JPH01318401A - 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） この発明は、マイクロ波領域の誘電体共振器を有する誘
電体フィルタに関し、特にマイクロ波領域の周波数によ
り通信を行なう自動車電話装置の分岐器用受信フィルタ
等に用いられる誘電体フィルタに関する。

（従来の技術） この種の誘電体フィルタは、均質な単体からなるブロッ
ク状の誘電体、例えばセラミック内にほぼ平行に複数の
中心導体を設け、それぞれ所定の共振周波数をもたせた
複数の誘電体共振器を形成することにより、所望の周波
数特性を得るようにしたものが知られている。しかし、
最近の通信容量の急速な増加に伴い、このような誘電体
フィルタに対しても一層の高性能化が要求されている。

このために、誘電体フィルタの減衰特性において、その
中心周波数に対する高域側の減衰量と、その低域側の減
衰量とが互いに大幅に異なった、即ち非対称減衰特性を
有する誘電体フィルタを要求されることも多い。

このような誘電体フィルタは、設計の段階においてその
共振周波数及び誘電体共振器間の結合容量が与えられる
が、その大きさや、経済性等を考慮して、このような結
合容量のものをどのようにして実現するかの選択が重要
な問題となる。

従来、この種の誘電体として、例えば特開昭節６１−８
０９０１号に開示されたものがある。その技術について
、以下第２図を参照して説明する。

第２図は従来の誘電体フィルタの構成を示す斜視図であ
る。この誘電体フィルタは、一体構造をなす直方体状の
誘電体１を有する。誘電体１には、円柱、又は円筒状の
中心導体からなる誘電体共振器２−１〜２−６が埋設さ
れている。図示の位置において、誘電体１の上面に誘電
体共振器２−１〜２−６の周辺をそれぞれ囲むようにし
てパターン３−１〜３−６が設けられている。各パター
ン３−１〜３−６間には、所定のギャップ４−１〜４−
５が形成されている。パターン３−１は、誘電体共振器
２−１と共に入力段として機能するために入力端子５に
接続される。また、パターン３−６は、誘電体共振器２
−６と共に出力段として機能するために出力端子６に接
続されている。

このような構成を有する誘電体フィルタの動作を説明す
る。入力端子５を介して図示していない装置からマイク
ロ波領域の周波数の電気信号が入力段の誘電体共振器２
−１に印加され、その周辺に電磁界を発生する。この電
磁界はギャップ４−１を介して隣接の誘電体共振器２−
２に到達する。誘電体共振器２−２は、誘電体共振器２
−１からの電６Ｒ界に応答し、誘電体共振器２−１と同
様にギャップ４−２を介して隣接の誘電体共振器２−３
に電磁界を誘導する。このようにして、誘電体共振器２
−１からの電磁界、即ち電気的信号は、出力段の誘電体
共振器２−６に導かれ、更に出力端子６を介して図示し
ていない負荷に導かれる。

ところで、各誘電体共振器２−１〜２−６の共振周波数
は、主としてその長さ、及びパターン３−１〜３−６の
形状によって決定される。また、誘電体共振器２−１〜
２−６間の結合容量は、誘電体共振器２−１〜２−６、
及びパターン３−１〜３−６の形状によって決定される
。この結合容量の決定の手順は、例えば誘電体フィルタ
の所望の周波数特性に従って、各周波数用のパターン３
−１〜３−６間のギヤツブ４−１〜４−５を固定し、各
誘電体共振器２−１〜２−６間のピッチを適当に選択す
ることにより、結合容量間の関係値を求める。次いて、
求めた関係値から各誘電体共振器２−１〜２−６間のピ
ッチを最終的に決定して、所望の結合容量を決定すると
いうものであった。

（発明が解決しようとする課題） このように、従来の誘電体フィルタは、誘電体共振器の
共振周波数がその長さや、パターンによって決定される
ので、その通過中心周波数に対して所望の非対称減衰特
性のものを実現しようとすると、誘電体共振器の段数を
多くしなければならないので、その形状が大きなものと
なり、かつ特性の調整作業も煩雑となり、従って製造コ
ストも高くなるという問題があった。

この発明は、以上述べたような従来技術の問題点を除去
し、誘電体共振器の段数を増加させることなく、非対称
減衰特性を容易に達成でき、調整も容易な有極型誘電体
フィルタを得ることを目的とする。

（課題を解決するための手段） この発明の有極型誘電体フィルタは、均質な単体からな
るブロック状の誘電体と、前記誘電体内にほぼ複数の平
行に形成された複数の中心導体を　　１それぞれ有する
複数の誘電体共振器と、前記中心導体の一端に延設され
、前記誘電体の一側面に配置された導電性の複数の調整
用電極とを備えたものであって、通過帯域の低域側に減
衰極を形成するように、初段誘電体共振器と第２誘電体
共振器との間、及び終段前誘電体共振器と終段前誘電体
共振器との間を外部回路を介して結合容量させたもので
ある。

（作用） この発明の有極型誘電体フィルタは、前述のように構成
されているので、通過帯域の低域側に減衰量がほぼ無限
大となる周波数が生じ、通過帯域の低域側の減衰量が高
域側の減衰量に比較して大きくなり、低域側において厳
しい減衰量が課せられても、所望の周波数特性を少ない
段数のフィルタにより達成する。

（実施例） 実施例について図面を参照して説明する。第１図は、こ
の発明の一実施例の有極型誘電体フィルタを示す斜視図
である。第１図において、１１は、縦Ｗ、横り及び高さ
Ｈを有し、一体構造の誘電体、例えばセラミックからな
る直方体（以下、誘電体という）である。図示の位置に
おいて、誘電体１１の正面、背面、左右側面及び下面に
は、斜線により示すように、例えばメツキにより導電性
のメタライズ層が形成されている。

更に、誘電体１１の上面には、左側から順に、導電性の
パターン１２−１〜１２−７がギャップ１３−１〜１３
−６を介して形成されている。誘電体１１には、パター
ン１２−１．１２−３．１２−５．１２−７を貫通し、
誘電体共振器として機能する中心導体（以下、誘電体共
振器という）　１４−１〜１４−４と、誘電体共振器１
４−１〜１４−４に隣接して外部回路１５−１〜１５−
４とが埋設して設けられている。

外部回路１５−１〜１５−４は、誘電体共振器１４−１
と誘電体共振器１４−２との間、及び誘電体共振器１４
−３と誘電体共振器１４−４との間をそれぞれ結合容量
させて減衰極を形成するためのものであり、ビン１６−
１〜１６−４と、ビン１６−１〜１６−４を取り囲む半
径Ｄ（＞ｄ）を有し、例えばガラスエポキシのような誘
電体からなる円筒１７−１〜１７−４と、ビン１６−１
とビン１６−２との間、及びビン１６−１とビン１６−
２との間をそれぞれ電気的に接続する導線１８−１．１
８−２とからなる。

パターン１２−２．１２−４．１２−６は、動作におい
てパターン１２−１．１２−３．１２−５．１２−７と
の間に形成され、容量を調整する容量調整用電極として
設けられたものである。

次に、このような構成を有するこの発明の有極型誘電体
フィルタを説明する。図示していない入力端子を介し、
これも図示していない外部装置からマイクロ波領域の周
波数の電気信号がビン１６−１を介して誘電体共振器１
４−１及び１４−２に印加されると、誘電体共振器１４
−１及び１４−２はその周辺に電１ｉｉｌ界を発生する
。誘電体共振器１４−２の電磁界は、ギャップ１３−３
、パターン１２−４及びギャップ１３−４を介して隣接
の誘電体共振器１２−３に伝わり、誘電体共振器１４−
３はその周辺に電磁界を発生する。この電磁界は、ギャ
ップ１３−５、パターン１２−６及びギャップ１３−６
及びパターン１３−７を介して隣接の誘電体共振器１２
−４に伝わり、更に誘電体共振器１２−４から外部回路
１５−４に伝わる。また、誘電体共振器１２−２からの
電磁界による電気信号は、外部回路１５−３及び導線１
８−２を介して外部回路１５−４にも伝わる。

外部回路１５−４のビン１６−４は図示していない負荷
に接続されているので、ビン１６−１からの電気的信号
は最終的にビン１６−４を介して負荷に導かれる。

第３図は、第１図に示す有極型誘電体フィルタの等価回
路である。第３図において、ｆ２１は誘電体共振器１４
−１のインダクタンス、Ｃ１は誘電体共振器１４−１の
容量、℃２は誘電体共振器１４−２のインダクタンス、
Ｃ２は誘電体共振器１４−２の容量、℃３は誘電体共振
器１４−３のインダクタンス、Ｃ３は誘電体共振器１４
−３の容量、ｆ２４は誘電体共振器１４−４のインダク
タンス、Ｃ４は誘電体共振器１４−４の容量である。

Ｃｏｔはビン１６−１と誘電体共振器１４−１との間に
存在する容量、ＣＯ２はビン１６−４と誘電体共振器１
４−４との間に存在する容量、Ｃ１゜は誘電体共振器１
４−１と誘電体共振器１４−２の間に存在する容量、Ｃ
２３は誘電体共振器１４−２と誘電体共振器１４−３と
の間に存在する容量、Ｃ３４は誘電体共振器１４−３と
誘電体共振器１４−４との間に存在する容量である。

Ｃｐｌはビン１６−１と誘電体共振器１４−１との間の
容量、及びビン１６−２と誘電体共振器１４−２との間
の容量を合成した容量、Ｃｐ２はビン１６−３と誘電体
共振器１４−３との間の容量、及びビン１６−４と誘電
体共振器１４−４との間の容量を合成した容量である。

ｆｆ　、ｌはビン１６−１と、ビン１６−２との間を接
続する導線１８−１のインダクタンス、ｆ２ｐ２はビン
１６−３と、ビン１６−４との間を接続する導線１８−
２のインダクタンスである。

ここで、一般に、Ｉω９．ｐｌｌ（１１／ωＣｐ、　　
ｌ及び１ωｇｐ２１１１／ωＣｐ□　１を満足するよう
に、ｆ２　ｐ＋及びＣｐｌ、及びｇ、及びＣｌ１１２を
決めるので、１２　ｐ＋及びｆ２ｐ２は無視してもよい
。従って、Ｃｐｌ、Ｃｏ１、Ｃ１□、　Ｃ＋及びβ、を
含む等価回路について考えればよい。この等価回路のＦ
行列は次式のようになる。

ただし、 ここで、減衰極周波数ｆ　は、 ｌＫ＋＝０ を満足する周波数である。即ち、 である。よって、ＣＰ、＝Ｏのときは、ｆ　　＝０とな
り、無極Ｃ結合のバンド・バス・フィルタとなる。Ｃｐ
＋が存在することにより、有限の周波数にｆ　が存在し
、その位置はフィルタの中心周波数ｆ。

から低い周波数にあることが解る。ＣＰ２を含む回路に
ついても全く同じことがいえる。

この発明の有極型誘電体フィルタは、例えばＡＭＰＳ　
（Ａｄｖａｎｃｅｄ　Ｍｏｂｉｌｅ　Ｐｈｏｎｅ　Ｓｙ
ｓｔｅｍｌ方式による自動車電話装置の分波器用受信フ
ィルタとして適用可能である。この分波器用受信フィル
タは、通過帯域が８６９〜８９４ＭＨｚ、減衰域が８２
４〜８４９ＭＨｚ　、減衰域での減衰量が５８ｄＢであ
るとする仕様を満足しなければならない。このような条
件を満足するように、誘電体フィルタを従来技術により
構成すると、無極６段の誘電体共振器を必要とし、一方
この発明により構成すると、有極４段の誘電体フィルタ
により十分達成可能である。両者の周波数特性を第４図
に示す。

第４図は、横軸に周波数（ＭＨｚ）　、縦軸に減衰量（
ｄＢｌを示す誘電体フィルタの周波数特性図である。第
４図において、曲線ａはこの発明による分岐器用受信フ
ィルタの減衰特性を示し、前述の仕様が満足されている
ことが明らかであり、通過域（８６９〜８９４ＭＨｚｌ
及び減衰域（８２４〜８４９ＭＨｚｌでの減衰量がそれ
ぞれ４ｄＢ及び５８ｄＢ　（斜線により示す）が確保さ
れている。また、第４図における曲線すは従来技術によ
る無極６段構成の誘電体フィルタの減衰特性を示す。第
４図から明らかなように、この発明によるフィルタは、
通過帯域より低い周波数にのみ減衰極を有する回路であ
り、所要規格を十分に満足することが解る。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように、この発明によれば、前述の
ように、通過帯域の低域側に減衰極を形成するように、
初段誘電体共振器と第２段誘電体共振器との間、及び終
段前誘電体共振器と終段前誘電体共振器との間を外部回
路を介して結合容量させたので、通過帯域の低域側に減
衰量がほぼ無限大となる周波数が生じ、通過帯域の低域
側の減衰量が高域側の減衰量に比較して大きくなり、低
域側において厳しい減衰量が課せられても、所望の周波
数特性を少ない段数の誘電体共振器により達成すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による有極型誘電体フィルタの一実施
例を示す斜視図、第２図は従来の誘電体フィルタの斜視
図、第３図は第１図の有極型誘電体フィルタの等価回路
図、第４図は有極型誘電体フィルタの減衰特性図である
。 １．１１・・・誘電体、 ２−１〜２−６．１４−１．１４−４・・・誘電体共振
器、１５−１〜１５−４・・　外部回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 均質な単体からなるブロック状の誘電体と、前記誘電体
   内にほぼ複数の平行に形成された複数の中心導体をそれ
   ぞれ有する複数の誘電体共振器と、 前記誘電体の一側面、かつ前記中心導体の一端に配置さ
   れた導電性の複数の容量調整用電極とを備えた有極型誘
   電体フィルタにおいて、 通過帯域の低域側に減衰極を形成するように、初段誘電
   体共振器と第２段誘電体共振器との間、及び終段前誘電
   体共振器と終段誘電体共振器との間をそれぞれ外部回路
   を介して結合容量させたことを特徴とする有極型誘電体
   フィルタ。