JPH0998004A - 誘電体フィルタ - Google Patents

誘電体フィルタ

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JPH0998004A
JPH0998004A JP27676695A JP27676695A JPH0998004A JP H0998004 A JPH0998004 A JP H0998004A JP 27676695 A JP27676695 A JP 27676695A JP 27676695 A JP27676695 A JP 27676695A JP H0998004 A JPH0998004 A JP H0998004A
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JP
Japan
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conductor
coupling element
inductor
dielectric filter
substrate
Prior art date
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JP27676695A
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Inventor
Atsushi Furuta
淳 古田
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Tokin Corp
Original Assignee
Tokin Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 誘電率を持った基板上に回路構成用導体を形
成してインダクタを接続しても、高周波域でのインピー
ダンスの低下がみられず、減衰量の大きい誘電体フィル
タを提供すること。 【解決手段】 同軸型誘電体共振器を結合するための電
気結合素子及び該電気結合素子を電気的に接続するため
の回路構成用導体である電気結合素子接続用導体と接地
導体が形成された基板からなり、前記電気結合素子がイ
ンダクタである誘電体フィルタにおいて、前記インダク
タの二つの接続端子が電気的に接続される互いに電気的
に独立な電気結合素子接続用導体67cの間に、接地導
体に電気的に接続されている導体11が形成されてい
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、主として、移動体
通信機器等に用いられるマイクロ波等、数100MHz
〜数GHzの高周波帯域の誘電体フィルタに関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】図6(a),図6(b)に、従来の誘電
体フィルタの回路構成用導体が形成された基板61の構
造を示す。基板61の部品面は、図6(a)に示すよう
に、入出力端子用導体62a、接地端子用導体63a、
接地導体64a、スルーホール65、共振器接続用導体
66、電気結合素子接続用導体67a,67b,及び6
7cから構成されている。
【0003】基板61の半田面は、図6(b)に示すよ
うに、入出力端子用導体62b、接地端子用導体63
b、及び接地導体64bから構成されている。
【0004】入出力端子用導体62aと62bは、基板
側面に形成された導体62cによって電気的に短絡さ
れ、入出力端子を形成している。
【0005】接地用端子も同様に、図6(c)に示すよ
うに、接地端子用導体63aと63bが、基板側面に形
成された導体63cによって短絡している。
【0006】又、接地導体64aと64bは、スルーホ
ール65によって短絡している。
【0007】同軸型誘電体共振器71は、公知である
が、図7を用いて説明すると、四角柱状の誘電体ブロッ
クの長さ方向に、同軸状に中心孔72が設けられ、誘電
体ブロックの外部には外部導体73、中心孔72の内部
には内部導体74が形成されている。
【0008】又、誘電体ブロックの端面は、電極が形成
された短絡端75と、電極の形成されていない開放端7
6からなる。共振器の長さLは、この共振器によって構
成される誘電体フィルタの中心周波数の1/4波長に選
定される。
【0009】図8に、従来の誘電体フィルタの構造を示
す。
【0010】ここでは、同軸型誘電体共振器を2個用い
た場合の例について述べる。同軸型誘電体共振器71の
外部導体73は、接地導体64a上に電気的に接続され
ている。
【0011】内部導体74と共振器接続用導体66は、
端子ピン81によって電気的に接続されている。
【0012】又、電気結合素子接続用導体67a,67
b,及び67cには、コンデンサ82,83、及びイン
ダクタ84が電気的に接続されている。
【0013】更に、フィルタ全体が、金属ケース85に
よって覆われ、同軸型誘電体共振器上面の外部導体73
と接地端子用導体63aの一部で接地される。
【0014】図9は、上記に示す誘電体フィルタの等価
回路である。
【0015】この誘電体フィルタの具体例として、ε=
5の基板上に、回路構成用導体及び接地導体を形成し
て、ε=90、□3mm、Q=300の同軸型誘電体共
振器(f1=1552MHz,f2=1477MHz)、
1=1.02pF、C2=0.44pF、L1=13nH
として、パンドパスフィルタを構成した場合の周波数特
性を図10に示す。
【0016】この誘電体フィルタの主な特性として、中
心周波数f0=1500MHzで、挿入損失は1.5d
B、3×f0において、約16dBの減衰特性が得られ
ている。
【0017】
【発明が解決しようとする課題】一般に、誘電体フィル
タの特性には、通過帯域内において、低挿入損失である
こと、通過帯域外、特に、中心周波数の2倍、3倍とい
う、より高周波域のスプリアスにおいて、高減衰量であ
ること等があげられる。
【0018】図11(a)は、最も一般的なパンドパス
フィルタの等価回路を示している。fの共振周波数を持
つ共振器は、コンデンサC1〜C3によって結合してい
る。
【0019】高周波域で高減衰量を得るには、コンデン
サC1〜C3のいずれかをインダクタによって結合してや
ればよい[例えば、図11(b)のように、C3をL1
替える等である]。つまり、式1及び式2に示すよう
に、図12(a)によれば、コンデンサのインピーダン
スは、周波数とともに低下するのに対して、インダクタ
のインピーダンスは、周波数とともに増加するからであ
る。
【0020】 コンデンサのインピーダンス Z=1/jωC ・・・・・・・・・・ (式1) インダクタのインピーダンス N=jωL ・・・・・・・・・・・・・ (式2) 但し、jは虚数単位、ωは角周波数、Cはコンデンサの
容量、Lはインダクタンスとする。
【0021】しかしながら、従来の技術によれば、誘電
率を持った基板上に回路構成用導体を形成してインダク
タを接続するので、基板の誘電性によって回路構成用導
体の間にCsなる容量が発生するため、実際の等価回路
としては、図11(c)に示すように、インダクタとコ
ンデンサが並列に接続されたようになる。
【0022】従って、この部分のインピーダンスは、式
3のようになり、図12(b)に示すように、共振点を
越えた高周波域では、インピーダンスは低下するので、
減衰量も低下するという問題があった。
【0023】インダクタとコンデンサの並列回路のイン
ピーダンス 1/Z=1/(1/jωC+jωL) ・・・・・・・・・・・・・・ (式3)
【0024】本発明の課題は、誘電率を持った基板上に
回路構成用導体を形成してインダクタを接続しても、高
周波域でのインピーダンスの低下がみられず、減衰量の
大きい誘電体フィルタを提供することにある。
【0025】
【課題を解決するための手段】本発明によると、同軸型
誘電体共振器を結合するための電気結合素子及び該電気
結合素子を電気的に接続するための回路構成用導体であ
る電気結合素子接続用導体と接地導体が形成された基板
からなり、前記電気結合素子がインダクタである誘電体
フィルタにおいて、前記インダクタの二つの接続端子が
電気的に接続される互いに電気的に独立な電気結合素子
接続用導体の間に、接地導体に電気的に接続されている
導体が形成されていることを特徴とする誘電体フィルタ
が得られる。
【0026】又、本発明によると、前記電気結合素子接
続用導体の間に形成された導体が、スルーホールによっ
て前記接地導体と電気的に接続されていることを特徴と
する上記誘電体フィルタが得られる。
【0027】又、本発明によると、前記基板に凹部が形
成され、該凹部に前記接地導体と電気的に接続されてい
る導体が形成されていることを特徴とする上記誘電体フ
ィルタが得られる。
【0028】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面を用い
て説明する。
【0029】本発明の第1の実施例の誘電体フィルタに
用いられる基板を図1に示す。図1に示すように、基板
部品面には、インダクタ電気結合素子接続用導体67c
の間に、接地導体11が形成されている。接地導体11
は、スルーホール12によって、半田面にある接地導体
64b(図6参照)に短絡しているため、インダクタ電
気結合素子接続用導体67c間の基板による容量結合
は、除去あるいは低減される。
【0030】従来の技術で述べた誘電体フィルタのイン
ダクタ電気結合素子接続用導体の間に、この接地導体1
1のパターン及びスルーホール12を形成した時の周波
数特性を図2に示す。
【0031】コンデンサ、インダクタ、及び共振周波数
等の定数や、その他の構造については、従来の技術で述
べたのと同様である。
【0032】この誘電体フィルタの主な特性は、通過帯
域内、あるいは通過帯域近傍での特性は、従来の技術で
述べたとほとんど同じであるが、図2に示すように、3
×f0での減衰量は、約25dBと、従来の場合に比
べ、約9dBの減衰量の改善が見られた。
【0033】図3は、本発明の第2の実施例の誘電体フ
ィルタ用の基板である。インダクタ電気結合素子接続用
導体67c間には、接地導体11が形成され、インダク
タ電気結合素子接続用導体67c間の外側にスルーホー
ル12が形成され、接地導体64bに短絡している。
【0034】スルーホール12の径の大きさには、最小
限度があるため、インダクタ電気結合素子接続用導体6
7cの間隔が、スルーホール12の最小径よりも狭い場
合に、特に効果がある。
【0035】図4は、本発明の第3の実施例の誘電体フ
ィルタ用の基板である。インダクタ電気結合素子接続用
導体67c間には、導体11が形成され、接地端子用導
体63a間に接続されている。
【0036】本実施例は、スルーホールが形成できな
い、あるいは形成が難しい場合に、特に有効である。
【0037】図5(a)は、本発明の第4の実施例の誘
電体フィルタ用の基板である。基板に形成された凹部5
1に導体11が形成されている。
【0038】インダクタの下面と接地導体が接触する
と、インダクタの電磁界の漏れの影響により、Qの低下
やインダクタンスのずれが生じる。
【0039】従って、導体11が形成される部分を凹部
に形成し、インダクタの下面と導体11が接触しないよ
うにすることで、上記問題が解決している。
【0040】なお、図5(b)に示すように、第3の実
施例で示したようなスルーホール12が形成できないよ
うな場合においても、凹部51をインダクタ電気結合素
子接続用導体67cの間のみに設け、インダクタの下面
と導体11が接触しないようにすることが可能である。
【0041】
【発明の効果】以上に述べたとおり、本発明によれば、
インダクタが接続用導体の間に接地導体を形成すること
によって、基板による導体間の容量結合が除去あるいは
低減され、高周波域でのインピーダンスの低下を防ぐこ
とができるので、高周波域での誘電体フィルタの減衰特
性の改善が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例の誘電体フィルタに用い
られる基板の基板部品面を示す平面図。
【図2】本発明の第1の実施例の誘電体フィルタによる
特性を示す図。
【図3】本発明の第2の実施例の誘電体フィルタに用い
られる基板の基板部品面を示す平面図。
【図4】本発明の第3の実施例の誘電体フィルタに用い
られる基板の基板部品面を示す平面図。
【図5】本発明の第4の実施例の誘電体フィルタに用い
られる基板の基板部品面を示す平面図。
【図6】従来の誘電体フィルタの回路構成用導体が形成
された基板の構造を示した説明図。図6(a)は、基板
部品面の平面図。図6(b)は、基板半田面の平面図。
図6(c)は、接地端子用導体と基板側面に形成された
導体によって電気的に接続されている状態を示す斜視
図。
【図7】同軸型誘電体共振器の構造を示す図。図7
(a)は、四角柱状の誘電体共振器の斜視図。図7
(b)は、四角柱状の誘電体共振器の部分破断図。
【図8】従来の誘電体フィルタの構造を示した斜視図。
【図9】図8に示す誘電体フィルタの等価回路を示す回
路図。
【図10】図8に示す誘電体フィルタの特性を示す図。
【図11】インダクタに基板容量が付加した時の誘電体
フィルタの等価回路を示す回路図。図11(a)は、共
振器がC1〜C3に結合しているバンドパスフィルタの等
価回路を示す図。図11(b)は、C3をL1に替えたバ
ンドパスフィルタの等価回路を示す図。図11(c)
は、C3をインダクタとコンデンサが並列に接続された
バンドパスフィルタの等価回路を示す図。
【図12】高周波域でのC,L,C及びL並列の減衰特
性を示す図。図12(a)は、インダクタ及びコンデン
サの減衰特性を示す図。図12(b)は、インダクタに
基板容量が付加した時の減衰特性を示す図。
【符号の説明】
11,62c,63c,64a,64b (接地)導
体 12 スルーホール 51 凹部 61 基板 62a,62b 入出力端子用導体 63a,63b 接地端子用導体 65 スルーホール 66 共振器接続用導体 67a,67b,67c (インダクタ)電気結合素
子接続用導体 71 同軸型誘電体共振器 72 中心孔 73 外部導体 74 内部導体 75 短絡端 76 開放端 81 端子ピン 82,83 コンデンサ 84 インダクタ 85 金属ケース L 長さ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 同軸型誘電体共振器を結合するための電
    気結合素子及び該電気結合素子を電気的に接続するため
    の回路構成用導体である電気結合素子接続用導体と接地
    導体が形成された基板からなり、前記電気結合素子がイ
    ンダクタである誘電体フィルタにおいて、前記インダク
    タの二つの接続端子が電気的に接続される互いに電気的
    に独立な電気結合素子接続用導体の間に、接地導体に電
    気的に接続されている導体が形成されていることを特徴
    とする誘電体フィルタ。
  2. 【請求項2】 前記電気結合素子接続用導体の間に形成
    された導体が、スルーホールによって前記接地導体と電
    気的に接続されていることを特徴とする請求項1記載の
    誘電体フィルタ。
  3. 【請求項3】 前記基板に凹部が形成され、該凹部に前
    記接地導体と電気的に接続されている導体が形成されて
    いることを特徴とする請求項1又は2記載の誘電体フィ
    ルタ。
JP27676695A 1995-09-28 1995-09-28 誘電体フィルタ Withdrawn JPH0998004A (ja)

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