JPH1127004A

JPH1127004A - 誘電体フィルタ

Info

Publication number: JPH1127004A
Application number: JP19320997A
Authority: JP
Inventors: Kenji Ito; 憲治伊藤
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 1997-07-02
Filing date: 1997-07-02
Publication date: 1999-01-29

Abstract

(57)【要約】【課題】波形整形が容易で、小型で、機械的強度の高
い誘電体フィルタを提供する。【解決手段】共振器３Ａ，３Ｂを複数個一方向に並設
し、かつ所要外周面にアース導体７を被覆してなる誘電
体同軸共振器ブロック２ａの、その上面又は下面に、複
数の誘電体層１１ａ〜１１ｄを積層してなる回路積層体
１０ａを配設し、該回路積層体１０ａによりパターン回
路Ｙを担持して、該パターン回路Ｙを共振器回路Ｘと接
続することにより所要濾波回路を構成するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車電話、携帯
電話等の移動体通信機器に用いられる、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】図８で示すように、誘電体同軸共振器ブ
ロックａに、貫通孔の内周面に導電層を形成してなる共
振導体により構成される共振器ｂを複数個一方向に並設
し、かつ貫通孔が開口する開放端面を除く所要外周面に
アース導体ｃを被覆すると共に、一端側の共振器ｔと結
合する入力端子パッドＰ₁ をアース導体ｃと区画して側
面に形成し、他端側の共振器ｔと結合する出力端子パッ
ドＰ₂ をアース導体ｃと区画して側面に形成してなる誘
電体フィルタは種々提案されている。この構成は、同図
で示すように、開放端面で、各貫通孔の口端に形成した
ザグリｄの表面に導電被膜を被覆したり、該開放面にパ
ターン導体を印刷する等により、各共振器の共振導体に
接続する導電層ｅを形成し、各導電層ｅ相互を結合し
て、これによりバンドパスフィルタを構成するようにし
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
に、ザグリやパターンの形成によって、共振器相互を結
合するための回路を形成した場合には、得られる回路定
数に限界があり、設計に制約を生じる。さらには、バン
ドエリミネートフィルタを構成する誘電体フィルタに、
ローパスフィルタや、ハイパスフィルタを結合して、高
周波側又は低周波側の特性を調整する必要のある場合も
ある。

【０００４】そこで、このような課題を達成するため
に、コイルやコンデンサ等の集中定数部品を使用したも
のが提案された。しかるにかかる構成にあっては、設計
に自由度が与えられる反面、組み付け工数が増加し、か
つ形態も直方体のような整一な形状とならず、寸法が大
きくなり、かつ雑然とした回路配列となって、回路設計
が複雑化し、さらには機械的強度も低下する等の問題が
あった。本発明は、かかる問題点を除去することを目的
とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、共振器が複数
個並設され、かつ所要外周面にアース導体が被覆されて
なり、各共振器が結線されてなる共振器回路を担持する
誘電体同軸共振器ブロックの、その上面又は下面のいず
れか一方又は両方に、複数の誘電体層が積層されてな
り、その積層面に形成した複数の電極パターンが結線さ
れてなるパターン回路を担持する回路積層体を配設し、
誘電体同軸共振器ブロックの共振器回路に回路積層体の
パターン回路を接続することにより所要濾波回路を構成
するようにしたことを特徴とする誘電体フィルタであ
る。

【０００６】かかる構成にあって、誘電体同軸共振器ブ
ロックの上面又は下面のいずれか一方又は両方に誘電体
層が配設された単純構成により、整一な形状の誘電体フ
ィルタが形成されると共に、回路積層体の構造を選定す
ることにより、任意の回路定数のものを構成することが
できる。

【０００７】ここで、誘電体同軸共振器ブロックを誘電
体磁器により一体的に形成し、その上面又は下面のいず
れか一方又は両方に、複数の誘電体層を積層して焼結し
て、１チップ構造とした回路積層体を接合するようにし
ても良い。このように、回路積層体を１チップ構造とす
ることにより、誘電体同軸共振器ブロックの側面に、該
チップを接合するだけで、容易に誘電体フィルタを構成
し得ることとなる。

【０００８】また、前記誘電体同軸共振器ブロックを、
複数枚の誘電体層を積層して構成するようにし、回路積
層体を構成する誘電体層と共に積層して、一体焼結する
ようにしても良い。これにより、同一材料から多数枚の
誘電体層を形成して、これを積層した後に焼結するだけ
で誘電体フィルタを構成することができ、その全体を一
体焼結するものであるから、機械的強度が向上すると共
に、生産性が良好となる。

【０００９】前記回路積層体により構成されるパターン
回路としては、各共振器と結合するローパスフィルタ回
路又はハイパスフィルタ回路のいずれをも形成すること
ができ、バンドエリミネートフィルタを構成する誘電体
フィルタに、ローパスフィルタを結合して、共振波形の
高周波側の減衰特性を急峻としたり、またはハイパスフ
ィルタを結合して、低周波側の減衰特性を急峻とするこ
とができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１，２は、本発明の第一実施例
を示し、酸化チタン系，酸化バリウム系等の誘電体セラ
ミック材料を焼結してなる直方体形状の誘電体同軸共振
器ブロック２ａに、二つの共振器３Ａ，３Ｂを一方向に
平行に配設し、その上下面のいずれか、ここでは下面に
回路積層体１０ａを接合してなる誘電体フィルタ１ａを
示す。

【００１１】前記共振器３Ａ，３Ｂは、図２で示すよう
に、円管状の貫通孔５に夫々共振導体６を塗着形成して
なり、さらに、その貫通孔５が開口する開放端面８と下
面を除く外周面にアース導体７を被覆している。この共
振器３Ａ，３Ｂは、共振周波数のλ／４に相当する共振
長寸法にほぼ一致させている。そして、前記誘電体同軸
共振器ブロック２ａの開放端面８には、共振器３Ａ，３
Ｂから、該延出導体９ａ，９ｂが延出される。さらに、
該延出導体９ａ，９ｂと間隔を置いて接続導体１２ａ，
１２ｂが形成され、延出導体９ａ，９ｂ，接続導体１２
ａ，１２ｂ間でコンデンサＣ₃ ，Ｃ₄ を構成している。
そしてこの共振器３ＡとコンデンサＣ₃及び共振器３Ｂ
とコンデンサＣ₄ により、図３で示す、バンドエリミネ
ートフィルタである共振器回路Ｘが構成される。

【００１２】回路積層体１０ａはローパスフィルタ回路
であるパターン回路Ｙを担持するものであって、ガラス
セラミック，ガラスと誘電体セラミック材料の複合材
料、あるいは低融点酸化物等の誘電体セラミック材料か
らなり、しかも誘電体同軸共振器ブロック２ａの平面形
状と一致した方形状の複数の誘電体層１１ａ〜１１ｄを
積層し、これを一体焼結して、１チップ構造とすること
により形成される。このため、この１チップ化された回
路積層体１０ａを、誘電体同軸共振器ブロック２ａの下
面へ接合することにより、全体が一様な直方体をなす、
整一な誘電体フィルタ１ａを容易に構成し得ることとな
る。

【００１３】そしてこの回路積層体１０ａにより担持さ
れるパターン回路（ローパスフィルタ回路）Ｙは、共振
器ブロック２ａの開放端面８に形成されたコンデンサＣ
₃ ，Ｃ₄ の接続導体１２ａ，１２ｂに、後述する回路積
層体１０ａに形成された接続導体１６ａ，１６ｂが接続
することにより、共振器回路Ｘと結合することとなる。

【００１４】各誘電体層１１ａ〜１１ｄは、表裏面に所
要の電極パターンをスクリーン印刷等の手段で印刷形成
してなるものであり、その具体的構成につき説明する。

【００１５】誘電体層１１ａの上面と周側面には、アー
ス電極層１５が形成されると共に、その端縁に接続導体
１２ａ，１２ｂと接続する接続導体１６ａ，１６ｂがア
ース電極層１５と区画して形成される。誘電体層１１ａ
の下面には導体が形成されない。

【００１６】誘電体層１１ｂの上面には、蛇行状線路か
らなるインダクタＬがＵ字状に形成され、その両端は、
夫々前端縁に形成された接続導体１８ａ，１８ｂと接続
される。

【００１７】誘電体層１１ｃの上面には、前端縁に形成
した接続導体２１ａ，２１ｂと接続するコンデンサ電極
２０ａ，２０ｂが形成されている。

【００１８】さらに誘電体層１１ｄの下面にはアース電
極層２４が形成され、前記誘電体層１１ｃのコンデンサ
電極２０ａ，２０ｂと、アース電極２４とが誘電体層１
１ｃ，１１ｄの厚みを介して対置することにより、コン
デンサＣ₁ ，Ｃ₂ を構成している。また誘電体層１１ｄ
の下面には、アース電極層２４と区画して入力パッドＩ
と出力パッドＯとが形成され、誘電体層１１ｄの前端縁
に形成した接続導体２５ａ，２５ｂと夫々電気的に接続
される。

【００１９】そして、各誘電体層１１ａ〜１１ｄを積層
することにより、その前縁側で上下方向で一致する接続
導体１６ａ，１８ａ，２１ａ，２５ａと、接続導体１６
ｂ，１８ｂ，２１ｂ，２５ｂとを夫々接続する。これに
より、前端側でインダクタＬの一端，コンデンサ電極２
０ａ及び入力パッドＩが接続し、かつインダクタＬの他
端，コンデンサ電極２０ｂ及び出力パッドＯが接続す
る。

【００２０】而して、かかる構成からなる誘電体層１１
ａ〜１１ｄを積層し、これを一体焼結することにより１
チップ構造の回路積層体１０ａが形成され、上述の構成
により、ローパスフィルタ回路Ｙを担持することとな
る。そして、この回路積層体１０ａは、誘電体同軸共振
器ブロック２ａの下面に接合され、前縁一側で接続導体
１６ａ，１８ａ，２１ａ，２５ａからなる電路を接続導
体１２ａに接続し、前縁他側で接続導体１６ｂ，１８
ｂ，２１ｂ，２５ｂからなる電路を接続導体１２ｂに接
続する。

【００２１】尚、各接続導体１２ａ，１６ａ，１８ａ，
２１ａ，２５ａ及び接続導体１２ｂ，１６ｂ，１８ｂ，
２１ｂ，２５ｂの各接続は、前記回路積層体１０ａを誘
電体同軸共振器ブロック２の下面に接合した後に、導電
塗料を塗布することにより、容易かつ確実に行ない得る
こととなる。

【００２２】而して、かかる構成により、バンドエリミ
ネートフィルタ回路を構成する共振器回路Ｘと、ローパ
スフィルタ回路を構成するパターン回路Ｙとからなる図
３の濾波回路が構成されることとなる。かかる構成にあ
っては、回路Ｘ，Ｙが内部に閉じ込められた構造となる
ため、外部雰囲気と遮断され、湿度やメカニカルショッ
ク等の外部の影響が受けにくくなる。

【００２３】図４〜６は、本発明の第二実施例を示し、
多数枚の誘電体層３０ａ〜３０ｎを積層して一体焼結す
ることにより構成される誘電体フィルタ１ｂを示すもの
である。かかる構成にあっては、誘電体層３０ａ〜３０
ｇを積層して誘電体同軸共振器ブロック２ｂを構成し、
誘電体層３０ｈ〜３０ｎを積層して回路積層体１０ｂを
構成してなる。

【００２４】ここで誘電体同軸共振器ブロック２ｂを構
成する誘電体層３０ａ〜３０ｇは、図５の構成からな
り、その積層により、図４で示すように、内面に共振導
体３６ａ，３６ｂが形成された二つの長孔３５，３５が
形成されるものであり、該共振導体３６ａ，３６ｂによ
り共振器３Ａ，３Ｂを構成するものである。この誘電体
層３０ａ〜３０ｇは、ガラスセラミック，ガラスと誘電
体セラミック材料の複合材料、あるいは低融点酸化物等
の誘電体セラミック材料からなる。この長孔３５，３５
（共振導体３６ａ，３６ｂ）は、共振周波数のλ／４に
相当する共振長寸法にほぼ一致させている。

【００２５】そして誘電体層３０ａの下面に共振導体３
６の一部を構成する部分導電層３７，３７が長尺状に形
成され、誘電体層３０ｂ〜３０ｆには夫々長孔３５，３
５の一部を構成する長尺状の矩形孔３８，３８が形成さ
れて、該矩形孔３８，３８の周面に部分導電層３７，３
７が形成される。前記矩形孔３８，３８は図５で示すよ
うに、中央部に広幅となるように、幅設定がなされる。
そして最下部の誘電体層３０ｇにも部分導電層３７，３
７が長尺状に形成されると共に、該部分導電層３７，３
７の端部位置で、下方へ貫通する内部に導電塗料が被覆
された導通孔３９ａ，３９ｂが形成される。また、誘電
体層３０ａの上面及び各誘電体層３０ｂ〜３０ｇの四周
面には、夫々アース電極層４０が形成される。さらに
は、このアース電極層４０に共振導体３６の一端が導通
するよう、各矩形孔の周囲に形成した部分導電層の一端
を延成して、この延長導電層３７’をアース電極層４０
に接続するようにしている。

【００２６】而して、前記誘電体同軸共振器ブロック２
ｂは、各誘電体層３０ａ〜３０ｇの積層により、その内
部に、一端を導通孔３９ａ，３９ｂを介して下方に電気
的に導出させた、共振導体３６ａ，３６ｂを備えると共
に、その下面を除いて周面がアース電極層４０で被覆さ
れることとなる。

【００２７】次に、誘電体層３０ｈ〜３０ｎを積層して
構成される回路積層体１０ｂの構成を図６に従って説明
する。

【００２８】各誘電体層３０ｈ〜３０ｎは、その表裏面
に所要の電極パターンをスクリーン印刷等の手段で印刷
形成してなる。

【００２９】ここで誘電体層３０ｈの上面には、アース
電極層４０が形成されると共に、その端縁部に前記導通
孔３９ａ，３９ｂと接続するスルホール４１ａ，４１ｂ
がアース電極層４０と電気的に区画して形成される。こ
の誘電体層３０ｈの下面には導体が形成されない。

【００３０】また、誘電体層３０ｉの上面には、前記ス
ルホール４１ａ，４１ｂと接続するコンデンサ電極４２
ａ，４２ｂが形成され、誘電体層３０ｊの上面には前記
コンデンサ電極４２ａ，４２ｂとの間で、コンデンサＣ
₃ ，Ｃ₄ （図３参照）を構成するコンデンサ電極４３
ａ，４３ｂが形成されている。さらに、誘電体層３０ｋ
の上面には、蛇行状線路からなるＵ字状インダクタＬが
形成されている。

【００３１】さらに、誘電体層３０ｌの上面には、コン
デンサ電極４４ａ，４４ｂが形成され、一側のコンデン
サ電極４４ａはスルホール４５ａ，４６ａを通してコン
デンサ電極４３ａとインダクタＬの一端に接続し、他側
のコンデンサ電極４４ｂはスルホール４５ｂ，４６ｂを
通してコンデンサ電極４３ｂとインダクタＬの他端に接
続している。

【００３２】さらにまた、誘電体層３０ｍの上面には、
コンデンサ電極４７ａ，４７ｂが形成され、前記コンデ
ンサ電極４４ａ，４４ｂと夫々誘電体層３０ｌを介して
対置することにより、コンデンサＣ₁ ，Ｃ₂ を構成して
いる。

【００３３】そして最下層の誘電体層３０ｎの下面には
アース電極４８が形成され、さらにアース電極４８と区
画して入力パッドＩと出力パッドＯとが形成されてい
る。

【００３４】而して、誘電体層３０ａ〜３０ｇと誘電体
層３０ｈ〜３０ｎを積層することにより、誘電体同軸共
振器ブロック２ｂ，回路積層体１０ｂが構成され、これ
を一体的に焼結することにより、バンドエリミネートフ
ィルタ回路を構成する共振器回路Ｘと、ローパスフィル
タ回路を構成するパターン回路Ｚとからなる図３の濾波
回路が構成されることとなる。

【００３５】このように、この誘電体フィルタ１ｂは、
誘電体層３０ａ〜３０ｌを積層して、同時焼結すること
により１チップ化したものであるから、各誘電体層３０
ａ〜３０ｌを同一材料でシート状に形成し、スルホール
を形成した後、夫々にスクリーン印刷により、所要導電
層を形成し、さらにこれらを積層した後、一体的に焼結
することにより生産できるから、製造が容易であり、量
産性に優れると共に、機械的強度が高い。

【００３６】上述の構成にあっては、第一実施例と同様
に、回路が内部に隠蔽された状態となって、回路Ｘ，Ｚ
が内部に閉じ込められた構造となるため、外部雰囲気と
遮断され、湿度やメカニカルショック等の外部の影響が
受けにくくなると共に、第一実施例と異なり、各スルホ
ールにより、各誘電体層の所要電路を接続するものであ
り、その表面にアース電極４０と、入力パッドＩ及び出
力パッドＯとが露出するだけであり、表面に導通路が全
く露出することが無く、電気的安定性が特に向上する。

【００３７】而して、図７で示すように、誘電体同軸共
振器ブロック２ａ，２ｂからなるバンドエリミネートフ
ィルタ（共振器回路Ｘ）に、回路積層体１０ａ，１０ｂ
からなるローパスフィルタ回路（パターン回路Ｙ，Ｚ）
を結合することにより、共振波形の高周波側の減衰特性
を急峻とする波形整形が可能となる。また、回路積層体
に担持されたパターン回路によりハイパスフィルタ回路
を構成することもでき、これにより共振波形の低周波側
の減衰特性を急峻とする波形整形が可能となる。

【００３８】上記各実施例において、回路積層体１０
ａ，１０ｂは、共振器ブロック２ａ，２ｂの下面側に配
設したが、上面側に設けても良く、さらに回路積層体
を、要素毎に２分し、例えば、コンデンサを含む積層誘
電体層と、インダクタとを含む積層誘電体層とに２分
し、一方の誘電体層を共振器ブロックの上面に、他方の
誘電体層をその下面に配設することもできる。

【００３９】

【発明の効果】本発明は、上述のように、共振器３Ａ，
３Ｂを複数個一方向に並設してなる誘電体同軸共振器ブ
ロック２ａ，２ｂの、その上面又は下面のいずれか一方
又は両方に、複数の誘電体層を積層してなる回路積層体
１０ａ，１０ｂを配設し、該回路積層体１０ａ，１０ｂ
によりパターン回路Ｙ，Ｚを担持して、該パターン回路
Ｙ，Ｚを共振器回路Ｘと接続することにより所要濾波回
路を構成するようにしたものであるから、 1) 共振器回路Ｘに、回路積層体からなるローパスフィ
ルタ回路等のパターン回路Ｙ，Ｚを、複雑な構成を要せ
ず、簡易に結合させることができ、共振波形の波形整形
を容易に行なうことができる。 2) その全体を整一な単純形状とすることができ、小型
化が可能となって、省スペース化することができる。 3) 誘電体同軸共振器ブロック及び誘電体層のみによる
ものであるから、機械的強度が向上する。 4) パターン回路Ｙ，Ｚが回路積層体回路積層体１０
ａ，１０ｂ内に閉じ込められた構造となるため、外部雰
囲気と遮断され、湿度やメカニカルショック等の外部の
影響が受けにくくなり、特性上安定する。 5) 回路積層体により、回路を構成するものであるか
ら、任意の回路定数のものを容易に構成することがで
き、フィルタの設計に自由度が与えられる。 6) 回路積層体を複数の誘電体層を積層して焼結するこ
とにより１チップ化した場合には、誘電体同軸共振器ブ
ロックに、回路積層体を接合するだけで組み付けること
ができ、製造容易で、量産性に優れる。

【００４０】さらに誘電体同軸共振器ブロックが、複数
枚の誘電体層を積層して構成するようにし、かつ回路積
層体を構成する誘電体層と共に積層して、一体焼結した
構成にあっては、 7) 各誘電体層を同一材料で、シート状に形成し、夫々
に、所要導電層を形成して積層した後、一体的に焼結す
ることにより製造できるから、製造容易であり、量産性
に富む。 8) 一部のみでなく、その全体を一体焼結するものであ
るから、機械的強度がさらに向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施例に係る誘電体フィルタ１ａ
の斜視図である。

【図２】本発明の第一実施例に係る誘電体フィルタ１ａ
の分離斜視図である。

【図３】第一実施例に係るローパスフィルタの等価回路
図である。

【図４】本発明の第二実施例に係る誘電体フィルタ１ｂ
の正面図であり、誘電体同軸共振器ブロック２ｂのみを
部分的に切断して示す。

【図５】誘電体同軸共振器ブロック２ｂの構成を示す分
離斜視図である。

【図６】回路積層体１０ｂの構成を示す分離斜視図であ
る。

【図７】バンドエリミネートフィルタと、ローパスフィ
ルタとの組み合わせによる波形整形を示す説明図であ
る。

【図８】従来構成の誘電体フィルタＤの斜視図である。

【符号の説明】

１ａ，１ｂ誘電体フィルタ２ａ，２ｂ誘電体同軸共振器ブロック３Ａ，３Ｂ共振器７アース導体８開放端面１０ａ，１０ｂ回路積層体１１ａ〜１１ｄ誘電体層２１，３１出力端子パッド３０ａ〜３０ｎ誘電体層３７部分導電層Ｘ共振器回路Ｙ，Ｚパターン回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】共振器が複数個並設され、かつ所要外周面
にアース導体が被覆されてなり、各共振器が結線されて
なる共振器回路を担持する誘電体同軸共振器ブロック
の、その上面又は下面のいずれか一方又は両方に、複数
の誘電体層が積層されてなり、その積層面に形成した複
数の電極パターンが結線されてなるパターン回路を担持
する回路積層体を配設し、誘電体同軸共振器ブロックの
共振器回路に回路積層体のパターン回路を接続すること
により所要濾波回路を構成するようにしたことを特徴と
する誘電体フィルタ。
【請求項２】前記誘電体同軸共振器ブロックの上面又は
下面のいずれか一方又は両方に、複数の誘電体層を積層
して焼結することにより、１チップ構造としてなる回路
積層体を接合したことを特徴とする請求項１記載の誘電
体フィルタ。
【請求項３】前記誘電体同軸共振器ブロックが、複数枚
の誘電体層を積層して構成するようにし、かつ回路積層
体を構成する誘電体層と共に積層して、一体焼結された
ものであることを特徴とする請求項１記載の誘電体フィ
ルタ。
【請求項４】前記回路積層体に担持されるパターン回路
が、各共振器と結合するローパスフィルタ回路又はハイ
パスフィルタ回路であることを特徴とする請求項１乃至
請求項３記載の誘電体フィルタ。