JPH069206U - 誘電体フィルタおよびそれを用いたアンテナ共用器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 量産性に優れ、しかも特性が良好な誘電体フ
ィルタおよびそれを用いたアンテナ共用器を提供するこ
とである。 【構成】 アンテナ端子１と送信側端子２との間にはＢ
ＥＦ４が介挿され、アンテナ端子１と受信側端子３との
間にはＢＰＦ５が介挿される。ＢＥＦ４中の誘電体共振
器４１０，４２０は、ＢＰＦ５中の誘電体共振器５１，
５２よりも高い比誘電率を有する誘電体材料が用いられ
る。そのため、誘電体共振器４１０，４２０のサイズ
は、誘電体共振器５１，５２のサイズよりも小さくな
り、結合基板４３上でのコンデンサ素子Ｃ１，Ｃ２とコ
イル素子Ｌ１，Ｌ２との間隔を広げることができる。そ
の結果、コンデンサ素子Ｃ１，Ｃ２とコイル素子Ｌ１，
Ｌ２との間で生じる浮遊容量を低減でき、アンテナ共用
器の特性の調整が容易となる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、誘電体フィルタおよびそれを用いたアンテナ共用器に関し、より 特定的には、自動車電話や携帯電話等の移動通信機器に用いられる誘電体フィル タおよびそれを用いたアンテナ共用器に関する。

【０００２】

【従来の技術】

図２および図３は、例えば自動車電話や携帯電話等の移動通信機器に用いられ る従来のアンテナ共用器の構成を示す図であり、特に、図２はその機械的構成を 示す平面図であり、図３はその電気的構成を示す等価回路図である。図２および 図３において、このアンテナ共用器は、図示しないアンテナに接続されるアンテ ナ端子１と送信側端子２との間に介挿されるＢＥＦ（Ｂａｎｄ Ｅｌｉｍｉｎａ ｔｉｏｎ Ｆｉｌｔｅｒ）４と、アンテナ端子１と受信側端子３との間に介挿さ れるＢＰＦ（Ｂａｎｄ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）５とを備えている。

【０００３】 ＢＥＦ４は、並列に配置された誘電体共振器４１，４２を含み、これら誘電体 共振器４１，４２は誘電体材料から成る結合基板４３の上でＬＣ結合されている 。結合基板４３の表面上には、容量電極パターン４４，４５が形成されている。 誘電体共振器４１，４２は、それぞれ、コンデンサＣ１，Ｃ２を介して、容量電 極パターン４４，４５に接続されている。結合基板４３の裏面には、接地電極が 形成されている。容量電極パターン４４は結合基板４３およびその裏面の接地電 極と協働してコンデンサＣ４を構成し、容量電極パターン４５は結合基板４３お よびその裏面の接地電極と協働してコンデンサＣ５を構成している。ＢＥＦ４と ＢＰＦ５との間には、接続基板６１が配置されている。この接続基板６１の表面 上には、接続電極パターン６２が形成されている。接続基板６１の裏面には、接 地電極が形成されている。接続電極パターン６２は、接続基板６１およびその裏 面の接地電極と協働して、コンデンサＣ３を構成している。接続電極パターン６ ２と容量電極パターン４４との間にはコイル素子Ｌ１が接続され、容量電極パタ ーン４４と４５との間にはコイル素子Ｌ２が接続される。また、接続電極パター ン６２にはアンテナ端子１が接続され、容量電極パターン４５には送信側端子２ が接続される。

【０００４】 一方、ＢＰＦ５は、並列に配置された誘電体共振器５１，５２を含み、これら 誘電体共振器５１，５２は誘電体材料から成る結合基板５３の上で容量結合され ている。結合基板５３の電極パターン５４とそれに対向する裏面電極（図示せず ）により図３のコンデンサＣ６を、また電極パターン５５とそれに対向する裏面 電極（図示せず）によりＣ８を、電極パターン５４，５５間によりＣ７を構成し ている。

【０００５】 上記のように構成されるアンテナ共用器においては、ＢＥＦ４は送信側端子２ から入力される送信信号をアンテナ端子１を介してアンテナ（図示せず）に出力 するとともに、アンテナによって受信された信号が送信側端子２に伝搬されるの を阻止する。また、ＢＰＦ５は、アンテナによって受信された種々の信号の中か ら、所定の帯域の信号のみを通過させ、ＢＥＦ４を通過した送信信号が受信側端 子３に伝搬されるのを阻止する。これらＢＥＦ４およびＢＰＦ５によって、単一 のアンテナを送信系と受信系とで共用することができる。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、従来のアンテナ共用器におけるＢＥＦ４では、コイル素子Ｌ１とコ ンデンサＣ１との間の距離、およびコイル素子Ｌ２とコンデンサＣ１，Ｃ２との 間の距離が、それぞれ極めて接近している。そのため、図４に示すように、コイ ル素子Ｌ１とコンデンサＣ１との間、およびコイル素子Ｌ２とコンデンサＣ１， Ｃ２との間で、不所望な浮遊容量Ｃｓが生じる。この浮遊容量Ｃｓはコイル素子 とコンデンサとの間隔、あるいは周囲の諸条件によって様々に変化するため、ア ンテナ共用器の特性を所定の特性に調整することは困難であった。特に、準マイ クロ波帯（１．５ＧＨｚ）で動作するアンテナ共用器を実現すると、コンデンサ Ｃ１やＣ２の容量値は、９００ＭＨｚ帯のアンテナ共用器のそれに比べて約半分 になる。そのため、このようなアンテナ共用器は、図４に示すような浮遊容量Ｃ ｓの影響を受けやすくなり、特性の調整が極めて困難になる。 なお、上記のような問題点は、アンテナ共用器に限らずＢＥＦ単体の誘電体フ ィルタにおいても生じ得る。

【０００７】 それゆえに、この考案の目的は、特性の調整が容易で量産性に優れた誘電体フ ィルタおよびそれを用いたアンテナ共用器を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

請求項１に係る考案は、並列状に配置された複数の誘電体共振器を結合基板上 で結合して構成された誘電体フィルタであって、 各誘電体共振器毎に結合基板の表面上に形成される複数の容量電極パターンと 、 各容量電極パターンと各誘電体共振器との間に介挿される複数のコンデンサ素 子と、 各容量電極パターンに接続される複数のコイル素子とを備え、 各容量電極パターンをそれぞれ短冊状に形成し、各コンデンサ素子を短冊状の 容量電極パターンの各一方端部近傍に接続し、各コイル素子を短冊状の容量電極 パターンの各他方端部近傍に接続し、それによって各コンデンサ素子と各コイル 素子と間の間隔を所定距離以上に離隔せしめたことを特徴とする。

【０００９】 請求項２に係る考案は、アンテナが接続されるアンテナ端子と送信側端子との 間に介挿される第１の誘電体フィルタと、このアンテナ端子と受信側端子との間 に介挿される第２の誘電体フィルタとを備え、単一のアンテナを送信系と受信系 とで共用するためのアンテナ共用器であって、 第１および第２の誘電体フィルタは、それぞれ複数の誘電体共振器を含み、 第１の誘電体フィルタにおける各誘電体共振器は、第２の誘電体フィルタにお ける各誘電体共振器とは異なる比誘電率を有する誘電体材料を用いて構成されて いることを特徴とする。

【００１０】 請求項３に係る考案は、請求項２に係る考案において、さらに以下のことを特 徴とする。すなわち、請求項３に係る考案では、 第１の誘電体フィルタは、所定の周波数帯域の信号の通過を阻止する帯域阻止 フィルタとして構成されており、 第１の誘電体フィルタにおける各誘電体共振器は、第２の誘電体フィルタにお ける各誘電体共振器よりも高い比誘電率を有する誘電体材料を用いて構成されて いることを特徴とする。

【００１１】

【作用】

請求項１に係る考案においては、結合基板の表面上に形成された各容量電極パ ターンをそれぞれ短冊状に形成し、各コンデンサ素子を短冊状の容量電極パター ンの各一方端部近傍に接続し、各コイル素子を短冊状の容量電極パターンの各他 方端部近傍に接続することにより、各コンデンサ素子と各コイル素子と間の間隔 を所定距離以上に離隔せしめるようにしている。これによって、各コンデンサ素 子と各コイル素子との間で生じる浮遊容量を低減でき、浮遊容量が誘電体フィル タの特性に与える影響を小さくできる。その結果、誘電体フィルタの特性の調整 が容易となり、品質および量産性が向上する。

【００１２】 請求項２に係る考案においては、第１の誘電体フィルタ中の各誘電体共振器を 、第２の誘電体フィルタ中の各誘電体共振器とは異なる比誘電率を有する誘電体 材料を用いて構成することにより、一方の誘電体フィルタ中の各誘電体共振器の サイズを他方の誘電体フィルタ中の各誘電体共振器のサイズよりも小さくするよ うにしている。これによって、一方の誘電体フィルタ中の各誘電体共振器の結合 部における結合素子、すなわちコンデンサ素子とコイル素子との間の配置間隔を 十分に広げることが可能となり、浮遊容量を大幅に低減できる。その結果、誘電 体フィルタの特性の調整が容易となり、品質および量産性が向上する。

【００１３】 請求項３に係る考案においては、第１の誘電体フィルタを帯域阻止フィルタと して構成し、この帯域阻止フィルタ中の各誘電体共振器を、第２の誘電体フィル タ中の各誘電体共振器よりも高い比誘電率を有する誘電体材料を用いて構成する ことにより、帯域阻止フィルタ中の誘電体共振器のサイズを小さくするようにし ている。これによって、帯域阻止フィルタにおける結合素子、すなわちコンデン サ素子とコイル素子との間の配置間隔を十分に広げることが可能となり、帯域阻 止フィルタにおける浮遊容量を大幅に低減できる。これは、帯域阻止フィルタは 、他の誘電体フィルタに比べて浮遊容量による影響が大きいからである。

【００１４】

【実施例】

図１は、この考案の一実施例のアンテナ共用器の構成を示す図である。なお、 図１に示す実施例の構成は、以下の点を除いて図２に示す従来のアンテナ共用器 の構成と同様であり、相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明を省略 する。

【００１５】 図１において、ＢＥＦ４中の誘電体共振器４１０，４２０は、従来の誘電体共 振器４１，４２と比べてＱが１０％〜２０％程度劣化してもよいから、ＢＰＦ５ 中の誘電体共振器５１，５２よりも高い比誘電率を有する誘電体材料を用いて構 成されている。例えば、誘電体共振器５１，５２に比誘電率が２０程度の誘電体 材料が用いられている場合、誘電体共振器４１０，４２０には比誘電率が９０程 度の誘電体材料が用いられる。この場合、誘電体共振器５１，５２のＱは４００ 程度であり、誘電体共振器４１０，４２０のＱは３２０程度である。

【００１６】 上記のように誘電体共振器４２０，４２１を高誘電率の誘電体材料で構成する と、誘電体共振器４２０，４２１のサイズは、誘電体共振器５１，５２のサイズ に比べて小さくなる。したがって、アンテナ共用器が収納されるケース内での結 合基板４３の配置スペースが、誘電体共振器４２０，４２１の中心軸方向に沿っ て広がることになる。その結果、容量電極パターン４４，４５を、誘電体共振器 ４２０，４２１の中心軸方向に沿って延びる短冊状に形成することができる。こ れら短冊状の容量電極パターン４４，４５の各一方端部近傍にはコンデンサＣ１ ，Ｃ２が接続され、各他方端部近傍にはコイル素子Ｌ１，Ｌ２が接続される。こ れによって、コイル素子Ｌ１，Ｌ２とコンデンサＣ１，Ｃ２との間隔を、所定距 離以上に離隔させることができ、結果として図４に示す浮遊容量Ｃｓを大幅に低 減できる。したがって、浮遊容量によるアンテナ共用器の特性への影響を小さく でき、特性の調整が容易となる。

【００１７】 なお、誘電体共振器４２０，４２１に高誘電率の誘電体材料を用いた場合、前 述のように誘電体共振器４２０，４２１のＱが若干劣化するが、本実施例のアン テナ共用器においては浮遊容量の影響がほとんど無いので、多少Ｑが小さくなっ ても、図２に示す従来のアンテナ共用器に比べてより優れた特性が得られる。

【００１８】 なお、上記実施例は、ＢＥＦとＢＰＦとを含むアンテナ共用器として構成され ているが、この考案はこれに限らず、ＢＥＦ単体の誘電体フィルタにも適用が可 能である。

【００１９】

【考案の効果】

請求項１に係る考案によれば、結合基板の表面上に形成された各容量電極パタ ーンをそれぞれ短冊状に形成し、各コンデンサ素子を短冊状の容量電極パターン の各一方端部近傍に接続し、各コイル素子を短冊状の容量電極パターンの各他方 端部近傍に接続するようにしているので、各コンデンサ素子と各コイル素子と間 の間隔を所定距離以上に離隔せしめることができる。そのため、各コンデンサ素 子と各コイル素子との間で生じる浮遊容量を低減でき、浮遊容量の影響がほとん ど無い誘電体フィルタを実現できる。その結果、誘電体フィルタの特性の調整が 容易となり、品質および量産性が向上する。

【００２０】 請求項２に係る考案によれば、第１の誘電体フィルタ中の各誘電体共振器を、 第２の誘電体フィルタ中の各誘電体共振器とは異なる比誘電率を有する誘電体材 料を用いて構成するようにしているので、一方の誘電体フィルタ中の各誘電体共 振器のサイズを他方の誘電体フィルタ中の各誘電体共振器のサイズよりも小さく することができる。そのため、一方の誘電体フィルタ中の各誘電体共振器の結合 部における結合素子、すなわちコンデンサ素子とコイル素子との間の配置間隔を 十分に確保することができ、結果として結合素子間の浮遊容量を大幅に低減でき る。したがって、誘電体フィルタの特性の調整が容易となり、品質および量産性 の優れた誘電体フィルタを実現できる。

【００２１】 請求項３に係る考案によれば、第１の誘電体フィルタを帯域阻止フィルタとし て構成し、この帯域阻止フィルタ中の各誘電体共振器を、第２の誘電体フィルタ 中の各誘電体共振器よりも高い比誘電率を有する誘電体材料を用いて構成するよ うにしたので、帯域阻止フィルタ中の誘電体共振器のサイズを小さくすることが できる。そのため、帯域阻止フィルタ中における結合素子、すなわちコンデンサ 素子とコイル素子との間の配置間隔を十分に確保することができ、帯域阻止フィ ルタにおける浮遊容量を大幅に低減できる。帯域阻止フィルタは、他の誘電体フ ィルタに比べて浮遊容量による影響が大きいため、特性の改善に与える効果は極 めて大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の一実施例に係るアンテナ共用器の構
成を示す平面図である。

【図２】従来のアンテナ共用器の機械的構成を示す平面
図である。

【図３】従来のアンテナ共用器の電気的構成を示す等価
回路図である。

【図４】従来のアンテナ共用器において生じる浮遊容量
を示す模式図である。

【符号の説明】

１： アンテナ端子 ２： 送信側端子 ３： 受信側端子 ４： ＢＥＦ ５： ＢＰＦ ４１０，４２０，５１，５２： 誘電体共振器 ４３，５３： 結合基板 ４４，４５： 容量電極パターン Ｃ１，Ｃ２： コンデンサ Ｌ１，Ｌ２： コイル素子 ６１： 接続基板

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 並列状に配置された複数の誘電体共振器
   を結合基板上で結合して構成された誘電体フィルタであ
   って、 各前記誘電体共振器毎に前記結合基板の表面上に形成さ
   れる複数の容量電極パターンと、 各前記容量電極パターンと各前記誘電体共振器との間に
   介挿される複数のコンデンサ素子と、 各前記容量電極パターンに接続される複数のコイル素子
   とを備え、 各前記容量電極パターンをそれぞれ短冊状に形成し、各
   前記コンデンサ素子を短冊状の容量電極パターンの各一
   方端部近傍に接続し、各前記コイル素子を短冊状の容量
   電極パターンの各他方端部近傍に接続し、それによって
   各前記コンデンサ素子と各前記コイル素子と間の間隔を
   所定距離以上に離隔せしめたことを特徴とする、誘電体
   フィルタ。
2. 【請求項２】 アンテナが接続されるアンテナ端子と送
   信側端子との間に介挿される第１の誘電体フィルタと、
   当該アンテナ端子と受信側端子との間に介挿される第２
   の誘電体フィルタとを備え、単一のアンテナを送信系と
   受信系とで共用するためのアンテナ共用器であって、 前記第１および第２の誘電体フィルタは、それぞれ複数
   の誘電体共振器を含み、 前記第１の誘電体フィルタにおける各誘電体共振器は、
   前記第２の誘電体フィルタにおける各誘電体共振器とは
   異なる比誘電率を有する誘電体材料を用いて構成されて
   いることを特徴とする、アンテナ共用器。
3. 【請求項３】 前記第１の誘電体フィルタは、所定の周
   波数帯域の信号の通過を阻止する帯域阻止フィルタとし
   て構成されており、 前記第１の誘電体フィルタにおける各誘電体共振器は、
   前記第２の誘電体フィルタにおける各誘電体共振器より
   も高い比誘電率を有する誘電体材料を用いて構成されて
   いることを特徴とする、請求項２に記載のアンテナ共用
   器。