JPH04284003A - 平面型誘電体フィルタ - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は無線通信機器や測定装置
等で使用される小型で誘電損失の低い平面型誘電体フィ
ルタに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、高周波帯に用いるフィルタは、集
中定数のインダクタ，キャパシタによる共振器を用いた
ものや、同軸型誘電体共振素子を使用したものがある。 しかしながら前者は、無負荷Ｑが非常に低く、後者は入
出力，段間結合のためのコンデンサー，ケース，金属端
子等、部品点数が多く構造が複雑で原価が高く形状も大
型となる欠点を有していた。

【０００３】これらの高周波フィルタの改良として小型
で軽量なストリップ導体を利用した平面型誘電体フィル
タが開発されている。

【０００４】以下に従来の平面型誘電体フィルタについ
て説明する。図６（ａ）は従来の平面型誘電体フィルタ
の一部を切り欠いた斜視図であり、図６（ｂ）はその平
面図・側面図である。１，２は誘電体基板、３，４は誘
電体基板１の一面にメタライズ等で並列配置された一端
短絡の１／４波長ストリップ導体、５，６はこれらに設
けられた入出力端子、７，８は接地電極、９，１０は側
面電極である。従来の平面型誘電体フィルタは一端短絡
の１／４波長ストリップ導体３，４と入出力端子５及び
６との間で容量を得ている。また、接地導体７，８を設
け側面電極９，１０によりストリップ導体３又は４と接
続している。

【０００５】図６（ｃ）は従来の平面型誘電体フィルタ
の等価回路である。図６（ａ）の入出力端子５及び６と
ストリップ導体３及び４の間の容量が図６（ｃ）の１１
及び１２の容量に対応する。また図６（ａ）のストリッ
プ導体３または４が図６（ｃ）の１３，１５または１４
，１６で構成される並列共振器に対応する。

【０００６】以上のように構成された従来の平面型誘電
体フィルタについて、以下その周波数特性について説明
する。図７は従来の平面型誘電体フィルタの周波数特性
を示す図である。図７から明らかなように従来の平面型
誘電体フィルタは通過周波数の奇数倍にスプリアスが発
生していた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、通過周波数の奇数倍にスプリアス信号が発
生するという問題があった。一般に無線通信機器や測定
装置の発振器，増幅器は整数倍にスプリアス信号が発生
しやすくこれをフィルタにより除去することは極めて重
要なことである。また、誘電体材料の誘電率や電極厚み
のばらつきによる共振周波数，無負荷Ｑのばらつきが発
生する問題点を有していた。さらに、側面電極がハンダ
付け時に食われ、また塩水噴霧試験による腐食等が発生
し、信頼性に欠けるという問題点を有していた。また、
構造も大きなものとなり取扱い難いという問題点を有し
ていた。

【０００８】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、スプリアス特性が通過周波数の奇数倍に発生せず無
負荷Ｑや共振周波数のばらつきの極めて少ない小型で、
かつ、耐ハンダ食われや防食性に優れた平面型誘電体フ
ィルタを提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の平面型誘電体フィルタは、１相対する第１，
第２の接地面の間に、両端開放，両端接地または、片端
接地構造を持つ平面型誘電体フィルタにおいて、ストリ
ップ導体が導体幅の少なくとも１箇所以上に広狭部を有
する形状に形成され、または平面型誘電体フィルタのス
トリップ導体の導体幅を傾斜させて漸次減少または増加
する形状に形成した構成からなる。

【００１０】次に前記１の平面型誘電体フィルタを熱間
静水圧プレスで成型した構成を有し、又、前記１の平面
型誘電体フィルタのストリップ導体の導体幅の異なる部
分を少なくとも２カ所以上に分割しそれぞれ第１，第２
の電極とし、第１，第２の電極を異なる平面に配置して
一体の誘電体ブロック内に設け、第１の電極と第２の電
極を／の側面電極で接合した構成を有している。

【００１１】又、上記１の平面型誘電体フィルタは側面
電極の第１層を銀電極、第２層をニッケル電極、または
、側面電極の第１層を銅電極、第２層をハンダ電極とし
た構成を有し、更に電極を誘電体または、樹脂により被
覆した上記１平面型誘電体フィルタとしたものである。

【００１２】

【作用】この構成によって、　１スプリアス特性が通過
周波数の奇数倍に発生するのを防ぐことができ、２熱間
静水圧プレス成型したことにより無負荷Ｑや共振周波数
のばらつきも極めて小さくすることができる。３平面型
誘電体フィルタの特性インピーダンスの異なる部分を少
なくとも２カ所以上に分割しそれぞれ一体の誘電体ブロ
ック内に設けたので、平面型誘電体フィルタを著しく小
型化することができる。４耐ハンダ食われや防食性に対
する信頼性を著しく向上させることができ、５電極を誘
電体や合成樹脂で被覆したので耐腐食性を著しく向上さ
せることができる。

【００１３】

【実施例】（実施例１）以下本発明の一実施例について
図面を参照しながら説明する。

【００１４】図１（ａ）は本発明の第１実施例の平面型
誘電体フィルタの一部を切欠いた斜視図であり、図１（
ｂ）はその平面図である。図１（ａ）に示すように、一
つの誘電体基板１の一面にストリップ導体３，４の導体
幅の広幅部３ａ，４ａと狭幅部３ｂ，４ｂとを設け特性
インピーダンスの異なる二つの線路を直列に接続した一
端短絡のストリップ導体３及び４をメタライズ等で並列
配置しこれらに入出力端子５及び６を設け入出力端子５
及び６とストリップ導体３及び４の間で容量を得ている
。また、７，８に接地導体を設け、側面電極９，１０に
よりストリップ導体３または４と接続されている。図１
（ｂ）のストリップ導体３，４の導体幅の広幅部３ａ，
４ａと狭幅部３ｂ，４ｂとを設けた特性インピーダンス
の異なる二つの線路の長さをＬ１，Ｌ２とし、Ｌ１，Ｌ
２部の特性インピーダンスをそれぞれＺ１，Ｚ２とした
ときのスプリアス特性を求めた。この場合Ｌ１＝Ｌ２と
して測定した。比較例として、図６に示す従来の平面型
誘電体フィルタを用いスプリアス特性を求めた。 その結果を（表１）に示す。

【００１５】

【表１】

【００１６】この（表１）から明らかなように従来例で
通過周波数の略３倍，５倍にスプリアス信号が発生して
いるが、本実施例では、略４．４倍，６．６倍にスプリ
アス信号があり通過周波数の整数倍からずれているので
有効なフィルタが実現できることがわかる。

【００１７】図１（ｃ）はＺ１＞Ｚ２であるストリップ
線路を有する平面型誘電体フィルタの平面図である。こ
の平面型誘電体フィルタのスプリアス特性を求めた。そ
の結果を（表１）に示す。この（表１）から明らかなよ
うに略２．５倍，４．２倍にスプリアス信号があり、図
１（ａ）と同様の効果が得られる。

【００１８】次に、図１（ｄ）のようにストリップ導体
３，４の導体幅を階段状に狭めた特性インピーダンスの
異なる線路は２つ以上直列に接続しても同様の効果が得
られた。

【００１９】（実施例２）以下本発明の第２の実施例に
ついて図面を参照しながら説明する。

【００２０】図２は本発明の第２実施例の平面型誘電体
フィルタの特性インピーダンスが漸次減少（図２（ａ）
）または漸次増加（図２（ｂ））する平面型誘電体フィ
ルタの平面図である。この平面型誘電体フィルタを用い
スプリアス特性の測定を行なった。その結果を（表２）
に示す。

【００２１】

【表２】

【００２２】この（表２）から明らかなように、図２（
ａ）においては略２．５倍，４．３倍となり、図２（ｂ
）では、略３．８倍，５．７倍となり第１の実施例と同
様に有効なフィルタを実現できることがわかった。

【００２３】（実施例３）以下本発明の第３の実施例に
ついて図面を参照しながら説明する。

【００２４】図３（ａ）は第３実施例の平面型誘電体フ
ィルタの斜視図であり、図３（ｂ）はその断面図であり
、図３（ｃ）はその側面図である。

【００２５】図３は図１（ｂ）のＬ１部，Ｌ２部の平面
型誘電体フィルタのストリップ導体３，４の特性インピ
ーダンスの異なる部分を分割しそれぞれ第１，第２の電
極とし、第１，第２の電極を異なった平面上に配置し一
体の誘電体ブロック内に設け、第１の電極と第２の電極
を／の側面電極で接続したものである。１は誘電体、１
７，１８は図１（ｂ）のＬ１部に相当するストリップ導
体、１９，２０はＬ２部に相当するストリップ導体、２
１，２２はストリップ導体１７，１９間及び１８，２０
間を接続する側面電極、２３，２４は入出力結合のため
のキャパシタを得るための電極、２５は入出力電極１７
，１８を外部回路に接続するための側面電極、２６は接
地電極である。図３（ｃ）において２７は側面電極２５
が接地電極２７とショートしないように切り欠いた接地
電極２６の切り欠き部である。この構造により電極を積
層構造にできるので小型の平面型誘電体フィルタを容易
に実現できる。

【００２６】（実施例４）以下本発明の第４の実施例に
ついて図面を参照しながら説明する。

【００２７】図４（ａ）は平面型誘電体フィルタの実装
状態を示す要部斜視図であり、図４（ｂ）はその側面図
である。１は平面型誘電体フィルタ、２８は実装基板、
２９は電極、３０は平面型誘電体フィルタの側面電極、
３１は側面電極３０と実装基板２８の電極２９を接合す
るためのハンダである。この平面型誘電体の側面電極を
（表３）に示す電極を用いて側面電極のハンダ食われ及
び塩水噴霧試験を行なった。その結果を（表３）に示し
た。

【００２８】

【表３】

【００２９】この（表３）から明らかなように、側面電
極３０の第１層を銀電極、第２層をニッケル電極、また
は側面電極３０の第１層を銅電極、第２層をハンダ電極
とすることにより良好な耐腐食性を持ったフィルタを実
現することができることがわかった。

【００３０】（実施例５）以下本発明の第５の実施例に
ついて図面を参照しながら説明する。

【００３１】図２に示す平面型誘電体フィルタの誘電体
材料としてアルミナガラス系材料を用い、この焼成体を
（表４）の条件で熱間静水圧プレス（ＨＩＰ）で成型し
たものである。

【００３２】

【表４】

【００３３】このようにして得られた平面型誘電体フィ
ルタと、ＨＩＰ処理していないものとを用い、通過周波
数と無負荷Ｑの各々の平均値に対する測定値のばらつき
を求めた。その結果を（表５）に示す。

【００３４】

【表５】

【００３５】この（表５）から明らかなように、本実施
例は従来例に比較して通過周波数で８ＭＨｚ無負荷Ｑで
２５また無負荷Ｑのばらつきが１／３以下となり優れた
特性を有することがわかった。

【００３６】（実施例６）以下に本発明の第６の実施例
について図面を参照しながら説明する。

【００３７】図５（ａ）は本実施例の平面型誘電体フィ
ルタの斜視図であり、図５（ｂ）はその断面図である。 ３２は側面電極、３３，３４は接地電極、３５，３６は
ストリップ導体、３７は誘電体、３８は電極を保護する
ための誘電体の焼成体又はエポキシ樹脂等の合成樹脂か
らなる被覆体である。

【００３８】電極３３，３４を誘電体または、合成樹脂
からなる被覆体３８で被覆し側面電極３２以外の電極が
露出しない構造となっている。この平面型誘電体フィル
タを用いて塩水噴霧試験を行った。その結果を（表６）
に示す。

【００３９】

【表６】

【００４０】この（表６）から明らかなように、銀，銅
いずれの電極においても誘電体またはエポキシ樹脂によ
るモールドは塩水噴霧試験による腐食もなく極めて高信
頼性の平面型誘電体フィルタを提供できることがわかっ
た。

【００４１】なお、被覆体３８の誘電体又は合成樹脂は
誘電体３７と同じ材質でもよく一体形成しても何等モー
ルド効果は変わらない。

【００４２】

【発明の効果】以上のように本発明の平面型誘電体フィ
ルタは、スプリアス特性が通過周波数の奇数倍に発生せ
ず、無負荷Ｑや共振周波数のばらつきも極めて小さい、
小型でハンダ食われや防食性に優れ、信頼性の極めて高
い無線通信機器や測定機器の発信器，増幅器等に最適な
フィルタを実現できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明の第１実施例の平面型誘電体フ
ィルタの斜視図 （ｂ）は本発明の第１実施例の平面型誘電体フィルタの
平面図 （ｃ）は本発明の第１実施例の他の平面型誘電体フィル
タの平面図 （ｄ）は本発明の第１実施例の他の平面型誘電体フィル
タの平面図

【図２】（ａ）は本発明の第２実施例の平面型誘電体フ
ィルタの平面図 （ｂ）は本発明の第２実施例の他の平面型誘電体フィル
タの平面図

【図３】（ａ）は本発明の第３実施例の平面型誘電体フ
ィルタの斜視図 （ｂ）は本発明の第３実施例の平面型誘電体フィルタの
断面図 （ｃ）は本発明の第３実施例の平面型誘電体フィルタの
側面図

【図４】（ａ）は本発明の第４実施例の平面型誘電体フ
ィルタの斜視図 （ｂ）は本発明の第４実施例の平面型誘電体フィルタの
側面図

【図５】（ａ）は本発明の第５実施例の平面型誘電体フ
ィルタの斜視図 （ｂ）は本発明の第５実施例の平面型誘電体フィルタの
断面図

【図６】（ａ）は従来の平面型誘電体フィルタの斜視図
（ｂ）は従来の平面型誘電体フィルタの平面図，側面図
（ｃ）は従来の平面型誘電体フィルタの等価回路

【図７
】従来の平面型誘電体フィルタの周波数特性を示す図

【符号の説明】

１，２　　誘電体基板 ３，４，１７，１８，１９，２０，３５，３６　　スト
リップ導体 ３ａ，４ａ　　広幅部 ３ｂ，４ｂ　　狭幅部 ５，６　　入出力端子 ７，８，２６，３３，３４　　接地電極９，１０，２１
，２２，２５，３０，３２　　側面電極１１，１２　　
キャパシタ １３，１４，１５，１６　　並列共振器２３，２４，２
９　　電極 ２７　　切り欠き部 ２８　　実装基板 ３１　　ハンダ ３７　　誘電体 ３８　　被覆体

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】相対する第１，第２の接地面の間に、両端
   開放，両端接地または、片端接地構造を持つ平面型誘電
   体フィルタであって、ストリップ導体の導体幅の少なく
   とも１カ所以上に広狭部が形成されていることを特徴と
   する平面型誘電体フィルタ。
2. 【請求項２】平面型誘電体フィルタのストリップ導体の
   導体幅を傾斜させて漸次減少または漸次増加する形状と
   したことを特徴とする請求項１記載の平面型誘電体フィ
   ルタ。
3. 【請求項３】平面型誘電体フィルタのストリップ導体の
   導体幅の異なる部分を少なくとも２ヵ所以上に分割しそ
   れぞれ第１，第２の電極とし、第１の電極と第２の電極
   が異なる平面に配置されて一体の誘電体ブロック内に配
   設され、第１の電極と第２の電極とが接続されているこ
   とを特徴とする請求項１記載の平面型誘電体フィルタ。
4. 【請求項４】側面電極の第１層を銀電極、第２層をニッ
   ケル電極としたことを特徴とする請求項１記載の平面型
   誘電体フィルタ。
5. 【請求項５】側面電極の第１層を銅電極、第２層をハン
   ダ電極としたことを特徴とする請求項１記載の平面型誘
   電体フィルタ。
6. 【請求項６】平面型誘電体フィルタが熱間静水圧プレス
   で成型されたものであることを特徴とする請求項１記載
   の平面型誘電体フィルタ。
7. 【請求項７】側面電極を除く電極が誘電体または、合成
   樹脂からなる被覆体で被覆されていることを特徴とする
   請求項１記載の平面型誘電体フィルタ。