JPH03181205A - 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、マイクロ波等の高周波帯域で用いる誘電体フ
ィルタに関し、更に詳しくは、複数のコイルとコンデン
サからなる低域通過フィルタ部と、複数の１／４波長型
誘電体同軸共振器を有する帯域阻止フィルタ部とを組み
合わせ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ごツクを用いたフィル
タは損失が少なく小型化できる等の特徴があり、自動車
電話等のマイクロ波帯用移動通信システムに広く使用さ
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おいて複数の共振子
穴と結合子穴とを交互に設け、共振子穴が開口している
面の一方を開放面とし、該開放面を除く誘電体ブロック
の外表面と共振子穴の内面をメタライズした構造が知ら
れている。

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倍の共振波長
を持つ、そして共振素子間は結合子穴によって結合し、
帯域通過フィルタ（Ｂ　Ｐ　Ｆ・・・バンドパス・フィ
ルタ）として機能する。

移動体マイクロ波通信においては、中心共振周波数の異
なるこの種の帯域通過フィルタを送信用と受信用に用い
ている。送信フィルタは、送信帯域に中心共振周波数を
もち挿入損失が少なく、それから僅かにずれた受信帯域
では大きな減衰量をもつ特性を呈する。逆に受信フィル
タは、受信帯域に中心共振周波数をもち挿入損失が少な
く、それから僅かにずれた送信帯域では大きな減衰量を
もつ特性を呈する０両者を組み合わせることでアンテナ
を共用できる。

［発明が解決しようとする課題］ 上記のような一体型多段構造の帯域通過フィルタでは、
減衰特性を向上させるには段数（共振子穴の数）を増加
する必要がある。しかし段数が増加するとフィルタの挿
入損失が悪化するし大型化する欠点が生しる。

また１７４波長型の共振器では、基本波モード（基本波
中心周波数ｆｏ）で共振する他、基本波の奇数倍の高調
波で共振しスプリアスが生じる。特に３ｒ０　（基本波
中心周波数ｆ０の３倍高調波）のスプリアスは最も大き
くこれが問題となる。

そこで３ｆｏでのスプリアスを低減するために、３ｆ、
以上の高周波域をカットする低域通過フィルタを別に付
加する必要があった。つまり別個の低域通過フィルタと
帯域通過フィルタとを直列に接続して送信フィルタを構
成するのである。このため更に大型化することは避けら
れなかった。

本発明の目的は、上記のような従来技術の欠点を解消し
、小型で且つ低損失であり、３ｆ６のスプリアス応答を
改善し減衰特性も十分大きく取れるような新しい構造の
誘電体フィルタを提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成できる本発明は、基板に複数のコンデ
ンサ・パターンを形成すると共に該コンデンサ・パター
ン間をコイルで接続した低域通過フィルタ部と、複数並
設した１／４波長型誘電体同軸共振器を有し、端子ピン
の外側を樹脂材料で覆った樹脂端子の樹脂部を各共振子
穴に挿入し、その各端子部を基板の対応するコンデンサ
・パターンに接続した誘電体フィルタである。ここで低
域ｉｌｌ過フィルタ部は、そのカットオフ周波数が複数
の共振器による帯域阻止フィルタ部の阻止帯域よりも若
干高く設計する。

また基板上のコンデンサ・パターンの近傍に有極パター
ンを設けて段間で結合させることも減衰特性の上で有効
である。

［作用］ 複数の１／４波長型誘電体同軸共振器とその共振子穴に
挿入した樹脂端子及び基板上のコンデンサ・パターンに
よるコンデンサとの組み合わせにより帯域阻止フィルタ
部が構成され、それによって所定の周波数帯域で大きな
減衰を得る。例えば送信フィルタの場合、その阻止帯域
（大きな減衰が得られる周波数帯域）を受信帯域に設定
し、逆に受信フィルタの場合には、阻止帯域を送信帯域
に設定する。

誘電体共振器としてｌ／４波長型を使用すると、その基
本波中心周波数ｒ０の奇数倍の周波数帯域にスプリアス
が現れる。前述のように特に３ｆｏのスプリアスが大き
い０本発明ではコイルと基板上のコンデンサ・パターン
によるコンデンサとの組み合わせからなる低域通過フィ
ルタによりその３ｆｏのスプリアスを低減する。

また基板上のコンデンサ・パターンの近傍に有極パター
ンを設けて段間で結合させると、減衰極のある（有極形
〉特性が得られ、それによって帯域阻止フィルタ部の減
衰フィルタ特性のエンジ部分をより急峻にできる。

［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
分解斜視図である。４個の１／４波長型誘電体同軸共振
器１０を並設し、その共振子穴１２に樹脂端子１４を挿
入する。ここで共振器１０は四角柱状の誘電体材料（例
えばチタン酸バリウム等）の焼結体１６からなり、その
中心に共振子穴１２が貫設され、該共振子穴Ｉ２が開口
している面の一方（ここでは上面）を開放面とし、それ
以外の外表面（４個面及び底面）と共振子穴１２の内面
にメタライズ層１８を形成したものである。メタライズ
層１８は、例えば銀ペースト等の焼付けで形成する極く
薄い導体膜である。

樹脂端子１４は、端子ピン２０の外側の一部を樹脂材料
で円柱状に覆った構造をなす、樹脂部２２の上端はフラ
ンジ状をなし、該フランジ部まで共振子穴１２内に挿入
する０両端の樹脂端子に比べて中央寄りの２個の樹脂端
子の樹脂部は長くなっており（従って端子ピンも長い）
大きな容量を持たせている。

それらの上方に位置する基板２４は、ガラス・エポキシ
等あるいはアルミナ等からなる０表面側には４個のコン
デンサ・パターン２６が前記共振器１０と同じピンチで
形成され、両端には端子パターン２８が、更に片側には
有極パターン３０が形成されている。有極パターン３０
は、この実施例では左右２個のコンデンサ・パターンの
近傍間を連絡するように２本に設けられている。これら
のパターンは、エツチング法あるいはスクリーン印刷法
等により形成した導体膜である。基板２４の裏面（第１
図で下面）は全面導体パターンになっている。コンデン
サ・パターン２６の中心には、樹脂端子１４の端子ピン
２４が挿通ずる貫通孔３２を設けである。

両端に位置する端子パターン２８には入出力端子３４が
接続される。コンデンサ・パターン２６問およびコンデ
ンサ・パターン２６と端子パターン２８間はコイル３６
で接続する。端子ピン２０が貫通孔３２に挿通するよう
に基板２４を取り付け、コンデンサ・パターン２６を利
用して半田付は接続する。それらの上部は金属カバー３
８で覆われる。

金属カバー３８はプレス加工品であり、コの字型に曲げ
られ、頂部両端に入出力端子を挿通するための穴４０を
有し、両側面にそれぞれ半田付は固定用の長穴４２を有
する。金属カバー３８は１に磁界が外部に漏れないよう
にするためのものであり、各共振器１０と金属カバー３
８との固定は側面に形成した長穴４２を利用して半田付
けすることにより行う。

第１図により組み立てられる誘電体フィルタの等価回路
を第２図に示す＊　Ｌ　Ｉ　＋　・・・、Ｉ４　は共振
器１０の等価インダクタンスを示し、Ｌ。

・・・、Ｉ９　はコイル３６のインダクタンスを表して
いる。Ｃ１，・・・、Ｃａ　はコンデンサ・パターン２
６により形成されるコンデンサの容量と樹脂端子１４に
よる容量および共振器１０の等価容量とを合わせたもの
である。Ｃｓ　、Ｃｈは有極パターン３０による結合結
合を表している。

第３図に上記のような構成の誘電体フィルタにより得ら
れた特性を示す、この例は３個の共振器を並置し、コン
デンサ間のコイルを６ターン、入出力のコイルを５ター
ンとして測定した一例である。但し有極パターンは形成
していない、この結果から挿入損失が極めて小さく、ま
た所定の周波数帯域で十分大きな減衰量が得られること
が分かる。これを送信フィルタとして用いる時は、同図
に示されているように阻止帯域ａ　（ｔ２衰量の大きな
領域）が受信帯域となる。

受信帯域ａより僅かに低域側にずれた送信帯域すは減衰
が極めて少ない（挿入損失が非常に小さい）、これらは
帯域阻止フィルタ部の特性による。符号Ｃで示す領域は
低域通過フィルタ部の効果が効いている領域である。

第３図に示すフィルタ特性を検討すると、挿入損失につ
いては従来の帯域阻止フィルタでは１．９ｄＢ位である
が、本発明では１．３〜１．４ｄＢ程度に小さくできる
ことが分かる。

また減衰量について比較すると、第３図に示すような減
衰量を得るためには従来の帯域通過フィルタでは５〜６
段必要であるが、本発明ではそれが３段で済み著しく小
型化できることが分かる。

中心共振周波数の異なる上記のような誘電体フィルタを
２個使用し、一方を送信フィルタ、他方を受信フィルタ
として組み合わせることによって自動車電話等で用いる
アンテナ共用器を構成できる。

以上、本発明の好ましい実施例について詳述したが、本
発明はこのような構成のみに限定されるものではない。

有極パターンは上記の実施例では片側のみに設けている
が、両側に設けることもできる。有極パターンの形成に
よって相手減衰特性を良好にでき小型化に有利である。

共Ｗｉ器の設置個数や低Ｊ！１ｉｉｆｆｉ過フィルタ部
を構成するコイル及びコンデンサのセクション数などは
適宜変更してよい、初段のコイルのインダクタンスを可
変することにより位相を変えることが可能である。

［発明の効果］ 本発明は上記のように所望の減衰が欲しい周波数領域に
帯Ｍ阻止フィルタ部を設けているから、少数の共振器で
も十分大きな減衰量が得られる。また低域通過フィルタ
部によって３ｆ０のスプリアスを抑制でき、全体として
フィルタ特性は向上する。

更に本発明は帯域阻止フィルタ部と低域通過フィルタ部
との結合であり、且つ帯域阻止フィルタ部の共振器の数
を少なくできるため挿入損失が小さく、且つ小型化でき
る。

コンデンサ及びコイルは基板上に形成するため、極めて
製作し易く且つ安定化する。更に有極パターンを形成す
れば、減衰特性が良好になり挿入損失が小さくなる。

【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
分解斜視図、第２図はその等価回路図、第３図は本発明
に係る誘電体フィルタにより得られるフィルタ特性の一
例を示すグラフである。 １０・・・共振器、１２・・・共振子穴、１４・・・樹
脂端子、２０・・・端子ピン、２２・・・樹脂部、２４
・・・基板、２６・・・コンデンサ・パターン、３０・
・・有極パターン、３２・・・貫通孔、３６・・・コイ
ル。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．基板に複数のコンデンサ・パターンを形成すると共
   に該コンデンサ・パターン間をコイルで接続した低域通
   過フィルタ部と、複数並設した１／４波長型誘電体同軸
   共振器を有し、端子ピンの外側を樹脂材料で覆った樹脂
   端子の樹脂部を各共振子穴に挿入し、その各端子部を基
   板の対応するコンデンサ・パターンに接続したことを特
   徴とする誘電体フィルタ。
2. ２．基板上のコンデンサ・パターンの近傍に有極パター
   ンを設けた請求項１記載の誘電体フィルタ。