JPH04220001A - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えばマイクロ波帯
等に使用されるものであって、一つの誘電体ブロック内
に複数の誘電体同軸共振器を構成した誘電体フィルタに
関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の誘電体フィルタの従来例を図２
５および図２６に示す。

【０００３】この誘電体フィルタは、４段の場合の例で
あり、例えばセラミックスから成る誘電体ブロック２に
四つの共振器穴４を並設し、この各共振器穴４の内周面
に中心導体６を設け、誘電体ブロック２の外周面に外導
体８を設け、かつ誘電体ブロック２の図では上側の端面
（短絡面）の全面に外導体８と各中心導体６とを短絡す
る短絡導体１０を設けて、各中心導体６を中心とする四
つの１／４波長共振器（誘電体同軸共振器）を一体的に
構成している。

【０００４】また、誘電体ブロック２には、隣合う共振
器間の結合を得るために、各共振器穴４間に結合穴１２
をそれぞれ設けている。そして、両端の共振器穴４に入
出力端子１３をそれぞれ挿入して、それと中心導体６と
を容量結合させている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記誘電体フィルタに
おいては、図中の奥行方向の寸法Ａおよび長さ方向の寸
法Ｂは小さくしても、フィルタを構成する共振器の共振
周波数は変化しない。ところが、高さ方向の寸法Ｌは、
基本的には周波数と誘電体ブロック２の比誘電率とで決
まるので、両者で決まる値以上に小さくすることはでき
ない。

【０００６】例えば、１ＧＨｚで比誘電率９０の誘電体
セラミックスを使用すると、寸法Ｌは約７ｍｍとなり、
特別な工夫なしにはこれ以上小さくすることはできない
。

【０００７】そこでこの発明は、特別な工夫をすること
によって、上記のような誘電体フィルタの高さ方向の寸
法を小さくして低背化を図ることを主たる目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
、この発明の誘電体フィルタは、前述したような各共振
器を構成する中心導体を、複数の互いに並設された中心
導体とそれを接続する結合線路とでそれぞれ構成して折
り返した構造にしたことを特徴とする。

【０００９】

【作用】上記構成によれば、各共振器を構成する中心導
体を折り返した構造にしているので、誘電体ブロックの
高さ方向の寸法を小さくして、低背化を図ることができ
る。

【００１０】

【実施例】図１ないし図４は、この発明の一実施例に係
る誘電体フィルタを示す図である。図２５および図２６
の従来例と同一または相当する部分には同一符号を付し
、以下においては当該従来例との相違点を主に説明する
。

【００１１】この実施例においては、前述したような各
共振器を構成する中心導体を、二つの互いに並設された
中心導体１６とそれを接続する結合線路（分布結合線路
）１８とでそれぞれ構成して二つに折り返した構造にし
ている。

【００１２】より具体的には、この例では誘電体ブロッ
ク２内の奥行方向に二つを組とする共振器穴１４を並設
し、各共振器穴１４の内周面に中心導体１６をそれぞれ
設け、この二つの中心導体１６を誘電体ブロック２の上
面に設けた結合線路１８でそれぞれ接続して、各共振器
の中心導体を構成している。

【００１３】誘電体ブロック２の下面側は、図４に示す
ように、半面に外導体８と各中心導体１６とを短絡する
短絡導体１０を設けて短絡面とし、残り半面を開放面と
している。そして、開放面側の両端の共振器穴１４に入
出力端子１３をそれぞれ挿入している。

【００１４】上記構成によれば、１／４波長同軸共振器
を構成する中心導体を二つ折りにしているので、高さ方
向の寸法Ｌ′を小さくして低背化を図ることができる。

【００１５】より具体的には、この寸法Ｌ′を従来の寸
法Ｌと比較すると、結合線路１８の長さをｍとした場合
、Ｌ≒２Ｌ′＋ｍとなるので、Ｌ′はＬ／２より小さく
なる。即ち、二つ折りにすることによって、高さ方向の
寸法Ｌ′を従来の半分以下にすることができる。

【００１６】また、上記のように中心導体を折り返した
構造にすると、高調波に対して共振しにくくなるので、
３倍波等のスプリアス特性が良くなる。

【００１７】また、上記のように中心導体を折り返した
構造にすると、従来例のように結合穴１２を設けなくて
も各共振器間が結合するため、長さ方向の寸法Ｂ′を従
来例の６０〜８０％程度に短くすることができ、全体を
小型化することができる。

【００１８】この結合について説明すると、図８は従来
のコムライン型の誘電体フィルタの等価回路図であり、
図２５および図２６のものに相当する。従来例では結合
穴１２を設けているために、線路全体で相互誘導結合（
Ｍ結合）する。図中のＺ０　は特性インピーダンス、θ
は電気角である。

【００１９】図９はこの発明に係る誘電体フィルタの等
価回路図であり、図１ないし図４のものに相当する。こ
の実施例では結合穴を設けていないため、中心導体１６
の部分では結合しないが、結合線路１８の部分では誘電
体分布結合線路となっており、共振器はＭ結合する。

【００２０】次に、他の実施例を幾つか説明する。

【００２１】誘電体ブロック２の結合線路１８を設ける
部分２０は、例えば図５に示すように窪ませても良く、
また共振器穴１４とつながる部分２２を例えば図６に示
すように面取りしても良く（これらはセラミック成形時
に困難なく成形できる形状である）、そのようにすると
、結合線路１８の膜厚が十分に取れるので、ジュール損
が小さくなり無負荷Ｑを高めることができる。

【００２２】また、図７に示す例のように、一つの共振
器を構成する二つの中心導体１６（および共振器穴１４
）を長さ方向に一列に並べても良く、そのようにすると
、奥行方向の寸法Ａ′を小さくすることができる。

【００２３】次に、インタディジタル型について説明す
ると、図１０は従来のインタディジタル型の誘電体フィ
ルタの例であり、誘電体ブロック２の上面と下面に短絡
面（短絡導体１０を設けた所）と開放面が交互に並んで
おり、この回路方式では結合穴を設けなくても共振器は
結合する。図１１はその等価回路を示す。

【００２４】図１２ないし図１４は、この発明に係るイ
ンタディジタル型の誘電体フィルタの例であり、誘電体
ブロック２の上面に前述したような結合線路１８を設け
、下面に短絡面（短絡導体１０を設けた所）と開放面を
入れ違いに設けている。図１５はその等価回路を示す。 この例では、隣合う各中心導体１６間および各結合線路
１８間でそれぞれＭ結合する。

【００２５】図１６ないし図１８は、誘電体ブロック２
の上面および下面に、結合線路１８と短絡導体１０を交
互に配置した例であり、その等価回路を図１９に示す。 この例では、隣合う各中心導体１６間でＭ結合する。

【００２６】インタディジタル型で入出力を同じ面から
取り出す場合、従来は奇数の段数を持つフィルタしかで
きないが（例えば図１０参照）、図１２ないし図１４の
実施例のようにすると、一つの面に各段ごとに開放面が
できるから、奇数段でも偶数段でも実現することができ
る。

【００２７】また、この発明によれば低背化が可能にな
るので、表面実装型の誘電体フィルタが実現可能になる
。

【００２８】図２０および図２１にその一例を示す。２
４は実装用の金属ケース、２６はそのアース端子、２８
は入出力端子である。この入出力端子２８は、図２１に
示すように、両端部の中心導体１６の近傍にそれと容量
結合する外部取り出し電極３０をそれぞれ設けて、それ
に半田付け等によって接合すれば良い。

【００２９】次に、有極化技術について説明する。フィ
ルタの減衰特性を向上させるためには、減衰極を用いる
のが有効である。これには、開放面側において、直接隣
合わない共振器間をリアクタンス素子で接続して有極化
する技術が用いられている。

【００３０】この場合、この発明に係る誘電体フィルタ
では、各共振器を構成する中心導体が折り返されている
から、誘電体ブロック２の上面および下面のどちらにも
開放面が存在するので、上面および下面のどちらにおい
てもリアクタンス素子を接続して有極化することが可能
であり、設計の自由度が高い。

【００３１】図２２は、誘電体ブロック２の上面に有極
化用ライン３２を設けた例を示し、これによって、図２
３の等価回路のように、リアクタンス素子として有極化
容量３４を形成している。

【００３２】有極化用には、誘電体ブロック２上に上記
のような有極化用ライン３２を設ける代わりに、例えば
図２４に示すような電極膜３６を有する有極化用基板３
８を用いてこれを共振器穴１４に挿入するようにしても
良い。これを用いると、有極化用ライン３２の場合に比
べてジュール損が小さいのでＱ劣化が少ない。

【００３３】また、両端の共振器は通常、入出力端子を
付けるため有極化のために使用できないが、この発明で
は各共振器を構成する中心導体が折り返されているため
、図２２および図２３に示す例のように、両端も有極化
のために使用することができ、この意味からも設計の自
由度が高い。

【００３４】なお、上記例はいずれも、中心導体を二つ
折りにした例を示したが、三つ折り以上にしても良いの
は勿論である。

【００３５】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、各共振
器を構成する中心導体を折り返した構造にしているので
、誘電体ブロックの高さ方向の寸法を小さくして、低背
化を図ることができる。

【００３６】また、上記のように中心導体を折り返した
構造にすると、高調波に対して共振しにくくなるので、
スプリアス特性が良くなる。

【００３７】また、上記のように中心導体を折り返した
構造にすると、結合穴が不要になるため、そのぶん小型
化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　この発明の一実施例に係る誘電体フィルタ
を示す斜視図である。

【図２】　　図１の誘電体フィルタの上面図である。

【図３】　　図１の誘電体フィルタの断面図である。

【図４】　　図１の誘電体フィルタの下面図である。

【図５】　　この発明の他の実施例に係る誘電体フィル
タを示す断面図である。

【図６】　　図５の誘電体フィルタの奥行方向の断面図
である。

【図７】　　この発明の更に他の実施例に係る誘電体フ
ィルタを示す下面図である。

【図８】　　従来のコムライン型の誘電体フィルタの等
価回路図である。

【図９】　　この発明に係るコムライン型の誘電体フィ
ルタの等価回路図である。

【図１０】　　従来のインタディジタル型の誘電体フィ
ルタの断面図である。

【図１１】　　図１０の誘電体フィルタの等価回路図で
ある。

【図１２】　　この発明に係るインタディジタル型の誘
電体フィルタの上面図である。

【図１３】　　図１２の誘電体フィルタの断面図である
。

【図１４】　　図１２の誘電体フィルタの下面図である
。

【図１５】　　図１２ないし図１４に示した誘電体フィ
ルタの等価回路図である。

【図１６】　　中心導体を折り返す面を交互に配置した
誘電体フィルタの例を示す上面図である。

【図１７】　　図１６の誘電体フィルタの断面図である
。

【図１８】　　図１６の誘電体フィルタの下面図である
。

【図１９】　　図１６ないし図１８に示した誘電体フィ
ルタの等価回路図である。

【図２０】　　表面実装型の誘電体フィルタの例を示す
斜視図である。

【図２１】　　図２０の誘電体フィルタの下面図である
。

【図２２】　　有極特性を持たせた誘電体フィルタの例
を示す上面図である。

【図２３】　　図２２の誘電体フィルタの等価回路図で
ある。

【図２４】　　有極化用基板の例を示す正面図である。

【図２５】　　従来の誘電体フィルタの一例を短絡面側
から見て示す斜視図である。

【図２６】　　図２５の誘電体フィルタの断面図である
。

【符号の説明】

２　　誘電体ブロック ８　　外導体 １０　　短絡導体 １３　　入出力端子 １４　　共振器穴 １６　　中心導体 １８　　結合線路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　誘電体ブロックの外周面に外導体を形
   成し、同誘電体ブロック内に複数の中心導体を並設し、
   それによって同誘電体ブロック内に複数の共振器を構成
   して成る誘電体フィルタにおいて、前記各共振器を構成
   する中心導体を、複数の互いに並設された中心導体とそ
   れを接続する結合線路とでそれぞれ構成して折り返した
   構造にしたことを特徴とする誘電体フィルタ。