JPS6354803A - 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、誘電体共振器を有するマイクロ波用等の誘電
体フィルタに関するものである。

（従来の技術） 従来、このような分野の技術としては、特開昭６１−８
０９０１＠公報に記載されるものがあった。以下、その
構成を図を用いて説明する。

第２図は従来の誘電体フィルタの構成図である。

この誘電体フィルタは、一体構造の直方体状誘電体１を
有し、その誘電体１には円柱状あるいは円筒状の中心導
体からなる複数個の誘電体共振器２−１〜２−６が設け
られ、さらにそれら各誘電体共振器２−１〜２−６の中
心導体にはそれぞれ周波数調整用パターン３−１〜３−
６が延設され、それらが誘電体１の一側面に配列されて
いる。各パターン３−１〜３−６間には、ギャップ４−
１〜４−５が形成されている。また、入力段のパターン
３−１には入力端子５が、出力段のパターン３−６には
出力端子６がそれぞれ設けられている。

以上の構成において、入力端子５より印加された電気信
号は入力段の誘電体共振器２−１により電磁界を発生し
、この電磁界がギャップ４−１を介して隣接の段間誘電
体共振器２−２へ伝えられる。段間誘電体共振器２−２
に達した電磁界はギャップ４−２を介して隣接の誘電体
共振器２−３へ伝えられる。このような動作を繰り返し
ながら、電気信号を出力段の誘電体共振器２−６へ伝え
、出力端子６に接続された負荷へ電気エネルギーを供給
する。

このような誘電体フィルタでは、誘電体共振器２−１〜
２−６の長さおよび周波数調整用パターン３−１〜３−
６によって各誘電体共振器２−１〜２−６の共振周波数
が決定され、ざらに各誘電体共振器２−１〜２−６間の
ピッチおよび周波数調整用パターンの形状によって結合
容量が決定される。

そしてこの種の誘電体フィルタを実現するためには、ま
ず共振周波数及び結合容量が設計値として与えられる。

この設計値において結合容量の値をいかにして実現する
かが重要となる。この結合容量は、まず各周波数調整用
パターン３−１〜３−６間のピッチを一定にして各誘電
体共振器２−１〜２−６間のピッチを変え、該結合容量
との関係を求める。その関係値から各誘電体共振器２−
１〜２−６間のピッチを決定し、所望の結合容量を有す
るフィルタを実現する。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記構成の誘電体フィルタでは、各周波
数調整用パターン３−１〜３−６間のギャップを一定と
して各誘電体共振器２−１〜２−６間のピッチを変え、
所望の結合容量をもつフィルタを実現しているため、さ
らに高性能、小型化を目的とする場合、正確な各誘電体
共振器２−１〜２−６間のピッチの実現は製造上不可能
に近い。そのため、高性能化、小型化、低コスト化を計
る上で問題となっていた。

本発明は前記従来技術が持っていた問題点として、正確
な各誘電体共振器間のピッチの実現が製造上不可能であ
るため、充分な高性能化、小型化、低コスト化が計れな
いという点について解決した誘電体フィルタを提供する
ものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明は前記問題点を解決するために、均質で単体のブ
ロック状の誘電体と、この誘電体内にほぼ平行に形成さ
れる複数個の中心導体からなる複数個の誘電体共振器と
、前記各中心導体の一端に延設され前記誘電体の一側面
に配列される導電性を有する複数個の周波数調整用パタ
ーンと、この各周波数調整用パターン間に配設される複
数個の結合量調整用パターンとを備えた誘電体フィルタ
において、前記各誘電体共振器間のピッチを一定として
前記周波数調整用パターンと前記結合量調整用パターン
との間のギャップを変えて所定の結合容量を設定するよ
うにしたものでおる。

（作　用） 本発明によれば、以上のように誘電体フィルタを構成し
たので、各誘電体共振器間のピッチを一定にすることに
より、許容される前記ピッチの誤差が大幅に緩和され、
高性能化と低コスト化が計れる。ざらに、パターン間の
ギャップを変えて結合容量を設定するので、小型化が計
れる。従って前記問題点を除去できるのである。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例を示す誘電体フィルタの構成
図である。

この誘電体フィルタは、縦Ｗ１横９及び高さＨからなる
一体構造の直方体状誘電体１０を有し、その誘電体１０
の正面１０Ａ　、背面１０Ｂ　、左側面１０Ｃ１右側面
１０Ｄ、上面１０Ｅ及び下面１０Ｆのうち、正面１０Ａ
１背面１０Ｂ及び下面１０Ｆの全面と、左、右側面１０
Ｃ、１０［）の一部にはメタライズ層が形成され、その
左、右側面１０Ｃ、１００の上部に非メタライズ面１１
Ｃ、ＩＩＤが設けられている。

誘電体１０にはその上面１０Ｅの両端部に導電性の入カ
バターン１２Ａ及び出カバターン１２Ｂが形成され、ざ
らにその人、出カバターン１２Ａ　、　１２Ｂ間には高
さ方向にほぼ平行でかつピッチＰＩ、　Ｐ２．　Ｐ３の
間隔で円柱状あるいは円筒状の中心導体からなる複数個
の誘電体共振器１３−１〜１３−４が埋設されている。

各誘電体共振器１３−１〜１３−４の中心導体にはそれ
ぞれ周波数調整用パターン１４−１〜１４−４が延設さ
れ、それらが誘電体１０の上面１０Ｅに配列されている
。各パターン１４−１〜１４−４間には、導電性の結合
量調整用パターン１５−１〜１５−３が形成されている
。

入カバターン１２Ａと入力段の周波数調整用パターン１
４−１の間にはギャップｇ１が設けられ、同じくパター
ン１５−１とパターン１４−１．１４−２の間にはギャ
ップｇ２．　！；１２が、パターン１５−２とパターン
１４〜２．１４−３の間にはギャップ！１１３．　ｇ３
が、パターン１５−３とパターン１４−３．１４−４の
間にはギャップ（１１４，（１４が、パターン１４−４
と出カバターン１２８の間にはギャップｇ５がそれぞれ
設けられている。

以上の構成において、入カバターン１２Ａより印加され
た電気信号は入力段の誘電体共振器１３−１により電磁
界を発生し、この電磁界はパターン１５−１を介して隣
接する段間の誘電体共振器１３−２へ伝えられる。段間
の誘電体共振器１３−２に達した電磁界はパターン１５
−２を介して隣接の段間誘電体共振器１３−３へ伝えら
れる。同様に、段間誘電体共振器１３−３に達した電界
は、パターン１５−３を介して隣接の出力段誘電体共振
器１３−４へ伝えられ、出カバターン１２Ｂに接続され
た負荷へ電気エネルギーを供給する。なお、誘電体１０
に設けられたメタライズ層１１Ｃ、１１Ｄは誘電体共振
器１３−１〜１３−４の共振周波数を決定する機能を有
すると共に、一方のメタライズ層１１Ｃは入カバターン
１２Ａとアース間に生じる奇生容量を減少し、他方のメ
タライズ層１１Ｄは出カバターン１２Ｂとアース間に生
じる奇生容量を減少し、フィルタの性能を向上させる。

第３図は第１図の集中定数等価回路を示す図でおる。こ
の回路では結合容量Ｃ１，Ｃ３，Ｃ５，Ｃ７，Ｃ９が直
列に接続されており、それにインダクタンスＬｌ、　１
２．　Ｌ３．　Ｌ４及びキャパシタンスＣ２，Ｃ４，Ｃ
６゜Ｃ８からなる複数個の共振回路が分岐接続されてい
る。ここで、結合容量Ｃ１は第１図のギャップｇ１に相
当し、同じく結合量量Ｃ３はギャップｇ２に、結合容量
Ｃ５はギャップｇ３に、結合容量Ｃ７はギャップｑ４に
、結合容量Ｃ９はギャップｇ５に対応している。また、
共振回路（ＬＩＣ２）は入力段誘電体共振器１３−１に
対応し、同じく共振回路（１２Ｃ４，１３Ｃ６，１４Ｃ
８）は誘電体共振器１３−２．１３−３．１３−４にそ
れぞれ対応する。そして各素子間には次式のような関係
がある。

結合容量　Ｃ２＝ＣＯ−ＣＩ−Ｃ３ Ｃ４＝　ＣＯ−Ｃ３−Ｃ３ Ｃ６＝ＣＯ−Ｃ５−Ｃ７ Ｃ８＝　ＣＯ−Ｃ７−Ｃ９ ｆＯ；共振周波数 ｌＯ；特性インピーダンス しυ に２３　＝　− ＣＯ に３４　＝　− ＣＯ 通常、この種の誘電体フィルタを実現するためには、ま
ず第３図の回路の素子値が設計時に与えられる。この素
子値において結合量ｉＣ３，Ｃ５，Ｃ７の値をいかにし
て実現するかが鍵になる。

この結合量ｉｃ３．　Ｃ５，Ｃ７の実現方法として、従
来技術と同じような方法を採用した場合を考えてみる。

まず、ギャップｇ２．　（７３，［１４を一定にし、各
誘電体共振器１３−１〜１３−４間のピッチｐ１．　ｐ
２．　ｐ３を変えて結合ｔｉｋ１２　、　ｋ２３　、　
ｋ３４との関係を見出す。

この−例を第４図に示す。この第４図よりピッチｐｉ、
　ｐ２．　ｐ３を決定して誘電体フィルタを実現する。

ところが、正確なピッチＩ）１．　ｐ２．　ｔ）３の実
現は製造上不可能に近い。

そこで本実施例では、ピッチｊ）１．　ｐ２．　ｐ３を
一定としてギャップＣ１２，ｇ３．　ｇ４を変えること
により所望の結合量ｉｃ３．　Ｃ５，Ｃ７を得るように
している。

すなわち、一般に平行平面板の容量値は次式で与えられ
る。

ｃｍｏ・０８８５εγ°〒 但し、Ａ；一つの平板の片面の面積（ｃｉ　）ｔ；誘電
体の厚み（ｃｍ　） εア；誘電体の比誘電率 そしてギャップｇ２．　ｉ；１３．　Ｃｌ３を変えると
いうことは、厚みｔを変えて結合量ｆｆ１ｃ３．　Ｃ５
，Ｃ７を実現するものである。この場合は各誘電体共振
器１３−１〜１３−４間のピッチｐｌ、　ｐ２．　ｐ３
は一定として実現できる。

本実施例では、ピッチｐ１．　ｐ２．　ｐ３を固定して
ギャップｊ；１２．　（１３，ｇ４を変えるようにした
ので、次のような利点を有する。

■　許容される各誘電体共振器１３−１〜１３−４間の
ピッチｐ１＝ｐ２＝ｐ３の誤差が大幅に緩和され、誘電
体フィルタの高性能化と低コスト化が計れる。

■　周波数調整用パターン１４−１〜１４−４と結合量
調整用パターン１５−１〜１５−３とのギャップｇ２．
　！；１３．　！１１４を変えて結合量１ｃ３．　ｃ５
．　ｃ７を得ることにより、大幅に小型化が可能となる
。例えば、結合１ｋ１２　。

ｋ２３　、　ｋ３４として０．０３を得るためには、従
来の方法だとピッチ６．８ｍｍ　、ギャップ０．４ｍｍ
が必要だったのに対し、本実施例ではピッチ４．５ｍｍ
　１ギヤツプが０．２ｍｍでよい。

なお、上記実施例では４個の誘電体共振器１３−１〜１
４−４を設けた例を示したが、それらを５個以上設けて
もよく、また誘電体１０．入、出カバターン１２Ａ　、
　１２Ｂ　、中心導体、及びパターン１４−１〜１４〜
４゜１５−１〜１５−３の形状やその配置位置等を図示
以外のものに変形してもよい。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように、本発明によれば、各誘電体
共振器のピッチを一定とし、周波数調整用パターンと結
合量調整用パターンとの間のギャップを変えて所定の結
合容筒を得るようにしたので、許容される前記ピッチの
誤差が大幅に緩和されて高性能化と低コスト化が計れる
ばかりか、大幅な小型化の効果が期待できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す誘電体フィルタの構成図
、第２図は従来の誘電体フィルタの構成図、第３図は第
１図の集中定数等価回路、第４図は誘電体共振器間ピッ
チと結合量の関係図である。 １０・・・・・・誘電体、１２Ａ・・・・・・入カバタ
ーン、１２Ｂ・・・・・・出カバターン、１３−１〜１
３−４・・・・・・誘電体共振器、１４−１〜１４−４
・・・・・・周波数調整用パターン、１５−１〜１５−
３・・・・・・結合量調整用パターン、ｇ１〜ｇ５・・
・・・・ギャップ、ｐ１〜ｐ３・・・・・・ピッチ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　均質で単体のブロック状の誘電体と、 この誘電体内にほぼ平行に形成される複数個の中心導体
   からなる複数個の誘電体共振器と、前記各中心導体の一
   端に延設され前記誘電体の一側面に配列される導電性を
   有する複数個の周波数調整用パターンと、 この各周波数調整用パターン間に配設される複数個の結
   合量調整用パターンとを備え、 前記各誘電体共振器間のピッチを一定として前記周波数
   調整用パターンと前記結合量調整用パターンとの間のギ
   ャップを変えて所定の結合容量を設定したことを特徴と
   する誘電体フィルタ。