JPS61156903A - 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７図に示す構
成のものが用いられている。

第７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２八〜２Ｃは、第８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８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７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つの共振点を存する誘電体
フィルタ１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ｉ　／ｌ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。

Ｃ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２Ａ〜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側から剤
数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９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１０図に示すように、３つの共振素子１３Ａ、
１３Ｂ、１３Ｃ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Ｋ
ｌ−，Ｋｔによって結合されたものとして表すことがで
きる。

第９図のように構成すれば、第７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９図の構成によると、誘電体基板１１に複数の
透孔１２Ａ〜１２Ｇを形成するためには、比較的複雑な
構成の金型を使用しなければならないため、製造が困難
な問題がある。この困難性は、透孔１２Ａ〜１２Ｃにお
いて形成されるλ／４共振素子の機能を改善するために
、誘電体基板１１を比較的複雑な形状にしなければ実現
し得ないような要求がでた場合に、これに応じ切れない
欠点がある。

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９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共振素子について機能
を改善するための比較的複雑な構成を容易に実現し得る
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
うち一側端面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〜２４Ｇ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つの基板半体２６Ａ及び２６Ｂ
で構成するようにする。

〔作用〕

誘電体基板２２が分割面２５によって２つの基板半体２
６Ａ及び２６Ｂに分割されていることにより、透孔２３
Ａ〜２３Ｃによって形成されている共振素子についての
機能を多様化するために必要な透孔２３Ａ〜２３Ｃ周り
の構成を、分割面上に溝を穿設することによって容易に
構成し得る。

〔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〜２３Ｇ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、かっ透孔２３Ａ〜２３Ｃを遣る
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
、２３Ｇの内表面に形成されている導電性金属Ｊ’Ｗ１
９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２
３Ａ〜２３Ｃ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３】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Ｎ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Ｎ
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
２１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、通孔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Ｊｉ１９が形成されている
部分の長さＬ２によって決末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１９
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Ｌ　１が電気長λ／４を決め
る要素となり、この距離Ｌ１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、、Ｋ、（
第１０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４ＬＡ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１、
Ｋ２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
を外部に連通する連通孔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
日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、半体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４
６となる断面半円形状の溝を形成する。これらの溝は、
半体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２２Ａ３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１つが蒸着され、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、リード線４７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、半体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体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、誘電体基板２
２を半体２６Ａ及び２６Ｂに分割した構成を有するので
、誘電体基板２２の内部に共振素子２４Ａ〜２４Ｃを形
成すべき透孔２３Ａ〜２３Ｃに関連して、これらの共振
素子２４Ａ〜２４Ｃの機能を多様化するための要素とし
て、調整溝４１Ａ及び４１Ｂ、連通孔４５及び４６を、
金型を用いた成形工程によって容易に形成することがで
きる。

従って誘電体フィルタ２１の性能を必要に応じて容易に
高めることができる。かくするにつき第９図について上
述したように、従来の構成（第７図）と比較して、一体
構成にしたことによる効果を何等損なうことなく確実に
実現し得る。

なお上述の実施例においては、リード線４７及び４８を
電気長調整用中心導体２７Ａ及び２７Ｃに接続したが、
これに代え、第５図に示すように連通孔４５及び４６表
面上の金属層に対して半田５１及び５２によってリード
線４７及び４８を接続するようにしても良い。このよう
にするにつき、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、リー
ド線４７及び４８の半田付は作業を容易になし得る。

この場合半田５１及び５２に代えて他の接続手段を連通
孔４５及び４６に設けるようにしても良い。

また第５図の場合は、連通孔４５及び４６のうち、半田
５１及び５２より先端部分４９及び５０だけをメタリン
グしないようにすれば良い。

また、誘電体フィルタ２１に信号を入力し、又は信号を
出力するための構成として、第６図に示すように、誘導
結合（すなわちＭ結合）の手段を介して行うようにして
も良い。

第６図の場合、半体２６Ｂの透孔２３Ａ及び２３Ｃの外
側位置に、段部５４及び５５が設けられ、この段部５４
及び５５上に、一部５６Ａ及び５７Ａを透孔２３Ａ及び
２３Ｃの延長方向とほぼ平行に延長するように取付けら
れた電極５６及び５７を固着し、この電極５６及び５７
の他端部５６Ｂ及び５７Ｂを半体２６Ｂから外方に突出
させるように構成されている。

第６図の構成によれば、電極５６に対して入力端子ＴＩ
Ｎ側のリード線４７を接続し、また電極５７に出力端子
ＴＯＵＴ側のリード線４８を接続する。かくすれば、電
極５６に供給される人力信号は誘電体基板２２を介して
中心孔２３Ａ位置に形成されている共振素子２４ＡにＭ
結合し、また透孔２３Ｃ位置に形成される共振素子２４
Ｃに得られる信号が電極５７にＭ結合してリード線４８
を介して出力端子ＴＯＵＴに送出される。かくするにつ
き、誘電体基板２２が分割面２５の位置で半体２６Ａ及
び２６Ｂに分割されていることにより、段部５４及び５
５を形成したり、電極５６及び５７を固着したりする加
工を容易になし得る。

また第６図の場合は、段部５４及び５５を利用して電極
５６及び５７を配設するようにしたが、これに代え、半
体２６Ａ、及び又は、２６Ｂに電極収納用溝を設け、こ
の溝に電極５６及び５７を固着するようにしても、上述
の場合と同様の効果を得ることができる。

また上述の実施例においては、半体２６Ａ及び２６Ｂを
一体に組合せるにつき、半体２６Ａ及び２６Ｂの分割面
２５を直接面接触させるようにしたが、合せ目は必ずし
も面接触させなくても良く、例えば誘電体材料でなるフ
ィルムなどをスペーサとして挟込むようにしても良い。

このようにすればクラックを防止するなどの効果を得る
ことができる。

またさらに上述の実施例においては、半体２６Ａ及び２
６Ｂを一体に組合せるにつき、半体２．６Ａ及び２６Ｂ
を半田付けするようにしたが、例えば第１図について上
述した誘電体フィルタ２１をケース内に収納する際に、
ケース及び半体２６Ａの上面間、またケース及び半体２
６Ｂの下面間にそれぞればねを介挿させ、このばねによ
って半体２６Ａ及び２６Ｂを一体に圧接させた状態を維
持させるようにしても良い、また半田付けに代え、接着
剤を用いるようにしても良い。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、誘電体基板２２をλ／４
共振素子２４Ａ〜２４Ｃを形成する透孔２３Ａ〜２３Ｃ
の位置を通る分割面によって半体２６Ａ及び２６Ｂに分
割するようにしたことにより、高誘電率の誘電体材料と
してセラミックを用いた場合のように、誘電体基板を金
型によって成形する際に、透孔２３Ａ〜２３Ｃ周りの構
造の多様化を格段的に高めることができ、かくして共振
素子２４Ａ〜２４Ｃの機能を必要に応じて容易に拡大し
得る。

【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２７Ａ〜２７Ｃを示す斜視図、
第４図は第１図のｒＶ−Ｉｔ／線上に取って示す断面図
、第５図及び第６図は本発明の他の実施例を示す基板半
体２６Ｂを示す斜視図、第７図は従来の誘電体フィルタ
を示す斜視図、第８図はその共振素子を示す断面図、第
９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１０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〜２３Ｃ・・・・・・透孔、２４Ａ〜
２４Ｇ・・・・・・共振素子、２５・・・・・・分割面
、２６Ａ、２６Ｂ・・・・・・基板半体、２７Ａ〜２７
Ｃ・・・・・・電気長調整用中心導体。

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
   、上記誘電体基板は、上記複数の透孔を通る分割面によ
   つて分割された２つの基板半体で構成されていることを
   特徴とする誘電体フィルタ。 ２、上記基板半体は、上記分割面上に、上記透孔を形成
   する第１の溝を穿設すると共に、上記透孔に連通して信
   号を入力し、及び信号を出力するための第２の溝を穿設
   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、上記基板半体は、上記分割面上に、上記透孔を形成
   する第１の溝を穿設すると共に、上記透孔に隣接する位
   置に電極を固着し、上記電極及び上記透孔間を誘導結合
   することにより、当該電極を介して信号を入力し、及び
   信号を出力す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。