JPH04103201A - 誘電体帯域阻止フィルタ - 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、主にマイクロ波帯域で使用する誘電体フィル
タに関する。更に詳しく述べると、誘電体ブロックが端
面し型をなし、共振子穴の間に結合阻止穴を有するλ／
４共振型の一体型同軸共振器を使用し、その板状突出部
分に実装した集中定数素子によって共振子間を結合する
構造の誘電体帯域阻止フィルタに関するものである。

「従来の技術】 高誘電率セラミックス材料を用いるフィルタとして、複
数の誘電体角柱形共振器を適当な集中定数素子によって
結合した帯域阻止フィルタがある。第９図な、Ｂはその
一例であり、角柱形誘電体共振器１０を２個使用した２
段構成の例である。

誘電体共振ａＪＯは、マイクロ波用高誘電率材料からな
る角柱１２の中央に共振子穴１４を貫設し、開放面（同
図Ａでは上面、同図Ｂでは右側の端面）を除く外面と穴
の内面に導体膜を付着してそれぞれ外導体及び内導体と
したものである。誘電体共振器１０を並設すると共に、
結合回路基板１８を設け、その上にコンデンサ２０とコ
イル２２を取り付ける。各誘電体共振器の内導体とコン
デンサ２０とを金属端子２４で接続し、コイル２２の両
端に入出力リード２６を接続する。

同図Ａに示すように、各共振器１０にコンデンサ２０　
（キャパシタンスＣ工１　Ｃ２）の一方の電極を接続し
、入出力リード２６とコンデンサ２０の他方の電極とを
それぞれ接続し、更に前記コンデンサ２０の他方の電極
間をコイル２２　（インダクタンスし）で接続する。各
Ｖ　Ｑ体弁振器１０は、その角柱高さ、比誘電率等で決
まる共振周波数を持ち、上記構成によって〕／４波長同
軸共振型の帯域阻止フィルタが得られる。

［発明が解決しようとする課題］ 従来技術では、単体共振器を複数個配列するため部品点
数が多くなり、組み立て工数が増大し、共振器間の位置
出しや外導体面精度も要求が蔽しくなる。また共振器同
士の接合の必要から機械強度や耐環境信転性の劣化など
の点でも問題がある。

また集中定数素子を付加するためには、結合回路基板と
してアルミナやフォルステライトなど、もしくはεｒ−
３０以上の誘電体基板を別途用意し、その上にコイルや
コンデンサを実装しなければならない。しかし、いずれ
も結合回路基板を各誘電体共振器と共に金属板（筐体）
上に取り付けねばならず、占を体積が大きくなり製作コ
ストが上昇し、バラツキも問題になる。

本発明の目的は、これら従来技術における問題を解決し
、製造性並びに設計性がよく、安定な電気・機械特性が
得られる誘電体帯域阻止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］ 本発明に係る誘電体帯域阻止フィルタで使用する誘電体
共振器は、直方体状部分と板状部分とが端面方向から見
て全体としてほぼＬ型となるように連続一体化されてい
る段付き構造の誘電体ブロックを用いる。そして直方体
状部分を貫通し且つそれに連続して板状部分に溝が形成
されるように複数の共振子穴と結合阻止穴とを交互に並
設し、それら穴が直方体状部分で開口している面を短絡
面として、各穴内面及び誘電体ブロック外面に導体膜を
形成する。共振子穴の導体膜は短絡面側でのみ誘電体ブ
ロック外面導体膜に接続され、結合阻止穴の導体膜は短
絡面倒及び溝端部側で誘電体ブロック外面導体膜に接続
される。更に板状部分の基部長手方向に共振子穴による
溝よりも深いスリットを形成する。

そして上記誘電体共振器の板状部分の共振子穴による溝
のスリット部分にチップコンデンサを架橋する如く接続
すると共に、他の集中定数素子、例えば空心コイルを板
状部分に実装して共振子間を結合することにより誘電体
帯域阻止フィルタを構成する。

［作用］ 各共振子穴は、基本的には１／４波長型の同軸共振子を
構成する。共振子穴の間に設けた結合阻止穴は、その内
面に導体膜が形成され且つ両開口端で内面の導体膜が誘
電体ブロック外面導体に接続されているため、共振子間
での電磁波の伝播を遮蔽しａｆ７ｆｉ約７ｆｉ阻止する
。そのため一体型構造でありなから１を磁気的には単体
共振器を配列したものとほぼ同等の状態になる。

従って、この誘電体共振器に適当な集中定数素子を付加
接続することによって、帯ｉ＄阻止フィルタとして動作
可能となる。

誘電体ブロックの段部、即ち直方体部分から突出した板
状部分は集中定数素子の実装基板として機能する。スリ
ットによって共振子穴による溝の導体膜が分離されるか
ら、スリットにチップコンデンサを架橋するように搭載
することでその取り付けが完了する。集中定数素子は段
部内に収まるため全体として小型化される。

［実施例コ 第１図は本発明に係る誘電体帯域阻止フィルタの一実施
例を示す斜視図であり、共振子穴を２個形成した２段フ
ィルタの場合である。

まず誘電体共振器について説明する。この誘電体共１器
３０は、直方体状部分３２と板状部分３４とが端面方向
（白抜き矢印で示す方向）から見て全体としてほぼＬ型
となるように連続一体化されている段付き構造の誘電体
ブロックを用いる。そして直方体状部分３２を貫通し且
つそれに連続して板状部分３４に溝が形成されるように
２個の共振子穴３６と１個の結合阻止穴３８とを交互に
並設する。それら穴が直方体状部分で開口している面（
第１図では右側臭の面）を短絡面として、各穴内面及び
誘電体ブロック外面に導体１１１４０を形成し、共振子
穴３６の導体膜は短絡面側でのみ、また結合阻止穴３８
の導体膜は短絡面側及び溝端部側の両方で誘電体ブロッ
ク外面導体膜に接続する。

この実施例では、段部は丁度各人の半分の位置で形成さ
れ、誘電体ブロックの外面には、溝を除く段部表面及び
共振子穴の開放面（短絡面と反対側の面）側の周囲以外
に全て導体膜を付着しである０段部の寸法は、後述する
ように使用する集中定数素子を収容できる程度で、且つ
結合阻止穴３８が両端で誘電体ブロックの外面導体膜に
接続できる範囲の適当な値に選定する。

本発明では更に板状部分３４の基部長手方向に共振子穴
３６による溝よりも深いスリット４２を形成する。つま
りこのスリット４２により共振子穴３６による溝の導体
膜が切断分離された状態とする。本実施例では結合阻止
穴３８による溝の導体膜も切断分離した状態になるため
、金属接続片４４がスリット４２を架橋するように接続
する（第２図参照） なお誘電体ブロックは、マイクロ波用高誘電率材料の焼
結体（例えばチタン酸バリウム等）からなる、第１図に
おいて、影線を施した面は導体膜が形成されている部分
であり、細かな点々を付した面は導体膜が無く誘電体の
素地が露出している部分を表している。ここで導体膜は
例えば銀ペーストの焼付は等による極く薄い導電材料の
層である。

両共振子穴３６の中間に位置する結合阻止穴３８は、そ
の内面全体が導体膜で覆われ且つ短絡面側開口端及びそ
れと反対側の溝端面の両方で誘電体ブロック外面導体と
導通しているため、共振子間での電磁波の伝播を遮蔽す
る。この誘電体共振器３０は、一体構造でありながらＴ
ｔ、ｉｌｉ的にはそれぞれの共振子が独立したのと同等
の状態になる。

この共振器３０の板状部分３４に適当な集中定数素子を
付加接続することにより帯域阻止フィルタを構成する。

つまり板状部分３４が回路基板としての機能を果たす、
第１図では共振子穴３２による溝のスリット部分を架橋
するようにそれぞれ両端に１を極をもつ構造のチップコ
ンデンサ４６を半田付けし、且っ両溝の開放端側の導体
膜に湾曲した接続部をもつ入出力端子４８を半田付けす
る（第３図参照）、そして両人出力端子４８の湾曲接続
部分間にコイル４９を接続している。

これによって実質的に第９図Ａと同様の等価回路になる
。つまり入出力端子間にコイルが接続され、入出力端子
と共振子間にチップコンデンサが接続される。各共振子
は、その穴や溝の寸法、誘電体の比誘電率等で決まる共
振周波数を持ち、上記構成によって１／４波長同軸共振
型の帯域阻止フィルタ特性が得られる。

次にこのような誘電体共振器を製造する簡便な方法につ
いて述べる。第４図Ａ、Ｂ、Ｃはその−例である。まず
同図Ａに示すように、全体として直方体状をなす誘電体
ブロック５ｏに２個の共振子穴５２と１個の結合阻止穴
５４とを交互に並設し、それら穴が開口している一方の
面（図面左手前側の面）を開放面、他方の面を短絡面と
して、各穴内面及び誘電体ブロック外面に導体膜を形成
する。この導体膜は、共振子穴５２の導体膜は短絡面側
でのみ、結合阻止穴５４の導体膜は両開口端で誘電体ブ
ロック外面導体膜に接続するように付着する。従ってこ
こでは共振子穴５２の開放端の周囲のみ誘電体の素地が
リング状に露出するようにマスキングを施して導体膜を
付着させる。勿論、誘電体ブロック全面に導体膜を付着
したのち、共振子穴の開放端周囲のみ剥離する方法でも
よい。その後、その誘電体ブロックを端面方向からみて
ほぼＬ型となるように、例えば平面研削などにより３〜
６面で囲まれた部分（同図Ａで斜線を施した部分）を削
り落とす。削り落とした状態を同図Ｂに示す、更に同図
Ｃに示すように、それにょって形成された板状部分の基
部長手方向に、スライサー等を使用して共振子穴５２に
よる溝よりも潔いスリット５６を形成する。このように
誘電体ブロックの開放面側のほぼ半分を切除しスリット
加工を行うことにより段付き一体構造の誘電体共振器を
容易に製造できる。

第５図Ａ、Ｂは誘電体共振器の他の例を示している。基
本的考え方は上記の場合と同様である。前記の実施例で
はスリットによって結合阻止穴による溝の導体膜も分離
されてしまうため金属接続片を別に半田付けする必要が
ある。その工程を省くために工夫したものである。いず
れも板状部分の結合阻止穴による溝がスリットよりも深
くなるようにしである。同図Ａでは結合阻止穴３８の断
面形状を長大形状にしている。

同図Ｂでは共振子穴３６に対して結合阻止穴３８を千鳥
状に配置している。なお符号ｄはスリット深さを表して
いる。

第６図〜第８図は入出力端子の構造例を示している。第
６図は金属端子の例である。共振子穴３６によって形成
される溝と同じ曲率の湾曲部分６０とそれに連続する折
り曲げリード部分６２を有するプレス成形品である。湾
曲部分６０を前記溝に嵌めて半田付けする。第７図に示
す例は誘電体ブロックの壁面を利用した入出力端子であ
る。同図Ａは共振子穴３６による溝から延長するように
開放面に入出カバターン６４を形成する。同図Ｂでは端
面に入出カバターン６６を形成する。いずれの場合も入
出カバターン６４．６６は誘電体ブロックの外面の導体
膜とは導通しないように分離した形状にする。

第８図は入出力ビン端子６Ｂを使用する例である。共振
子穴３６による溝に貫通孔を形成し、それに入出力ビン
端子６８を挿入して溝の導体膜の部分で半田付けする（
同図Ａ参照）、また同図Ｂに示すように、反対側の面に
はリング状の無導体膜部分７０を形成して誘電体ブロッ
クの外面の導体膜と導通しないようにする。

なお上記の実施例は何れも誘電体ブロックに共振子穴を
２個設けた２段構成の例であるが、共振子穴が３個以上
の場合にも本発明を適用できることは言うまでもない。

Ｃ発明の効果］ 本発明は上記のように基本的には誘電体ブロック一体型
であり且つ集中定数素子の実装用基板部分も一体化され
るため、製造性がよく安定な電気特性・機械特性を得や
すい。また部品点数が少なく、集中定数素子は誘電体ブ
ロックの段差部分に収めることができるがら、全体を小
型化できる。

本発明では共振子穴による溝をスリットで分断すること
でコンデンサ接続部を形成しているため、チップコンデ
ンサを架橋するように接続することで容易に実装できる
。また共振子穴による溝を端子として利用でき、それに
入出力端子を接続することで機械的強度も良好になる。

更に本発明によるフィルタは、集中定数素子による結合
のため設計し易く、周波数・結合調整も容易である。こ
れらにより、結果的に、より安価な帯域阻止フィルタや
帯域通過フィルタを実現できる。

【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
斜視図、第２図はその結合阻止穴位置での断面図、第３
図はその共振子穴位置での断面図、第４図Ａ、Ｂ、Ｃは
誘電体共振器の製造工程の例を示す説明図、第５図Ａ、
Ｂは誘電体共振器の他の例を示す説明図である。第６又
は入出力端子の例を示す説明図、第７図Ａ、　　Ｂは入
出力端子の他の例を示す説明図、第８図Ａ。 Ｂは入出力端子の更に他の例を示す説明図である。第９
図Ａ、Ｂは従来技術の一例を示す説明図である。 ３０・・・誘電体共振器、３２・・・直方体部分、３４
・・・板状部分、３６・・・共振子穴、３８・・・結合
阻止穴、４０・・・導体膜、４２・・・スリット、４４
・・・金属接続片、４６・・・チップコンデンサ、４８
・・・入出力端子、４９・・・コイル。 特許出願人　　富士電気化学株式会社 代　　理　　人　　　　　茂　　見　　　　　穣第４１
！ｌ 図 図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. １．直方体状部分と板状部分とが端面方向から見て全体
   としてほぼＬ型となるように連続一体化されている段付
   き構造の誘電体ブロックに、直方体状部分を貫通し且つ
   それに連続して板状部分に溝が形成されるように複数の
   共振子穴と結合阻止穴とを交互に並設し、それら穴が直
   方体状部分で開口している面を短絡面として、各穴内面
   及び誘電体ブロック外面に導体膜を形成し、共振子穴の
   導体膜は短絡面側でのみ誘電体ブロック外面導体膜に接
   続され、結合阻止穴の導体膜は短絡面側及び溝端部側で
   誘電体ブロック外面導体膜に接続され、板状部分の基部
   長手方向に共振子穴による溝よりも深いスリットを形成
   した誘電体共振器を使用し、その板状部分の共振子穴に
   よる溝のスリット部分にチップコンデンサが架橋するよ
   うに接続すると共に、他の集中定数素子を板状部分に実
   装して共振子間を結合した誘電体帯域阻止フィルタ。
2. ２．板状部分の結合阻止穴による溝がスリットよりも深
   くなるように、結合阻止穴が断面長穴形状をなすか、も
   しくは千鳥状に配列されて、結合阻止穴による溝の導体
   膜が連続している請求項１記載のフィルタ。
3. ３．板状部分に入出力端子を設けた請求項１又は２記載
   のフィルタ。