JPS61156902A - 誘電体フイルタ - 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〕 本発明は誘電体フィルタに関し、特に簡便に製造、調整
をなし得るようにしたものである。

〔従来の技術〕

誘電体フィルタは、例えばセルラ電話器などで用いられ
ており、原理上、高誘電体材料を用いて電気長を短縮さ
せてなるλ／４共振素子を有し、従来、第８図に示す構
成のものが用いられている。

第８図において、１は全体として誘電体フィルタを示し
、３つのλ／４共振素子２Ａ、２Ｂ、２Ｃを有する。共
振素子２Ａ〜２Ｃは、第９図に示すように、高誘電率材
料でなる円筒状誘電体筒体３を有し、その上端面３Ａを
除く中心孔３Ｂ、下端面３Ｃ１外周面３Ｄ上に導電性金
属層４が付着されている。

実際上、この導電性金属層４は、誘電体筒体３上に導電
性金属材料を蒸着することによって形成される（これを
メタリングと呼ぶ）。

第９図において中心孔表面３Ｂ上に形成された導電性金
属層の中心孔の中心軸に沿う方向の長さは、λ／４の電
気長に選定され、このλ／４の導電性金属層にリード線
５Ａ〜５Ｃを接続することによって、λ／４共振素子２
Ａ〜２Ｃは波長λを有する入力信号が到来したとき共振
動作する。

共振素子２Ａのリード線５Ａは、第８図に示すように、
結合用コンデンサ６Ａを通じて入力端子ＴＩＮに接続さ
れると共に、結合用コンデンサ６Ｂを通じて共振素子２
Ｂのリード線５Ｂに接続される。またリード線５Ｂは結
合用コンデンサ６Ｃを通じて共振素子２Ｃのリード線５
Ｃに接続され、このリード線５Ｃが出力端子ＴＯＵＴに
接続される。

共振素子２Ａ〜２Ｃの電気長λ／４は、それぞれ異なる
値に選定され、これにより３つの共振点を有する誘電体
フィルタｌが形成されるが、各共振素子２Ａ〜２Ｃの電
気長λ／４は、誘電体筒体３として高誘電率ε、（＝１
００）を有する例えばセラミックでなる誘電体材料で構
成されているので、誘電体として空気（ε、＝１）を用
いた場合と比較して、電気長λ／４を１　／ｄ’；に短
縮させることができ、かくして誘電体フィルタ１の構成
を小型化し得る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところがかかる構成の従来の誘電体フィルタ１は、これ
を構成する部品として共振素子２八〜２Ｃ１結合用コン
デンサ６Ａ〜６Ｃ１及びそれら間を結合するリード線な
ど、多数の部品を必要とする問題がある。

また誘電体筒体３として高誘電率の材料を用いなければ
ならず、そのため例えばセラミックを用いれば、セラミ
ック材料を円筒上に成形するために使用する金型として
、中心孔を形成する部分の型抜きが煩雑になることを避
は得す、従って大量生産をするには不適切な構成を有す
る欠点がある。

さらには、実際製造上、中心孔表面３Ｂに形成する導電
性金属層の長さをλ／４にするためには誘電体筒体３上
にメタリングした導電性金属層を、上端面３Ａ側から削
取ることによって電気長を高い精度に設定するような手
法が用いられていた。

そのために、実際上、上端面表面３Ａ側から中心孔の金
属層を切取ったり、誘電体筒体３と一緒に割落としたり
する等の煩雑な作業を必要とする問題がある。

かかる問題点を解決する方法として、第１０図に示すよ
うに、長方形の誘電体基板１１にその厚みを貫通するよ
うに３つの透孔１２Ａ〜１２Ｃを穿設し、この誘電体基
板１１をその上端面表面を残してメタリングすると共に
、透孔１２Ａの金属層に入力端子ＴＩＮを接続すると共
に、透孔１２Ｃの金属層に出力端子ＴＯＵＴを接続する
。

このように構成した誘電体フィルタ１０の電気的等価回
路は、第１１図に示すように、３つの共振素子１３Ａ、
１３Ｂ、１３Ｇを有し、互いに隣合う共振素子１３Ａ及
び１３Ｂ間、１３Ｂ及び１３０間をそれぞれ結合係数に
、、に、によって結合されたものとして表すことができ
る。

第１０図のように構成すれば、第８図の従来の構成と比
較して、結合用コンデンサを必要とせず、かつ複数の共
振素子を共通の誘電体基板１１上に形成できることによ
って、部品点数を格段的に低減し得ると共に、全体とし
ての構造を簡易化、小型化し得る誘電体フィルタを得る
ことができると考えられる。

しかし第１０図の構成によると、各共振素子１３Ａ〜１
３Ｇの電気長を調整する手段をもっていないため、か（
フィルタの共振周波数を高い精度で所定値に設定するこ
とが困難な問題がある。因に、電気長をλ／４に調整す
るには、第９図について上述した従来の場合と同様に、
誘電体筒体３の中心孔に付着されている導電性金属層を
切取り、又は削取るといった困難な加工作業をする必要
がある。

従って第９図の構成は、実用上十分な機能を有する簡易
、かつ小型な誘電体フィルタを得るためには未だ不十分
である。

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、第１０図
について上述したように、誘電体基板１１によって複数
のλ／４共振素子を共通の誘電体基板上に形成し得る利
点を十分に発揮しながら、各λ／４共振素子について電
気長を必要に応じて容易に調整し得るようにした誘電体
フィルタを得ようとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

かかる問題点を解決するため本発明においては、表面の
うち一例端面２２Ａを残して他の部分に導電性金属層１
９を形成し、かつ複数の透孔２３Ａ〜２３Ｃを穿設して
なる誘電体基板２２を有し、各透孔２３Ａ〜２３Ｇによ
ってそれぞれ共振素子２４Ａ〜２４Ｃを形成し、誘電体
基板２２を、複数の透孔２３Ａ〜２３Ｃを通る分割面２
５によって分割された２つの基板半休２６．Ａ及び２６
Ｂで構成するようにする。

〔作用〕

透孔２３Ａ〜２３Ｃに対する中心導体の位置を所望に応
じて設定し得るようにしたことにより、透孔２３Ａ〜２
３Ｃによって形成される共振素子２４Ａ〜２４Ｃの電気
長を容易に調整し得る。

〔実施例〕

以下図面について本発明の一実施例を詳述する。

第１図において、２１は全体として誘電体フィルタを示
し、長方形を有し、かつセラミック材料で構成された誘
電体基板２２を有し、その厚みを横切って３つの透孔２
３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃが形成されている。誘電体基板２
２の一側端面２２Ａを除く他の表面、及び透孔２３Ａ〜
２３Ｃの内表面に導電性金属層がメタリングされ、かく
して透孔２３Ａ〜２３Ｃ位置にそれぞれλ／４共振子２
４Ａ〜２４Ｃが形成されている。

ここで、誘電体基板２２は、透孔２３Ａ〜２３Ｃの中心
軸に沿う方向に延長し、かつ透孔２３Ａ〜２３Ｃを通る
ような分割面２５によって２つの基板半体２６Ａ及び２
６Ｂに分割されている。

この実施例の場合、基板半体２６Ａ及び２６Ｂは、分割
面２５に対して対称な構成を有し、第２図に示すように
、透孔２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃを形成する断面半円状の
溝を分割面２５上に形成している。

透孔２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃには電気長調整用中心導体
２７Ａ、２７Ｂ、２７Ｃがそれぞれ透孔２３Ａ、２３Ｂ
、２３Ｃの内表面に形成されている導電性金属層１９と
電気的に接触するように挿入されている。この電気長調
整用中心導体２７Ａ〜２７Ｃは、第３図に示すように、
中心孔に調整ねじ３１を移動自在に挿通させてなる導電
性スリーブ３２を有し、このスリーブ３２が透孔２３Ａ
〜２３Ｇの導電性金属層１９上に挟着保持され、この状
態で調整ねじ３１がスリーブ３２の中心孔を前後に進退
することにより、先端部３１Ａがスリーブ３２から突出
する長さＬｌを調整し得るようになされている。

ここで、透孔２３Ａ〜２３Ｃの一側端面２２Ａ側の部分
において、導電性金属層１９が形成されない領域３５が
設けられ、例えば透孔２３Ａに関して第４図に断面とし
て示すように、調整ねじ３１の先端部３１Ａが、金属層
１９が形成されない領域３５と対向するようになされて
いる。実際上調整ねじ３１は、例えば誘電体フィルタ２
１のケース３６に設けられたねじ案内子３７に螺合され
、かくして調整ねじ３１がケース３６の外部から回転調
整されたとき、これがねじ案内子３７と螺合しているこ
とによってスリーブ３２の中心孔内を進退し、これによ
り先端部３１Ａと領域３５との対向長さが調整される。

このように構成した場合、第４図を見て特に明らかなよ
うに、透孔２３Ａ位置に形成される共振素子２４Ａの電
気長は、ねじ３１が領域３５上に突出していない場合に
は、透孔２３Ａのうち、金属Ｊｉｉ１９が形成されてい
る部分の長さＬ２によって決まるように構成されている
のに対して、調整ねじ３１の先端部３１Ａが、金属層１
９が形成されていない領域３５上に突出する状態になる
と、この先端部３１Ａの長さＬｌが電気長λ／４を決め
る要素となり、この距＃Ｌ工が、調整ねじ３１の調整操
作によって変更できるようになされていることにより、
電気長λ／４を微調整することができる。

この実施例の場合、誘電体基板２２の透孔２３Ａ及び２
３Ｂ間、２３Ｂ及び２３Ｃ間位置には調整溝４１Ａ及び
４１Ｂが形成されている。この調整溝４１Ａ及び４１Ｂ
は、例えば長方形状を有し、これにより調整溝４１Ａ及
び４１Ｂに誘電率ε、＝１の空気が介在することによっ
て、共振素子２４Ａ及び２４Ｂ、２４Ｂ及び２４Ｃ間の
結合係数に、、Ｋｍ（第１１図）が調整される。

この調整溝４１Ａ及び４１Ｂは、誘電体基板２２が分割
面２５によって半体２６Ａ及び２６Ｂに分割されている
ことにより、分割面２５上に断面半円形状の溝を穿設す
ることによって作られる。

なお調整溝４１Ａ及び４１Ｂ内に導電性金属板を必要に
応じた長さだけ挿入することによって、結合係数に、、
Ｋｚを調整できるようにしても良く、また調整溝４１Ａ
及び４１Ｂの断面形状は、長方形に限らず必要に応じて
種々の形状に変形し得る。

この実施例の場合、両端側の透孔２３Ａ及び２３Ｃには
、これと直交する方向に延長して透孔２３Ａ及び２３Ｃ
を外部に連通ずる連通孔４５及び４６が形成され、この
連通孔４５及び４６を通って入力端子ＴＩＮ及び出力端
子ＴＯＵＴに接続されたリード線４７及び４８が電気長
調整用中心導体２７Ａ及び２７Ｃに電気的に接続される
ことにより、誘電体フィルタ２１に対して信号を入力し
、また信号を出力し得るようになされている。

ここで、連通孔４５及び４６の内面には導電性金属層が
メタリングされておらずこれによりリード線４７及び４
８が電気的に短絡しないようになされている。

この連通孔４５及び４６は、誘電体基板２２が分割面２
５によって半体２６Ａ及び２６Ｂに分割されていること
により、分割面２５上に断面半円形状の溝を穿設するこ
とによって作られる。

以上の構成において、誘電体基板２２は分割面２５によ
って２つの半体２６Ａ及び２６Ｂとして製造される。そ
の際、半休・２６Ａ及び２６Ｂには、分割面２５上に、
中心孔２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃとなる断面半円形状の溝
を形成し、これらの溝の間に調整溝４１Ａ及び４１Ｂと
なる断面長方形状の溝を形成し、さらに連通孔４５及び
４６となる断面半円形状の溝を形成する。これらの溝は
、半休２６Ａ及び２６Ｂを金型によって成形する際に形
成されるが、金型の形状は、分割面２５側から一方向だ
けについて凹凸形状を作るようにすれば良いので、成形
工程の過程において金型から製品を抜取る際に必要な作
業を単純化し得る。

このようにして金型を用いてセラミック材料によって成
形された半体２６Ａ及び２６Ｂのセラミック部品に対し
て、−側端面２２Ａ、中心孔２３Ａ〜２３Ｃの領域３５
の部分、及び連通孔４５及び４６の内面を残して導電性
金属層１９が蒸着され、かくして半体２６Ａ及び２６Ｂ
が得られる。

その後、半体２６Ａ及び２６Ｂを、その透孔２３Ａ、２
３Ｂ、２３Ｃ内に電気長調整用中心導体２７Ａ、２７Ｂ
、２７Ｃを挟込むと共に、リード″ｆＩＡ４７及び４８
を連通孔４５及び４６をそれぞれ通じて外部に引出すよ
うに配設した後、半体２６Ａ及び２６Ｂを分割面２５を
接触させるように一体に組合せる。

この組合せ状態において、半休２６Ａ及び２６Ｂの分割
面２５の位置における金属層１９上には、外側から例え
ば半田づけがなされかくして半休２６Ａ及び２６Ｂが一
体に固定され、これにより誘電体フィルタ２１が得られ
る。

このようにして第１図の構成によれば、中心導体２７Ａ
〜２７Ｇとして、ねじ３１の先端部３１Ａの突出長Ｌ１
を調整することによって金属層１９が形成されていない
領域３５との対向長さを変更できるので、共振周波数を
決める電気長λ／４を容易かつ高い精度で調整し得る。

第５図は電気長調整用中心導体の他の実施例を示すもの
で、この場合第４図との対応部分に同一符号を付して示
すように、調整の際に、透孔２３Ａ〜２３Ｃに棒状中心
導体６１を移動自在に挿入し、電気長λ／４の調整が終
了したとき、棒状中心導体６１の外部に突出している部
分を半田６２によって半体２６Ａ及び２６Ｂの金属導体
上に半田付は固定する。このようにしても上述の場合と
同様の効果を得ることができる。

また第５図の場合は中心導体として棒状の中心導体６１
を用いるようにしたが、これに代え、例えば第６図に示
すようにリン青銅で作られた断面Ｃ字杖の円筒状中心導
体６３を用い、この円筒状中心導体６３をその弾性力を
利用して透孔２３Ａ〜２３Ｃに押込むようにしても良い
。このようにすれば、円筒状中心導体６３を中心孔２３
Ａ〜２３Ｃに位置決めするにつき、その弾性力によって
容易に調整位置を維持させるようにし得るので、さらに
一段と調整が容易な誘電体フィルタを得ることができる
。

また上述の構成においては、例えば第２図及び第４図に
ついて明らかなように、透孔２３Ａ〜２３Ｃの一部に金
属層１９が形成されていない領域３５を設けるにつき、
半体２６Ａ及び２６Ｂ上に導電性金属層１９を蒸着する
際にこの領域３５をマスクするように構成したが、これ
に代え、かかるマスクをせずに透孔２３Ａ〜２３Ｃ全体
について導電性金属層１９を形成した後、領域３５に相
当する部分を半体２６Ａ及び２６Ｂと共に剤数るような
加工をするようにしても良（、このようにしても上述の
場合と同様の効果を得ることができる。

第７図は本発明の他の実施例を示すもので、上述の実施
例においては中心導体を透孔２３Ａ〜２３Ｃの内部にお
いて導電性金属層１９が形成されていない領域３５と対
向するように構成されているが、第７図の場合は中心４
体６４が透孔２３Ａ〜２３Ｇから外部に突出するように
固定されている。

このようにすると、透孔２３Ａ〜２３Ｃ位置に形成され
る共振素子２４Ａ〜２４Ｃの電気長は、導電性金属層１
９に接触している長さＬ２と透孔２３Ａ〜２３Ｃから外
部に突出している突出端６４Ａの長さＬｌとによって決
まる。

ここで突出端６４は、誘電体基板２２の半体２６Ａ及び
２６Ｂとの間に空気（誘電率ε、＝１）を挟んで対向す
ることになり、従って中心導体６４の先端部６４Ａの突
出長さＬｌが変化すると、これに応じて電気長も変化す
ることになる。従って第７図のように構成しても上述の
場合と同様の効果を得ることができる。

さらに上述においては、誘電体基板を分割面２５によっ
て基板半休２６Ａ及び２６Ｂに分割するようにした場合
について述べだが、これに代え第１０図について上述し
た一体構造の誘電体基板１１の透孔１２Ａ〜１２Ｃに設
定自在に中心導体を挿入することによって、上述の場合
と同様の効果を得ることができる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、誘電体基板に厚みを貫通
して設けられた透孔２３Ａ〜２３Ｃ内に位置決め自在の
中心導体を挿入し、この中心導体の位置を調整すること
によって、誘電体基板に対向する中心導体の長さを調整
できるようにしたことにより、当該透孔位置に形成され
るλ／４共振素子２４Ａ〜２４Ｃの電気長を必要に応じ
て容易に調整し得る誘電体フィルタを容易に得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による誘電体フィルタの一実施例を示す
斜視図、第２図はその各部の構成を示す分解斜視図、第
３図は第２図の中心導体を示す斜視図、第４図は第１図
のＩＶ−ＩＶ綿線上取って示す断面図、第５図は中心導
体の固定の仕方についての他の実施例を示す断面図、第
６図は中心導体の他の実施例を示す斜視図、第７図はさ
らに他の中心導体の実施例を示す断面図、第８図は従来
の誘電体フィルタを示す斜視図、第９図はその共振素子
を示す断面図、第１０図は従来の構成の欠点を解決する
ために考えられる誘電体フィルタの構造を示す斜視図、
第１１図はその電気的等価回路図である。 ２１・・・・・・誘電体フィルタ、２２・・・・・・誘
電体基板、２３Ａ〜２３Ｇ・・・・・・透孔、２４Ａ〜
２４Ｃ・・・・・・共振素子、２５・・・・・・分割面
、２６Ａ、２６Ｂ・・・・・・基板半休、２７Ａ〜２７
Ｃ・・・・・・電気長調整用中心導体。 第　ｌ　図 ＄　２　図 第　８　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、表面のうち一側端面を残して他の部分に導電性金属
   層を形成し、かつ複数の透孔を穿設してなる誘電体基板
   を有し、上記各透孔によつてそれぞれ共振素子を形成し
   、上記複数の透孔内部の所望位置に中心導体を位置決め
   することによつて、上記共振素子の電気長を調整し得る
   ことを特徴とする誘電体フィルタ。 ２、上記透孔は内部に上記導電性金属層が形成されてい
   ない領域を有し、上記中心導体は上記領域と対向する部
   分の長さを調整することによつて上記電気長を調整でき
   るようにしてなる特許請求の範囲第１項に記載の誘電体
   フィルタ。 ３、上記中心導体は、上記誘電体の導電性金属層が付さ
   れていない一側端面側の一端部を上記透孔から外部に突
   出し、当該突出端部の長さを調整することによつて上記
   電気長を調整してなる特許請求の範囲第１項に記載の誘
   電体フィルタ。