JPH0472804A - ストリップラインフィルター - 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、１〜リブレート型のストリップラインフィル
ターに関するものである。

（従来の技術及びその問題点） 自動車電話や携帯電話などの高周波機器の発達に伴い、
それらに使用する電子部品にも小型化が要求されており
、特に誘電体共振器を使用したフィルターも小型化を要
求されている。

一方、誘電体共振器を使用したフィルターのなかには、
共振用導体を二枚の誘電体基板で挟んで構成したトリプ
レート型ストリップラインフィルターがあり、小型で構
造か簡単であるため、小型電子回路に好適に使用されて
いる。こうしたトリプレート型ストリップラインフィル
ターにおいても、前述のように一層の小型化か要求され
ている。

こうした誘電体共振器は、誘電体中で波長が１／Ｊｉ：
′（εは誘電率）に短縮されることを利用したものであ
り、誘電率か太きいはとストリップラ≦２．０ インフィルターを小型化できる。従って、前述のように
一層の小型化を実現するためには、誘電率の大きな材料
を使用する必要かある。

このため、従来、高誘電率の誘電体材料の開発か進めら
れており、例えば、特公昭５６−２６３２１号公報等に
記載のＢａＯ−Ｎｄ２０３−ＴｉＯ□−ＰｂＯ系誘電体
材料等においては、誘電率８０〜９０程度のものが得ら
れている。しかし、現状では、この程度の誘電率の材料
では、小型化に限界かある。一方、誘電率か１００を越
える材料も開発されてはいるか、この種の材料を使用す
ると、フィルターの共振周波数の温度係数か大きくなり
、ストリップラインフィルタに要求される許容範囲を越
えてしまう。

（発明か解決しようとする課題） 本発明の課題は、従来よりもフィルターを小型化するこ
とが可能であり、しかもフィルターの共振周波数の温度
係数の絶対値を低い値に抑えることかてきるようなスト
リップラインフィルターを提供することである。

（課題を解決するための手段） 本発明は、第一の誘電体基板と第二の誘電体基板との間
に共振用導体を形成してなるトリプレート型のストリッ
プラインフィルターにおいて、前記第一の誘電体基板を
構成する第一の誘電体材料の共振周波数の温度係数か正
の値であり、前記第二の誘電体基板を構成する第二の誘
電体材料の共振周波数の温度係数か負の値であることを
特徴とするストリップラインフィルターに係るものであ
る。

（実施例） 第１図はトリプレート型ストリップラインフィルターを
示す断面図である。

このフィルターにおいては、第一の誘電体基板１と第二
の誘電体基板１１とを互いに固定し、これらの間に共振
用導体３を設け、共振用導体３を設けない間隙４は、ガ
ラス、樹脂、無機系接着剤等によって充填する。共振用
導体３の配設パターンについては、後に例示する。各基
板１，１１の外側面には、それぞれアース電極２を設け
る。

必要に応じて第１と第２の誘電体基板のアース電極２を
接続するために、それぞれの基板の側面にも短絡用の電
極を設ける場合もある。

そして、本実施例のフィルターにおいては、第一の誘電
体基板１を構成する第一の誘電体材料として、共振周波
数の温度係数か正の値であるものを使用し、第二の誘電
体基板１１を構成する第二の誘電体材料として、共振周
波数の温度係数か負の値であるものを使用する。

このように、本実施例のストリップラインフィルターに
よれば、共振周波数の温度係数の符号か異なるものを、
同一のフィルター構造中で同時に使用するので、たとえ
使用する誘電体の温度係数の絶対値自体が大きくとも、
第一と第二の誘電体基板の間の共振用導体３の部分にお
いては温度係数か互いに打ち消し合う。従って、たとえ
共振周波数の温度係数の絶対値か大きい誘電体を使用し
ても、フィルターの実用上の温度係数の絶対値を充分小
さくできるので、フィルターの小型化を実現できる。

更に、本実施例においては、上記の効果を一層有効に発
揮させ、フィルターの共振周波数の温度係数をＯｌ）Ｉ
）ｍ／°Ｃに近づけるために、新たに三つの要因、即ち
各誘電体材料の誘電率、各誘電体材料の共振周波数の温
度係数、及び各誘電体基板の厚みを考慮し、特徴的な構
成を採用している。

即ち、第一の誘電体材料の誘電率、共振周波数の温度係
数及び前記第一の誘電体基板の厚みをそれぞれＡ、　　
Ｂ、　Ｃとし、第二の誘電体材料の誘電率、共振周波数
の温度係数及び第二の誘電体基板の厚みをそれぞれａ、
ｂ、ｃとしたとき、下記の関係が成立するように構成し
た。

０．５≦｜　　（Ａ−Ｂ／Ｃ）／　（ａ−ｂ／ｃ）ｌ≦
２．０このように構成を特定することにより、フィルタ
ーの共振周波数の温度係数をＯｌ）Ｉ）ｍ／’Ｃ付近に
することができたのである。これは、各誘電体基板の共
振用電極で得られる容量が（Ａ　／　Ｃ、ａ　／　ｃ　
）関係する為と考えられる。そして、ｌ　　（Ａ−Ｂ／
Ｃ）／　（ａ　−ｂ／ｃ）ｌか上記範囲を外れると、共
振周波数の温度係数の打ち消しの効果か小さい。

（Ａ−Ｂ／Ｃ）／　（ａ　−ｂ／ｃ）ｌは、更に０６７
〜１．５の範囲内とする二とか好ましく、実質的に１．
０とすると一層好ましい。

そして、トリプレート型のスプラインフィルターは、後
述するように、例えは所定の共振用導体パターンを有す
る２枚の誘電体基板を貼り合わせるだけで多段フィルタ
ーを実現できるので、本発明を適用しても、従来のよう
に各誘電体基板に同一の誘電体材料を使用した場合と製
造プロセスは変わらない。従って、本発明の要旨を実現
するのに最適なフィルター構造である。

共振周波数の温度係数か正の値である第一の誘電体材料
としては、大きな誘電率か得られる、５ｒＯ−ＴｉＯ□
系、Ｃａ０−ＴｉＯ□系、Ｔ１０□系、ＳｒＯＳｎＯ□
系、ＰｂＯ−Ｎｂ２Ｏ，系、ＢａＯ−ＴｉＯ２系やこれ
らにＲｅ２０３（Ｒｅ　：レアアース）やその他の金属
酸化物を添加物として加えた組成のセラミック等を例示
できる。共振周波数の温度係数か負の値である第二の誘
電体材料としては、ＰｂＯＺｒＯ□系、ＰｂＯＴｌＯ２
系やこれらにＲｅ２０３（Ｒｅ　：レアアース）やアル
カリ土類金属の酸化物やその他金属酸化物を添加物とし
て加えた組成のセラミック等を例示できる。

第２図は、本発明の適用される他の構造のｌ〜リプレー
１〜型ススプラインフィルター示す概略断面図である。

本実施例においても、第１図のフィルターと同様に、第
一の誘電体基板１と第二の誘電体基板１１との間で、誘
電体材料の共振周波数の温度係数の符号を変えており、
前記Ａ、　　Ｂ、　Ｃ，ａ、　　ｂ、　　ｃの設計も同
様に行っている。そして、第２図においては、円筒状の
共振用導体５を、各誘電体基板１．１１の凹状の溝の部
分に形成する。こうした構造を採用すれは、第１図のフ
ィルターと比較して共振器のＱを一層高くすることかで
き、また各共振器間の結合を大きくてきる。

第２図に示した様に、各共振器間の結合を調整する為に
、−点鎖線で示したような、結合調節用の溝６を設ける
場合もある。これは共振器間の間に誘電率の小さな部分
を設ける為で、こうすることにより、各共振器間の結合
を調整したり、あるいは結合を生じさせたりできる。従
って、この部分には、誘電率の小さな他の材料を充填し
ても良い。

第３図〜第７図は、それぞれ共振用導体パターンの例を
示す概略平面図である。むろん、本発明の要旨に適うス
トリップラインフィルターであれば、これらの共振用導
体パターンに限定されない。

第３図の例においては、誘電体基板の図面において上下
縁部にアース電極２を設け、各アース電極２から交互に
インターデジタル型の共振用電極１３を設け、最端側の
共振用電極１３に入出力端子用電極Ｉ４を接続する。

第４図の例においては、共振用電極１３の開放端に近い
１３ａ部分か隣接する共振路と結合する。

第５図〜第７図の例は、いずれもいわゆるコムライン型
の共振用導体パターンを示すものである。

第５図の例においては、一方のアース電極２から、くし
歯状の共振用電極１３を突設し、最外端部に一対の入出
力端子用電極１４を設ける。

第６図の例においては、くし歯状の共振用電極１３の開
放端部に拡大部１３ｂを設け、また更に飛び越し結合用
電送線路１５を設けである。第７図の例においては、く
し歯状の各共振用電極１３の間に、共振器結合用線路１
６を形成しである。

共振用導体パターンを形成するための導体としては、Ａ
ｇ系、Ｃｕ系、Ａｕ系などの導通抵抗か小さなものか使
用される。

導体パターンを形成するには、例えば、第８図に示すよ
うに、まず金属箔を打ち抜いて所定の導体パターンを有
する導体金属板２０を作製し、この導体金属板２０を一
対の誘電体基板１．１１間に挟み込む方法かある。

また例えば厚膜法により導体ペーストを誘電体基板上に
パターン印刷して焼成する方法や、メツキ、スパッタリ
ング、蒸着によって誘電体基板表面に薄膜を形成し、フ
ォトリソグラフィーによりパターンを形成する方法など
かある。これらの場合には、第９図に示すように、各誘
電体基板１゜１１の対向する面にそれぞれ導体パターン
２１を形成した後、誘電体基板１と１１とを貼り合わせ
ることかてきるが、第１０図に示すように、一方の誘電
体基板１　（又は１１）のみに導体パターン２２を形成
し、この後に誘電体基板１と１１とを貼り合わせること
もてきる。

以下、更に具体的な実施例を示す。

実施例１ 第一の誘電体基板を構成する第一の誘電体材料として、
誘電率Ａか２５０、共振周波数の温度係数Ｂが１２００
ｐｐｍ／’Ｃの５ｒＴｉ（Ｌ＋にＭｎＯを添加した組成
の材料を使用し、第一の誘電体基板の厚みＣを２ｍｍと
した。また、第二の誘電体基板を構成する第二の誘電体
材料として、誘電率ａか１４ｏ、共振周波数）温度係数
ｂ　カ１１０００ｐ１）／’ＣノＰｂＺｒＯ３１ｍ希土
類金属の酸化物を添加した組成の材料を使用し、第二の
誘電体基板の厚みＣを０．９３ｉｕｎとした。従って、
（Ａ−Ｂ／Ｃ）／　（ａ　−ｂ／ｃ）ｌの値は１．０と
なる。

これらの誘電体基板を使用し、第１１図に示す試験用の
導体パターンを有する１／４波長型のストリップライン
フィルターを作成し、このフィルターの共振周波数の温
度係数を測定したところ、はぼＯＩ）Ｉ）ｍ／’Ｃの値
を示した。

実施例２ 第一の誘電体材料として、Ａか２５０．Ｂか１２００ｐ
ｐｍ／’Ｃの５ｒＴｉ０３にＭｎＯを添加した組成の材
料を使用し、第一の誘電体基盤の厚みＣを２化とした。

また、第二の誘電体材料として、ａが１４０、ｂか−Ｉ
ｏｏｏｌｌｌ）ｍ／°ＣのＰｂＺｒＯ３に希土類金属の
酸化物を添加した組成の材料を使用し、第二の誘電体基
板Ｃの厚みを１．５証とした。従って、ｌ　　（Ａ−Ｂ
／Ｃ）（ａ−ｂ／ｃ）１の値は１．６となる。

他は実施例１と同様にしてフィルターの共振周波数の温
度係数を測定したところ、はぼ３００ｐＩ）ｍ／°Ｃで
あった。

実施例３ 第二の誘電体基板の厚みＣを０．６Ｍとし、（Ａ　−Ｂ
／Ｃ）／　（ａ　−ｂ／ｃ）ｌの値を０．６とした以外
は、実施例２と同様にしてフィルターの共振周波数の温
度係数を測定したところ、はぼ２５０　ｐｐｍ／’Ｃで
あった。

／ 実施例４ 第２の誘電体基板の厚みＣを１．１ｍｍとし、（Ａ−Ｂ
／Ｃ）／　（ａ−ｂ／ｃ）ｌの値を１．２とした以外は
、実施例２と同様にしてフィルターの共振周波数の温度
特性を測定したところ、はぼ１２０　ｐｐｍ／°Ｃであ
った。

比較例ｌ ＢａＯ−Ｔｉ０２−Ｎｄ２０ａ−Ｂｉ　２０３系組成材
料により、誘電率εｒ−９２、共振周波数の温度特性Ｏ
１１１）ｍ／’Ｃの誘電体基板を得た。この基板を実施
例１の第１および第２の誘電体基板の代わりに使用した
。

図１１の共振線路１３の長さは約８．５ｍｍ、共振周波
数は９００　ＭＨｚになり実施例１に比較して長さは約
４０％大きくなった。

比較例２ ＣａＯ−ＴｉＯ□−ＮｉＯ系の材料によりεｒ−１６０
の誘電体基板を得た。この基板を実施例１および２の誘
電体基板の代わりに使用した。

共振周波数の温度特性は７００　ｐｐｍ／°Ｃと大きか
った。

（発明の効果） 本発明に係るストリップラインフィルターによれば、第
一の誘電体基板を構成する第一の誘電体材料の共振周波
数の温度係数を正の値とし、第二の誘電体材料の共振周
波数の温度係数を負の値としているので、たとえ使用す
る誘電体の温度係数の絶対値自体が大きくとも、第一と
第二の誘電体基板の間の共振用導体の部分においては温
度係数か互いに打ち消し合う。従って、たとえ共振周波
数の温度係数の絶対値が大きい誘電体を使用しても、フ
ィルターの実用上の共振周波数の温度係数の絶対値を充
分小さくできるので、フィルターの小型化を実現できる
。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図はそれぞれトリプレート型ストリップラ
インフィルターの構造を示す断面図、第３図、第４図、
第５図、第６図、第７図はそれぞれ共振用導体の形成パ
ターンを示す概略平面図、 第８図、第９図、第１Ｏ図はそれぞれ誘電体基板を貼り
合わせる前の状態を示す正面図、第１１図は試験用の共
振用導体の形成パターンを示す概略平面図である。 ■・・・第一の誘電体基板　２・・・アース電極３．５
・・・共振用導体　　■１・・・第二の誘電体基板１３
・・・共振用電極　　　　１４・・・入出力端子用電極
Ｉ５・・・飛び越し結合用電送線路 １６・・・共振器結合用線路　２０・・・導体金属板２
１、２２・・・導体パターン ＝１５

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．第一の誘電体基板と第二の誘電体基板との間に共振
   用導体を形成してなるトリプレート型のストリップライ
   ンフィルターにおいて、前記第一の誘電体基板を構成す
   る第一の誘電体材料の共振周波数の温度係数が正の値で
   あり、前記第二の誘電体基板を構成する第二の誘電体材
   料の共振周波数の温度係数が負の値であることを特徴と
   するストリップラインフィルター。 ２．前記第一の誘電体材料の誘電率、共振周波数の温度
   係数及び前記第一の誘電体基板の厚みをそれぞれＡ、Ｂ
   、Ｃとし、前記第二の誘電体材料の誘電率、共振周波数
   の温度係数及び前記第二の誘電体基板の厚みをそれぞれ
   ａ、ｂ、ｃとしたとき、下記の関係が成立するように構
   成したことを特徴とする、請求項１記載のストリップラ
   インフィルター。 ０．５≦｜（Ａ・Ｂ／Ｃ）／（ａ・ｂ／ｃ）｜≦２．０