JPH0612842B2 - 誘電体フイルタ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、誘電体ブロックに少なくとも３段の共振器が
形成された誘電体フィルタに関し、殊に減衰域に極をも
つバンドパスタイプの誘電体フィルタの提案に関する。

従来の技術 バンドパスフィルタにおいて、エーザーサイドからは、
中心周波数から所定周波数離れたところの周波数での減
衰量が或る値以上あるといった条件でフィルタの注文を
受けることがある。この場合、上記要求を満たすには共
振器の段数を増やすのが一般的である。

発明が解決しようとする問題点 しかし、共振器の段数を増やせばそれだけ全体構成が大
型化し、コストも上昇するし、また、誘電体ブロックに
複数の共振器を形成した場合には、段数に比例してＴＥ
１１モードの共振周波数が低くなり、使用モードである
ＴＥＭモードの共振周波数に近付きスプリアスを生じる
といった問題点がある。

本発明はこのような問題点に鑑み、共振器の結合段数を
増加することなく上記要求を満たす有用な一手段を提供
することを目的としている。

問題点を解決するための手段 上記目的を達成するため本発明は誘電体ブロックに誘電
体ブロックに少なくとも３段の共振器を有する誘電体フ
ィルタにおいて、隣接する共振器同士を電磁的に結合す
るための複数の孔（結合孔）が、前記誘電体ブロックの
開放端面（１ａ）に開放口を形成して配設され、前記複
数の結合孔の開放口には、導体ピンを植設した誘電体樹
脂が挿入され、当該導体ピン同士は前記開放端面側に配
設した導体ラインで電気的に結合されていることを特徴
とする。

作 用 共振器同士を結合するための孔（結合孔）の２つ以上
に、それぞれ誘電体樹脂を挿入すると共に該誘電体樹脂
に導体ピンを植設し、該導体ピン同士を電気的に結合す
れば、たとえば第９図に模式的に実線で示すように減衰
域に極（以下、ポールという。）Ｐ１、Ｐ２が発生して
フィルタ特性が急峻になると共に、このように改善され
たフィルタ特性は前記導体ピンが誘電体樹脂を介して共
振器孔に安定的に固定されているため、誘電体フィルタ
本体の振動や揺れ等によって影響されることなく、常に
安定して発揮されることになる。なぜ極が発生するか簡
単に説明すると、上述の構成をとると、等価回路でみた
とき、元々のフィルタ回路の特定個所から分岐し、別の
特定個所で合流する別の伝送回路が新たに構成されたこ
とになる。したがって、合流点において、元々のフィル
タ回路を通過した出力の位相と新たに構成された伝送回
路を通過した出力の位相とが１８０゜ずれる周波数成分
が減衰するのである。この場合、ポールの位置や数は、
孔の位置や、孔同士を電気的に結合するときに用いる部
品（リアクタンス素子）の種類（誘導性或いは容量
性）、その値並びにいずれの孔を結合するか等によって
設定できる。よって、これらを適当に設定することによ
り、ユーザの要求する特性のフィルタを得ることができ
る。また、本発明では、前記結合孔同士を誘電体ブロッ
クの開放端面（１ａ）側に配設した導体ラインで電気的
に結合するようにしたので、開放端面側の空間を有効に
利用して前記結合を図ることができる。よって本発明に
よれば、誘電体フィルタ自体をコンパクト化できるとい
う作用効果が得られる。なお第９図中、破線は共振器の
段数が同じで極をもたないフィルタの周波数特性を示
す。

実施例 第１図は本発明の一実施例として、誘電体共振ブロック
で構成した誘電体フィルタを示し、１は酸化チタン系セ
ラミック誘電体等からなる誘電体ブロックで、該ブロッ
ク１の四側面には金属膜からなる外導体２が形成され、
誘電体ブロック１の中には適当間隔おきに貫通孔３…が
形成されている。この貫通孔３…の内面には金属膜から
なる内導体４が形成され、誘電体フロック１底面に形成
した導電膜（不図示）によって前記外導体２と電気的に
接続されている（以下、この誘電体ブロック底面を短絡
端面という。）。一方、誘電体ブロック１の上面１ａは
導電膜が形成されない開放端面とされている。

前記各内導体４…、外導体２及びその間に存する誘電体
ブロック１によって誘電体共振器Ａ１，Ａ２…（以下、
単に共振器という。）が構成されている。共振器Ａ１，
Ａ２…の間には隣接する共振器同士を電磁的に結合する
ための孔の一例として、共振器間で所定の結合を得るた
めの結合孔６ａ，６ｂ，６ｃ…が形成され、隣合う共振
器Ａ１，Ａ２…間が電磁的に結合されている。このよう
な構造の誘電体フィルタは公知である。

前記結合孔６ａ，６ｂ，６ｃ…のうち、複数個のものは
リアクタンク素子Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４を介して結合
されている。リアクタンス素子Ｘ１，Ｘ２…としてはコ
ンデンサ、コイルのいずれか或いはその両方を含む複合
素子であってもかまわないし、更には集中定数素子に限
らず分布定数素子でもかまわない。要は、等価的にリア
クタンスを形成するものであればよい。また、リアクタ
ンス素子によっていずれの結合孔を結合するかは適宜に
定めることができる。

第２図にリアクタンス素子Ｘ１がコンデンサで、一つの
共振器Ａ２の両側に存在する結合孔６ａ，６ｂを結合す
る場合の具体的な構成例を示している。図中、２１、２
２は誘電体樹脂からなる円柱状体（以下、樹脂ピンとい
う。）で、２つの結合孔６ａ，６ｂ内に開放端面側から
圧入されている。各樹脂ピンには金属製のピン２３、２
４（以下、金属ピンという。）が適当深さ挿入されてい
る。この２つの金属ピン２３、２４はテフロングラス等
の誘電体基板３１に形成されたスルーホール３２、３３
付の電極パターン３４（第３図参照）によって電気的に
接続されている。この構成においてリアクタンス素子は
等価的に結合孔６ａ，６ｂ間に存在する部品で形成され
ている。リアクタンス素子の大きさは金属ピン２３、２
４の挿入深さ、樹脂ピンの誘電率によって調整できる。
第２図は隣合う結合孔を結合する場合の例であるが、所
望する結合孔へ樹脂ピンを挿入すると共に、誘電体基板
３１上の電極パターン３４を延長して全ての金属ピンの
接続を行うことにより、希望する位置及び数の結合孔を
リアクタンス素子で結合できる。

第４図は、共振基が４段で、その間に存在する結合孔全
てをリアクタンス素子で結合した誘電体フィルタの等価
回路を示す。図中、 は共振器同士が結合孔によって結合されていることを示
している。ｌは３つの孔が電気的に結合されていること
を示している。

又、この等価回路をもつ誘電体フィルタの周波数特性は
第５図に示す通りであり、高域側と低域側の減衰域にポ
ールＰ１，Ｐ２が発生しているのがわる。ポールＰ１，
Ｐ２の位置はリアクタンス素子の値を調整することによ
り変更できる。

第６図乃至第８図は夫々本発明の他の実施例を示す等価
回路で、第６図はリアクタンク素子による結合孔の結合
を２箇所で行っている例を示している。第７図は２箇所
の結合が互いに交差している例を示している。第８図
は、隣合わない結合孔がリアクタンス素子によって結合
されている例を示している。

これらいずれの実施例も周波数特性は特に示さないが、
減衰域にポールが発生する。但し、実施例毎に結合構成
が異なるので発生するポールの位置、数等は各実施例に
よって異なる。

尚、結合孔６ａ，６ｂ…は第１図では方形のスリット孔
を用いているが、円形の孔であってもよく、孔の形状に
制限されない。

また、結合孔は誘電体ブロックの開放端面から短絡端面
まで貫通した貫通孔であってもよいし、貫通しない底付
孔であってもよい。

なお、本発明で用いる誘電体フィルタとしては、実施例
に限らず公知のいかなるもの、たとえばアメリカ特許第
４，５２３，１６２号、アメリカ特許４，４３１，９７
７号、特開昭６１−５２００３号公報および特開昭６０
−２５４８０２公報などで開示されているものでもよ
い。

発明の効果 以上のように本発明によれば、誘電体共振器を用いた誘
電体フィルタにあって減衰域に極をもたせることがで
き、これによってユーザーの要求に応じた周波数特性を
有するバンドパスフィルタを誘電体共振器の段数を増加
することなく得られるといった効果がある。更に本発明
では、誘電体ブロックの開放端面（１ａ）に開放口を形
成した、共振器同士を電磁的に結合するための孔（結合
孔）の２つ以上に、それぞれ誘電体樹脂が挿入されると
共に該誘電体樹脂に導体ピンが植設されてあり、この導
体ピン同士を前記開放端面側に配設した導体ラインで電
気的に結合して、新たな伝送回路を設けたので、次の様
な効果を得られる。

即ち、導体ピンは、前記開放口に圧入圧着した誘電体樹
脂に該ピンを挿入することによって、結合孔に取付けら
れているので、導体ピンは結合孔の所定位置にしっかり
固定されており、本体の振動によって導体ピンが揺動し
たり位置ずれを生じることがない。

しかして、導体ピンの動揺や位置ずれは共振器相互ので
時的結合状態を不安定にし、誘電体フィルタの周波数特
性を悪くするが、本発明によればそのようなことがな
い。更に結合孔に圧入圧着した誘電体樹脂に導体ピンを
植設する方式は、導体ピンの位置決め固定が極めて容易
になし得るので、製造作業性に優れるという効果があ
る。

また、本発明では、前記導体ピン相互を電気的に結合す
るための導体ラインが開放端面側に配設してあるので、
開放端面側のいわゆるカットオフ空間を伝送回路の配設
スペースとして活用できる。したがって、本発明では伝
送回路が新たな配設空間を必要としないので、誘電体フ
ィルタ全体をコンパクト化できるという効果が得られ
る。

更に、本発明では、内導体を形成した貫通孔にではな
く、共振器として動作させるための導体を有さず、且つ
隣合う共振器の中間に設けた結合孔に、導体ピンを挿入
固定して共振器同士を電磁的に結合する方式であるの
で、１つの伝送回路により最大４つの共振器を電磁的に
結合できる。よって、効率的に共振器同士を結合でき、
その分構成部材が少なくてすむという効果が得られる。
なぜなら、前記結合孔は、その両隣の内導体と外導体間
の共振電磁界の中に存在しており、この孔に挿入された
導電ピンは前記両隣の共振器を同時に繋ぐものとなるか
らである。

以上により、本発明によれば、生産性が良く、かつ小型
で周波数特性の優れたバンドパスフィルタを提供できる
ことになる。

尚、本発明は、アンテナ用共振器や分波器といった２個
以上のバンドパスフィルタを組合わせた装置において、
その少なくとも一方のフィルタ部分に適用できるもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例としての誘電体フィルタを示
す斜視図、第２図は本発明の要部の具体的な構成例を示
す図、第３図は第２図の構成に用いられる基板上の導電
パターンを示す図、第４図は誘電体フィルタの等価回路
図、第５図は第４図のフィルタの周波数特性の例を示す
図、第６図乃至第８図はそれぞれ本発明の他の実施例を
示す等価回路図、第９図は本発明の作用を説明する図で
ある。 ６ａ，６ｂ，６ｃ……結合孔、 Ａ１，Ａ２，…Ａ５……共振器、 Ｘ１，Ｘ２……リアクタンス素子

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】誘電体ブロックに少なくとも３段の共振器
   を有する誘電体フィルタにおいて、 隣接する共振器同士を電磁的に結合するための複数の孔
   （結合孔）が、前記誘電体ブロックの開放端面（１ａ）
   に開放口を形成して配設され、 前記複数の結合孔の開放口には、導体ピンを植設した誘
   電体樹脂が挿入され、当該導体ピン同士は前記開放端面
   側に配設した導体ラインで電気的に結合されていること
   を特徴とする誘電体フィルタ。