JPS62154801A - 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、マイクロ波等の高周波帯域で用いられる一体
構造の多段誘電体フ、Ｃルタに関し、更に詳しくは、共
振子穴が開口している両方の而に各共振子穴について開
放面と短絡面とを交互に設けて広帯域化した誘電体フィ
ルタに関するものである。

［従来の技術〕 チタン酸バリウム等の誘電体セラミックを用いた多段共
振子型のフィルタは、損失が少なく従って所謂Ｑも高く
、誘電率が大きいので小型化できるといった特徴があり
、自動車電話等のマイクロ波帯用として広く使用されて
いる。

誘電体フィルタに関する従来技術としては、直方体状を
なす誘電体ブロックに所定の間隔を介して複数の共振子
穴と結合子穴とを交互に設け、該共振子穴の内面および
誘電体ブロックの上面を除（外表面をメタライズした一
体型多段構造のものが知られている。この場合、全ての
共振子穴について上面が開放面、下面が短絡面となる。

このようなフィルタでは各共振子穴がそれぞれ一個一個
の共振素子に対応し、共振子穴の高さの４倍の共振周波
数をもつ。共振素子間の結合度は共振子穴同士の間に位
置する結合子穴によって決定される。一般に共振子穴と
結合子穴との間隔を広くすればフィルタとしての帯域輻
が挟まり、穴間隔を狭くすると帯域幅は広がる。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記のように上面を開放面、底面を短絡面とした従来構
造の３段の誘電体フィルタでは、例えば中心共振周波数
が約７６０ＭＨｚの場合、帯域幅は２５　Ｍ　Ｈｚ程度
が一般的である。

しかし近年、フィルタとして帯域幅を広くする要求が生
じている。これに対応して広帯域フィルタを設計しよう
とする場合、従来技術では共振子穴と結合子穴の間隔を
狭くしなければならなくなる。帯域を広げようとすれば
するほど穴間隔が狭くなり加工が難しくなる。また寸法
精度を非常に高くしなければ特性のばらつきが大きくな
る。このため量産化が難しく、穴間隔を狭くする従来方
式では広帯域化の点では自ずから限界があった。

また従来構造の誘電体フィルタでは、高域側にはボール
が有り急峻な減衰特性を呈するものの、低域側にはボー
ルが無いため減衰特性が悪く非対称のフィルタ特性を呈
する欠点があった。

本発明の目的は、上記のような従来技術の欠点を解消し
、共振子穴および結合子穴の間隔を製造容易な間隔に保
った状態で帯域幅を広く設定でき、しかもフィルタ特性
が中心周波数に対してほぼ対称で挿入損失が小さく且つ
帯域外減衰量を大きくとれるような誘電体フィルタを提
供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 上記のような目的を達成することのできる本発明は、直
方体状をなす誘電体ブロックの長手方向に複数の共振子
穴と結合子穴とを交互に設け、該誘電体ブロックの外表
面の一部と前記共振子穴の内面にメタライズ層を形成し
た一体構造の誘電体フィルタを前提とし、共振子穴を奇
数個形成し、それらが開口する両面に各共振子穴につい
て開放面と短絡面とを交互に設けた一体型誘電体フィル
タである。

［作用］ 詳細な理由は未だ十分解明されている訳ではないが、各
共振子穴について開放面と短絡面とを交互に反対側の面
に配設したことによって、フィルタ特性が広帯域化され
、中心共振周波数よりも低域側にもボールが生じ急峻な
減衰特性をもたせることができる。このことは試作実験
の結果からも明らかである。

［実施例］ 第１図は本発明に係る誘電体フィルタの一実施例を示す
斜視図であり、第２図はその平面図、第３図はその底面
図である。この実施例は３段構成の一体型誘電体フィル
タの例である。

誘電体フィルタは、チタン酸バリウム等の高誘電率セラ
ミック材料の焼結体からなる直方体状の誘電体ブロック
１０の長手方向に間隔をおいて３個の共振子穴１２ａ、
１２ｂ、１２Ｇを形成すると共に、それら共振子穴１２
ａ、　　。

１２ｃの間に結合子穴１４ａ、１４ｂを設け、更に前記
誘電体ブロックＩＯの全側面と、底面並びに上面の一部
、および共振子穴１２．・・・。

１２ｃの内面にメタライズ層１６を形成した構造をなす
。なお凹面においてメタライズが施されておらず誘電体
の素地がそのまま露出している部分には細かな点々を付
して表しである。またメタライズ層１６は判り易くする
ためかなりの厚みを持つように描いているが、実際は銀
ペースト等の焼き付は等で形成される極く薄いものであ
る。

さて、本発明が従来技術と顕著に相違する点は、各共振
子穴について開放面と短絡面とを交互に反対側の面に配
設した点にある。

この実施例では、両端に位置する第１の共振子穴１２ａ
および第３の共振子穴１２ｃは底面が短絡面、上面が開
放面となっているのに対して、中央に位置する第２の共
振子穴１２ｂは、逆に、底面が開放面、上面が短絡面と
なっている。このように開放面と短絡面を交互に設ける
ことによってフィルタの帯域幅を広げることができる。

第４図は本発明の他の実施例を示す説明図である。この
実施例も３段構成の誘電体フィルタであり、基本的な構
成は前記の場合と同様である。本実施例では中央に位置
する第２の共振子穴１２ｂの部分を高くし、その両側が
低い段付き構造としてあり、両端に位置する第１および
第３の共振子穴１２ａ、１２ｃの上部開放面側に結合コ
ンデンサ１８ａ、１８ｂを載置固定して、それによって
外部回路と接続するように構成しである。前記の通り、
基本的な構成は前記実施例の場合と同様であるから、対
応する部分には同一符号を付し、それらについての説明
は省略する。本実施例において中央部と両側人出力部で
高さ方向の段差があるのは、入出力側に結合コンデンサ
を搭載した分だけ共振周波数がずれるため、それを補正
する意味合いである。

このような構造の誘電体フィルタについて、フィルタ特
性を測定した結果を第５図並びに第６図に示す。第５図
は第６図の中心共振周波数近傍における拡大図である。

第５図からも明らかなように、中心共振周波数が７５６
ＭＨｚの場合に帯域幅は約６０　Ｍ　Ｈｚになり、従来
の誘電体フィルタに比べて２倍半程度広帯域化すること
ができた。また第６図からも明らかなように、中心共振
周波数に対して低域側にボール（符号Ｐで示す）が生じ
、低域側も高域側と同様、急峻な減衰特性を呈し帯域外
減衰量を向上させることができ、しかも帯域外減衰量が
低域側と高域側とで対称的な良好な特性が得られた。

なお誘電体ブロック１０の外表面および共振子穴１２ａ
、・・・、１２ｃの内面に形成するメタライズ層１６は
、前記のように例えば銀ペーストを塗布し焼き付ける等
、従来公知の技術を適用したものでよい。入出力結合部
の構造も任意である。入出力結合用コンデンサを用いず
に、誘電体ブロフクの端部に入出力結合用の穴を形成し
、それにアンテナ棒と呼ばれる金属棒を挿入して外部回
路と接続してもよい。

また誘電体フィルタにおける共振子穴の個数は３個に限
られるものではない。奇数個（例えば５個、７個等）と
して交互に開放面と短絡面を形成することによって５段
、７段のフィルタを構成できる。

［発明の効果］ 本発明は上記のように、誘電体ブロックの各共振子穴に
ついて開放面と短絡面とを交互に設けたから、製作容易
な穴間隔を保ちつつ広帯域のフィルタ特性を得ることが
できるという優れた効果を有する。

特に共振子穴と結合子穴の間隔が狭くなると、製造する
際に高い加工精度を必要とし加工工数が増加して量産に
適さなくなり、特性のばらつきが大きくなる等の問題が
あるが、本発明ではそのような問題を一挙に解決できる
。

また本発明では帯域外減衰量を従来技術よりもはるかに
大きくとることができるし、また帯域外減衰量が中心周
波数に対してほぼ対称な良好なフィルタ特性を得ること
ができる効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る誘電体フィルタの一実施例を示す
斜視図、第２図はその平面図、第３図はその底面図、第
４図は本発明の他の実施例を示す説明図、第５図および
第６図は本発明により得られるフィルタ特性の説明図で
ある。 １０　・・・誘電体ブロック、１２ａ、１２ｂ。 １２ｅ・・・共振子穴、１４ａ、１４ｂ・・・結合子穴
、１６・・・メタライズ層。 特許出願人　　富士電気化学株式会社 代　　理　　人　　　　　茂　　見　　　　　穣第２図 第３図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、直方体状をなす誘電体ブロックの長手方向に複数の
   共振子穴と結合子穴とを交互に設け、該誘電体ブロック
   の外表面の一部と前記共振子穴の内面にメタライズ層を
   形成した一体構造の誘電体フィルタにおいて、共振子穴
   を奇数個形成し、それらが開口する両面に各共振子穴に
   ついて開放面と短絡面とを交互に設けたことを特徴とす
   る誘電体フィルタ。