JPH0623302U - 誘電体共振器を含むフィルタ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数の誘電体共振器を含むフィルタを小型に
し且つ電磁ノイズの影響を少なくする。 【構成】 誘電体基板３上に第１及び第２の誘電体共振
器１、２を配置する。誘電体基板３の表面及び裏面にグ
ランド導体層２３、２７を設ける。第１及び第２の誘電
体共振器１、２の相互結合コンデンサ、入力結合コンデ
ンサ、及び出力結合コンデンサのための導体層を一対の
グランド導体層２３、２７の対向領域内に配置する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は自動車電話、携帯電話等の高周波回路装置に使用するための誘電体共 振器を含むフイルタ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

複数の同軸型誘電体共振器を組み合せてバンドパスフィルタ（帯域通過フィル タ）又はバンドストップフィルタ（帯域消去フィルタ）を構成することは公知で ある。従来のこの種のフィルタ装置は、複数の誘電体共振器を相互結合するため のコンデンサ、入力結合コンデンサ及び出力結合コンデンサを複数の誘電体共振 器と共に支持基板上に配置することによって構成されている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、従来のフィルタ装置の相互結合コンデンサ、入力結合コンデンサ、 及び出力結合コンデンサは、個別のセラミックコンデンサか、又は誘電体基板上 に設けた対の導体層から成る。しかし、いずれの場合も、複数の誘電体共振器を 載置する支持基板の主面を使用して各種の結合コンデンサを設ける必要があると 共に、回路のレイアウト設計の自由度も制約を受けるために、支持基板の面積が 必然的に大きくなり、小型化の障害になった。また、各種のコンデンサが支持基 板上に露出しているので、電磁ノイズの影響を受ける可能性が大きかった。

【０００４】 そこで、本考案の第１番目の目的は、小型化が可能な誘電体共振器を含むフィ ルタ装置を提供することにある。本考案の第２番目の目的は、小型化が可能であ ると共に耐ノイズ性を有するフィルタ装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

上記第１番目の目的を達成するための本考案は、互いに対向する第１及び第２ の端面と側面とを有し、且つ前記第１の端面から前記第２の端面に至る貫通孔を 有する柱状誘電体と、前記貫通孔の中に設けられた内導体と、前記誘電体の前記 側面に設けられた外導体と、前記内導体に接続された端子とをそれぞれ備えた複 数の誘電体共振器と、前記複数の誘電体共振器の前記端子を相互に結合するため の結合コンデンサとを含むフィルタ装置において、前記複数の誘電体共振器が誘 電体基板上に配置され、前記誘電体基板の一方の主面にはグランド導体層と複数 の接続導体層とが設けられ、前記複数の誘電体共振器の前記外導体が前記グラン ド導体層にそれぞれ結合され、前記複数の誘電体共振器の前記端子が前記接続導 体に接続され、前記誘電体基板の中に前記結合コンデンサを得るための導体層が 設けられていることを特徴とするフィルタ装置に係わるものである。 上記第２番目の目的を達成するためには、請求項２に示すように、結合コンデ ンサの導体層を誘電体基板の一方及び他方の主面のグランド導体層の対向領域内 に配置する。

【０００６】

【考案の作用及び効果】

請求項１の考案によれば、結合コンデンサが誘電体基板の中に配設されるので 、誘電体基板の主面に結合コンデンサのためのスペースを設けることが不要にな り、フィルタ装置の小型化が可能になる。 請求項２の考案によれば、結合コンデンサが誘電体基板の中に配設されると共 に一方及び他方の主面のグランド導体層の対向領域中に配置されるので、小型化 を達成し、且つ結合コンデンサに侵入しようとする電磁ノイズをグランド導体層 で遮蔽することができる。

【０００７】

【第１の実施例】 次に、図１〜図８を参照して本考案の実施例に係わるＴＥＭモード同軸型誘電 体共振器を使用したバンドパスフィルタを説明する。

【０００８】 このバンドパスフィルタは、図１〜図３に示すように第１及び第２の誘電体共 振器１、２と、コンデンサのための導体層及びグランド導体層等を有する誘電体 基板３との組み合せによって構成されている。第１及び第２の誘電体共振器１、 ２は、比誘電率が８８の筒状磁器から成る第１及び第２の誘電体４、５と、各誘 電体４、５の第１の端面６、７から第２の端面８、９に至る貫通孔１０、１１の 壁面に設けられた内導体１２、１３と、各誘電体４、５の側面１４、１５に設け られた外導体１６、１７と、各内導体１２、１３と各外導体１６、１７とを接続 するように各第２の端面８、９に設けられた短絡導体１８、１９と、第１の端面 ６、７及び側面１４、１５の一部に設けられた端子としての端子導体２０、２１ とから成る。なお、端子導体２０、２１は内導体１２、１３には接続されている が、外導体１６、１７には直接に接続されていない。また、内導体１２、１３、 外導体１６、１７、短絡導体１８、１９、端子導体２０、２１は銀ペースト（導 電性ペースト）を塗布して焼付けることによって形成した導電膜である。

【０００９】 第１及び第２の誘電体共振器１、２を支持している誘電体基板３は多層セラミ ック基板であり、この表面（一方の主面）２２に図１及び図４に示すようにグラ ンド導体層２３と、第１及び第２の誘電体共振器１、２の端子導体２０、２１を 接続するための第１及び第２の共振器接続導体層２４、２５とが設けられている 。この基板３の裏面（他方の主面）には図７に示すようにグランド導体層２７と 、入力端子導体層２８と、出力端子導体層２９とが設けられている。

【００１０】 第１及び第２の誘電体共振器１、２は貫通孔１０、１１が平行になるように基 板３に並置され、これ等の外導体１６、１７が半田３０によってグランド導体２ ３にそれぞれ固着され、端子２０、２１が半田３１によって第１及び第２の接続 導体層２４、２５に固着されている。従って、独立の端子部材を伴なわないで内 導体１２、１３が基板３上の接続導体層２４、２５に接続されている。第１及び 第２の誘電体共振器１、２は互いに逆向きに配置されている。この結果、第１及 び第２の接続導体層２４、２５の相互間距離は第１及び第２の誘電体共振器１、 ２を同一方向に配置する場合のそれよりも大幅に大きくなっている。この様に第 １及び第２の接続導体層２４、２５の相互間距離を大きくすれば、フィルタで減 衰させなければならない信号成分（周波数成分）の第１の接続導体層２４から第 ２の接続導体層への洩れが少なくなる。

【００１１】 図８は図１〜図７のフィルタの等価回路を示す。図８の端子２４ａ、２５ａは 図１及び図４の接続導体層２４、２５に対応し、端子２７ａは図２及び図７のグ ランド導体層２７に対応し、端子２８ａ、２９ａは図２及び図７の入力及び出力 端子導体層２８、２９に対応している。図８では誘電体共振器１、２の相互間に 相互結合コンデンサＣ2 が接続され、入力端子２８ａと第１の誘電体共振器１と の間に入力結合コンデンサＣ1 が接続され、出力端子２９ａと第２の誘電体共振 器２との間に出力結合コンデンサＣ3 が接続されている。３つのコンデンサＣ1 、Ｃ2 、Ｃ3 は、図２〜図６に示すように基板３に埋設されている。

【００１２】 次に、結合コンデンサＣ1 、Ｃ2 、Ｃ3 の構成を図２〜図６を参照して説明す る。図５及び図６は図２の面におけるＣ−Ｃ断面及びＤ−Ｄ断面における導体層 のパターンを示す。図５には第１、第２及び第３の結合コンデンサＣ1 、Ｃ2 、 Ｃ3 を構成するための一方の導体層Ｃ1a、Ｃ2a、Ｃ3a及び接続導体層３２、３３ 、３４、３５、３６が設けられている。図６には第１、第２及び第３の結合コン デンサＣ1 、Ｃ2 、Ｃ3 を構成するための他方の導体層Ｃ1b、Ｃ2b、Ｃ3b及び接 続導体層３７、３８、３９、４０、４１が設けられている。また、基板３には図 ４に示す表面の第１及び第２の接続導体層２４、２５から図５の接続導体層３２ 、３５に至るヴィアホール４２、４３が設けられ、ここに導体が充填されて相互 の接続が達成されている。また、図４のグランド導体層２３と図５の接続導体層 ３３、３６との間にもヴィアホール４４、４５が設けられ、ここに充填された導 体によって相互接続が達成されている。また、図６の接続導体層３７、４０から 図７の入力及び出力端子導体層２８、２９に至るようにヴィアホール４６、４７ が設けられ、ここに充填された導体によって相互の接続が達成されている。また 、図５の接続導体３３、３６から図６の接続導体３８、４１に至るヴィアホール ４８、４９が設けられ、ここに充填された導体によって相互の接続が達成されて いる。更に、図６の接続導体層３８、４１から図７のグランド導体層２７に至る ヴィアホール５０、５１が設けられ、ここに充填された導体によって相互の接続 が達成されている。従って、表面のグランド導体層２３と裏面のグランド導体層 ２７とはヴィアホール４４、４５、４８、４９、５０、５１を使用して相互に接 続されている。

【００１３】 図５のコンデンサ用導体層Ｃ1a、Ｃ2a、Ｃ3aと図６のコンデンサ用導体層Ｃ1b 、Ｃ2b、Ｃ3bは基板３の一部から成る誘電体磁器層を介して対向しているので、 これ等によって図８に示す３つのコンデンサＣ1 、Ｃ2 、Ｃ3 を得ることができ る。

【００１４】 図５に示す導体層Ｃ1a、Ｃ2a、Ｃ3a、３２〜３６、及び図６に示す導体層Ｃ1b 、Ｃ2b、Ｃ3b、３７〜４１を含む多層基板３は、複数のグリーンシート（セラミ ック未焼成シート）にＡｇ−Ｐｄ等の導電性ペーストを所定パターンに塗布した ものを積層し、しかる後焼成する周知の方法で形成する。なお、表面及び裏面の 導体層２３、２４、２５、２７、２８、２９は積層体の焼成後に銀ペーストを塗 布して焼付けることによって形成することもできる。

【００１５】 図３で破線で示すように外導体１６、１７を覆うように金属製カバー５２を設 け、これをグランド導体層２３に半田等で固着することが望ましい。

【００１６】 上述から明らかなように、本実施例では基板１の表面上以外に結合コンデンサ Ｃ1 、Ｃ2 、Ｃ3 を配置することが可能となるので、基板１の主面のみ結合コン デンサを設ける必要がなくなると共に、各種導体層のレイアウト設計の自由度も 向上し、その結果、基板１の表面積を小さくし、フィルタの小型化を達成するこ とができる。また、コンデンサＣ1 、Ｃ2 、Ｃ3 を構成するための導体層Ｃ1a、 Ｃ2a、Ｃ3a、Ｃ1b、Ｃ2b、Ｃ3bが一対のグランド導体層２４、２７の対向領域内 に配置されているので、これ等に対する電磁ノイズの侵入をグランド導体層２４ 、２７で阻止することができる。

【００１７】

【第２の実施例】 次に、図９〜図１１に示す第２の実施例のフィルタを説明する。 図９のフィルタは４つのＴＥＭモード同軸型誘電体共振器６１、６２、６３、 ６４を並置することによって構成されている。各共振器６１〜６４は、図１０に 示すように角柱状誘電体６５と、この貫通孔６６に設けられた内導体６７と、側 面に設けられた外導体６８と、端面に設けられた短絡導体６９と、内導体６７に 半田７１で結合された端子７０とからそれぞれ構成されている。４つの共振器６ １、６２、６３、６４は方向が交互に逆になるように並置され、これ等の外導体 ６８が誘電体基板７２上のグランド導体層７３に半田で固着されている。誘電体 基板７２上には複数の接続導体層７４が設けられ、ここに端子７０が半田７５で 結合されている。誘電体基板７２の裏面には、図７と同様なグランド導体層、入 力及び出力導体層が設けられている。

【００１８】 ４つの共振器６１〜６４は図１１に示す４つのコンデンサＣ1 、Ｃ2 、Ｃ3 、 Ｃ4 を伴なってバンドパスフィルタを構成する。４つのコンデンサＣ1 、Ｃ2 、 Ｃ3 、Ｃ4 は第１の実施例と同様な方法で誘電体基板７２に導体層を埋設するこ とによって構成されている。

【００１９】 図９〜図１１に示すように４段のフィルタ構成とし、且つ独立の端子７０を使 用する構成とする場合においても第１の実施例と同様な作用効果を得ることがで きる。

【００２０】

【変形例】

本考案は上述の実施例に限定されるものでなく、例えば次の変形が可能なもの である。 （１） バンドストップフィルタにも適用可能である。 （２） ヴィアホールの代りに基板３又は７２の周縁部に溝を形成し、この溝 に導体を充填して基板の表面と裏面との間又は表面及び裏面と内部との間を電気 的に接続することができる。 （３） コンデンサＣ1 、Ｃ2 、Ｃ3 を基板３の厚み方向の誘電体を使用して 構成せずに、同一平面上に対の電極用導体層を配置することによって構成するこ とができる。 （４） 図３に示すカバー５２をＥ型に形成し、２つの共振器１、２の間にカ バーの中央の脚部を挿入し、共振器１、２を分離してもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例のフィルタを示す平面図である。

【図２】図１のフィルタのＡ−Ａ線断面図である。

【図３】図１のＢ−Ｂ線断面図である。

【図４】図１の基板の平面図である。

【図５】図２のＣ−Ｃ線断面図である。

【図６】図２のＤ−Ｄ線断面図である。

【図７】図１の基板の底面図である。

【図８】図１のフィルタの等価回路図である。

【図９】第２の実施例のフィルタを示す斜視図である。

【図１０】図９の誘電体共振器の断面図である。

【図１１】図９のフィルタの等価回路図である。

【符号の説明】

１、２ 誘電体共振器 ３ 誘電体基板 ２３、２７ グランド導体層 Ｃ1a、Ｃ2a、Ｃ3a、Ｃ1b、Ｃ2b、Ｃ3b コンデンサ導体
層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 五十嵐 雅夫 東京都台東区上野６丁目16番20号 太陽誘 電株式会社内 (72)考案者 伊藤 光由 東京都台東区上野６丁目16番20号 太陽誘 電株式会社内 (72)考案者 風間 智 東京都台東区上野６丁目16番20号 太陽誘 電株式会社内

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに対向する第１及び第２の端面と側
   面とを有し、且つ前記第１の端面から前記第２の端面に
   至る貫通孔を有する柱状誘電体と、前記貫通孔の中に設
   けられた内導体と、前記誘電体の前記側面に設けられた
   外導体と、前記内導体に接続された端子とをそれぞれ備
   えた複数の誘電体共振器と、前記複数の誘電体共振器の
   前記端子を相互に結合するための結合コンデンサとを含
   むフィルタ装置において、 前記複数の誘電体共振器が誘電体基板上に配置され、 前記誘電体基板の一方の主面にはグランド導体層と複数
   の接続導体層とが設けられ、 前記複数の誘電体共振器の前記外導体が前記グランド導
   体層にそれぞれ結合され、 前記複数の誘電体共振器の前記端子が前記接続導体に接
   続され、 前記誘電体基板の中に前記結合コンデンサを得るための
   導体層が設けられていることを特徴とするフィルタ装
   置。
2. 【請求項２】 更に、前記誘電体基板の他方の主面にグ
   ランド導体層が設けられており、 前記結合コンデンサのための導体層は前記誘電体基板の
   前記一方及び他方の主面の前記グランド導体層の対向領
   域内に配置されていることを特徴とする請求項１記載の
   フィルタ装置。