JPH03250901A - 誘電体共振器 - 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、例えば自動車電話、パーソナル無線、コード
レス電話等の通信機器等に使用するための誘電体フィル
タ等の誘電体共振器に関する。

［従来の技術］ 通信機器等に使用するための１／４波長の分布定数型誘
電体共振器及び誘電体フィルタは、例えば実開昭５８−
５４１０２号公報等に開示されている。

［発明が解決しようとする課題］ 誘電体フィルタを構成する誘電体共振器は第９図に原理
的に示すように誘電体ブロック１の一方の端面２から他
方の端面３に至るように形成された共振孔４と、共振孔
４の内導体膜５と、外周面６の外導体膜７と、端面導体
膜８とを有する。この誘電体共振器の共振周波数ｆは次
式で示される。

ｆ−Ｉ　Ｃ／　　λ　ロ　　−　Ｉ　Ｃ／　４　へ／”
−５１−−Ｆ−ｔ。

二こで、λ０は共振時の波長、εｒは誘電体ブロック１
の比誘電率、Ｌは共振器の軸方向長さ、Ｃは光の速さで
ある。

誘電体ブロック１の比誘電率は温度依存性を有し、温度
が変化すると、第７図でＢｌ　、Ｂ２で示すように中心
周波数が変化する。即ち、中心周波数は＋１０ｐｐｍ／
℃程度の温度勾配を持ち、−３０〜＋８５℃の使用温度
範囲で中心周波数が約ＩＭＨｚ変化する。この様な変化
は勿論望ましくない。

そこで、本発明の目的は温度依存性が優れている誘電体
共振器又は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］ 上記目的を達成するための本発明は、少なくとも１個の
共振孔を有する誘電体ブロックと、前記共振孔の壁面に
設けられている内導体膜と、前記誘電体ブロックの外周
面に設けられている外導体膜と、信号ラインに接続する
ための端子と、前記端子と前記内導体膜との間に接続さ
れている結合コンデンサとを備えた誘電体共振器におい
て、前記誘電体ブロックの比誘電率の温度係数が正負の
内の一方の値を有し、前記結合コンデンサの誘電体の比
誘電率の温度係数が正負の内の他方の値を有すると共に
前記誘電体ブロックと前記内導体膜と前記外導体膜とで
形成される共振器の共振周波数の温度による変化を補正
するような値を有することを特徴とする誘電体共振器に
係わるものである。

［作　用］ 本発明に従う結合コンデンサの比誘電率（静電容量）の
温度特性線の傾きは誘電体ブロックのそれと逆である。

従って、例えば、誘電体ブロックの比誘電率の温度係数
が負の値を有する場合には、温度が高くなると、誘電体
ブロックの比誘電率が低下し、共振の中心周波数が逆に
高くなろうとする。しかし、結合コンデンサの温度特性
線の傾きが逆であるので、温度が高くなると結合コンデ
ンサの静電容量が大きくなり、中心周波数が補正される
。結合コンデンサの温度特性によって共振中心周波数が
補正される理由を明確に説明することは困難であるが、
この作用は実験で確認されている。

［実施例］ 次に、第１図〜第８図を参照して本発明の実施例に係わ
る誘電体フィルタを説明する。

誘電体ブロック１の第１の端面２から第２の端面３に至
る第１及び第２の共振孔４ａ％　４　ｂが設けられてい
る。各共振孔４　ａ　％　４　ｂの壁面には第１及び第
２の内導体膜５ａ、５ｂが夫々設けられ、一対の端面２
．３間の外周面６即ち４個面には外導体膜７が設けられ
、第２の端面３には内導体膜５ａ、５ｂと外導体膜７と
を夫々接続するように端面導体膜８が設けられている。

内導体膜５ａ、５ｂ、外導体膜７及び端面導体膜８は銀
ペーストを塗布して焼付けたものから成る。なお、２つ
の共振孔４　ａ　％　４　ｂとの間には、第１の端面２
から第２の端面３に至る結合孔９が設けられている。

２個の共振孔４ａ％４ｂに夫々挿入されている第１及び
第２の結合コンデンサ１０．１１は、方の電極端子１２
．１３と他方の電極端子１４、１５とを有する。外部接
続リード線から成る第１及び第２の端子１６．１７は第
１及び第２の結合コンデンサ１０．１１の一方の電極端
子１２．１３に夫々接続されている。第１及び第２の結
合コンデンサ１０．１１の他方の電極端子１４．１５は
金属粒子と半田とから成る接続導体１８．１９によって
第１及び第２の内導体膜５　ａ　Ｎ　５　ｂに接続され
ている。

第２図に示すように、第１の結合コンデンサ１０は、筒
状誘電体磁器２０と、第１及び第２のコンデンサ電極２
１．２２と、金属キャップから成る電極端子１２．１４
から成る。なお、第２の結合コンデンサ１１も第１の結
合コンデンサ１０と同一構造を有する。

一対のコンデンサ１０．１１は絶縁体２３によって相互
に連結されている。なお、絶縁体２３には更に金属製シ
ールド部材２４が一体化されている。シールド部材２４
は結合孔９の上部を覆う部分の他に一対の側壁を覆う部
分を有し、全体として断面コ字状に形成されている。

完成した誘電体フィルタを電気回路に接続する時には、
第１及び第２の端子１６．１７を高周波信号伝送ライン
に接続し、外導体膜７をシールド部材２４を介してグラ
ンドに接続する。

第４図は誘電体フィルタの等砺回路を示す。コンデンサ
Ｃ１とインダクタンスＬ１とから成る第１の共振回路は
第１の共振孔４ａの第１の内導体膜５ａと接地される外
導体膜７と端面導体膜８とこれ等の間の誘電体ブロック
１に基づいて形成され、コンデンサＣ２とインダクタン
スＬ２とから成る第２の共振回路は第２の共振孔４ｂの
第２の内導体膜５ｂと接地される外導体膜７と端面導体
膜８とこれ等の間の誘電体ブロック１とに基づいて形成
され、２つの共振回路は相互インダクタンスＭによって
結合されている。この誘電体フィルタは第５図に示すよ
うなフィルタ特性を有する。

ところで、このフィルタ特性図における中心周波数ｆＯ
は、前述した共振周波数ｆに依存し、温度によって第７
図の鎖線Ｂｌ　、Ｂ２に示すように変化する。即ち、こ
の実施例の誘電体ブロック１の比誘電率の温度係数は負
であり、温度の上昇につれて共振時の中心周波数ｆＯが
高くなる。なお、第７図のＢｌ、Ｂ２の特性の従来の誘
電体フィルタの結合コンデンサの温度係数はｏｐｐｍ／
’ｃであり、２０℃の中心周波数ｆＯは８８６　Ｍｌ（
ｚである。

これに対して、本実施例では、結合コンデンサ１０．１
１として第６図に示すように＋６０ｐｐｍ／℃の正の温
度係数を有する磁器コンデンサか使用されている。これ
により、誘電体ブロック１の温度特性が補正され、第７
図で実線Ａｔ　、Ａ２に示すように、温度による中心周
波数ｆＯの変化率がプラス拳マイナス２ｐｐＩ／’Ｃ以
内になる。なお、第７図において、２本の実線Ａｌ　、
Ａ２及び２本の鎖線Ｂｌ　、Ｂ２は中心周波数の変化範
囲の幅（バラツキ）を示す。結合コンデンサ１０．１１
の温度特性と共振時の中心周波数ｆＯとの関係は、第８
図に示す通りであり、＋６０１）Ｉ）ｌ／”Ｃの時に中
心周波数ｆＯの変化率が零になる。

［変形例］ 本発明は上述の実施例に限定されるものでなく、例えば
次の変形が可能なものである。

（１）　結合コンデンサ１０．１１を筒状磁器コンデン
サ以外の柱状磁器コンデンサ、板状コンデンサ等に置き
変えることができる。

（２）　共振孔を３個以上有する多段の誘電体フィルタ
及び共振孔が１つの誘電体共振器にも本発明を適用する
ことができる。

（３）　端面導体膜８を省いてｌ／２波長型誘電体共振
器を構成することができる。

［発明の効果コ 上述から明らかなように本発明によれば、温度変化によ
る共振周波数の変化を大幅に小さくすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係わる誘電体フィルタの中央
縦断面図、 第２図は第１図の第１の結合コンデンサ部分を示す断面
図、 第３図は第１図の誘電体フィルタの内導体膜及び外導体
膜を伴なった誘電体ブロックを示す斜視図、 第４図は第１図の誘電体フィルタの等価回路図、第５図
は第１図の誘電体フィルタの特性図、第６図は第１図の
結合コンデンサの静電容量の温度特性図、 第７図は第１図に従う誘電体フィルタ及び従来の誘電体
フィルタの温度による中心周波数の変化を示す図、 第８図は結合コンデンサの温度特性と誘電体フィルタの
中心周波数の変化率との関係を示す図、第９図は誘電体
共振器を原理的に示す断面図である。 １・・・誘電体ブロック、４ａ・・・第１の共振孔、４
ｂ・・・第２の共振孔、５ａ・・・第１の内導体膜、５
ｂ・・・第２の内導体膜、７・・・外導体膜、９・・・
結合孔、１０・・・第１の結合コンデンサ、１１・・・
第２の結合コンデンサ、１６・・・第１の端子、１７・
・・第２の端子。 代　　理　　人　　　高　　野　　則　　次第４図 第５図 ｎ壌Ｉ処 −、Ｊｔ　＆

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ［１］少なくとも１個の共振孔を有する誘電体ブロック
   と、 前記共振孔の壁面に設けられている内導体膜と、前記誘
   電体ブロックの外周面に設けられている外導体膜と、 信号ラインに接続するための端子と、 前記端子と前記内導体膜との間に接続されている結合コ
   ンデンサと を備えた誘電体共振器において、 前記誘電体ブロックの比誘電率の温度係数が正負の内の
   一方の値を有し、前記結合コンデンサの誘電体の比誘電
   率の温度係数が正負の内の他方の値を有すると共に前記
   誘電体ブロックと前記内導体膜と前記外導体膜とで形成
   される共振器の共振周波数の温度による変化を補正する
   ような値を有することを特徴とする誘電体共振器。 ［２］第１及び第２の端面とこれ等の間の外周面とを有
   し且つ第１及び第２の共振孔が設けられている共にこれ
   等の相互間に結合孔が設けられている誘電体ブロックと
   、 前記第１及び第２の共振孔の壁面に夫々設けられている
   。第１及び第２の内導体膜と、 前記誘電体ブロックの前記外周面に設けられている外導
   体膜と、 第１及び第２の端子と、 前記第１及び第２の端子と前記第１及び第２の共振孔の
   前記第１及び第２の内導体膜との間に夫々接続されてい
   る第１及び第２の結合コンデンサと を備えた誘電体共振器において、 前記誘電体ブロックの比誘電率の温度係数が正負の内の
   一方の値を有し、前記第１及び第２の結合コンデンサの
   誘電体の比誘電率の温度係数が正負の内の他方の値を有
   すると共に前記誘電体ブロックと前記第１及び第２の内
   導体膜と前記外導体膜とから成る誘電体フィルタの中心
   周波数の温度変化を補正する値を有することを特徴とす
   る誘電体共振器。