JPH01173904A - 有極型誘電体フィルタ - 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、自動車電話用空中線共用器に用いる誘電体フ
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、例えば、本願の
出願人の出願にかかる特開昭６１−８０９０１号公報、
特願昭６１−１９９４１４号、実願昭６１−１２９８９
２号に示されるものがあった。

以下、この構成を図を用いて説明する。

第４図は従来の誘電体フィルタの斜視図である。

この誘電体フィルタは、高さＩイからなる一体構造の直
方体状誘電体１を有し、その誘電体１の上面の両端部に
は導電性の入力パターン６及び出力パターン７が形成さ
れている。この入力パターン６と出力パターン７との間
には、縦方向に略平行に複数個の円柱状或いは円筒状の
中心導体２−１〜２−３からなる複数個の誘電体共振器
３−１〜３−３が埋設され、その各誘電体共振器の一端
が底面のメタライズパターンを介して接地され、他端に
導電性の周波数ｊｊｌ整用パターン４−１〜４−３が誘
電体１の上面に配列されている。各周波数調整用パター
ン４−１〜４−３間には導電性の結合屋調整用パターン
５−１．５−２が配設されている。ここで、誘電体共振
器を用いたフィルタを構成するために、各誘電体共振器
３−１〜３−３間の距離はフィルタを実現するために必
要な結合度を得る長さに設定されている。

次に、この誘電体フィルタの動作について説明する。

人カバターン６より印加された電気信号は、入力段の誘
電性共振器３−１により電磁界を発生し、この電磁界は
隣接の結合量調整用パターン５−１を介して段間の誘電
性共振器３−２へ電！ｉ界を伝える。

段間の誘電性共振器３−２に達した電磁界は隣接の結合
量調整用パターン５−２を介して出力段の誘電性共振器
３−３へ電磁界を伝え、出力パターン７に接続された負
荷へ電気信号を供給する。

ここで、誘電性フィルタの特性を決定するものは、各誘
電体共振器３−１〜３−３の共振周波数及び結合量をい
かに精度良く設定値に調整するかである。この例では、
周波数調整用パターン４−１〜４−３により共振周波数
の調整を行い、そのパターン４−１〜４−３間に設けた
結合量調整用パターン５−１゜５−２により結合量のみ
の調整を行うようにしている。

以下、第５図（ａ）及び第５図（ｂ）に示す半同軸共振
器の構成図を参照しつつ、ｈ１波数調整用パターン４−
１〜４−３及び結合量調整用パターン５−１゜５−２の
動作原理について述べる。ここで、８は円筒体、９は中
心導体である。

第５図（ａ）において、誘電体共振器の入力インピーダ
ンスは次式のようになる。

Ｚｉｎ−ｊＺｏ　ｔａｎ　β１　　　　　　　　−ｆｉ
ｌ但し、　ｚ６　；線路の特性インピーダンスβ　：位
相定数 ｅ　：線路長 である。

前記ｉｌ１式は β（ωｏ）・ｐ＝（２ｎ−１１ｒ／２　　−＋２＋但し
、　β。二位相定数 ｎ＝１．　２．　・・・・ を満足する角周波数ω。においで、入力インピーダンス
Ｚｉｎ−（資）となり、共振する。すなわち、第５図（
ａ）の回路は、角周波数ω。の近傍で第５図（ｂ）の並
列共振回路となり （１ｏ＝ｌｚイＬｏ　Ｃｏ　　　　　　　　　　−（３
１（旦し、Ｌｏ　：インダクタンス Ｃｏ　；キヤパシタンス の関係がある。ここで である。換言すれば、前記（２）式において線路長ｌを
変えることにより、共振周波数ｒ０が変わる。

また、第５図（ａ）の中心導体９の開放面上にパターン
を設けると、前記（２）式の線路長ｅが変わることにな
り、共振周波数ｆ０を容易に高い精度で変えることがで
きる。

次に、第４図における２つの誘電体共振器３−１゜３−
２について考察する。この誘電体共振器３−１゜３−２
間の結合量は、一般に、第６図の電界、磁界結合特性図
に示すように、電界成分の結合１ｅとルｆｌ界成分の結
合量φに分解される。

なお、第６図の横軸は誘電体１の高さＨ，縦軸は電界成
分の結合ＦＪｅ及び磁界成分の結合量φをそれぞれ示し
ている。

通常、誘電体共振器３−１　、３−２間に結合量調整パ
ターンがない場合、ｅ＝−φとなり両誘電体共振器１２
−１．１２−２が結合されない。これに対して、本実施
例のような結合量調整パターン５−１がある時には、２
つの場合が考えられる。第１の場合として、結合品調整
パターン５−１がアースより浮いた場合で、この場合に
は構成がλ／４の半同軸共振器のため磁界成分の結合量
は大幅に少なくなり、第６図に示すように、結合ＦＪｅ
が大きくなり、結合ｆｆ１ｅ、となり、電界結合が主と
なる。第２の場合として、結合用調整パターン５−１の
両端がアースに接続された時、結合ｉｌｅが非常に小さ
くなり、結合量０２となり、磁界結合が主になる。

第７図に第４図に示す従来の誘電体フィルタの集中定数
等価回路を示す。

この図において、並列共振回路（Ｌ、　ｃ、ｚ　）　。

（Ｌｘ　Ｃ−）、　　（Ｌ３　Ｃｂ　）はλ／４半同軸
共振器の等価回路である。

又、結合量１ｃ　Ｉは入力パターン６と誘電体共振器３
−１間の容量、結合容量Ｃ３は誘電体共振器３−１と誘
電体共振器３−２間の容量、結合容量Ｃ３は誘電体共振
器３−２と誘電体共振器３−３間の容量、結合量１ｃｔ
は誘電体共振器３−３と出力パターン７間の容量である
。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、以上述べた方法では、第７図に示したように、
フィルタ特性が無極特性しか得られず、急峻な特性がフ
ィルタに要求される場合、構成段数を増やして要求を満
たす以外には方法はなかった。この方法を採ると、段数
が増えるため通過帯域の挿入損失が増大し、低コストで
フィルタを実現することができないという問題点があっ
た。

本発明は、以上述べた減衰特性の急峻な特性がフィルタ
に要求される場合、構成段数を増やして対処しなければ
ならないという問題点を除去し、構成段数が少なくて、
しかも急峻な特性が得られる有極型誘電体フィルタを提
供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、上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、該誘電体の側面及び底面に形成
され、接地されるメタライズパターンと、人カバターン
と、出力パターンと、前記誘電体内に略平行に形成され
た複数個の中心還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
配列された導電性を有する複数個の調整用パターンとを
備えた誘電体フィルタにおいて、一端を前記メタライズ
パターンに接続し、前記複数個の誘電体共振器上を通り
、他端を前記出力パターンに接続する絶縁電線を配線し
、有極型誘電体フィルタを得るようにしたものである。

（作用） 本発明によれば、上記のように構成したので、絶縁電線
の配線によって得られる容量Ｃｃ　＋　＋　　ＣＣ２＋
Ｃｃｓ、ＣｃいインダンタンスＬ＋１．Ｌｚ□）　　Ｌ
３３＋Ｌ　ａａ、　　Ｌ　ｓｓ及び各誘電対共振器の結
合容量Ｃ３゜”３　、Ｃｓ　、Ｃ１，Ｃｑで並列共振回
路が構成され、この回路の共振周波数が伝送零点、即ち
減衰無限大点となり、構成段数が少な（て、しかも急峻
な特性を有する有極型誘電体フィルタを得ることができ
る。

（実施例） 以下、本発明の実施例について図面を参照しながら詳細
に説明する。

第１図は本発明の実施例を示す有極型誘電体フィルタの
斜視図、第２図は第１図の育種型誘電体フィルタのＡ−
Ａ線断面図である。

図中、１０は均質で単体のブロック状の誘電体（例えば
、高さＨ５は９．４ｍ、幅Ｗ１は６．Ｏｔｍ。

長さし、は２８．ｌ龍）、１１は入力パターン、１２は
出力パターン、１３−１〜１３−４は前記誘電体内に略
平行に形成された複数個の中心導体、１４−１〜１４−
４は誘電体共振器、１５−１〜１５−４は各中心導体の
一端に延設され前記誘電体の一側面に配列された導′電
性を有する複数個の周波数調整用パターン、１６−１〜
１６−３は各誘電体共振器間に設けられる結合量調整用
パターン、１７は誘電体の側面部及び底面部に形成され
、接地されるメタライズパターン、１８は絶縁被覆を有
する絶！！電線であり、この絶縁電線１８はその一端を
前記メタライズパターン１７に接続し、前記複数個の誘
電体共振器上を通り、他端を前記出力パターン１２に接
続する。この絶縁電線１８としては、例えば０．３２φ
　（直径０．３２ｍｍ）　１７）ＩＣＸＬ　ＰＶＣ線（
導体が１本からなる塩化ビニル樹脂で被覆された絶縁電
線）を用いる。

以下、本発明におけるこの絶縁電線の配線による電気的
な作用を説明する。

前記しｆ、＝　ＩＣＸＬ　−ＰＶＣ線は出カバターフ１
１−２に接続され、誘電体フィルタを構成する誘電体共
振器と空間的に一定の距離離れた所に置かれている。

このＩＣＸＬ　−ＰＶＣ線の電気的な作用は誘電体共振
器がλ／４半同軸共振器であるため、開放面は電界が最
大となり、この面からある距離離れたＩＣＸＬ　−ｐｖ
ｃ＆Ｓの間には容量が存在することになるため、容量結
合になっている。従って、第１図及び第２図に示す誘電
体フィルタの集中定数等価回路は第３図のように示すこ
とができる。

第３１において、容量ｃｃ＋、　　Ｃｃｔ、　　ＣＣ３
，Ｃｃ４は前記ＩＣＸＬ　−ＰＶＣ線と誘電体共振器間
の結合容量、インダンタンスＬｌｌ＋　　Ｌｚｚ、　　
Ｌ３３＋　　Ｌ４４１　　ＬＳＳは前記ＩＣＸＬ　−Ｐ
ＶＣ線の自己インダンタンスである。

又、並列共振回路（Ｌ＋　Ｃｚ　）、（Ｌｚ　Ｃａ　）
　。

（Ｌ３　Ｃ６）、　（Ｌ４　Ｃｓ　）はλ／４半同軸共
振器の等価回路であり、結合量ＩＣＩは入力パターン１
１と誘電体共振器１４−１間の容量、結合容量Ｃ１、誘
電体共振器１４−１と誘電体共振器１４−２間の容量、
結合量量Ｃｓは誘電体共振器１４−２と誘電体共振器１
４−３間の容量、結合量量Ｃ１は誘電体共振器１４−３
と誘電体共振器１４−４間の容量、結合容量Ｃ９は誘電
体共振器１４−４と出力パターン１２間の容量である。

この図に示されるように、前記容ＩＣｃ＋、　　Ｃｃｚ
。

Ｃ（３，Ｃｃａ、インダンタンスＬ＋＋＋　　Ｌｚｚ＋
　　Ｌ３：＋＋Ｌ　４４．　　Ｌ　Ｓ＆及び結合量量Ｃ
ｔ　、　Ｃｓ　、　Ｃｓ　、　Ｃｔ。

Ｃ９で並列共振回路が構成され、この回路の共振周波数
が伝送零点、即ち減衰無限大点となる。

次に、第８図に自動車電話用空中線共用器の概略回路図
、第９同はその共用器に前記した誘電体フィルタを送信
フィルタとして用いた場合の周波数対減衰量特性図であ
る。

通常、この空中線共用器の送信フィルタ２１及び受信フ
ィルタ２２に誘電体フィルタが用いられている。この空
中線共用器が６６６　Ｃ１１（チャンネン）伝送のＡＭ
ＰＳ（Ａｄｖａｎｃｅｄ　Ｍｏｂｉｌｅ　Ｐｈｏｎｅ　
５ｙｓｔｅ＋ｍ　）方式自動車電話装置の場合、送信用
フィルタは４段構成、受信用フィルタは６段構成により
規格を満足し実用に供されている。しかしながら、自動
車電話の需要増大に伴い、６６６　ＣＨ伝送から８３２
　Ｃ１１伝送へと伝送容量が拡大された。これに伴い空
中線共用器に対しても高性能、小型化が要求されてきて
いる。これを従来技術により実現すると、第９図の線（
ａ）に示すように、送信用フィルタに於いて、８６９　
Ｍｌｌｚの減衰量が規格３１　ｄＢに対して、２９　ｄ
Ｂしかとれず、自動車電話の性能が劣化していた。

本発明のＩＣＸＬ　−ｒ’Ｖｃ線を用い、育種化にする
ことにより、第９図の線（ｂ）に示すように、すべての
規格を満足し、特に、８６９　Ｍｌｌｚの減衰量は３４
　ｄＢであり、規格３１　ｄＢに対して、十分満足する
値であり、自動車電話の性能の向上を図ることができる
。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、
本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、これ
らを本発明の範囲から排除するものではない。

（発明の効果） 以上、詳細に説明したように、本発明によれば、絶縁電
線の配線によって得られる容量ｃｃＩ、　　Ｃｃｚ＋Ｃ
ｃｙ、　　Ｃｃ４、インダンタンスＬ＋＋＋　　Ｌｚｚ
＋　　Ｌ３３＋Ｌ４４．　　Ｌ５ｓ及び各誘電対共振器
の結合容量Ｃ１゜Ｃ３、Ｃｓ　、Ｃｑ　、Ｃｑで並列共
振回路が構成され、この回路の共振周波数が伝送零点、
即ち減衰無限大点となり、構成段数が少なくて小型であ
り、しかも急峻な特性を有する有橋型誘電体フィルタを
得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す有極型誘電体フィルタの
斜視図、第２図は第１図の有橋型誘電体フィルタのＡ−
Ａ線断面図、第３図は本発明の有橋型誘電体フィルタの
集中定数等価回路図、第４図は従来の誘電体フィルタの
斜視図、第５図は半同軸共振器の構成図、第６図は従来
の誘電体フィルタの動作を説明するための電界・磁界結
合特性図、第７図は第４図に示す誘電体フィルタの集中
定数等価回路図、第８図は自動車電話用空中線共用器の
概略回路図、第９図はその共用器に前記した誘電体フィ
ルタを送信フィルタとして用いた場合の周波数対減衰量
特性図である。 １０・・・誘電体、１１・・・入力パターン、１２・・
・出力パターン、１３−１〜１３−４・・・中心導体、
１４−１〜１４−４・・・誘電体共振器、１５−１〜１
５−４・・・周波数調整用パターン、１６−１〜１６−
３・・・結合量調整用パターン、１７・・・メタライズ
パターン、１８・・・絶縁電線。 特許出願人　沖電気工業株式会社

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、該誘電体の側面及
   び底面に形成され、接地されるメタライズパターンと、
   入力パターンと、出力パターンと、前記誘電体内に略平
   行に形成された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た導電性を有する複数個の調整用
   パターンとを備えた誘電体フィルタにおいて、 一端を前記メタライズパターンに接続し、前記複数個の
   誘電体共振器上を通り、他端を前記出力パターンに接続
   する絶縁電線を配線してなる有極型誘電体フィルタ。