JPH0591006U - 誘電体共振器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】誘電体ユニット１の内部には内導体を形成し、
誘電体基板４の表面には付加電極膜形成パターンと同様
の溝を形成し、その溝内に付加電極膜を設けて、誘電体
基板４の表面を平滑化し、この誘電体基板４を誘電体ユ
ニット１に接合する。 【効果】付加電極膜部に空気層が形成されず、このこと
によりたとえばフィルタとしての電気的特性が安定化
し、挿入損失も抑えられる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は誘電体基板または誘電体ブロックに共振電極とともに付加電極を形 成してなる誘電体共振器に関する。

【０００２】

【従来の技術】

誘電体ブロックの内部に共振電極（内導体）を形成し、誘電体ブロックの外面 にアース電極（外導体）を形成してなる誘電体共振器や、それぞれ誘電体基板の 表面に共振電極（ストリップライン）を形成し、対向面にアース電極を形成した 二枚の誘電体基板を接合してなる誘電体共振器が、たとえばマイクロ波帯におけ るフィルタ等として用いられている。

【０００３】 このような一体型の誘電体フィルタでは、たとえば複数の誘電体共振器を用い るディスクリートタイプの誘電体フィルタとは異なり、各共振器間の結合等を行 うためのコイル、コンデンサおよびこれらを搭載する基板等を必要とせず、組み 立て作業工程が単純であり、安定した特性が得られるという特徴がある。ところ が、このような一体型の誘電体フィルタにおいては、誘電体基板または誘電体ブ ロックに形成する共振電極やアース電極のパターン形成だけでは限られた特性の フィルタしか得られない。

【０００４】 そこで、アース電極（外導体）の一部をパターン化して平面回路等を構成する ことによって、所定の共振器間の結合や整合を行うことが考えられる。ここで、 内部に内導体を形成した誘電体ユニットに対し、予め付加電極を形成した誘電体 基板を貼付してなる誘電体共振器の例を図７および図８に示す。

【０００５】 図７は誘電体ブロックと誘電体基板との接合前の断面図である。図７において １は誘電体ブロックであり、その内部に断面円形の内導体形成孔を形成している とともに、その内周面に内導体２１，２２，２３を形成している。また、誘電体 ブロック１の外面には、図における底面部を除き略全面に外導体１２を形成して いる。一方、図７において４は誘電体基板であり、誘電体ブロック１との対向面 に３つの付加電極Ｃ１１，Ｃ１２，Ｃ１３を形成し、その反対面側および側面の 略全面に外導体１２を形成している。

【０００６】 図８は図７に示した誘電体ブロック１に対し誘電体基板４を接合して得られる 誘電体共振器の断面図である。このように、付加電極Ｃ１１，Ｃ１２，Ｃ１３は 内導体２１，２２，２３のそれぞれ開放端付近に対向して、容量結合する。付加 電極Ｃ１１−Ｃ１２間およびＣ１２−Ｃ１３間にはたとえばインダクタとして作 用する電極パターンを形成しておくことによって、等価的には、隣接する共振器 間をそれぞれコンデンサとコイルで接続することになり、これを３段の帯域阻止 フィルタとして用いることができる。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

ところが、図７および図８に示したような構造の従来の誘電体共振器において は、付加電極を予め形成した誘電体基板を誘電体ユニットに接合した際、誘電体 基板側に形成されている付加電極膜の膜厚の分だけ空気層が生じる。付加電極の 膜厚はたとえば１０μｍ程度と、誘電体共振器全体のサイズからすれば薄いもの であるが、前記空気層は内導体と外導体間に部分的に形成され、しかもその間隙 は安定しないため、特性にばらつきが生じることになる。

【０００８】 この考案の目的は、誘電体ユニットと誘電体基板との接合の際、付加電極部分 に生じる空気層による問題を解消して、安定した特性の得られる誘電体共振器を 提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

この考案の請求項１に係る誘電体共振器は、内部に共振電極を形成した誘電体 ユニットに対し、表面に付加電極膜を形成した誘電体基板を接合してなる誘電体 共振器において、 誘電体基板表面に付加電極膜形成パターンと同様の溝を形成し、その溝内に付 加電極膜を設けるとともに、前記付加電極膜表面を前記誘電体基板表面と略同一 面とし、前記誘電体基板の付加電極膜形成面側を誘電体ユニットに貼付したこと を特徴とする。

【００１０】 請求項２に係る誘電体共振器は、内部に共振電極を形成し、表面の一部に付加 電極膜を形成した誘電体ユニットに対し、前記付加電極膜形成面に誘電体基板を 接合してなる誘電体共振器において、 誘電体ユニット表面に付加電極膜形成パターンと同様の溝を形成し、その溝内 に付加電極膜を設けるとともに、前記付加電極膜表面を前記誘電体ユニット表面 と略同一面としたことを特徴とする。

【００１１】

【作用】

この考案の請求項１に係る誘電体共振器では、内部に共振電極が形成された誘 電体ユニットに対し接合する誘電体基板の表面に、付加電極膜形成パターンと同 様の溝が形成され、その溝内に付加電極膜が設けられ、付加電極膜表面が誘電体 基板表面と略同一面を成している。したがって、誘電体ユニットに対する誘電体 基板の接合面は略全面にわたって平坦となり、空気層は生じない。

【００１２】 請求項２に係る誘電体共振器では、誘電体基板が接合される誘電体ユニットの 表面に、付加電極膜形成パターンと同様の溝が形成され、その溝内に付加電極膜 が設けられて、付加電極膜表面が誘電体ユニットの表面と略同一面を成している 。したがって、この付加電極膜の形成された誘電体ユニットに対し誘電体基板を 接合した際、空気層は生じない。

【００１３】 このように、付加電極膜部分で誘電体ユニットと誘電体基板間に空気層が形成 されないため、実効比誘電率（ε_reff）が誘電体ユニットおよび誘電体基板の比 誘電率と等しくなり、共振器長を短くすることができ、また、空気層のばらつき による実効比誘電率のばらつきもなくなるため、たとえばフィルタとしての電気 的特性が安定する。また、付加電極膜の膜厚を薄くしなくとも、付加電極膜形成 部に空気層が形成されないため、たとえば比較的深い溝を形成し、その溝内に付 加電極膜を形成することによって、表皮深さ（ｓｋｉｎ ｄｅｐｔｈ）に対して 充分な厚みを得ることができ、導体損が減少し、たとえばフィルタとしての挿入 損失を低減することができる。

【００１４】

【実施例】

〈第１の実施例〉 この考案の実施例である誘電体共振器の構造を図１〜図６に示す。

【００１５】 図１は誘電体共振器の外観斜視図、図２はその分解斜視図である。図２におい て１は誘電体ユニット、４は誘電体基板である。誘電体ユニット１には、５，６ ，７で示す３つの内導体形成孔を設け、その内面に内導体をそれぞれ形成してい る。内導体形成孔５，６，７の一方の開口部付近において内導体の開放部を形成 し、その箇所で外導体との間で先端容量を形成している。誘電体ユニット１の図 における上面およびこの上面にそれぞれ直交する四側面には略全面に外導体１２ を形成している。内導体形成孔５，６，７の他方の開口部においては、内導体が 外導体と連続していて、共振器の短絡端を形成している。これにより３組のλ／ ４ＴＥＭモード誘電体共振器として作用する。ただし誘電体ユニット１の図にお ける底面には電極膜を形成していない。一方、誘電体基板４の図における上面に は付加電極膜を形成し、２つの対向する側面には信号入出力電極を形成している （１５はその内の一方の信号入出力電極を示す）。また、誘電体基板４の図にお ける底面および前記信号入出力電極形成部を除く四側面の略全面に外導体１２を 形成している。

【００１６】 図１に示した誘電体基板４を作成するためには、先ず誘電体セラミクスの成型 工程において、プレス金型に予め溝形成用パターンを設けておき、プレス成型の 後、焼成することによって、たとえば深さ１０μｍの溝付誘電体ユニットを作成 する。その後、前記溝に沿って膜厚１０μｍの付加電極膜を設け、また、誘電体 基板の付加電極形成面の裏面側と四側面に外導体および信号入出力電極を形成す る。

【００１７】 図２に示した誘電体ユニット１の底面に誘電体基板４を接合することによって 図１に示す誘電体共振器を構成する。

【００１８】 図３は図２に示した誘電体基板４に形成する付加電極膜のパターンを示す平面 図である。図３においてＣ１１，Ｃ１２，Ｃ１３は誘電体ユニット１側に設けて いる内導体形成孔５，６，７の内周面に形成した内導体の開放端部とそれぞれ容 量結合するキャパシタ電極、Ｌ１，Ｌ２は各キャパシタ電極間を接続するインダ クタ電極である。

【００１９】 図４は図２に示した誘電体ユニット１の内導体の開放端付近および誘電体基板 ４のキャパシタ電極形成部を通る断面図である。図４に示すように、３つの内導 体形成孔の内周面には２１，２２，２３で示す内導体をそれぞれ形成している。

【００２０】 誘電体基板４の誘電体ユニット１に対する接合面には、付加電極膜の形成パター ンと同様の溝を形成し、その溝内に付加電極膜を形成している。図４においては キャパシタ電極Ｃ１１，Ｃ１２，Ｃ１３の電極膜表面が誘電体基板４の表面と略 同一面を成している。

【００２１】 図５は図１に示した誘電体共振器における内導体の開放端付近を通る断面図で ある。このように誘電体ユニット１と誘電体基板４との接合面には空気層がほと んど形成されず、誘電体ブロック内に付加電極が埋設されたのと同様の状態とな る。図５においては、内導体２１，２２，２３の開放端付近とキャパシタ電極Ｃ １１，Ｃ１２，Ｃ１３との間にそれぞれ容量が形成される。

【００２２】 図６は以上のようにして構成した誘電体共振器の等価回路図である。図６にお いてＲ１，Ｒ２，Ｒ３は図１に示した内導体形成孔５，６，７内の内導体による 共振器、Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３は図３に示したキャパシタ電極Ｃ１１，Ｃ１２，Ｃ１ ３と各内導体間に形成されるキャパシタ、Ｌ１，Ｌ２は図３に示した電極Ｌ１， Ｌ２によるインダクタである。この構成により、１４，１５を信号入出力端子と する３段の帯域阻止フィルタとして作用する。

【００２３】 〈第２の実施例〉 第１の実施例では誘電体基板側に付加電極膜を形成し、この誘電体基板を誘電 体ユニットに接合する例であったが、逆に誘電体ユニット側に付加電極膜を形成 し、その付加電極膜形成面に誘電体基板を接合することによって誘電体共振器を 構成する。この場合、図３に示した付加電極膜と同一パターンを図２に示した誘 電体ユニット１の図における底面に形成する。一方の誘電体基板４側には付加電 極膜を形成せず、接合によって付加電極の一部に接続される信号入出力端子と外 導体のみを形成する。

【００２４】 前記誘電体ユニットを作成するためには、先ず誘電体セラミクスの成型工程に おいて、プレス金型に予め溝形成用パターンを設けておき、プレス成型の後、焼 成して溝付の誘電体ユニットを作成する。その後、内導体形成孔の内周面に内導 体、外表面に外導体を、さらに前記溝に沿って付加電極膜を設ける。

【００２５】 なお、第１の実施例または第２の実施例において、誘電体基板または誘電体ユ ニットに設けるべき溝の深さを充分に深くし、その溝内に膜厚の厚い付加電極膜 を形成することによって、付加電極膜の表皮効果による影響を少なくし、これに より導体損を減少し、たとえばフィルタとしての挿入損失を低く抑えることがで きる。

【００２６】

【考案の効果】

この考案によれば、誘電体ユニットと誘電体基板間に空気層がほとんど形成さ れないため、実効比誘電率が誘電体ユニットおよび誘電体基板の比誘電率と等し くなり、これにより共振器長を短くすることができる。また、実効比誘電率のば らつきも少なくなるため、たとえばフィルタとしての電気的特性が安定化する。

【００２７】 また、付加電極膜の膜厚を薄くしなくとも、必要な膜厚に応じた深さの溝を形 成すれば、表皮深さに対して充分な膜厚を得ることができ、これにより導体損が 減少し、たとえばフィルタとしての挿入損失を抑えることもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の第１の実施例に係る誘電体共振器の
外観斜視図である。

【図２】図１に示す誘電体共振器の分解斜視図である。

【図３】図２に示す誘電体基板４の平面図である。

【図４】図２に示す主要部の断面図である。

【図５】図１に示す主要部の断面図である。

【図６】誘電体共振器の等価回路図である。

【図７】従来の誘電体共振器の主要部の分解断面図であ
る。

【図８】従来の誘電体共振器の主要部の断面図である。

【符号の説明】

１−誘電体ユニット ４−誘電体基板 ５，６，７−内導体形成孔 １２−外導体 ２１，２２，２３−内導体 Ｃ１１，Ｃ１２，Ｃ１３−キャパシタ電極 Ｌ１，Ｌ２−インダクタ電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 加藤 英幸 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株式 会社村田製作所内 (72)考案者 北市 幸裕 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株式 会社村田製作所内 (72)考案者 辻口 達也 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株式 会社村田製作所内 (72)考案者 毛利 久志 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株式 会社村田製作所内

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】内部に共振電極を形成した誘電体ユニット
   に対し、表面に付加電極膜を形成した誘電体基板を接合
   してなる誘電体共振器において、 誘電体基板表面に付加電極膜形成パターンと同様の溝を
   形成し、その溝内に付加電極膜を設けるとともに、前記
   付加電極膜表面を前記誘電体基板表面と略同一面とし、
   前記誘電体基板の付加電極膜形成面側を誘電体ユニット
   に貼付したことを特徴とする誘電体共振器。
2. 【請求項２】内部に共振電極を形成し、表面の一部に付
   加電極膜を形成した誘電体ユニットに対し、前記付加電
   極膜形成面に誘電体基板を接合してなる誘電体共振器に
   おいて、 誘電体ユニット表面に付加電極膜形成パターンと同様の
   溝を形成し、その溝内に付加電極膜を設けるとともに、
   前記付加電極膜表面を前記誘電体ユニット表面と略同一
   面としたことを特徴とする誘電体共振器。