JPH10126107A - 誘電体フィルタ - Google Patents

誘電体フィルタ

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JPH10126107A
JPH10126107A JP9196080A JP19608097A JPH10126107A JP H10126107 A JPH10126107 A JP H10126107A JP 9196080 A JP9196080 A JP 9196080A JP 19608097 A JP19608097 A JP 19608097A JP H10126107 A JPH10126107 A JP H10126107A
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conductor
short
face
circuit
dielectric
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JP9196080A
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Inventor
Seigo Hino
聖吾 日野
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Niterra Co Ltd
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NGK Spark Plug Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01PWAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00Auxiliary devices
    • H01P1/20Frequency-selective devices, e.g. filters
    • H01P1/201Filters for transverse electromagnetic waves
    • H01P1/205Comb or interdigital filters; Cascaded coaxial cavities
    • H01P1/2056Comb filters or interdigital filters with metallised resonator holes in a dielectric block

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】誘電体ブロックに複数の貫通孔を互いに平行に
形成して、該貫通孔の内周面に内導電膜を形成し、各貫
通孔ごとに誘電体同軸共振子を構成した高周波用誘電体
フィルタにおいて、製造工程における各フィルタ素子の
位置のずれや寸法のばらつきに関係なく段間結合部を正
確かつ容易に形成できるようにすること。 【解決手段】短絡端面となる誘電体ブロックの一端面に
おける、各共振器を結ぶ方向に対して平行にのびる少な
くとも一方の縁部を切除して短絡導体非形成部を設けた
ことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、誘電体同軸共振器
を複数並設してなる誘電体フィルタに関する。
【0002】
【従来の技術】誘電体ブロックに、各々その一端面から
相対した他端面までのびる複数の貫通孔を互いに平行に
設け、各貫通孔の内周面に内導体を設けて複数の誘電体
同軸共振器を形成し、誘電体ブロックの外周面の実質的
な部分に外導体を設け、誘電体ブロックの一端面に、外
周面の外導体と各貫通孔の内周面の内導体とを接続する
短絡導体を設けて短絡端面とし、他端面を開放端面とし
た誘電体フィルタは種々提案され、高周波帯域に対応す
るフィルタとして用いられている。このような誘電体フ
ィルタにおける各共振器間の段間結合手段としては、従
来図8に示すように、誘電体ブロックAの一端面すなわ
ち短絡端面B上において、二つの共振器C間に短絡導体
のない領域Dを設けることが提案されている(特開平3
−293802号公報参照)。また本出願人は先に特願平6−
163189号(特開平8−8607号公報)において、図9に示
すように誘電体ブロック1に、二つの貫通孔2a、2bを互
いに平行に形成し、該貫通孔2a、2bの内周面に内導体3
a、3bを形成して二つの誘電体同軸共振器を構成し、所
要外周面に外導体4を形成し、誘電体ブロック1の一端
面に、外導体4と内導体3a、3bとを接続する短絡導体端
面5を形成し、他端面を開放端面6とした高周波用誘電
体フィルタにおいて、短絡導体端面5付近の外周面に、
貫通孔2a、2bと直交する方向に渡って外導体4の除去帯
域すなわちスロット7を形成して誘電体同軸共振器相互
の結合と、有極化とを容易にかつ同時的に達成できるよ
うにしたものを提案してきた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】この種の高周波用誘電
体フィルタにおいて、誘電体同軸共振器相互を結合する
ために従来提案されてきた図8に示すように短絡端面側
に共振器の間を横切る方向に短絡導体のない領域すなわ
ちスロットを形成したものでは、十分な結合を得るため
にはスロットの幅を大きくする必要があり、すなわちス
ロットの面積を大きくすなわち短絡端面の全面積の約2
/3程度にする必要があり、そのためQ値が低下すると
いう問題があった。また、短絡端面側に共振器の間を横
切る方向に穿孔して結合用スロットを形成する場合に
は、機械的強度が低下することとなる等の問題もあっ
た。また先に提案した図9に示すものでは、通常この種
のフィルタは結合用スロットの形成されている誘電体ブ
ロックの外周面の反対側の外周面である下側面に形成さ
れた入出力端子8a、8bを表面実装形式でプリント基板の
回路に直接接続した後、外方よりシールドケースが施さ
れる。このシールドケースの内壁が誘電体ブロックの外
周面すなわち上側面の結合用スロット7に近接または接
触すると、結合量が変化するためシールドケースの内壁
が誘電体ブロックの外周面すなわち上側面の結合用スロ
ット7から少なくとも3mm以上離す必要がある。そのた
めこの種の高周波用誘電体フィルタに要求されている薄
型化に対処できないという問題があった。更に、この種
の高周波用誘電体フィルタの製造に当たっては、量産の
ために多数(例えば20〜30個)のフィルタ素子を治具で
挾持し、スクリーン印刷法により銀ペーストを塗布して
導体層を形成しており、そのため治具で挾持された多数
のフィルタ素子のわずかな位置のずれや個々のフィルタ
素子の寸法のばらつきにより、上述のような先に提案さ
れてきた構造のものでは結合用スロットを成す抜きパタ
ーンを正確な位置に施すことができないという問題があ
った。
【0004】このような観点から、本発明は、上述のよ
うな従来技術に伴う問題点を解決し、短絡面の狭い領域
に正確にパターニングを行うことを必要とせずに結合部
を簡単かつ正確に位置決めでき、Q値の低下なしに十分
な結合が得られ、さらには薄型化の要望に対応できる誘
電体フィルタを提供することを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、誘電体ブロックに、各々その一端面か
ら相対した他端面までのびる複数の貫通孔を互いに平行
に設け、各貫通孔の内周面に内導体を設けて複数の共振
器を形成し、誘電体ブロックの外周面の実質的な部分に
外導体を設け、誘電体ブロックの前記一端面に、外周面
の外導体と各貫通孔の内周面の内導体とを接続する短絡
導体を設けて短絡端面とし、前記他端面を開放端面とし
た誘電体フィルタにおいて、前記短絡端面となる誘電体
ブロックの前記一端面における、各共振器を結ぶ方向に
対して平行にのびる少なくとも一方の縁部を切除して短
絡導体非形成部を形成したことを特徴としている。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明の一つの実施の形態におい
ては、短絡導体非形成部は、各共振器を結ぶ方向に対し
て平行にのびる短絡端面の一縁部における段部として構
成され得る。また別の実施の形態では、短絡導体非形成
部は、各共振器を結ぶ方向に対して平行にのびる短絡端
面の一縁部における面取り部として構成され得る。更に
本発明の各実施の形態においては、前記短絡導体非形成
部を成す段部または面取り部は、短絡端面の一縁部の端
から端までのびるように形成することができる。更にま
た、短絡導体非形成部の幅は、0.2<w<1.2の範囲、好
ましくは0.7mm前後の範囲に設定され得る。
【0007】このように構成した本発明の高周波用誘電
体フィルタにおいては、従来のように短絡面の狭い領域
に正確にパターニングを行う必要がなく、フィルタ素子
に予め段部や面取り部のような短絡導体非形成部を形成
することで、外周面に銀ペーストを塗布して導体層を形
成しても容易にかつ正確に短絡導体非形成部を得ること
ができるようになる。また、機能的にはこの種の高周波
用誘電体フィルタにあっては、各貫通孔を単位とする誘
電体同軸体共振器相互は、開放端面側で電界結合し、短
絡端面で磁界結合するので、各共振器を結ぶ方向に対し
て平行にのびる短絡端面の縁部に短絡導体非形成部を設
けたことにより、磁界が外導体側へ逃げにくく、磁界結
合が強くなる。このためその全体として、磁界結合が電
界結合を上回り、隣接する共振器相互は磁界で結合し、
段間結合が発生する。
【0008】また、短絡導体非形成部を形成する手段と
しては、ダイシングソー等で誘電体ブロックの端面の縁
部を段状または面取り状に削り取る。このような段部ま
たは面取り部の形成は、誘電体ブロックをプレス加工す
ると同時に形成することができ、そして短絡導体非形成
部を除いて銀ペーストのような導電材料を塗布すること
により、短絡導体面を形成する。代りに、短絡導体を成
膜した後に、短絡端面の縁部を切削してもよい。
【0009】
【実施例】以下添附図面の図1〜図7を参照して本発明
の実施例について説明する。図1は、単一の誘電体ブロ
ック1により二つの誘電体同軸共振器を構成してなる二
段型高周波用誘電体フィルタを示す。誘電体ブロック1
は、酸化チタン系のセラミック誘電体から成り、一方の
端面1aと、他方の端面1bと、四つの外側面1c、1d、1e、
1fを備えた直方体状をしている。誘電体ブロック1に
は、一方の端面1aから他方の端面1bまでのびる二つの互
いに平行な貫通孔2a、2bが設けられ、各貫通孔2a、2bの
内周面には内導体3a、3bが塗着形成されて二つの誘電体
同軸共振器を構成している。誘電体ブロック1の外側面
1c、1d、1e、1fにはアース導体を成す外導体4が形成さ
れている。また誘電体ブロック1の一方の端面1aには外
側面1c、1d、1e、1f上の外導体4と連続して短絡導体5
が形成され、この短絡導体5は各誘電体同軸共振器の内
導体3a、3bを外導体4に接続して短絡端面を構成してい
る。また図2に示すように誘電体ブロック1の他方の端
面1bには導体は形成されずに開放端面6を構成してい
る。
【0010】誘電体ブロック1の外側面の一つ1cには、
外導体4と絶縁させて入出力導体8a、8bが形成され、一
方の入出力導体8aは誘電体ブロック1を介して内導体3a
と容量的に接続され、他方の入出力導体8bは同様に誘電
体ブロック1を介して内導体3bと容量的に接続されてい
る。そして、これらの入出力導体8a、8bの一方を所要電
路の入力端に接続し、他方を出力端に接続して、高周波
用誘電体フィルタの電気的接続が施される。
【0011】次に本発明の要部につき説明する。図1に
示すように、誘電体ブロック1の短絡端面5において、
各共振器を結ぶ方向に対して平行にのびる、短絡端面5
の一縁部に短絡導体非形成部を成す段部9が設けられ、
この段部9は、短絡導体を被覆する前に誘電体ブロック
1をダイシングソー、レーザートリマーやサンドブラス
トの適当な切削手段を用いて切削するにより形成され得
る。代りに、段部9は、誘電体ブロック1の形成時に同
時に形成することもできる。
【0012】図3には変形実施例を示し、図1及び図2
の装置と対応した部分は図1と同じ符号で示す。図3に
示す実施例では、短絡端面5の一縁部に短絡導体非形成
部を成す面取り部10が設けられ、この面取り部10は、図
1の段部9と同様に短絡導体を被覆する前に形成され得
るか、誘電体ブロック1の形成時に同時に形成され得
る。
【0013】このように構成した本発明によるフィルタ
の特性を、図8に示すような従来のフィルタの特性と比
較した結果、本発明によるものでは短絡導体非形成部
9、10の面積が比較的小さくても充分な結合効果が得ら
れたのに対して、図8に示すような従来のフィルタにお
いては短絡端面の面積の2/3程度まで短絡導体除去領
域を形成する必要があることが認められた。そのため図
8に示すような従来のフィルタにおいては調整が難し
く、またQ値の低下が避けられない。
【0014】また、短絡導体非形成部9、10を幅方向に
大きくしていくと、結合効果が顕著に現れることが認め
られた。このことは、図3に示すフィルタにおいて、短
絡導体非形成部10の幅wを、それぞれ0.2mm、0.7mm、1.
2mmに設定した三種のフィルタについて、周波数特性を
測定した結果を図4、図5及び図6に示したように短絡
導体非形成部10の幅wが大きくなるに従い2.5dBでの帯
域幅BWが拡大していることからも理解される。また、
前記三種のフィルタの伝送特性値を求めた結果を表1に
示す。なお、表1から明らかなように、短絡導体非形成
部10の幅wが0.2mm程度であると、挿入損失が仕様値よ
り大きく、1.2mm程度であると今度は減衰値が仕様値よ
り小さくなり、これらの中間値である0.7mm前後におい
て挿入損失及び減衰値のいずれも仕様値を満足すること
ができた。これにより結合効果の点から見れば、短絡導
体非形成部9の幅wは、できるだけ大きい方が望ましい
が、挿入損失及び減衰値の仕様等の面から0.2<w<1.2
の範囲、最も好ましくは0.7mm前後の範囲に設定すべき
である。
【0015】
【0016】図7には図3に示す示す実施例の変形例を
示し、図3の装置と対応した部分は図3と同じ符号で示
す。図7に示す実施例では、短絡導体非形成部を成す面
取り部10は各共振器を結ぶ方向に対して平行にのびる両
縁部にそれぞれ設けられ、これらの面取り部10は、図3
の場合と同様に短絡導体を被覆する前に形成され得る
か、誘電体ブロック1の形成時に同時に形成され得る。
【0017】上述の実施例では、二つの誘電体同軸共振
器から成る二段型高周波用誘電体フィルタとして構成し
ているが、本発明は三つの誘電体同軸共振器から成る三
段型高周波用誘電体フィルタにも適用可能であり、さら
には、四以上の段からなる高周波用誘電体フィルタにも
適用可能である。
【0018】また図1〜2の実施例においては、短絡導
体非形成部は、誘電体ブロック1の短絡端面5におけ
る、各共振器を結ぶ方向に対して平行にのびる一縁部に
設けられているが、代りに図7の場合と同様に各共振器
を結ぶ方向に対して平行にのびる両縁部にそれぞれ短絡
導体非形成部を設けるようにすることもできる。
【0019】さらに本発明による誘電体フィルタにおい
ては、誘電体フィルタの特性(周波数帯域幅,減衰極発
生周波数等)は、短絡導体非形成部面積により調整する
ことができる。従って、その特性を調整する必要のある
場合には、短絡導体非形成部の面積を変えたり、または
導体を後付する等の手段により容易に調整することがで
きる。
【0020】
【発明の効果】以上説明してきたように本発明によれ
ば、従来のように短絡面の狭い領域に正確にパターニン
グを行う必要がなく、フィルタ素子に予め段部や面取り
部のような短絡導体非形成部を形成することで、量産工
程における各フィルタ素子の位置のずれや寸法のばらつ
きがあっても段間結合部を容易にかつ正確に得ることが
できるようになり、生産性が高いことは勿論のこと、Q
値の低下を伴うことなしに所望の結合特性を制御性よく
容易に得ることができ、しかもフィルタの薄型化の要求
も満たして、かつ機械的強度の低下もなく、この種の高
周波用誘電体フィルタの特性の安定化に寄与し得る優れ
た効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例による二段型高周波用誘電
体フィルタの斜視図。
【図2】 図1のフィルタの底部から見た概略斜視図。
【図3】 本発明の変形実施例による二段型高周波用誘
電体フィルタの概略斜視図。
【図4】 短絡導体非形成部の幅wが0.2mmの場合にお
ける図3に示すフィルタの周波数特性を示すグラフ。
【図5】 短絡導体非形成部の幅wが0.7mmの場合にお
ける図3に示すフィルタの周波数特性を示すグラフ。
【図6】 短絡導体非形成部の幅wが1.2mmの場合にお
ける図3に示すフィルタの周波数特性を示すグラフ。
【図7】 図3に示すフィルタの変形例を示す概略斜視
図。
【図8】 従来の誘電体フィルタの一例を示す斜視図。
【図9】 先に提案した誘電体フィルタを示す斜視図。
【符号の説明】
1 :誘電体ブロック 2a、2b:貫通孔 3a、3b:内導体 4 :外導体 5 :短絡導体(短絡端面) 6 :開放端面 9、10:短絡導体非形成部

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 誘電体ブロックに、各々その一端面から
    相対した他端面までのびる複数の貫通孔を互いに平行に
    設け、各貫通孔の内周面に内導体を設けて複数の共振器
    を形成し、誘電体ブロックの外周面の実質的な部分に外
    導体を設け、誘電体ブロックの前記一端面に、外周面の
    外導体と各貫通孔の内周面の内導体とを接続する短絡導
    体を設けて短絡端面とし、前記他端面を開放端面とした
    誘電体フィルタにおいて、前記短絡端面となる誘電体ブ
    ロックの前記一端面における、各共振器を結ぶ方向に対
    して平行にのびる少なくとも一方の縁部を切除して短絡
    導体非形成部を形成したことを特徴とする誘電体フィル
    タ。
  2. 【請求項2】 前記短絡導体非形成部が、各共振器を結
    ぶ方向に対して平行にのびる前記短絡端面の一縁部にお
    ける段部として構成されている請求項1に記載の誘電体
    フィルタ。
  3. 【請求項3】 前記短絡導体非形成部が、各共振器を結
    ぶ方向に対して平行にのびる前記短絡端面の一縁部にお
    ける面取り部として構成されている請求項1に記載の誘
    電体フィルタ。
  4. 【請求項4】 前記短絡導体非形成部が、前記短絡端面
    の一縁部の端から端までのびている請求項1〜3のいず
    れか1項に記載の誘電体フィルタ。
  5. 【請求項5】 前記短絡導体非形成部の幅wが、0.2<
    w<1.2の範囲である請求項1〜3のいずれか1項に記
    載の誘電体フィルタ。
JP9196080A 1996-08-30 1997-07-22 誘電体フィルタ Pending JPH10126107A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
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DE69723174T DE69723174D1 (de) 1996-08-30 1997-08-28 Dielektrisches Filter
EP97420154A EP0827232B1 (en) 1996-08-30 1997-08-28 Dielectric filter

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EP0827232B1 (en) 2003-07-02
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