JPH0444401A

JPH0444401A - 誘電体フィルタ装置

Info

Publication number: JPH0444401A
Application number: JP15361890A
Authority: JP
Inventors: Haruo Matsumoto; 治雄松本
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1990-06-11
Filing date: 1990-06-11
Publication date: 1992-02-14
Anticipated expiration: 2011-06-19
Also published as: JP2508894B2

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、主として高周波帯域での使用に好適な一体成
形型の誘電体フィルタ装置に関する。

［従来の技術］従来の一体成形型フィルタでは、第４図に示すように、
その誘電体ブロック１は、共振波長λの１／４の長さの
２つの貫通孔２，３を互いに平行な姿勢で有している。

誘電体ブロック１の外周面のうち、貫通孔２．３が開口
する一方の端面には短絡端面とすべく短絡導体４ａが形
成され、側壁面には外導体４ｂが形成されている。また
、貫通孔２，３の内周面には内導体５，６が形成されて
いる。外導体４が形成されていない側の貫通孔２゜３の
開口部は開放端面となり、誘電体筒７と誘電体筒７の中
心部に配置された中心導体８とからなる入・出力結合ピ
ン９．１０が挿入・固定されている。

［発明が解決しようとする課題］前記従来の誘電体フィルタ装置では、共振周波数が２Ｇ
Ｈｚ〜３ＧＨｚ程度の高い周波数になると、中心導体８
と内導体５もしくは６との間に発生する外部結合用容量
を小さくする必要が生じる。

そのためには、結合ピン９．１０の貫通孔２，３内への
挿入程度を浅くする必要がある。このため、結合ピン９
．１０の貫通孔２．３による保持が不安定となる。また
、結合ピン９．１０の貫通孔２゜３への挿入程度のわず
かな違いによって容量値が容易に変化してしまうので、
所望の容量を得にく（なる。このため、前記従来の構成
では、特性が不安定となって、信頼性の高い誘電体フィ
ルタ装置を得ることができない。

前記不具合を改善するのに、誘電体ブロック１の誘電率
を大きくする方法もあるが、その場合には高次モードで
のカットオフ周波数が下がってきてスプリアスレスポン
スとして観測されるようになり、高次モードスプリアス
の影響が無視できなくなる。

本発明の目的は、高い周波数帯域でも安定した特性が得
られるようにして信頼性の高い誘電体フィルタ装置を提
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フィルタ装置は、共振波長の１７２
の長さの複数の貫通孔が互いに平行に形成された誘電体
ブロックと、誘電体ブロックの外周面に形成された導体
層および貫通孔の内周面にその一部を除いて形成された
両端ショート型の導体層と、貫通孔内に挿入された入・
出力結合ピンとを備えている。

［作用コ共振波長の１／２の長さの貫通孔が形成された誘電体ブ
ロックでは、その外周面に形成された導体層が両端ショ
ート型であることから、共振動作は次のように表わされ
る。すなわち、貫通孔両端部の誘電体ブロック部分では
、導体層が両端ショート型であることから、共振周波数
では電圧が零かつ電流が最大となり、一方、誘電体ブロ
ックの中央部では電圧が最大となりかつ電流が零となる
ような定在波がたつ。したがって、かかる誘電体ブロッ
クに対して結合ピンを容量結合するためには、結合ピン
を貫通孔の中央部付近まで挿入することが、本発明に係
る誘電体フィルタ装置では可能となる。

このため、本発明に係る誘電体フィルタでは、誘電体ブ
ロックの貫通孔内に充分深く結合ピンを挿入することが
できるようになって、結合ピンの貫通孔による保持が確
実となる。しかも、容量値が安定して、誘電体フィルタ
装置の信頼性が向上する。

これによって、本発明に係る誘電体フィルタ装置では、
高次モードスプリアスの悪影響を生じさせることなく、
比較的高周波の帯域でも安定した特性が得られ、信頼性
の高い誘電体フィル装置を得ることができるようになる
。

さらに、従来のλ／４型誘電体フィルタ装置に比べて、
導体層によって覆われる誘電体ブロックの外周面の面積
が広いので、ＲＦリークが少なくなる。

［実施例コ本実施例に係る誘電体フィルタ装置は、第１図に示すよ
うに、概ね直方体形状の誘電体ブロック２０を有してい
る。誘電体ブロック２０のある辺の長さは図示するよう
に共振波長λの１／２の長さに設定されており、そのλ
／２の長さ方向に延びかつ互いに平行に形成された１対
の貫通孔２１゜２２を誘電体ブロック２０は有している
。また、誘電体ブロック２０の中央部には、貫通孔２１
゜２２と平行の結合孔２３が形成されている。

両頁通孔２１．２２内には、その内周面に内導体２４．
２５が形成されている。また、誘電体ブロック２０の外
周面には全周にわたって外導体２６や短絡導体２６ａ、
２６ｂが形成されている。

すなわち、誘電体ブロック２０の表面は、結合孔２３の
内壁面を除いて、全表面が実質的に導体層によって覆わ
れていることになる。また、側内導体２４．２５と外導
体２６とにより共振ユニット、すなわちλ／２型両端シ
ョートＴＥＭ同軸共振ユニットが構成されていることに
なる。なお、それら導体層は金属膜の焼付けやめっきに
よって形成される。結合孔２３は、両共振ユニットを結
合するために設けられているものであり、これによって
誘電体フィルタ装置の本体部分が構成されていることに
なる。

両賞通孔２１．２２には、結合ピン２７．２８がそれぞ
れ圧入・固定されている。各結合ピン２７．２８は、そ
れぞれ、中心導体２９．３０と、中心導体２９．ｇｏの
周囲に固定された合成樹脂よりなる誘電体筒３１．３２
とを有している。この誘電体筒３１，３２の部分を貫通
孔２１．２２に圧入することにより、結合ピン２７．２
８は誘電体ブロック２０に固定されており、かつ中心導
体２９．３０が内導体２４．２５に容量結合されている
。しかしながら、貫通孔２１．２２の内周面全部が内導
体２４．２５で覆われていると、初段および最終段の共
振器と外部回路との結合がなされないので、たとえば貫
通孔２１．２２の軸方向中央付近のような、内導体と外
導体間において電界エネルギー分布が優勢な部位におい
て、内導体２４．２５を周回方向全周にわたって、ある
いは、全周にわたらなくてもよいが、一定幅除去して誘
電体を露出する。要は、必要な結合量となるように内導
体２４．２５に結合窓をあけることになる。結合窓の形
態は任意である。

雨中心導体２９．３０と両誘電体筒３１．　３２とは、
ともに貫通孔２１．２２内を中心側に延び、その先端部
が貫通孔２１の長手方向中央部にまで達している。

なお、かかる誘電体フィルタ装置の全体概略を第２図に
示す。また、かかる誘電体フィルタ装置の等価回路を第
３図に示す。第３図において、１対の共振ユニット３５
，３６は、第１図の貫通孔２１．２２部分において構成
される１対の共振ユニットに対応している。両共振ユニ
ット３５．３６の両端部はともに接地された状態にあり
、これは第１図の誘電体ブロック２０の両端面に形成さ
れた短絡導体２６ａ、２６ｂで内導体２４．２５と外導
体２６がショートされている状態に対応している。また
、第３図の共振ユニット３５．　３６の中央部には、キ
ャパシタンス３７．３８が接続されており、これらは第
１図の内導体２４．２５の中央部が中心導体２９．３６
の先端部と容量結合されていることに対応している。し
たがって、中心導体２９．３０の誘電体ブロック２０か
ら突出した先端部は、第３図の接続端子３９．４０に対
応している。さらに、両共振ユニット３５．３６は互い
に磁界結合される状態にあり、これは第１図の結合孔２
３によって達成されるものである。

次に、この実施例の作用を説明する。

たとえば、一方の中心導体２９から成る帯域幅の高周波
を導入すると、中心導体２９と内導体２４との間の容量
結合によってそれは内導体２４に伝達される。そのとき
、誘電体ブロック２０はλ／２の長さを有しており、両
端ショートの状態にあるので、共振波長λ／２に対応し
て誘電体ブロック２０が共振することになる。このとき
、短絡導体２６ａ、２６ｂ部分では電圧が零かつ電流が
最大の状態となり、内導体２４の中央部では電圧が最大
かつ電流が零の状態となるような定在波がたつ。すなわ
ち、中心導体２９と内導体２４との間の容量結合は、電
界が最も強い貫通孔２１の中央部分で主として結合され
ることになる。換言すれば、中心導体２９と内導体２４
との間の容量結合を得るために、結合ピン２７を貫通孔
２１の中央部にまで延ばす構成をとることができる。し
たがって、結合ピン２７の貫通孔２１内への挿入を深く
することができ、これによって結合ピン２７の誘電体ブ
ロック２０による保持を確実に行なうことができる。し
かも、内導体２４と結合ピン２７との間の容量特性が安
定化して信頼性の高いものとなる。

結合ピン２７側からの入力によって誘電体ブロック２０
が共振すると、１対の共振ユニット間の磁界結合に基づ
いて貫通孔２２側の誘電体ブロック２０も共振する。そ
して、結合ピン２８の中心導体３０と内導体２５との間
の容量結合に基づいて、所望の帯域のａ力が中心導体３
０から得られることになる。結合ピン２８側においても
、結合ピン２７側と同様の理由によってその先端部が貫
通孔２２の中央部にまで延びているので、結合ピン２８
の誘電体ブロック２０による保持は確実となり、しかも
安定した容量特性が得られる。

一方、誘電体ブロック２０の外周面が全周にわたって外
導体２６により覆われているので、前記作動においてＲ
Ｆリークを確実に防止できる。また、従来のλ／４型誘
電体共振器装置に比べて、誘電体ブロック２０の長さは
λ／２と大きくなる。

しかし、仕様が高周波帯域の場合においては、共振波長
λの絶対値が小さいので、誘電体ブロック２０が大型化
して使用箇所に制限が生じるといった不具合は生じない
。むしろ、誘電体ブロック２０が従来よりも大きくなる
ことによって誘電体フィルタ装置が小さくなりすぎず、
取扱いに便利となる副次的なメリットも生じる。

なお、前記実施例では１対の貫通孔２１．２２を有する
誘電体フィルタ装置の場合を説明したが、それ以上の貫
通孔を有する誘電体フィルタ装置においても本発明を同
様に実施できる。

その他、短絡導体２６ａ、２６ｂを設けない両端開放型
１／２波長誘電体フィルタ装置を構成することもできる
。この場合には、結合ピン２７゜２８の挿入位置は、従
来と同様に浅くする必要が生じ、しかもＲＦリークを減
少させる効果はない。

しかしながら、その構成では、挿入損失を少しでも小さ
（したい場合に、Ｑｏが２０〜３０％大きくなるので、
Ｑｏに反比例して挿入損失を減少させることができる。

［発明の効果］本発明に係る誘電体フィルタ装置によれば、誘電体ブロ
ックの貫通孔の中央部にまで結合ピンを挿入することが
できるようになるので、誘電体ブロックによる結合ピン
の保持が確実となる。しかも、結合ピンの容量特性が安
定化し、信頼性の高い誘電体フィルタ装置を得ることが
できるようになる。また、誘電体ブロックの導体層によ
る被覆面積が大きくなるので、ＲＦリークを減少させる
ことができるようになる。

【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装置の縦断面図、
第２図はその斜視図、第３図はその等価回路、第４図は
従来の誘電体フィルタ装置の策１図に相当する図である
。２０は誘電体ブロック、２１．２２は貫通孔、２４．２
５は内導体、２６は外導体、２７．２８は結合ピンであ
る。

Claims

【特許請求の範囲】

　共振波長の１／２の長さの複数の貫通孔が互いに平行
に形成された誘電体ブロックと、前記誘電体ブロックの
外周面に形成された導体層および貫通孔の内周面にその
一部分を除いて形成された両端ショート型の導体層と、
前記貫通孔内に挿入された入・出力結合ピンとを備えた
ことを特徴とする誘電体フィルタ装置。