WO2006077661A1

WO2006077661A1 - 誘電体フィルタ、誘電体デュプレクサおよび通信装置

Info

Publication number: WO2006077661A1
Application number: PCT/JP2005/009323
Authority: WO
Inventors: Masayuki Atokawa; Hitoshi Tada; Takayoshi Yui; Hideyuki Kato
Original assignee: Murata Manufacturing Co., Ltd.
Priority date: 2005-01-18
Filing date: 2005-05-23
Publication date: 2006-07-27
Also published as: DE112005001492T5; CN1969422B; TWI274438B; US20070103255A1; CN1969422A; TW200627701A; US7482898B2; JP2006203368A; JP3864974B2

Abstract

　超異軸構造の誘電体フィルタに、開放面電極を設け、各開放面電極と外導体との間の容量を、隣接する開放面電極間に生じる容量より大きくし、開放面電極の配列の中央側の面積を外側の面積よりも大きくし、開放面電極（８２Ａ）、（８２Ｃ）、（８３Ｃ）から電極突出部（８５Ａ）、（８５Ｂ）、（８５Ｃ）を形成し、入出力電極（７４Ｃ）をインターディジタル結合する励振孔の短絡面に形成し、短絡面の共振孔（７２Ａ）～（７２Ｃ）、（７３Ａ）～（７３Ｃ）を略等間隔に配置する。

Description

明細書

誘電体フィルタ、誘電体デュプレクサおよび通信装置

技術分野

[0001] 本発明は、一体の誘電体ブロックに構成された誘電体フィルタ、誘電体デュプレクサ、およびそれらを備えた通信装置に関するものである。

背景技術

[0002] 高周波回路に適用される誘電体フィルタや誘電体デュプレクサでは、常に小型化した製品を提供することが求められる。

[0003] 従来から、小型化を実現するためのさまざまな技術が提供されている。特許文献 1 には、共振孔をステップ形状とし、大径孔部と小径孔部の軸を相対的に大きく偏心させて、共振孔が屈曲した構造をとる超異軸構造の誘電体フィルタが示されて!/、る。

[0004] このような共振孔による共振器を誘電体ブロックに配列することで、共振器同士が結合し、減衰極が生じる。そして共振孔間のピッチを必要に応じて設定することによつて減衰極を所望の周波数に合わせることができる。

[0005] この従来の技術を採用した誘電体デュプレクサの構成例を図 1に示す。図 1は、共振孔の配列に平行な断面の図であり、上辺が開放面、下辺が短絡面である。

[0006] 誘電体ブロック 1には、複数の共振孔 2A〜2C、 3A〜3Cが設けられ、それぞれの内面に内導体が形成される。共振孔 2A〜2C、 3A〜3Cの端部には電極非形成部 7 を設けている。誘電体ブロック 1の外面には外導体 6が形成される。各共振孔 2A〜2 C、 3A〜3Cは開放面側の内径が大きく（以下、この部分を大径孔部という。）、短絡面側の内径が小さい（以下、この部分を小径孔部という。）ステップ孔である。この例では、共振孔 2A〜2Cの開放面側での共振孔間の距離が短絡面側での共振孔間の距離よりも大きく構成 (以下、寄り目形状という。）されている。この構成により、共振孔 2A〜2Cによる互いに隣接する 2つの共振器間がそれぞれ誘導性結合した送信フィルタが構成されている。一方、共振孔 3A〜3Cは、開放面側での共振孔間の距離が短絡面側での共振孔間の距離よりも小さく構成 (以下、離れ目形状という。）されている。この構成により、共振孔 2A〜2Cによる互いに隣接する 2つの共振器間がそれぞれ容量性結合した受信フィルタが構成されて、る。

[0007] この共振器間の結合により生じる減衰極は、小径孔部と大径孔部との偏心量、小径孔部と大径孔部との横断面積の比であるステップ比などを設定することで調整される

[0008] このような超異軸構造の誘電体フィルタ、誘電体デュプレクサを従来より更に小型化する場合、その小型化に伴い共振器の間隔が狭まり、誘電体ブロックの壁厚が薄くなる。そのため、共振器間の容量が増大する。すると、フィルタ特性の減衰極が、所定の周波数力ずれてしま、所定のフィルタ特性が得られな、。

[0009] また、誘電体ブロックの開放面に開放面電極を備えることによって共振器間を結合させる構成が特許文献 2に示されてヽる。従来の開放面電極を備えた誘電体フィルタでは、開放面電極の形状を調整することで、開放面電極間の容量を調整し、所望のフィルタ特性を持った誘電体ブロックを実現している。

特許文献 1：特開平 10— 256807号公報

特許文献 2 :特公平 6— 097721号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0010] 上述のような超異軸構造にぉ、て、小径孔部と大径孔部との偏心量は、大径孔部の半径と小径孔部の半径の和以上には設定することができない。そのため、とりうる偏心量の範囲は限定される。すなわち、従来の超異軸構造の誘電体フィルタ、誘電体デュプレクサをより小型化しょうとする際には、偏心量を調整しても必要なフィルタ特性を実現することが困難であった。

[0011] 例えば、寄り目形状のように偏心している場合には、この小型化により誘導性結合が不足し、所望の帯域幅が得られなくなる場合があった。また、離れ目形状のように偏心している場合には、この小型化により容量性結合が過剰になり、相対的に容量性結合が強まり、所望のフィルタ特性を得ることができない場合があった。

[0012] また、小径孔部間の間隔によっては、短絡面の一部に電流の集中が生じ Q値の劣化が生じる場合もある。

[0013] 開放面電極を設ける場合においては、従来より更に小型化を行うと、隣接する開放面電極における間隔が狭くなつてしまう。そのため、開放面電極間の容量が増加する。すると、超異軸構造の場合と同様に共振器間の相対的な容量性結合がより強められてしまい、必要なフィルタ特性を実現することが困難であった。また、小型化により開放面電極のパターンも微細化し、パターン形成を精度よく行うことも困難であった。

[0014] このように、従来力も提供されていた技術では、小型化にともなうフィルタ特性の設計に限界があった。

[0015] そこで、本発明の目的は、上述の問題を解決し、従来よりもさらに小型化を行い、求められるフィルタ特性を実現することができる誘電体フィルタや誘電体デュプレクサを提供することとする。

[0016] さらに、この小型化した誘電体フィルタや誘電体デュプレクサにお!、て、減衰極の周波数を容易に調整することができるようにし、小型化によっても共振器の Q値の劣化を防いだ誘電体フィルタおよび誘電体デュプレクサを提供する。

課題を解決するための手段

[0017] 本発明は、寄り目形状の異軸構造や超異軸構造の誘電体フィルタに、開放面電極を設け、隣接する共振孔による 2つの共振器間の誘導性結合が増大するように、各開放面電極と外導体との間に生じる容量と、隣接する開放面電極間に生じる容量とを定める。

[0018] このような構成では、各開放面電極と外導体との間に生じる容量と、隣接する開放面電極間に生じる容量とにより、隣接する共振孔による 2つの共振器間の結合を調整することができる。そして、小型化により不足した誘導性結合を強めるように調整するため、小型化により強まった共振器間の容量性結合をキャンセルすることができ、所望のフィルタ特性を実現することができる。

[0019] 本発明は、離れ目形状の異軸構造や超異軸構造の誘電体フィルタに、開放面電極を設け、隣接する共振孔による 2つの共振器間の誘導性結合が増大するように、各開放面電極と外導体との間に生じる容量と、隣接する開放面電極間に生じる容量とを定める。

[0020] このような構成では、各開放面電極と外導体との間に生じる容量と、隣接する開放面電極間に生じる容量とにより、隣接する共振孔による 2つの共振器間の結合を調整することができる。そして、小型化により不足した誘導性結合を強めるように調整するため、相対的に容量性結合が強まり、過剰になった容量性結合をキャンセルすることができ、所望のフィルタ特性を実現することができる。

[0021] また本発明は、平行に並んだ共振孔の両端に位置する共振孔の開放面電極を、この共振孔よりも配列の中央側の突出面積が、配列の外側の突出面積よりも大きくなるように配置する。

[0022] このような構成により、両端の開放面電極に、隣接した開放面電極のみならず、もう一段先の共振器の開放面電極との間でも容量を生じさせる。するとこの容量がマルチパス容量として作用し、このマルチノス容量によって減衰極の周波数の位置を制御することが可能になる。

[0023] また本発明は、配列した共振孔の両端に位置する前記開放面電極のうち、すくなくとも一方の開放面電極の前記配列の方向に垂直な端縁付近から、隣接する開放面電極の方向に突出し、当該開放面電極とは別の開放面電極との間に容量を生じる電極突出部を形成する。

[0024] このような構成により、電極突出部を備えた開放面電極では、隣接した開放面電極のみならず、もう一段先の共振器の開放面電極との間でもマルチノス容量が生じ、このマルチノス容量によっても減衰極を制御することが可能になる。

[0025] また本発明は、配列した共振孔の両端に位置する前記開放面電極の前記配列の方向に垂直な端縁付近から、それぞれ隣接する開放面電極の方向に突出し、それぞれの開放面電極とは別の開放面電極との間に容量を生じる電極突出部をそれぞれ形成し、開放面における複数の開放面電極を、共振孔の前記配列の方向において略対象に配置する。

[0026] このような構成により、電極突出部を備えた開放面電極では、隣接した開放面電極のみならず、もう一段先の共振器の開放面電極との間でもマルチノス容量が生じ、このマルチノス容量によっても減衰極を制御することが可能になる。また、この誘電体フィルタの開放面電極のパターン形状が略対称になるため、フィルタの回路定数を入出力方向で対称に設計できるようになる。

[0027] また本発明は、複数の共振孔を、前記短絡面における複数の共振孔の軸心間の距離が等間隔となるように配置する。

[0028] このような構成により、短絡面における小径孔部間の間隔が等間隔になり、短絡面の導体の電流集中を抑える。すると Q値の劣化を抑制することができる。

[0029] また本発明は、上記の寄り目形状の誘電体フィルタと離れ目形状の誘電体フィルタとの、ずれか一方もしくは両方を用いて誘電体デュプレクサを構成する。

[0030] このような構成により、従来よりもさらに小型化を行いながらも、求められるフィルタ特性を実現した誘電体デュプレクサをえることができる。

[0031] また本発明は、アンテナ接続用の入出力電極を励振孔の内側に設けた導体と導通させるとともに、実装面における短絡面側に設け、励振孔を隣接する共振器とインタ一ディジタル結合させる。

[0032] このような構成により、開放面に外導体として作用する部分が形成されるため、充分にアースをとることができる。そのため、実装に際してアースのためのケースが不要となり、より小型化できる。

[0033] また本発明は、第 2の誘電体フィルタの複数の前記開放面電極のうち、終段の共振器に相当する共振孔の内導体と導通する開放面電極にのみ、前記複数の共振孔の前記配列の方向に垂直な端縁付近から、隣接する開放面電極の方向に突出し、当該開放面電極とは別の開放面電極との間に容量を生じる電極突出部を形成する。

[0034] このような構成により、離れ目形状のフィルタを受信フィルタとして用いた場合の終段に位置する開放面電極には電極突出部を設け、他の開放面電極との間に容量を得るとともに、初段に位置する開放面電極には電極突出部を設けず、外導体との間に生じる容量を比較的小さなものとする。この構成により、アンテナ接続用の入出力電極とこの開放面電極の間のインピーダンスを位相合成に適したものにすることができ、位相合成を高精度に行うことができる。

[0035] また、この発明は、上記誘電体フィルタ、誘電体デュプレクサの少なくとも何れか 1 つを高周波回路に設けて通信装置を構成する。

発明の効果

[0036] 本発明によれば、従来よりもさらに小型化を行いながらも、求められるフィルタ特性を実現した誘電体フィルタ、誘電体デュプレクサ、およびそれらを設けた通信装置を得ることができる。

図面の簡単な説明

[0037] [図 1]従来の超異軸構造の例に係る誘電体デュプレクサの概観図である。

[図 2]第 1の実施形態に係る誘電体デュプレクサの外観斜視図である。

[図 3]第 1の実施形態に係る誘電体デュプレクサの正面図である。

[図 4]第 2の実施形態に係る誘電体デュプレクサの開放面の正面図である。

[図 5]第 3の実施形態に係る誘電体デュプレクサの開放面の正面図である。

[図 6]第 4の実施形態に係る誘電体デュプレクサの正面図である。

[図 7]第 5の実施形態に係る通信装置のブロック図である。

[図 8]第 2の実施形態に係る誘電体デュプレクサの周波数特性図である。

符号の説明

[0038] 1、 11、一誘電体ブロック

2、 3、 12、 13、 32、 33、 52、 53、 72、 73—共振孔

14A—励振孔

14B—アース孔

6、 16—外導体

45、 65、 85—電極突出部

17、 18、 19、 54、 55—入出力電極

20、 40、 60、 80—送信フィルタ

21、 41、 61、 81—受信フィルタ

22、 23、 42、 43、 62、 63、 82、 83—開放面電極

7—電極非形成部

発明を実施するための最良の形態

[0039] 本発明を実施するための好適な例を第 1の実施形態として以下に示す。図 2 (A)はこの実施形態の誘電体デュプレクサの外観斜視図であり、図 2 (B)は、図 2 (A)の AA 断面における断面図である。図 2 (A)では、図左手前面が開放面、図上面が実装面である。図 2 (B)では、図手前が実装面側である。

[0040] 誘電体ブロック 11には、超異軸構造でステップ形状の複数の共振孔 12A〜12C、 13 A〜 13Cを連続して配列して、る。各共振孔の横断形状は略長円形状になるように設け、それぞれの内面に内導体を形成する。横断形状を、共振孔の配列方向に短ぐその垂直方向に長い、長円形状にし、大孔径部と小孔径部とでの配列方向の長さを一致させている。このようにすることで、誘電体ブロックの共振孔の配列方向の長さを短縮している。

[0041] この共振孔 12A〜12Cを寄り目形状とし、デュプレクサの低域側の周波数で使用する送信フィルタとする。また、共振孔 12Bは大孔径部と小孔径部とをほぼ同軸となるように配置するため、互いに隣接する 2つの共振器 12A、 12B間、共振器 12B、 12 C間がそれぞれ誘導性結合する。そのためこの共振孔 12A〜12Cは周波数の高域側に二つの減衰極を持つフィルタを構成して、る。

[0042] また、共振孔 13A〜13Cを離れ目形状とし、デュプレクサの高域側の周波数で使用する受信フィルタとする。また、共振孔 13Bは大孔径部と小孔径部とをほぼ同軸となるように配置するため、互いに隣接する 2つの共振器 13A、 13B間、共振器 13B、 13C間がそれぞれ容量性結合する。そのためこの共振孔 13A〜13Cは周波数の低域側に二つの減衰極を持つフィルタを構成して、る。

[0043] また、誘電体ブロック 11には、内部に励振孔 14Aとアース孔 14Bとを設け、外面に外導体 16を形成する。励振孔 14A、アース孔 14Bはともに内面に内導体を形成し、共振孔 12A〜 12C、 13A〜 13Cと平行になるように共振孔 12Cと共振孔 13Aとの間に配置している。励振孔 14Aの内面の内導体は、誘電体ブロック 11の図左手前面で外導体 16に導通させ、図右奥面では外導体 16と分離して形成したアンテナ用の入出力電極 18に導通させている。この部分をアンテナ用の入出力部分として送信フィルタと受信フィルタとにインターディジタル結合させている。また、アース孔 14Bの内面の内導体は両端で外導体に短絡している。この励振孔 14Aとアース孔 14Bとを、開放面において外導体 16と導通させるグランド導体を形成しているため、従来のようにケースを別途設ける必要が無くなり、より小型化できる。また、誘電体ブロック 11の外面には、実装面力も側面にかけて送信信号用の入出力電極 17、受信信号用の入出力電極 19を形成する。この入出力電極 17、 19はそれぞれ近接する共振孔の内導体と対向容量を生じるように形成して！/ヽる。 [0044] また、図 3 (A)は、第 1の実施形態における開放面力も見た外観図である。また、図 3 (B)は、第 1の実施形態における短絡面から見た外観図である。以下に、これらの図を用いて開放面電極の容量にっ、て説明する。

[0045] 複数の共振孔 12A〜12C、 13A〜13Cにはそれぞれ開放面電極 22A〜22C、 2 3A〜23Cを、各共振孔の内導体と導通し、他の開放面電極や外導体、入出力電極などと分離させて設けている。ここで、開放面電極 22A〜22C、 23A〜23Cは、単純な矩形状としているため、開放面電極のパターン形成を容易に行うことができる。

[0046] 開放面電極 22A〜22C、 23A〜23Cを設けることで、開放面電極間に相互容量 C Kが生じる。また、開放面電極と外導体との間には自己容量 CIが生じる。この相互容量 CKにより共振器間の結合は相対的に容量性結合が強くなる力自己容量 CIは、相互容量とは逆に、容量性結合を弱め相対的に誘導性結合を強めるように働くため、二つの隣接する共振器間で開放面電極を設けたことにより発生する相互容量 CK の作用を打ち消すことができる。そのため、それぞれの共振器に生じる自己容量 CI を適切に設定することでも減衰極を制御することができる。

[0047] 自己容量 CIは、開放面電極それぞれにお!/ヽて、外導体との距離や、隣接する辺の長さなどにより調整することができる。自己容量 CIの調整により、共振孔 12A〜12C 、 13A〜13Cそれぞれによる共振器間の結合を設定する。設定によってフィルタ特性における帯域幅の調整を行うことができるとともに、誘導性と容量性の調整を行うことができる。開放面電極により大きな自己容量 CIを得るには一般的には隣接する開放面電極それぞれの自己容量 CIの和を、この開放面電極間の相互容量 CKの値よりも大きくすることで、共振器間の結合を誘導性に導くことができる。たとえば、開放面電極 22Aの自己容量 CIと、開放面電極 22Bの自己容量 CIとの和を、開放面電極 22 Aと開放面電極 22Bの間での相互容量 CKよりも大きく設定することで、共振孔 12A による共振器と、共振孔 12Bによる共振器との結合を開放面電極が無い場合よりも比較的に誘導性に導くことができる。

[0048] 以上のように、寄り目形状の送信フィルタ 20にお、て、自己容量 CIと相互容量 CK とを調整しているため、送信フィルタ 20の誘導性結合を確実なものとし、フィルタ特性において高域に減衰極を生じさせている。また、離れ目形状の受信フィルタ 21において、自己容量 CIと相互容量 CKとを調整しているため、受信フィルタ 21の容量性結合を適正なものとし、フィルタ特性にぉ、て低域に減衰極を生じさせて!/、る。

[0049] また、この第 1の実施形態では、開放面電極 22Aの面積を、共振孔 12Aよりも外側では小さく、開放面電極 22B側では大きく設定しており、開放面電極 23Cの面積も、共振孔 13Cよりも外側では小さぐ開放面電極 23B側では大きく設定している。このように面積を調整することによってもより有効にフィルタ特性の減衰極を調整できる。

[0050] ここで、このように面積を設定する効果について説明する。共振器間の間隔が小さいと、隣接していない共振器との間にも誘導性の結合を生じることがある。この隣接して、な、共振器との間の誘導性結合は、開放面電極を設けてその誘導性の結合を打ち消す必要がある。

[0051] そのため、ここでは開放面電極 22Aの面積を調整し、開放面電極 22Aと開放面電極 22Cの間の距離を小さくすることで、この開放面電極 22Aと開放面電極 22Cの間の容量 CM (以下、マルチパス容量という。）を生じるようにしている。

[0052] このマルチパス容量 CMは、共振器間の誘導性結合を弱め、相対的に容量性結合を強めるように働くため、隣接していない共振器との間の誘導性結合を打ち消すことができる。そのため、それぞれの共振器に生じるマルチパス容量 CMを適切に設定することでも減衰極を制御することができる。

[0053] このマルチパス容量 CMや自己容量 CIや相互容量 CKを調整するには、例えば、製造工程では比較的大きく開放面電極を形成しておき、調整工程において開放面電極をレーザーやリューターなどさまざまな方法を用いて削除すると良い。

[0054] 以上のように、開放面電極を設けることで、超異軸構造ゃ異軸構造のステップ形状の共振孔であっても、従来より小型で、所望のフィルタ特性を持った誘電体デュプレクサを得ることができる。また、開放面側の大径孔部の配置と、短絡面側の小径後部の配置との設計の自由度を高めることができる。

[0055] なお、本実施形態にお!、ては開放面電極は矩形状に限らず、どのような形状であつても、自己容量と相互容量とを上述のように設定しさえすれば適用可能である。

[0056] また、アンテナ接続用の入出力電極を励振孔を用いてインターディジタル結合するものとしたが、この態様に限らず外導体と分離した電極を、いずれかの共振孔の内導体と対向させて入出力電極としてもよぐ電極の形状に制限されない。また、送信フィルタの入力電極や受信フィルタの出力部を励振孔を用いてインターディジタル結合するものとしてもよぐ入出力電極の形状に制限されずに本発明は適用可能である。

[0057] また、共振孔ゃ励振孔の軸方向に垂直な横断面形状は長円形状に限らず、円形状、矩形状、楕円形状など、どのような形状であっても本発明は適用可能であり、また寸法も共振孔の間で一様でなくともよい

また、本実施形態においては超異軸構造のステップ孔としたが、大径孔部と小径孔部との偏心がわずかな、単なる異軸構造のものであってもよぐ大径孔部と小径孔部とのステップ比や横断面形状がどのようなものであってもよい。また、共振孔間の間隔が一定でなくとも良い。このように、本発明はどのような大径孔部と小径孔部であっても適用可能である。

[0058] また、本実施形態においては単一の誘電体ブロックに送信フィルタと受信フィルタとを配した、誘電体デュプレクサを示した力本発明は誘電体デュプレクサに限らず、誘電体フィルタであっても同様な効果を奏する。

[0059] 次に、本発明の実施に好適な第 2の実施形態を示す。第 2の実施形態は、前記の第 1の実施形態の開放面電極の形状のみを異ならせたものである。

[0060] 図 4は、第 2の実施形態における開放面力も見た外観図である。この実施形態においては開放面電極 42A、 42C、 43Cにそれぞれ電極突出部 45A、 45B、 45Cを設けている。電極突出部 45A、 45B、 45Cはそれぞれ開放面電極 42A、 42C、 43Cの実装面側の端縁からそれぞれのフィルタの中心の方向へ、端縁の辺を延長するように、幅が狭い直方形に形成している。このように直方形とすることでパターン形成を容易に行うことができる。この電極突出部 45A、 45B、 45Cは、この図 4における上面側や下面側に多少ずれていてもよく。他の開放面電極や外導体、入出力電極などと導通しなければどのような形状でもよ、。

[0061] 以下にこの図を用いて、開放面電極 42A〜42C、 43A〜43C、電極突出部 45A、 45B、 45Cによる容量について説明する。

[0062] 開放面電極 42A〜42C、 43A〜43Cを設けることで、開放面電極間に相互容量 C Kが生じる。また、開放面電極と外導体との間には自己容量 CIが生じる。この相互容量 CKにより共振器間の結合は相対的に容量性結合が強くなる力自己容量 CIは、相互容量とは逆に、容量性結合を弱め相対的に誘導性結合を強めるように働くため

、二つの隣接する共振器間で開放面電極を設けたことにより発生する相互容量 CK の作用を打ち消すことができる。そのため、それぞれの共振器に生じる自己容量 CI を適切に設定して、共振器間の結合度を定めて減衰極を得ている。

[0063] この第 2の実施形態では、開放面電極 42A、 42C、 43Cにはそれぞれ電極突出部 45A、 45B、 45Cを設けている。この電極突出部 45A、 45B、 45Cは隣接していない開放面電極との間にマルチパス容量 CMを発生させ、マルチノス電極として作用する。そのため、これらの電極突出部 45A、 45B、 45Cの形状によってもフィルタ特性の減衰極を調整できる。

[0064] ここで、この電極突出部 45A、 45B、 45Cによる効果にっ、て図 8の周波数特性図をもと〖こ説明する。図 8 (A)は送信フィルタ 40における周波数特性を示す一例であり、図 8 (B)は受信フィルタ 41における周波数特性を示す一例である。図 8 (A)、図 8 ( B)はともに電極突出部の有無のそれぞれの場合についての周波数特性を示していて、実線で電極突出部が無くマルチパス容量 CMが発生しない場合を、点線が電極突出部が有りマルチパス容量 cmが発生する場合を示している。

[0065] 通常、共振器間の間隔が小さいと、隣接していない共振器との間にも誘導性の結合を生じることがある。この隣接していない共振器との間の誘導性結合は、開放面電極を設けてその誘導性の結合を打ち消す必要がある。

[0066] そのため、送信フィルタ 40においては、開放面電極 42Aと開放面電極 42Cとが近接するように、それぞれの開放面電極力電極突出部 45Aと電極突出部 45Bを突出させる。すると、電極突出部 45A、 45Bの間にマルチパス容量 CMが生じる。このマルチパス容量 CMは、共振器間の誘導性結合を弱め、相対的に容量性結合を強めるように働くため、隣接していない共振器との間の誘導性結合を打ち消すことができる。そのため、それぞれの共振器に生じるマルチパス容量 CMを適切に設定することで減衰極を制御することができる。

[0067] 具体的には、送信フィルタ 40においては、電極突出部のない場合、図 8 (A)で示す実線のように、共振孔 32A、 32B間、共振孔 32B、 32C間で生じる 2つの減衰極が離れすぎて、必要とされる特性を満たさない場合がある。そこで、電極突出部を用いマルチパス容量 CMをえることで、図 8 (A)で示す点線のように、共振孔 32A、 32B 間と、共振孔 32B、 32C間とで生じる 2つの減衰極をある程度まで接近させることができる。マルチパス容量 CMのある場合には、図に示すように 2つの減衰極を接近させることができ、さらに減衰を急峻にし、減衰量を大きくすることができる。

[0068] また、このように連続し配列した共振孔のうち両端に位置する開放面電極にともに電極突出部を設け、開放面電極 42Aと 42Cとを相似形で対称に設置すると、この送信フィルタのフィルタ定数も入出力方向で対称に設定することができるため、設計が容易になる。

[0069] また、受信フィルタ 41においては、開放面電極 43Aと開放面電極 43Cとが近接するように開放面電極 43C力も電極突出部 45Cを突出させる。すると、開放面電極 43 Aと電極突出部 45Cとの間にマルチパス容量が生じる。このマルチパス容量 CMにより、隣接していない共振器との間の誘導性結合を打ち消すことができる。そのため、それぞれの共振器に生じるマルチパス容量 CMを適切に設定することで減衰極を制御することができる。

[0070] 具体的には、受信フィルタ 41においては、電極突出部 45Cのない場合には、図 8 ( B)で示す実線のように共振孔 33A、 33B間と、共振孔 33B、 33C間とで生じる 2つの減衰極がほとんど一致し、必要とされる特性を満たさない場合がある。そこで、電極突出部 45Cを用いて、図 8 (B)で示す点線のようにマルチパス容量 CMをえることで、共振孔 33A、 33B間と、共振孔 33B、 33C間の減衰極を離れるようにする。マルチパス容量 CMのある場合には、共振孔 33A、 32B間と、共振孔 33B、 33C間とで生じる 2つの減衰極を比較的、乖離させることができ、必要とされる減衰量を得ることができ、減衰を急峻にしたり、減衰量を大きくすることができる。

[0071] このように受信フィルタ 41の最終段の共振器の開放面電極 43Cにのみ電極突出部 45Cを設けると、減衰極に対する制御を行えるとともに、この受信フィルタ 41の最初段の共振器 43Aにおいて、外導体との間に生じる容量を比較的小さくでき、アンテナ接続用の入出力電極とこの開放面電極の間のインピーダンスを位相合成に適したものにすることができ、位相合成を高精度に行うことができる。 [0072] なお、本実施形態においては送信フィルタ 40には最初段の共振器と最終段の共振器ともに開放面電極に電極突出部を形成し、受信フィルタ 41には最終段の共振器の開放面電極 43Cにのみ電極突出部を形成した力受信フィルタ 41の最初段の共振器と最終段の共振器との開放面電極にともに電極突出部を形成してもよぐどちらか一方のみに形成しても良い。また、送信フィルタ 40の最初段や最終段のどちらか一方の共振器の開放面電極にのみ電極突出部を設けてもよい。

[0073] このマルチノス容量 CMを調整するには、例えば、製造工程では比較的長く電極突出部を形成しておき、調整工程において電極突出部の長さをレーザーやリュータ一などさまざまな方法を用いて調整すると良!、。

[0074] 次に、本発明の実施に好適な第 3の実施形態を示す。第 3の実施形態は、前記の第 2の実施形態の開放面電極の形状をさらに異ならせたものである。

[0075] 図 5は、第 3の実施形態における開放面力も見た外観図である。この実施形態においては複数の共振孔 52A〜52C、 53A〜53Cにはそれぞれ開放面電極 62A〜62 C、 63A〜63Cを設けている。また、開放面電極 62A、 62C、 63Cに電極突出部 65 A、 65B、 65Cを設けている。ここで、開放面電極 62B、 63A、 63Bは矩形状としている。

[0076] ここで、送信フィルタ 60では、電極突出部 65A、 65Bを図 5上面の実装面と対向する側に設けている。また、受信フィルタ 61では、電極突出部 65Cを図 5下面の実装面の側に設けている。

[0077] 送信フィルタ 60にお!/、て、このように電極突出部 65A、 65Bを実装面に対向する側に配置することで、開放面電極 62A、 62C間にマルチノス容量 CMを生じさせるとともに、開放面電極 62Aの自己容量 CIを比較的大きくすることができる。通常、開放面電極 62Aの実装面の側には外導体ではなく入出力電極 54を形成しているため、入出力電極 54周辺の実効誘電率は実質的には低下している。そのため、仮にこの開放面電極 62Aの実装面の側に電極突出部を形成しても、開放面電極 62Aの自己容量 CIを大きくする効果は発生しな、が、本実施形態のように電極突出部 65Aを実装面と対向する側に設けることで開放面電極 62Aの自己容量 CIを比較的大きくすることができる。 [0078] また、受信フィルタ 61において、このように電極突出部 65Cを実装面の側に配置することで、開放面電極 63Cと入出力電極 55との間の容量 (外部結合容量) Ceを大きくとることちでさる。

[0079] なお、本実施形態においては送信フィルタ 60では、電極突出部 65A、 65Bを実装面と対向する側に設け、受信フィルタ 61では、電極突出部 65Cを実装面の側に設けた。しかし、本発明はこの態様に限らず、電極突出部は実装面側と実装面に対向する側のどちらに用いてもよぐ送信フィルタ、受信フィルタを問わない。

[0080] 次に、本発明の実施に好適な第 4の実施形態を示す。第 4の実施形態は、前記の第 3の実施形態の共振孔の間隔を異ならせたものである。

[0081] 図 6 (A)は、第 4の実施形態における開放面力も見た外観図である。また、図 6 (B) は、第 4の実施形態における短絡面から見た外観図である。この実施形態においては複数の共振孔 72A〜72C、 73A〜73Cを短絡面で略等間隔に配置し、開放面にそれぞれ開放面電極 82A〜82C、 83A〜83C、電極突出部 85A、 85B、 85Cを設けている。開放面電極 82A〜82C、 83A〜83Cを設けることで、開放面電極間に相互容量が生じる。また、開放面電極と外導体との間には自己容量が生じる。また、電極突出部 85A、 85B、 85Cによりマルチパス容量が生じる。相互容量により共振器間の結合は相対的に容量性結合が強くなる力自己容量は、相互容量とは逆に、容量性結合を弱め相対的に誘導性結合を強めるように働くため、二つの隣接する共振器間で開放面電極を設けたことにより発生する相互容量の作用を打ち消すことができる。そのため、それぞれの共振器に生じる自己容量を適切に設定する。また、マルチパス容量により、隣接していない共振器との間の誘導性結合を打ち消すことができるため、マルチパス容量を適切に設定することで減衰極を制御することができる。

[0082] ここで、短絡面での共振孔 72A〜72C、共振孔 73A〜73Cの間隔をそれぞれ略等間隔に配置している。そのため送信フィルタ 80における開放面電極 82A〜82Cは、比較的間隔が広ぐ受信フィルタ 81における開放面電極 83A〜83Cは、比較的間隔が狭く配置する。

[0083] このように短絡面側での小径孔部を略等間隔に配置すると、短絡面側の共振孔ぉよび短絡面の外導体に略均一に電流が流れ、電流集中を抑制できる。そのため、この誘電体デュプレクサ全体としての Q値を最良にできる。

[0084] また、短絡面側の小径孔部の配置を略等間隔に行っているため、開放面側の大径孔部の配置は大きく制限されるが、開放面電極により自己容量を得ることで、共振孔の偏心量を小さくしながらも、所望の減衰極を得ることができる。

[0085] 次に、本発明の実施に好適な第 5の実施形態として通信装置の構成を示すブロック図を図 7に示す。図 7では、デュプレクサ DPXとしては上述の第 4の実施形態で示した構成の誘電体デュプレクサを用いる。回路基板上には、送信回路と受信回路を構成していて、デュプレクサ DPXの送信フィルタにおける送信信号用の入出力電極に送信回路が接続され、デュプレクサ DPXの受信フィルタにおける受信信号用の入出力電極に受信回路が接続され、且つアンテナ接続用の入出力電極にアンテナ A NTが接続されるように、上記回路基板上にデュプレクサ DPXを実装する。

Claims

請求の範囲

[1] 略直方体形状の誘電体ブロックの一面を除く他の面に外導体を設け、前記一面に垂直な一つの面を実装面としてその実装面上に前記外導体とは分離した入出力電極を設け、

前記誘電体ブロックの外導体を設けて、なヽ前記一面を開放面とし、前記開放面に対向する面を短絡面とし、前記誘電体ブロック内に前記開放面と前記短絡面との間を貫通し、前記開放面側の横断面積が大きぐ前記短絡面側の横断面積が小さいステップ形状の孔を、連続に少なくとも 3つ以上、前記実装面に対して平行に配列し、前記複数の孔の内面に内導体を設けてそれぞれ共振孔とした誘電体フィルタにおいて、

前記配列した共振孔の両端の共振孔のうち、少なくとも一方の共振孔の開放面側の軸心と短絡面側の軸心とをずらせ、

前記配列した共振孔のうち両端の共振孔の前記開放面側での軸心間の距離が、前記短絡面側での軸心間の距離よりも長くなるように前記複数の共振孔を配置し、前記開放面に、前記外導体とは分離してそれぞれの内導体に導通する開放面電極を、前記複数の共振孔のそれぞれに設け、

隣接する共振孔による 2つの共振器間の誘導性結合が増大するように、各開放面電極と外導体との間に生じる容量と、隣接する開放面電極間に生じる容量とを定めたことを特徴とする誘電体フィルタ。

[2] 略直方体形状の誘電体ブロックの一面を除く他の面に外導体を設け、前記一面に垂直な一つの面を実装面としてその実装面上に前記外導体とは分離した入出力電極を設け、

前記誘電体ブロックの外導体を設けて、なヽ前記一面を開放面とし、前記開放面に対向する面を短絡面とし、前記誘電体ブロック内に前記開放面と前記短絡面との間を貫通し、前記開放面側の横断面積が大きぐ前記短絡面側の横断面積が小さいステップ形状の孔を、連続に少なくとも 3つ以上、前記実装面に対して平行に配列し、前記複数の孔の内面に内導体を設けてそれぞれ共振孔とした誘電体フィルタにおいて、前記配列した共振孔の両端の共振孔のうち、少なくとも一方の共振孔の開放面側の軸心と短絡面側の軸心とをずらせ、

前記配列した共振孔のうち両端の共振孔の前記短絡面側での軸心間の距離が、前記開放面側での軸心間の距離よりも長くなるように前記複数の共振孔を配置し、前記開放面に、前記外導体とは分離してそれぞれの内導体に導通する開放面電極を、前記複数の共振孔のそれぞれに設け、

[3] 前記配列した共振孔の両端に位置する前記開放面電極は、この開放面電極が導通する内導体を設けた共振孔よりも前記配列の中央側の面積が、前記配列の外側の面積よりも大きくなるように配置した請求項 1または 2に記載の誘電体フィルタ。

[4] 前記配列した共振孔の両端に位置する前記開放面電極のうち、すくなくとも一方の開放面電極の前記配列の方向に垂直な端縁付近から、隣接する開放面電極の方向に突出し、当該開放面電極とは別の開放面電極との間に容量を生じる電極突出部を形成した請求項 1〜3のいずれかに記載の誘電体フィルタ。

[5] 前記配列した共振孔の両端に位置する前記開放面電極の前記配列の方向に垂直な端縁付近から、それぞれ隣接する開放面電極の方向に突出し、それぞれの開放面電極とは別の開放面電極との間に容量を生じる電極突出部をそれぞれ形成し、当該開放面における複数の前記開放面電極を、共振孔の前記配列の方向において略対象な配置となるように形成した請求項 1〜3の、ずれかに記載の誘電体フィルタ。

[6] 前記複数の共振孔を、前記複数の共振孔の短絡面側での軸心間の距離が等間隔となるように配置した請求項 1〜5のいずれかに記載の誘電体フィルタ。

[7] 第 1、第 2の誘電体フィルタを単一の誘電体ブロックに構成するとともに、第 1の誘電体フィルタからの出力信号を出力し、第 2の誘電体フィルタへの入力信号を入力するアンテナ接続用の入出力電極を、第 1、第 2の誘電体フィルタの間に設けた電体デュプレクサにおいて、第 1の誘電体フィルタもしくは第 2の誘電体フィルタのうち少なくとも一方を請求項 1 〜6のいずれかに記載の誘電体フィルタとした誘電体デュプレクサ。

[8] 請求項 1〜6のいずれかに記載の誘電体フィルタを、第 1、第 2の誘電体フィルタとして単一の誘電体ブロックに構成するとともに、第 1の誘電体フィルタからの出力信号を出力し、第 2の誘電体フィルタへの入力信号を入力するアンテナ接続用の入出力電極を、第 1、第 2の誘電体フィルタの間に設けた誘電体デュプレクサにおいて、第 1の誘電体フィルタにおける、前記配列した共振孔のうち両端の共振孔の前記開放面側での軸心間の距離が、前記短絡面側での軸心間の距離よりも長くなるように前記複数の共振孔を配置し、

第 2の誘電体フィルタにおける、前記配列した共振孔のうち両端の共振孔の前記短絡面側での軸心間の距離が、前記開放面側での軸心間の距離よりも長くなるように前記複数の共振孔を配置した誘電体デュプレクサ。

[9] 前記開放面における第 1、第 2の誘電体フィルタの中間の位置から、前記短絡面の対向する位置までを貫通する孔を配置し、前記孔の内面に内導体を設けて前記開放面で外導体と導通させ励振孔とし、

前記実装面力も前記短絡面にかけて外導体と分離した電極を、前記励振孔の内側に設けた前記内導体と導通させ、前記アンテナ接続用の入出力電極とし、

隣接する共振孔による共振器とインターディジタル結合させた請求項 7または 8に記載の誘電体デュプレクサ。

[10] 第 2の誘電体フィルタの複数の前記開放面電極のうち、終段の共振器に相当する共振孔の内導体と導通する開放面電極にのみ、前記複数の共振孔の前記配列の方向に垂直な端縁付近から、隣接する開放面電極の方向に突出し、当該開放面電極とは別の開放面電極との間に容量を生じる電極突出部を形成した請求項 9に記載の誘電体デュプレクサ。

[11] 請求項 1〜6のいずれかに記載の誘電体フィルタまたは請求項 7〜10のいずれかに記載の誘電体デュプレクサを高周波回路部に設けてなる通信装置。