JPH04361401A - 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、１／４波長型の誘電体
同軸共振器構造をなす一体型誘電体フィルタに関し、更
に詳しく述べると、隣接する共振器間を結合手段で結合
すると共に該結合手段に並列に容量性リアクタンス素子
を付加して有極化した誘電体帯域通過フィルタに関する
ものである。この誘電体フィルタは、例えば各種マイク
ロ波通信機器などで用いられる。

【０００２】

【従来の技術】一体構造の誘電体フィルタにおいて、共
振器の段数を多くすることなく帯域外減衰量を大きくす
る技術として、誘電体ブロックに複数の共振器を形成し
、隣接する共振器間を結合する結合手段と並列にリアク
タンス素子を付加して有極化するものがあり、その一例
が特開昭６３−６４４０４号公報に記載されている。

【０００３】図６に示すように、誘電体フィルタ本体は
、直方体状の誘電体ブロック１０の長手方向に、複数（
ここでは４個）の共振子穴１２を形成し内面をメタライ
ズして内導体１４とし、隣接する共振子穴１２の間に結
合子穴１６を設け、前記誘電体ブロック１０の４側面を
メタライズして外導体１８を形成し、内導体１４と外導
体１８とを誘電体ブロック１０の一面のメタライズ層（
図示せず）で短絡した構造である。前記内導体１４と外
導体１８及びそれらの間の誘電体によって各共振器が構
成される。

【０００４】ここでは図７に詳細に示すように、初段の
共振器と他の段の共振器にそれぞれ樹脂モールド端子２
０，２１を挿入する。樹脂モールド端子２０，２１は、
それぞれ金属ピン２２，２３の外側を樹脂２４，２５が
取り囲む構造である。金属ピン２２，２３と内導体１４
との間で所望の静電容量を形成する。そして導体パター
ン２６を有する基板２８によって互いに接続する。樹脂
モールド端子２０が初段の結合容量を構成し、樹脂モー
ルド端子２１が容量性のリアクタンス素子となる。この
結合容量の付加により極が生じ、帯域外の減衰量が増大
する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
有極化のための結合リアクタンスは一般に極く小さな値
（通常、１ｐＦ以下）であり、僅かな変動、ばらつきで
フィルタの特性は変化する。そのため図６及び図７に示
すような樹脂モールド端子をリアクタンス素子とする構
造では、共振子穴径や樹脂の嵌め合い寸法など変動要素
が多く、適当でない。また微調整するにしても都合が悪
い。

【０００６】本発明の目的は、上記のような従来技術の
欠点を解消し、変動要素が少なく、小さな結合容量を精
度よく実現可能で、微調整し易い構造の有極形誘電体フ
ィルタを提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、誘電体ブロッ
クに３個以上の共振器を一体的に形成し、隣接する共振
器間を結合手段で結合し、該結合手段と並列にリアクタ
ンス素子を付加して有極化した誘電体フィルタである。 その特徴は、初段の結合容量及び有極化のために付加す
る容量性リアクタンス素子の構成にあり、いずれも誘電
体ブロックの外部にコンデンサ基板を設け、そのコンデ
ンサ基板により所望の静電容量を形成している。

【０００８】具体的には初段の共振器との結合容量を得
るための第１のコンデンサ基板と、該第１のコンデンサ
基板を支持し且つ前記リアクタンス素子として機能する
第２のコンデンサ基板を用いる。そして両コンデンサ基
板の一方の電極同士を接続すると共に外部接続端子を接
続し、初段の共振器の内導体と第１のコンデンサの他方
の電極との間、及び他の共振器の内導体と第２のコンデ
ンサの他方の電極との間をそれぞれ導体で接続する。

【０００９】他の例としては、初段の共振器との結合容
量を得るための第１のコンデンサ部と前記リアクタンス
素子として機能する第２のコンデンサ部とを同一コンデ
ンサ基板に形成する構成もある。この場合、裏面共通電
極に外部接続端子を接続し、初段の共振器の内導体と第
１のコンデンサ部の表面電極との間、及び他の共振器の
内導体と第２のコンデンサ部の表面電極との間をそれぞ
れ導体で接続する。

【００１０】ここで初段の共振器とは誘電体ブロックの
端部に形成される共振器のことであり、実際に使用する
場合の厳密な意味での初段（入力側）のみならず最終段
（出力側）も含まれる。従って、狭義の初段のみならず
、最終段のみでもよく、初段と最終段の両方に設ける場
合も含んでいる。また他の共振器とは、初段（最終段も
含む）を除く共振器のことであり、初段に隣接する共振
器のみならず隣接しない共振器も含まれる。

【００１１】

【作用】第１のコンデンサ基板又はコンデンサ部の両面
の電極間で初段の結合容量を構成する。また第２のコン
デンサ基板又はコンデンサ部で形成する結合容量が有極
化のためのリアクタンス素子となる。電極の形状等を変
え、静電容量値を適当に選定することによって所定の周
波数に減衰極をもつフィルタが実現できる。初段の結合
容量及び有極化のための結合容量は、組み立て後でも電
極を削ることにより容易に調整できる。

【００１２】

【実施例】図１は本発明に係る誘電体フィルタの一実施
例を示す全体斜視図である。誘電体フィルタ本体は、図
６に示すような従来技術と同様の構成であってよい。そ
れ故、分かり易くするため同一符号を付す。マイクロ波
用誘電体セラミックスからなる直方体状の誘電体ブロッ
ク１０の長手方向に、複数（ここでは４個）の共振子穴
１２を形成し内面をメタライズして内導体１４とし、隣
接する共振子穴１２の間に結合子穴１６を設ける。そし
て前記誘電体ブロック１０の４側面をメタライズして外
導体１８を形成し、内導体１４と外導体１８とを誘電体
ブロック１０の一面のメタライズ層（図示せず）で短絡
する。各内導体１４と外導体１８及びそれらの間の誘電
体によって共振器が構成される。

【００１３】誘電体ブロック１０の外部に、第１のコン
デンサ基板３０と、それを搭載する第２のコンデンサ基
板３４を設ける。第１のコンデンサ基板３０は、出来る
だけ小形化するため比誘電率が大きな材料を用い、両面
に電極３１，３２を形成して電極対向形のコンデンサと
する。第２のコンデンサ基板３４は、下面にケースなど
アース板が位置し且つ１ｐＦ程度の小さな容量が得られ
ればよいため、比誘電率が小さな材料を用いて厚板構造
とし、上面に二つの電極３５，３６を近接配置して平面
形コンデンサとする。第２のコンデンサ基板３４の電極
３５と第１のコンデンサ基板３０の電極３２との間で薄
板状の外部接続端子４０を挾持する形で半田付けなどで
接合する。そして電極３１と初段の共振器の内導体との
間、及び電極３６と２段目の共振器の内導体との間をそ
れぞれ導線３８で接続する。導線３８としては、例えば
コバールのような熱膨張係数の小さな素線に、導電性を
向上させるため銀や銅、半田などのメッキを施したもの
がよい。なお図示するのを省略するが、誘電体フィルタ
本体はケース内に横置きし、第２のコンデンサ基板３４
も該ケース内に取り付ける。いずれも半田付けなどで固
定する。第２のコンデンサ基板３４を厚くし且つその比
誘電率を小さくすることで接地容量を極力小さく抑えて
いる。

【００１４】外部接続端子の形状及び接続状態は図２に
示すようにしてもよい。薄板状の外部接続端子４０を第
２のコンデンサ基板３４に沿うようにフォーミングし、
両基板で挾まずに電極３５に接続する。このような構成
とすると、コンデンサ基板同士の接合が容易となり、ま
た外部接続端子４０と外部回路等との接続も容易となる
。他の構成は図１と同様であるから、説明は省略する。

【００１５】上記の実施例における初段及び２段目の部
分の等価回路を図３に示す。第１のコンデンサ基板３０
とその両面の電極３１，３２によって外部接続端子４０
と初段の共振器４１との間に初段の結合容量Ｃｉ　が形
成される。また第２のコンデンサ基板３４とその表面の
両電極３５，３６によって２段目の共振器４２との間に
結合容量Ｃｐ　が形成される。この結合容量は共振器間
の結合手段Ｍと並列に付加されたことになり、それによ
ってフィルタ特性は有極化される。フィルタ特性の一例
を図４に示す。同図において実線で示す特性が本発明の
誘電体フィルタの特性を表しており、高域側に減衰極Ｐ
が生じている。なお破線で示す特性は有極化のためのリ
アクタンス素子による結合容量Ｃｐ　を有しない比較例
である。

【００１６】前記のようにコンデンサ基板を誘電体ブロ
ックの外部に設け導線で接続する構成とすると、初段の
結合容量Ｃｉ　は電極３１を、また結合容量Ｃｐ　は電
極３５，３６間近傍の電極部分を削ることにより調整で
きる。

【００１７】コンデンサの他の構成例を図５Ａに示す。 基本的には図１の場合と同様であるから対応する部分に
は同一符号を付し、それらについての記載は省略する。 これは、容量性のリアクタンス素子として機能する第２
のコンデンサ基板３４の電極３５，３６を凹凸形のパタ
ーンとして組み合わせ、静電容量を大きくした例である
。

【００１８】コンデンサの更に他の構成例を図５Ｂ〜Ｄ
に示す。これらは基本的には単一コンデンサ基板を使用
した例である。Ｂに示すものは、コンデンサ基板５０の
裏面に全面電極５２を形成し、表面の互いに離れた位置
に二つの電極５４，５５を形成してある。それを別の絶
縁基板５６に載せ、それらの間で外部接続端子４０を挾
持している。裏面全面電極５６と一方の表面電極５４と
の間で初段の結合容量が形成され、裏面全面電極５６と
他方の表面電極５５との間で容量性リアクタンス素子（
結合容量）が形成される。Ｃに示す例は、Ｂの例の変形
であり、コンデンサ基板６０の両端に脚部６２を設けた
構造にして絶縁基板を省略したものである。脚部６２に
よって裏面電極５６が取り付け面から浮くようにしてあ
る。両脚部６２の下面に導体層を形成して半田付けによ
りケース等に取り付ける。更にＤはその変形例であり、
下面の凹部に樹脂６４をモールドし、外部接続端子４０
の接続強度を高めている。いずれの例においても、絶縁
基板を設けたり脚部を形成してコンデンサ基板の位置を
高くしているのは、接地容量を極力小さくするためであ
る。

【００１９】なお上記のようなリアクタンス素子は、入
力側のみならず出力側（最終段）に付加してもよく、入
力側と出力側の両方に付加してもよい。入力側と出力側
の両方にリアクタンス素子を付加することで、減衰極を
二つ得ることができる。また初段（又は最終段）の共振
器に隣接する共振器のみならず、それらから離れた他の
共振器にリアクタンス素子を接続することも可能である
。

【００２０】

【発明の効果】本発明は上記のように、誘電体フィルタ
本体の外部にコンデンサ基板によって初段の結合用コン
デンサ及び容量性リアクタンス素子となるコンデンサを
形成したから、コンデンサ基板の形状とそれに形成する
電極パターンによって静電容量が決まり、そのため変動
要素が少なく、小さな結合容量を精度よく実現できる。 また電極の一部を削り取ることで静電容量の微調整がで
きるため、容易に所望の有極フィルタ特性を呈する誘電
体フィルタを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る誘電体フィルタの一実施例を示す
全体斜視図。

【図２】図１の誘電体フィルタで用いる結合容量部分の
一例を示す斜視図。

【図３】図１の誘電体フィルタの初段及び２段目の部分
の等価回路図。

【図４】図１の誘電体フィルタのフィルタ特性の一例を
示すグラフ。

【図５】本発明の誘電体フィルタで用いる結合容量部分
の他の例を示す斜視図。

【図６】従来技術の一例を示す全体斜視図。

【図７】図６の誘電体フィルタの初段及び２段目の部分
断面図。

【符号の説明】

１０　　誘電体ブロック １２　　共振子穴 １４　　内導体 １６　　結合子穴 １８　　外導体 ３０　　第１のコンデンサ基板 ３１，３２　　電極 ３４　　第２のコンデンサ基板 ３５，３６　　電極 ３８　　導線 ４０　　外部接続端子

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　誘電体ブロックに３個以上の共振器を
   一体的に形成し、隣接する共振器間を結合手段で結合し
   、該結合手段と並列にリアクタンス素子を付加して有極
   化した誘電体フィルタにおいて、初段の共振器との結合
   容量を得るための第１のコンデンサ基板と、該第１のコ
   ンデンサ基板を支持し且つ前記リアクタンス素子として
   機能する第２のコンデンサ基板を前記誘電体ブロックの
   外部に具備し、両コンデンサ基板の一方の電極同士を接
   続すると共に外部接続端子を接続し、初段の共振器の内
   導体と第１のコンデンサの他方の電極との間及び他の共
   振器の内導体と第２のコンデンサの他方の電極との間を
   それぞれ導体で接続したことを特徴とする誘電体フィル
   タ。
2. 【請求項２】　　誘電体ブロックに３個以上の共振器を
   一体的に形成し、隣接する共振器間を結合手段で結合し
   、該結合手段と並列にリアクタンス素子を付加して有極
   化した誘電体フィルタにおいて、初段の共振器との結合
   容量を得るための第１のコンデンサ部と前記リアクタン
   ス素子として機能する第２のコンデンサ部とを前記誘電
   体ブロックの外部に設けた単一コンデンサ基板に形成し
   、裏面共通電極に外部接続端子を接続し、初段の共振器
   の内導体と第１のコンデンサ部の表面電極との間及び他
   の共振器の内導体と第２のコンデンサ部の表面電極との
   間をそれぞれ導体で接続したことを特徴とする誘電体フ
   ィルタ。