JPS6115401A - 分布定数形フイルタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は分布定数形フィルタに関し、特にたとえば１
つの誘電体ブロック内に複数の共振素子が形成された一
体形の分布定数形フィルタに関する。

（従来技術） 第１５図はこの発明の背景となる従来の一体形分布定数
形フィルタの一例を示す斜視図である。

このフィルタ１０は、１つの長方体の誘電体ブロック１
２を含み、その長方体の誘電体ブロック１２の１面１２
ａには、複数の穴１４ａ、１４ｂ。

１４ｃおよび１４ｄが対向する端面にまで延びて形成さ
れる。これら穴１４ａ〜１４ｄのそれぞれの内周面には
、それぞれが共振素子の一部を構成する内導体１６ａ、
１６ｂ、１６ｃおよび１６ｄが形成される。また、誘電
体ブロック１２の外周面にはこれら内導体１６ａ〜１６
ｄと協働する外導体２０が形成される。したがって、複
数の穴すなわち内導体１６ａ〜１６ｄのそれぞれと共通
の外導体２０とによって、複数のＴＥＭ誘電体同軸共振
器素子が形成される。そして、それぞれの共振素子相互
間には、結合用の角穴１８ａ、１８ｂおよび１８ｃが形
成される。

このような分布定数形フィルタの動作についてはすでに
よく知られたところであり、ここではその説明は省略す
る。

（発明が解決しようとする問題点） 上述のように、従来の分布定数形フィルタにあっては、
各共振ユニット相互間に、結合用の角穴１８ａ〜１８ｃ
が形成され、したがって、その角穴のためのスペースが
どうしても必要となり、小型化に困難があった。特に共
振素子の段数が大きくなればなおさらである。さらに、
このように結合用の角穴を多く形成する場合には、量産
性があまりよくない。すなわち、誘電体ブロックに多数
の空洞を形成した状態で焼成すると、誘電体の部分が歪
んだり極端な場合には割れたりする。したがって、結局
歩留りが悪く量産性が悪いので、高価なものとなってし
まうのである。

それゆえに、この発明の主たる目的は、結合用の穴ない
しスリットをなくすことができる、一体形の分布定数形
フィルタを提供することである。

（問題点を解決するための手段） この発明は、１つの誘電体ブロック内に複数の共振素子
が形成され、誘電体ブロックとは別の誘電体基板および
この誘電体基板上に相互に間隔を隔てて形成されかつそ
れぞれが複数の内導体の対応のものと電気的に接続され
る複数の分割電極を備え、この各分割電極相互間に構成
される静電容量でそれぞれの共振素子が結合されるよう
にした、分布定数形フィルタである。

（作用） この発明の誘電体基板上の分割電極相互間には、その間
に存在する誘電体によって静電容量が構成され、一方、
各共振素子の内導体が分割電極に個別的に接続されてい
るので、１つの誘電体ブロック内に形成された複数の共
振素子が、互いに、その静電容量で結合される。

（発明の効果） この発明によれば、従来のように複数の共振素子を結合
するための穴ないしスリットを誘電体ブロックに形成す
る必要がないので、それらの穴ないしスリットのための
スペースを省略でき、一層の小型化が可能となる。さら
に、結合用の穴ないしスリットを形成する必要がないの
で、誘電体ブロックの機械的強度が増し、焼成時の歩留
りがよくなり、それによって量産性の向上を期待できる
。

また、結合用のスリットを形成しなくてもよいので、誘
電体ブロックに内導体を形成すべき穴と形成すべきでな
い穴とが混在することがなく、したかって、内導体およ
び外導体を全てたとえばメッキなどによって同時に形成
することができ、コストの低下を図ることができる。

また、各共振素子相互間の結合が誘電体ブロックから独
立して達成されるので、各共振素子の共振周波数に影響
を与えることなく各共振素子相互間の結合の調整を行な
うことができ、誘電体ブロック単体で各共振素子間の結
合に影響を与えることなく各共振素子の共振周波数を設
定することができる。したがって、部品の標準化が図れ
、多品種に対応可能となる。また、従来のものでは結合
用の穴ないしスリットの配置等によって共振素子のＱ値
が影響を受けていたが、各共振素子の結合を誘電体プロ
・／りから分離独立させたことによって、それらの結合
度の調整などによって各共振素子のＱ値が影響を受ける
ことはないので、誘電体ブロックめみてＱ値を最大にす
る寸法関係を決定することができ、したがって、Ｑ値の
大きい分布定数形フィルタの設計が容易になる。

この発明の上述の目的、その他の目的、特徴および利点
は、図面を参照して行なう以下の実施例の詳細な説明か
ら一層明らかとなろう。

（実施例） 第１図はこの発明の一実施例を示す斜視図である。また
、第２図は第１図の線■−■における断面図である。分
布定数形フィルタｌＯは、１つの誘電体ブロック１２お
よび１枚のたんざく状の誘電体基板１３を含む。誘電体
ブロック１２の１面１２ａには、その対向端面にまで延
びる穴１４ａ、１４ｂおよび１４Ｃが相互に平行に形成
される。

そして、これらの穴１４ａ〜１４ｃの内周面には内導体
１６ａ、１６ｂおよび１６ｃがそれぞれ形成され、誘電
体ブロフク１２の外周面には外導体２０が形成される。

この実施例では、開放端面１２ａに対向する面は外導体
２０によって被覆され、したがって各共振素子はλ／４
のものとして形成される。

一方、誘電体基板１３が、誘電体ブロック１２とは別に
準備される。この基板１３は誘電体ブロック１２と同じ
材料で形成されてもよく、別の誘電体材料であってもよ
い。すなわち、誘電体基板１３の祠料は、形成すべき静
電容量の大きさに応じて適当な誘電率や強度のものが選
ばれる。この誘電体基板１３の１面１３ａ上には、その
長手方向に分割電極２５ａ、２４ａ、２４ｂ、２４ｃお
よび２５ｂがそれぞれ間隔を隔てて１列に並べて形成さ
れる。これらの分割電極２５ａ、２４ａ〜２４Ｃおよび
２５ｂ相互間には、その間に存在する誘電体（誘電体基
板１３）によって静電容量が形成される。

そして、分割電極２４ａはリード線２６ａによって、誘
電体ブロック１２の内導体１６ａに接続される。これと
同じように、リード線２６ｂおよび２６ｃによって、内
導体１６ｂおよび１６Ｃが分割電極２４ｂおよび２４Ｇ
にそれぞれ接続される。したがって、内導体１６ａ〜１
６ｃのそれぞれと共通の外導体２０とによって形成され
るそれぞれの共振素子相互間が、別の誘電体基板１３と
それぞれの分割電極２４８〜２４ｃによって形成された
静電容量で結合される。たとえば、分割電極２４ａと２
４ｂとの間の静電容量によって、内導体１６ａによって
形成された共振素子と内導体１６ｂによって形成された
共振素子とが相互に結合される。同じように、内導体１
６ｂによって形成された共振素子と内導体１６ｃによっ
て形成された共振素子とが、分割電極２４ｂと２４Ｃと
の間の静電容量によって結合される。このようにして、
各共振素子相互間を誘電体ブロック１２から独立した誘
電体基板１３を用いて結合させることができる。また、
これらの結合用の分割電極２４ａ〜２４ｃの対向部分の
長さや対向部分の相互間間隔などを適当に調整すること
によって、各共振素子相互間の静電容量すなわち結合係
数（ｋ）を任意に調整することができる。

なお、電極２５ａと２４ａとの間に形成される静電容量
が入力結合容量として働き、電極２’５ｂと２４ｃとの
間に形成される静電容量が出力結合容量として機能する
。したがって、たとえば第１図に示すような形で誘電体
ブロック１２と誘電体基板１３とを、たとえばプリント
基板（図示せず）に取り付け、電極２５ａおよび２５ｂ
を、そのプリント基板の必要な配線に、たとえばリード
線で接続すればよい。

このように、各共振素子相互間の結合を従来のような結
合用の穴ないしスリットによって行なうのではなく、誘
電体ブロック１２とは独立した別の誘電体基板１３上に
形成された分割電極２４ａ〜２４ｃ相互間の静電容量を
利用して行なうようにすれば、誘電体ブロック１２に結
合のための穴ないしスリットを形成する必要がない。し
たがって、それらの穴のだめのスペースが省略でき、共
振素子の並び方向の寸法を小さくすることができる。そ
して、結合用の穴がないので、焼成時に不良品が発生す
る割合も少なく、したがって、量産性が向上する。さら
に、結合用の穴ないしスリットを形成する必要がないの
で、従来の銀の焼付電極のような高価な電極形成方法で
はなく、より安価なメッキなどを利用することができる
のである。

すなわち、従来のように結合用の穴と共振素子用の穴と
のように電極を形成してはならない穴と電極（内導体）
が必要な穴とが混在する場合には、メッキ法はほとんど
使用できない。なぜなら、電極を付けない結合用の穴に
はメッキされないようになんらかの蓋をしなければなら
ず、そのような蓋をすることは作業性が悪く、したがっ
てコストもあまり安くならない。そればかりか、たとえ
蓋をしたとしても、メッキのにじみによって、結合係数
などの特性にばらつきが生じる。これに対して、結合を
誘電体ブロックとは別の基板１３で行なうようにすれば
、誘電体ブロック１２に形成された穴１４ａ〜１４Ｃに
はすべて電極（内導体）を形成してもよいので、蓋をす
るなどの面倒な作業は必要ではない。したがって、上述
の実施例によれば、メッキによる電極（内導体および外
導体）の形成が有効に利用できるのである。

第３図はこの発明の他の実施例を示す斜視図である。第
４図は第３図の線ＩＶ−ＩＶにおける断面図である。こ
の分布定数形フィルタ１ｏは、特に、内導体１６ａ〜１
６Ｃのそれぞれとそれに対応する分割電極２４８〜２４
Ｃとのそれぞれを接続ピン２７ａ、２７ｂおよび２７ｃ
で接続した点で、第１図および第２図の実施例と異なる
。

接続ピン２７ａ〜２７ｃは、たとえば金属棒からなり、
それらの一端が内導体１６ａ〜１６ｃにそれぞれ挿通さ
れたとえばはんだ付けされて固着される。また、接続ピ
ン２７ａ〜２７ｃの他端は面１２ａ上方に突き出される
。そ乙て、誘電体基板１３上の分割電極２４ａ〜２４ｃ
の位置には、上述の接続ピン２７ａ〜２７Ｃに対応して
穴２２ａ、２２ｂおよび２２Ｃが形成される。この誘電
体基板１３の下方の誘電体ブロック１２から延びた接続
ピン２７ａ〜２７ｃのそれぞれの他端が、穴２２ａ〜２
２ｃの対応のものにそれぞれ挿通され、分割電極２４ａ
〜２４ｃのそれぞれにたとえばはんだ付けで接続される
。

この実施例によれば、比較的強固な接続ピン２７ａ〜２
７ｃを用いるので、分布定数形フィルタとして誘電体ブ
ロック１２と基板工３とが一体形に固定され、第１図実
施例に比べて、取り扱いが容易となる。

なお、第３図および第４図に示す分布定数形フィルタｌ
Ｏは、たとえばジュラルミンなどからなるケース（図示
せず）に収納される。そして、分割電極２５ａからケー
スに形成された穴（図示せず）を介して一方の端子（図
示せず）が引き出され、分割電極２５ｂからケースに形
成された他の穴（図示せず）を通して他方の端子（図示
せず）　　、が引き出される。すなわち、２つの端子の
一端はたとえばはんだ付けされ分割電極２５ａ、２５ｂ
にそれぞれ接続され、そして、それらの端子の他端がケ
ースの外方に引き出される。このケースから引き出され
たそれぞれの端子によって、分布定数形フィルタがたと
えばプリント基板などに装着されるのである。

第５図は接続ピンの変形例を示す斜視図である。

接続ピン２７は、金属がらなり、基部２７１を含む。基
部２７１は、その断面形状が有端環状であり、したがっ
て、その径方向に弾性を有する。さらに、基部２７１の
一端がら延びて棒部２７２が形成される。この接続ピン
２７は、たとえば１枚の令屈板をプレスなどによって丸
めて形成される。

こ分接続ピン２７は、たとえば第３図および第４図に示
す実施例の接続ピン２７ａ〜２７ｃとして用いられる。

すなわち、各接続ピン２７は、それぞれの基部２７１が
内導体１６ａ〜１６ｃ　（第１図）に挿入され、それぞ
れの棒部２７２が誘電体基板１３（第１図）の穴２２ａ
　〜２２ｃ　（第１図）に挿通され分割電極２４２〜２
４ｃ（第１図）にたとえばはんだ付けで接続される。こ
の接続ピン２７の棒部２７２は、その径方向に弾性を有
するので、内導体１６８〜１６ｃに嵌め込むだけで、内
導体１６ａ〜１６Ｃに対して一時的に固定できるので、
後のはんだ付は工程が容易に行なえる。

第６図は接続ピンの別の変形例を示す斜視図である。接
続ピン２７は金属からなり、基部２７１を含む。基部２
７１はその断面形状が有端環状で下方が円錐状となった
筒状であり、その径方向に弾性を有する。さらに、基部
２７１の上方には、そこから延びて２つの爪２７３およ
び２７４が対向的に形成される。この接続ピン２７も、
たとえば１枚の金属片から形成することができる。

第７図は第６図に示す接続ピンが使用された一例を示す
断面図である。この接続ピン２７の基部２７１は、たと
えば内導体１６ａに挿入される。

基部２７１は、その先端が錐状であるので内導体１６ａ
に嵌めやすく、さらに、その径方向に弾性を有するので
内導体１６ａに嵌め込むだけで一時的に固定できる。そ
して、その後はんだ付けする。

さらに、接続ピン２７の爪２７３および２７４間には誘
電体基板１３が挟まれる。このとき、爪２７３および２
７４は誘電体基板１３上に形成されている電極２４ａに
接触しはんだ付けによって固定される。したがって、電
極２４ａと内導体１６ａとが電気的に接続される。この
ようなピンを用いれば、誘電体基板１３に穴２２ａ　（
第３図および第４図）を形成する必要がないので、誘電
体基板１３は比較的細長いものでも強度が大きく、その
材料を少なくできる。また、基板１３を両側から挟むた
め、安定性がよくなる。さらに配置構成の対称性に優れ
ている。

第８図は誘電体ブロックの変形例を示す断面図である。

この誘電体ブロック１２は、その開放端面１２　ａに周
波数調整用の段差部１５が形成された点で、上述の各誘
電体ブロック１２と異なる。

段差部１５は、この第８図で示す実施例では左側から順
に高くなるように形成されているが、必要な周波数に応
じて任意に形成され得る。たとえばこの実施例では、穴
１４ａ、１４ｂおよび１４Ｃに関連して形成された共振
素子の順にその共振周波数が低くなる。

第９図は誘電体プロ・ツク別の変形例を示す断面図であ
る。この誘電体ブロック１２は、それぞれの穴１４ａ、
１４ｂおよび１４ｃに周波数調整用の段差部１５ａ、１
５ｂおよび１５ｃが形成された点で、第１図などに示し
た誘電体ブロックと異なる。段差部１５ａ〜１５Ｃは、
開放端面１２ａ側からそれぞれの穴１４２〜１４Ｃの上
部の径が拡げられるようにして形成される。そして、段
差部１５ａ−１５ｃの径や長さを個別に変えることによ
って、内導体および外導体相互間の静電容量を個別に変
えることができるので、各共振素子の共振周波数を個別
に調整することができる。

第１０図は分布定数形フィルタの別の実施例を示す斜視
図である。この分布定数形フィルタ１０は、特に、誘電
体ブロック１２の開放端面１２ａの片側から延びて形成
される誘電体基板１３を含む。この誘電体基板１３の面
１３ａ上には分割電極２４ａ〜２４ｃが形成され、これ
ら分割電極２４ａ〜２４Ｃと内導体１６８〜１６ｃの対
応のものとは、この基板１３上に形成された接続電極２
８ａ〜２８Ｃによって接続される。また、誘電体基板１
３の面１３ａ上には、分割電極２４ａ〜２４Ｃの列の両
端に間隔を隔てて入力用電極２５ａおよび出力用電極２
５ｂが形成される。

この実施例によれば、誘電体ブロック１２と誘電体基板
１３とを同時に形成できるので、別の基板を用いる先の
実施例に比べて、製造工程が簡単になる。

第１１図は誘電体基板に形成した分割電極によって静電
容量を形成するための別の例を示す断面図である。誘電
体基板１３の一方主面１３ａにはたとえば分割電極２４
ａが形成され、その他方主面１３ｂには分割電極２４ａ
に対向してたとえば分割電極２５ａが形成される。この
ように２枚の電極２４ａおよび２５ａで誘電体基板１３
を挟んで電極２４ａと２５８との間に静電容量を形成、
するようにしてもよい。このような方法は、誘電体基板
１３に形成する他の分割電極相互間に適用してもよい。

第１２図および第１３図はこの発明のその他の実施例を
示す平面図であり、第１２図が誘電体ブロックを、第１
３図が誘電体基板を、それぞれ示・ず。誘電体ブロック
１２は６つの穴１４３〜１４ｆを含み、これらの穴１４
ａ−１４ｆは、２行３列に並べられる。それぞれの穴１
４２〜１４ｆの内壁には、内導体１６１〜１６ｆが形成
され、これらの内導体１６８〜１６ｆのそれぞれと外導
体２０とで２行３列に配列された６つの共振素子が形成
される。

一方、誘電体基板１３には、それぞれの共振素子の配列
に従って２行３列に配列された分割電極２４８〜２４ｆ
が形成される。そして、各分割電極２４ａ〜２４ｆの部
分には、穴２２ａ　〜２２ｆが形成される。また、初段
の共振素子が接続される分割電極２４ａと間隔を隔てて
入力用の分割電極２５ａが形成され、終段の共振素子が
接続される分割電極２４ｆと間隔を隔てて出力用分割電
極２５ｂが形成される。さらに、分割電極２４Ｇおよび
２４ｄには、突出部分２４０′および２４ｄ′が形成さ
れ、これら突出部分２４０′および２４ｄ’が対向する
。これによって、電極２５ａと２４３との間および電極
２４３〜２４ｆのそれぞれの間ならびに電極２４ｆと２
５ｂとの間に、結合のための静電容量が形成される。し
たがって、この誘電体基板１３と誘電体ブロック１２（
第１２図）を用いれば、複数行複数列に共振素子が配列
された分布定数形フィルタが得られる。

第１４図は第１３図に示した誘電体基板上の分割電極の
変形例を示す平面図である。この例では、各分割電極２
４２〜２４ｆのそれぞれに、突出部分２４３′〜２４ｆ
′が形成される。そして、突出部分２４ａ′と２４ｆ′
とが、突出部分２４ｂ′と２４ｅ′とが、突出部分２４
０′と２４ｄ′とが、それぞれ対向する。したがって、
この例では、分割電極２４ａ−２４ｂ−２４ｃｍ２４ｄ
−２４１３−２４ｆ間だけでなく、それぞれの対向する
突出部分相互間においても、結合のための静電容量が形
成される。

この第１４図に示す誘電体基板１３と第１２図に示す誘
電体ブロック１２とを組み合わせることによって、各行
間のそれぞれの共振素子が結合されるだけでなく、各列
間においても共振素子の結合を生じる。すなわち、エリ
ブチイック型の周波数特性を示す分布定数形フィルタが
得られる。

なお、上述の各実施例の内導体は、中空状のものである
が、接続ピンが挿入されるもの以外は中実状のものであ
ってもよい。

また、第１２図〜第１４図で示すそれぞれの実施例にお
いても、第１θ図に示すような一体基板を利用すること
ができ、さらに第１１図に示すように誘電体基板を挟ん
で静電容量を形成してもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す斜視図である。 第２図は第１ｔ！ｌの線■−■における断面図である。 第３図はこの発明の他の実施例を示す斜視図である。 第４図は第３図の線ＩＶ−ＩＶにおける断面図である。 第５図は接続ピンの変形例を示す斜視図である。 第６図は接続ピンの別の変形例を示す斜視図である。 第７図は第６図の接続ピンを用いて内導体と電極とを接
続する一例を示す断面図である。 第８図は誘電体ブロックの変形例を示す断面図である。 第９図は誘電体ブロックの別の変形例を示す断面図であ
る。 第１０図はこの発明のさらに他の実施例を示す斜視図で
ある。 第１１図は結合のための静電容量を形成する別の例を示
す断面図である。 第１２図および第１３図はこの発明のその他の実施例を
示す平面図であり、第１２図は誘電体ブロックを示し、
第１３図は誘電体基板を示す。 第１４図は第１３図に示した誘電体基板上の電極の変形
例を示す平面図である。 第１５図は分布定数形フィルタの従来例を示す斜視図で
ある。 図において、ＩＯは分布定数形フィルタ、１２は誘電体
ブロック、１３．は誘電体基板、１４ａ〜１４ｆは穴、
１６ａ　〜１６ｆは内導体、２０は外導体、２４ａ〜２
４ｆ、２５ａおよび２５ｂは分割電極を示す。 特許出願人　株式会社　村田製作所 代理人　弁理士　岡　１）　全　啓 （ほか１名） 第４図 第５図 フ７

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　１つの誘電体ブロック内に複数の共振素子が形成さ
   れた一体形の分布定数形フィルタであって、 前記誘電体ブロックの外周面に形成された外導体、 前記誘電体ブロックに形成された複数の穴、前記複数の
   穴のそれぞれの内周面に形成されかつそれぞれが前記外
   導体と協働して共振素子を構成する複数の内導体、 前記誘電体ブロックとは別の誘電体基板、および 前記誘電体基板上に相互に間隔を隔てて形成されかつそ
   れぞれが前記複数の内導体の対応のものと電気的に接続
   される複数の分割電極を備え、前記各分割電極相互間に
   形成される静電容量でそれぞれの共振素子が結合される
   、分布定数形フィルタ。 ２　前記誘電体ブロックに関連して設けられた周波数調
   整手段を含む、特許請求の範囲第１項記載の分布定数形
   フィルタ。 ３　前記周波数調整手段は前記誘電体ブロックの開放端
   面に形成され前記穴の長さを変えるための段差部を含む
   、特許請求の範囲第２項記載の分布定数形フィルタ。 ４　前記周波数調整手段は前記誘電体ブロックの開放端
   面側から形成され前記穴を段差状に形成するための段差
   部を含む、特許請求の範囲第２項記載の分布定数形フィ
   ルタ。 ５　前記複数の穴は複数行複数列に配列され、それによ
   って前記共振素子が複数行複数列に配列された、特許請
   求の範囲第１項ないし第４項のいずれかに記載の分布定
   数形フィルタ。 ６　前記複数の分割電極は、前記複数の穴と同じように
   複数行複数列に配列され、各行における前記分割電極相
   互間にそれぞれ静電容量が形成され、各列における前記
   分割電極相互間にそれぞれ静電容量が形成され、それに
   よって各行における複数の前記共振素子が静電容量で結
   合され、各列における複数の前記共振素子が静電容量で
   結合された、特許請求の範囲第５項記載の分布定数形フ
   ィルタ。 ７　前記誘電体基板は前記誘電体ブロックの開放端面か
   ら延びて前記誘電体ブロックと一体的に形成される、特
   許請求の範囲第１項ないし第６項のいずれかに記載の分
   布定数形フィルタ。