯域通過型フィルタ。 【解決手段】 誘電体基板40の表面に、導体パターンと
して入出力端子部5a、5b、入出力結合用ストリップライ
ン7a、7b及び接地パターン６が配備されたベース基板４
と、該ベース基板４の上面において、互いに隣接して配
備される複数個の同軸誘電体共振器１とを具える面実装
型誘電体フィルタにおいて、誘電体基板40の表面に形成
される接地パターン６のうち、隣接する同軸共振器１の
間に形成される接地パターンの一部または全部を削除８
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、数百ＭＨｚから数
ＧＨｚの高周波信号に利用される、面実装型フィルタに
関する。

【０００２】

【従来の技術】通信機器には様々な高周波用フィルタが
利用されており、特に、携帯電話、ＰＨＳ（パーソナル
・ハンディホン・システム）等の移動体通信機器の普及
及び通信利用の増加に伴い、各種フィルタについて、小
型化及び電気的特性の改善が要求されている。従来、高
周波において利用される誘電体フィルタとしては、同軸
誘電体共振器を用いた面実装型誘電体フィルタがあり、
例えば、特開平６−２８３９０４に記載されている。前
記面実装型誘電体フィルタは、図１及び図７のように、
誘電体基板(40)の表面に導体パターンが形成されたベー
ス基板(４)と、該ベース基板(４)の上面において、互い
に隣接して配置される複数の同軸誘電体共振器(１)を具
える。

【０００３】前記同軸誘電体共振器(１)は、図２（ａ）
のように、誘電体部材(２)に、その両端面(20)(21)を通
る貫通孔(22)を形成し、誘電体部材(２)の外周面、貫通
孔(22)の内面及び誘電体部材(２)の何れか一方の端面(2
1)に、導体層(30)(31)(32)を配備し、さらに、図１及び
図２（ａ）のように、前記外周面の導体層(30)の一部を
削除して底面(23)とし、且つ隣接する各同軸共振器(1a)
(1b)における側面の一部を削除して、段間結合用窓(10)
を形成したものである。現在、一般に利用されている同
軸共振器(１)は、基板に容易に実装できるように直方体
に形成されている。ベース基板(４)は、図７（ａ）
（ｂ）のように、誘電体基板(40)の表面に、入出力端子
部(5a)(5b)、入出力結合用ストリップライン(7a)(7b)及
び接地パターン(６)を形成したものである。入出力結合
用ストリップライン(7a)(7b)は、誘電体基板(40)の上面
に、それぞれ各入出力段の同軸共振器(1a)(1b)の底面(2
3)との接触面の内側領域から、該共振器(1a)(1b)の開放
端面(20)との接触部分を通って、各入出力端子部(5a)(5
b)まで形成され、接地パターン(６)は、誘電体基板(40)
の上面及び下面における、同軸共振器(１)の底面(23)と
の接触面の内側領域並びに入出力端子部(5a)(5b)及び入
出力結合用ストリップライン(7a)(7b)の周辺領域を除い
て形成されている。

【０００４】上記のように、誘電体基板(40)の表面に導
体パターンを形成したベース基板(４)に、互いに隣接す
る複数個の前記同軸共振器(１)を配置することによっ
て、入出力結合用ストリップライン(7a)(7b)と各入出力
段同軸共振器(1a)(1b)の孔内面の導体層(31)の間がそれ
ぞれ容量結合して、帯域通過型の面実装型誘電体フィル
タが形成される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】近時、帯域通過型フィ
ルタには、使用用途によって様々な性能が要求されてお
り、その中の１つとして、通過帯域が広く且つ帯域内の
信号損失が低いものが要求されている。帯域通過型フィ
ルタにおいて広帯域化及び低損失化を実現するには、外
部結合と段間結合を強くすればよいことが従来から知ら
れている。前記面実装型フィルタでは、外部結合は、入
出力段同軸共振器(1a)(1b)と入出力結合用ストリップラ
イン(7a)(7b)との間の結合に相当し、段間結合は、隣接
する同軸共振器(１)間の段間結合用窓(10)を介しての結
合に相当する。

【０００６】

【発明の目的】本発明は、ベース基板(４)における接地
パターン(６)の形状を少し変化するだけで、著しい広帯
域化及び低損失化を実現できる面実装型フィルタを提供
することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決する為の手段】本発明は、上記課題を解決
するため、以下のように構成される。面実装型フィルタ
において、誘電体基板の表面に形成される接地パターン
のうち、隣接する同軸共振器の間に形成される接地パタ
ーンの一部または全部を削除する。

【０００８】

【作用及び効果】各同軸共振器間に配備される接地パタ
ーンのうち、一部または全部を削除(８）することによ
り、従来は、図３（ｂ）のように、導体層（３１）と該
共振器間の接地パターン(60)とを結合していた成分が、
図３（ａ）のように、導体層(31)(31)間で結合するよう
になり、段間結合が強められることになる。このフィル
タの通過特性は、図４の実線で示されるような特性曲線
となり、破線で示されるような従来のフィルタの通過特
性よりも、著しく広帯域化及び低損失化された面実装型
誘電体フィルタを実現できる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につい
て、図面に沿って詳述する。本発明による面実装型誘電
体フィルタは、図１のように、誘電体基板(40)の表面に
導体パターンが形成されたベース基板(４)の上面に、２
個の同軸誘電体共振器(１)を互いに隣接して配置したも
のである。該同軸共振器(１)は、図２（ａ）のように、
角柱状の誘電体部材(２)に対して、両端面(20)(21)を通
る貫通孔(22)を形成し、外表面及び貫通孔(22)内面全体
に、導電性材料を被覆して、導体層(30)(31)(32)を形成
する。そして、誘電体部材(２)の何れか一方の端面(20)
と、外周面の１面から、導電性材料を除去して、それぞ
れ開放端面(20)及び底面(23)とする。誘電体部材(２)の
材質は、酸化バリウム、酸化チタン、酸化ネオジウム等
の高誘電率セラミックスが適している。また、導電性材
料としては、銀、銅等の高導電率材料が適している。

【００１０】ベース基板(４)には、前記同軸共振器(１)
を２個横に接して載置できる大きさをもつ誘電体基板(4
0)の表面上に、図２（ｂ）及び（ｃ）のように、導電性
材料のパターンによって、入出力端子部(5a)(5b)、入出
力結合用ストリップライン(7a)(7b)及び接地パターン
(６)が形成される。入出力端子部(5a)(5b)は、該基板
(４)の縁であって、各入出力段の同軸共振器(1a)(1b)の
開放端面(20)近くに形成される。入出力段同軸共振器(1
a)(1b)に対する入出力結合用ストリップライン(7a)(7b)
は、誘電体基板(40)の上面に、それぞれ各共振器(1a)(1
b)の底面(23)との接触面の内側領域から、共振器(1a)(1
b)の開放端面(20)との接触部分を通って、各入出力端子
部(5a)(5b)まで形成される。

【００１１】接地パターン(６)は、誘電体基板(40)の上
面及び下面において、同軸共振器(１)の底面(23)との接
触面の内側領域並びに入出力端子部(5a)(5b)及び入出力
結合用ストリップライン(7a)(7b)の周辺領域を除き、さ
らに、隣接する同軸共振器(1a)(1b)間の略全領域(８)を
除いて形成される。誘電体基板(40)の材質は、アルミナ
等の低誘電体のものが適している。

【００１２】図１及び図２のように、導体パターンが形
成されたベース基板(４)及び前記同軸共振器(1a)(1b)
を、各共振器(1a)(1b)における底面(23)と外側面及び短
絡端面(21)とが交わる辺と、接地パターン(６)とが接触
し、且つ各共振器(1a)(1b)における底面(23)と開放端面
(20)とが交わる辺と、入出力結合用ストリップライン(7
a)(7b)とが接触するように絶縁性接着剤で接着され、共
振器(1a)(1b)の外表面の導体層(30)(32)と接地パターン
(６)がはんだ付けされる。そして、トリミングにより、
互いに隣接する同軸共振器(1a)(1b)の接触面の中央付近
の導体層(30)及び一部の誘電体部材(２)を削除して段間
結合用窓(10)を形成し、さらに、所望の仕様に合わせる
ために、各同軸共振器(1a)(1b)の開放端面(20)にもトリ
ミングを施すことによって、面実装型誘電体フィルタが
完成する。

【００１３】このときの同軸共振器(1a)(1b)間の結合の
度合いは、図３（ａ）で示されており、従来の場合が図
３（ｂ）に示されている。図３において、矢印は電気力
線を示しており、共振器(1a)(1b)間の結合を該電気力線
にて表わし、共振器(1a)(1b)の導体層(31)(31)どうしを
繋ぐ電気力線の本数が多いほど、該結合が強まることを
示している。本実施形態のフィルタは、従来の場合と異
なり、ベース基板(４)において、共振器(1a)(1b)の間に
接地パターン(６)が形成されていないことから、従来の
場合では、図３（ｂ）のように、導体層(31)と共振器(1
a)(1b)の間の接地パターン(60)とを結合していた電気力
線が、図３（ａ）のように、導体層(31)(31)間で結合す
るようになり、結合が強められることになる。その結
果、このフィルタの通過特性は、図４の実線で示される
ような特性曲線となり、破線で示されるような通過特性
を有する従来のフィルタよりも、著しく通過帯域幅が広
く且つ信号の損失が少ない面実装型誘電体フィルタを実
現できる。なお、図３の電気力線は、同軸共振器(1a)(1
b)間の結合の度合い示すため、便宜的に使用したもので
ある。従って、貫通孔内面の導体層(31)と、外周面の導
体層(30)または結合用ストリップライン(7a)(7b)を繋ぐ
電気力線も存在するが、図３では省略されている。ま
た、図３の電気力線の本数が電界の強さの値を示すもの
ではない。さらに、入力信号によって、電気力線の向き
が変わることは言うまでもない。

【００１４】上記実施形態の説明は、本発明を説明する
ためのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限
定し、或は範囲を減縮する様に解すべきではない。又、
本発明の各部構成は上記実施形態に限らず、特許請求の
範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能であるこ
とは勿論である。例えば、上記実施形態では、図２
（ｂ）のように、ベース基板(４)における同軸共振器(1
a)(1b)の間の領域の略全部(８)に接地パターン(６)を形
成しなかったが、該共振器(1a)(1b)は、段間結合用窓(1
0)を介して結合しているから、図５のように、ベース基
板(４)における段間結合用窓(10)と接触する部分、また
は該接触部分とその周辺(80)のみに接地パターン(６)を
形成しなければ、本発明の作用及び効果が実現できる。
また、上記実施形態では、２個の同軸共振器(1a)(1b)を
用いて説明したが、これが３個以上であってもよく、そ
の場合、図６のように、ベース基板(４)における同軸共
振器(１)の間の各領域(８)(８)に接地パターン(６)を形
成しないようにすればよい。さらに、上記実施形態で
は、入出力端子部(5a)(5b)がベース基板(４)上の対向す
る辺に形成されているが、これを同じ辺に形成してもよ
く、その場合、入出力段の同軸共振器(1a)(1b)の端面(2
0)(21)の向きも同じになる。このように、共振器(１)の
端面(20)(21)の向きは、自由に選択でき、それに対応し
て、ベース基板(４)上の導体パターンも変化する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の面実装型フィルタを示す斜視図であ
る。

【図２】本発明の面実装型フィルタの各構成要素を示す
図であって、（ａ）は同軸誘電体共振器を示す斜視図で
あり、（ｂ）はベース基板の平面図であり、且つ（ｃ）
はベース基板の下面図である。

【図３】（ａ）は本発明の面実装型フィルタの断面図で
あって、図１のＡ−Ａ線に沿って断面したものである。
（ｂ）は従来の面実装型フィルタの断面図であり、各共
振器の孔内面の導体層間の結合の度合いを示している。

【図４】本発明の面実装型フィルタの通過特性を示す図
である。

【図５】本発明の面実装型フィルタであって、他の接地
パターンが形成されるときのベース基板を示す平面図で
ある。

【図６】本発明の面実装型フィルタであって、３個の同
軸共振器を用いるときのベース基板を示す平面図であ
る。

【図７】従来の面実装型フィルタにて用いられるベース
基板を示す図であり、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は
下面図である。

【符号の説明】

(１) 同軸誘電体共振器 (４) ベース基板 (５) 入出力端子部 (６)(60) 接地パターン (７) 入出力結合用ストリップライン (８)(80) 接地パターンの削除領域 (10) 段間結合用窓 (40) 誘電体基板

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 誘電体基板(40)の表面に、導体パターン
   として入出力端子部(5a)(5b)、入出力結合用ストリップ
   ライン(7a)(7b)及び接地パターン(６)が形成されたベー
   ス基板(４)と、該ベース基板(４)の上面において、前記
   入出力結合用ストリップライン(7a)(7b)及び接地パター
   ン(６)上へ、互いに隣接して配置される複数個の同軸誘
   電体共振器(１)を具える面実装型誘電体フィルタであっ
   て、前記同軸誘電体共振器(１)は、誘電体部材(２)に、
   その両端面(20)(21)を通る貫通孔(22)を形成し、誘電体
   部材(2)の外周面、貫通孔(22)の内面及び誘電体部材(2)
   の何れか一方の端面(21)に、導体層(30)(31)(32)を配備
   し、さらに、前記外周面の導体層(30)の一部を削除して
   底面(23)とし、且つ隣接する各同軸共振器(1)(1)におけ
   る側面の一部を削除して、段間結合用窓(10)を形成し、
   前記ベース基板(4)の入出力結合用ストリップライン(7
   a)(7b)は、誘電体基板(40)の上面に、それぞれ各入出力
   段の同軸共振器(1a)(1b)の底面(23)との接触面の内側領
   域から、各入出力端子部(5a)(5b)まで形成されている面
   実装型誘電体フィルタにおいて、 誘電体基板(40)の表面に形成される接地パターン(６)の
   うち、隣接する同軸共振器(１)(１)の間に形成される接
   地パターン(60)は、一部または全部が削除(８)されてい
   ることを特徴とする面実装型誘電体フィルタ。
2. 【請求項２】 隣接する同軸共振器(１)(１)の間に形成
   される接地パターン(60)が削除された領域(８)は、該共
   振器(１)(１)間の段間結合用窓(10)と接触する部分また
   は該接触部分及びその周辺(80)である、請求項１に記載
   の面実装型誘電体フィルタ。