JPH07283624A - 共振器、それを用いた誘電体フィルタ及び発振器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 同軸型誘電体共振器を特殊な形状とすること
なく、この同軸型誘電体共振器の軸方向の長さを短縮す
るようにすることを目的とする。 【構成】 同軸型誘電体共振器１と、この同軸型誘電体
共振器１の外部において、この同軸型誘電体共振器１に
並列に接続したキャパシタンス９とより成り、このキャ
パシタンス９により、この同軸型誘電体共振器１の誘電
体７の比誘電率を実効的に上げ、この同軸型誘電体共振
器１の長さを短縮するようにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は同軸型誘電体共振器を用
いた共振器、この共振器を用いた誘電体フィルタ及び発
振器に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】同軸型
誘電体共振器を用いた帯域フィルタを構成する誘電体フ
ィルタは、小型、低損失、高耐入力等の特徴を持つた
め、自動車電話、携帯電話等の移動無線を中心に用いら
れている。そして、これらの自動車電話、携帯電話等の
機器の小型化の要請により、それらに用いられる各種部
品のＬＳＩ化、ＳＭＤ化が急速に進んだため、この誘電
体フィルタは今では最も大きな部品の一つとなり、小型
化が要求されている。

【０００３】この誘電体フィルタは、図６に示す如く、
複数の例えば２個の同軸型誘電体共振器１ａ，１ｂと、
この同軸型誘電体共振器１ａ，１ｂを結合する結合端子
２ａ，２ｂと、所定の配線パターン３ａ，３ｂ，３ｃ，
３ｄ，３ｅが設けられたプリント基板３と、結合用チッ
プコンデンサ４ａ，４ｂ，４ｃと、入出力端子５ａ，５
ｂと、金属ケース６等から構成される。図７はこの図６
の集中定数での等価回路を示す。

【０００４】従って、この誘電体フィルタの小型化はそ
の体積の１／２から２／３を占める同軸型誘電体共振器
１ａ，１ｂの長さを短縮することが考えられる。

【０００５】この同軸型誘電体共振器１ａ，１ｂは例え
ば図８Ａ及びＢに示す如く、四角柱状の誘電体セラミッ
ク７の中心部に円筒状の貫通孔７ａを形成し、この誘電
体セラミック７の上面を除く、全ての面に銀等の金属よ
り成る電極８を被着したものである。

【０００６】この同軸型誘電体共振器１ａ，１ｂの軸方
向の長さは共振周波数の波長の１／４√εｒであり、こ
こでεｒは誘電体セラミック７の比誘電率であるので、
この同軸型誘電体共振器１ａ，１ｂの軸方向の長さは共
振周波数と、誘電体セラミック７の比誘電率εｒで一義
的に決まる。従って、この誘電体セラミック７として比
誘電率εｒの高い材料を使用すれば、この同軸型誘電体
共振器１ａ，１ｂの軸方向の長さは短縮できることがわ
かる。

【０００７】然しながら、現在では高いＱと共振周波数
の温度係数が良好な材料は比誘電率εｒが１１０前後の
ものが最高であり、飛躍的な小型化には至っていない。

【０００８】そこで同軸型誘電体共振器の形状を特別な
形状とし、この同軸型誘電体共振器の内部の特性インピ
ーダンスやキャパシタンス、インダクタンスを変化させ
て、実効的な比誘電率を上げた同軸型誘電体共振器が先
に種々提案されている。この先に提案された同軸型誘電
体共振器はＱの低下が僅かであるにも拘らず実効的な比
誘電率を１５０〜３００程度まで上げることができる。

【０００９】然しながら、この先に提案された同軸型誘
電体共振器は特殊な形状の為、ａ成形が難しく歩留りが
悪い、ｂ外径が小さくなると対応が不可能、ｃ電界が狭
い開放端に集中するので周波数調整が難しい等の不都合
があった。

【００１０】本発明は斯る点に鑑み、この同軸型誘電体
共振器を特殊な形状とすることなく、この同軸型誘電体
共振器の軸方向の長さを短縮するようにすることを目的
とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明共振器は例えば図
１，図２に示す如く、同軸型誘電体共振器１と、この同
軸型誘電体共振器１の外部において、この同軸型誘電体
共振器１に並列に接続したキャパシタンス９とより成
り、このキャパシタンス９により、この同軸型誘電体共
振器１の誘電体７の比誘電率を実効的に上げ、この同軸
型誘電体共振器１の長さを短縮するようにしたものであ
る。

【００１２】本発明誘電体フィルタは例えば図４，図５
に示す如く上述共振器を使用したものである。

【００１３】本発明発振器は上述共振器を使用したもの
である。

【００１４】

【作用】本発明によれば同軸型誘電体共振器１の外部に
並列にキャパシタンス９を接続したので、この同軸型誘
電体共振器１の内部のキャパシタンスとの合成キャパシ
タンス値が増加し、共振周波数が低下する。換言すれば
実効的な比誘電率が上昇したこととなり、このキャパシ
タンス９を並列接続しないときと同じ周波数で共振させ
るためには、この同軸型誘電体共振器１の共振周波数は
高くなり、この同軸型誘電体共振器１の軸方向の長さを
短縮できる。

【００１５】本発明による誘電体フィルタは同軸型誘電
体共振器の軸方向の長さが短くできるので、それだけ小
型化できる。

【００１６】本発明による発振器は同軸型誘電体共振器
の軸方向の長さが短くできるので、それだけ小型化でき
る。

【００１７】

【実施例】以下図１，図２を参照して本発明共振器の一
実施例につき説明しよう。図１Ａ及びＢにおいて、１は
図８と同様の一般的構造の同軸型誘電体共振器を示し、
この同軸型誘電体共振器１は四角柱状の誘電体セラミッ
ク７の中心部に円筒状の貫通孔７ａを形成し、この誘電
体セラミック７の上面を除く、全ての面に銀等の金属よ
り成る電極８を被着したものである。

【００１８】この同軸型誘電体共振器１の貫通孔７ａを
有しない一面の電極８をプリント基板１０の一面に設け
た配線パターン１０ａに対接し、電気的に接続して固定
する。このプリント基板１０の他面に配線パターン１０
ａに対応して接地パターン１０ｂを形成し、この配線パ
ターン１０ａと接地パターン１０ｂとをスルーホール等
により電気的に接続する如くする。

【００１９】本例においては、このプリント基板１０の
一面に配線パターン１０ａとは所定間隔離間して配線パ
ターン１０ｃを設け、この配線パターン１０ａと配線パ
ターン１０ｃと間に所定容量の外付けコンデンサ９を接
続する如くする。

【００２０】また、本例においては、この同軸型誘電体
共振器１の電極８を有しない側より中央部の貫通孔７ａ
の電極８を結合端子２を介して配線パターン１０ｃに接
続する如くする。

【００２１】この場合、この図１の構成の集中定数によ
る等価回路は図２に示す如く同軸型誘電体共振器１のイ
ンピーダンス、キャパシタンス、インダクタンスに並列
にこのコンデンサ９が接続されたものとなる。

【００２２】本例は上述の如く同軸型誘電体共振器１の
外部に並列にコンデンサ９を接続したので、この同軸型
誘電体共振器１の内部のキャパシタンスとの合成キャパ
シタンス値が増加し、この為共振周波数が低下する。換
言すれば、実効的な比誘電率が上昇したこととなり、こ
のコンデンサ９を並列接続しないときと同じ周波数で共
振させるためには、この同軸型誘電体共振器１の共振周
波数は高くなり、この同軸型誘電体共振器１の軸方向の
長さを短縮できる利益がある。

【００２３】また本例によれば同軸型誘電体共振器１と
して、特殊な形状としていないので、周波数調整時の変
化量が穏やかで調整が容易であると共に形状が特殊でな
いので外径の小さい共振器に適用ができる利益がある。

【００２４】この図１例の共振器を誘電体フィルタに適
用したときは図３に示す如くなる。この図３につき説明
するに、この図３において、図６に対応する部分には同
一符号を付し、その詳細説明は省略する。

【００２５】本例による誘電体フィルタは、複数例えば
２個の図８に示す如き同軸型誘電体共振器１ａ及び１ｂ
を、夫々の貫通孔７ａを有しない一面の電極８を夫々プ
リント基板３の一面に設けた接地用の配線パターン３ａ
に夫々対接し、電気的に接続して固定する。

【００２６】このプリント基板３の他面に図示しない
が、この配線パターン３ａに対応して、接地パターンを
形成し、この配線パターン３ａとこの接地パターンとを
スルーホール等により電気的に接続する如くする。

【００２７】また本例においては、プリント基板３の一
面にこの配線パターン３ａとは別に入出力用の配線パタ
ーン３ｂ，３ｅ、結合用の配線パターン３ｃ，３ｄを設
け、配線パターン３ｂと３ｃと間、配線パターン３ｃと
３ｄと間及び配線パターン３ｄと３ｅと間に夫々結合用
チップコンデンサ４ａ，４ｂ及び４ｃを接続する。

【００２８】本例においては配線パターン３ｃと３ａと
間及び配線パターン３ｄと３ａとの間に夫々所定容量値
の外付けコンデンサ９ａ及び９ｂを夫々接続する如くす
る。

【００２９】また本例においては、この同軸型誘電体共
振器１ａ及び１ｂの夫々の電極８を有しない側より中央
部の貫通孔７ａの電極８を結合端子２ａ及び２ｂを介し
て配線パターン３ｃ及び３ｄに接続する如くする。

【００３０】この場合、この図３の構成の集中定数によ
る等価回路は図４に示す如く、同軸型誘電体共振器１ａ
及び１ｂの夫々のインピーダンス、キャパシタンス、イ
ンダクタンスに並列に夫々コンデンサ９ａ及び９ｂが接
続されたものとなる。

【００３１】本例は上述の如く同軸型誘電体共振器１ａ
及び１ｂの外部に並列にコンデンサ９ａ及び９ｂを接続
したので、この同軸型誘電体共振器１ａ及び１ｂ夫々の
内部のキャパシタンスとの合成キャパシタンス値が増加
し、この為夫々の共振周波数が低下する。換言すれば、
実効的な比誘電率が上昇したこととなり、このコンデン
サ９ａ及び９ｂを並列接続しないときと同じ周波数で共
振させるためには、この同軸型誘電体共振器１ａ及び１
ｂの夫々の共振周波数は高くなり、この同軸型誘電体共
振器１ａ及び１ｂの夫々の軸方向の長さを短縮でき、そ
れだけ、この誘電体フィルタを小型化できる利益があ
る。

【００３２】また図１に示す如き共振器を発振器の共振
器として使用することができる。この共振器を発振器に
使用したときにはこの発振器を小型化できる利益があ
る。

【００３３】また図５Ａ及びＢは本発明による共振器の
他の例を示す。この図５につき説明するにこの図５にお
いて、図１に対応する部分には同一符号を付し、その詳
細説明は省略する。

【００３４】図５例においても、図８に示す如き同軸型
誘電体共振器１の貫通孔７ａを有しない一面の電極８を
プリント基板１０の一面に設けた接地用の配線パターン
１０ａに対接し、電気的に接続して固定する。本例にお
いては、このプリント基板１０の他面に全面に亘って接
地パターン１０ｂを形成し、この配線パターン１０ａと
接地パターン１０ｂとをスルーホール等により電気的に
接続する如くする。

【００３５】本例においては、このプリント基板１０の
一面にキャパシタンス９を構成する所定面積の電極パタ
ーン９ｃを設ける。この場合この電極パターン９ｃとプ
リント基板１０の他面の接地パターン１０ｂとで所定容
量値のキャパシタンス９を形成する如くする。

【００３６】また本例においては、この同軸型誘電体共
振器１の電極８を有しない側より中央部の貫通孔７ａの
電極８を結合端子２を介して電極パターン９ｃに接続す
る如くする。この場合この図５の構成の集中定数での等
価回路は図２に示す如く、同軸型誘電体共振器１のイン
ピーダンス、キャパシタンス、インダクタンスに並列に
このキャパシタンス９が接続されたものとなる。

【００３７】本例は上述の如く同軸型誘電体共振器１の
外部に並列にキャパシタンス９を接続したので、図１実
施例同様の作用効果を得ることができることは容易に理
解できよう。

【００３８】また図５Ａ及びＢに示す共振器を上述同様
にして誘電体フィルタ及び発振器に適用することがで
き、この図５共振器を誘電体フィルタ及び発振器に適用
したときにも之等を小型化できる利益があることは勿論
である。

【００３９】尚、本発明は上述実施例に限ることなく本
発明の要旨を逸脱することなく、その他種々の構成が採
り得ることは勿論である。

【００４０】

【発明の効果】本発明によれば同軸型誘電体共振器の外
部に並列にキャパシタンスを接続したので、この同軸型
誘電体共振器の内部のキャパシタンスとの合成キャパシ
タンス値が増加し、この為共振周波数が低下し、実効的
な比誘電率が上昇したこととなり、この同軸型誘電体共
振器の軸方向の長さを短縮できる利益がある。

【００４１】また本発明によれば同軸型誘電体共振器と
して特殊な形状としていないので周波数調整が容易であ
ると共に外径の小さい共振器にも適用ができる利益があ
る。

【００４２】本発明誘電体フィルタによれば、小型化で
きると共に周波数調整が容易である利益がある。

【００４３】本発明発振器によれば小型化できると共に
周波数調整が容易である利益がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明共振器の一実施例を示し、Ａは斜視図、
Ｂは側面図である。

【図２】図１の等価回路を示す結線図である。

【図３】本発明による誘電体フィルタの一実施例を示す
斜視図である。

【図４】図３の等価回路を示す結線図である。

【図５】本発明共振器の他の実施例を示し、Ａは斜視
図、Ｂは側面図である。

【図６】従来の誘電体フィルタの分解斜視図である。

【図７】図６の等価回路を示す結線図である。

【図８】同軸型誘電体共振器の例を示し、Ａは斜視図、
Ｂは断面図である。

【符号の説明】

１，１ａ，１ｂ 同軸型誘電体共振器 ２，２ａ，２ｂ 結合端子 ３，１０ プリント基板 ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ，１０ａ，１０ｂ，１０
ｃ 配線パターン ４ａ，４ｂ，４ｃ 結合チップコンデンサ ７ 誘電体セラミック ８ 電極 ９，９ａ，９ｂ コンデンサ ９ｃ 電極パターン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 伸雄 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 同軸型誘電体共振器と、該同軸型誘電体
   共振器の外部において、この同軸型誘電体共振器に並列
   に接続したキャパシタンスとより成り、 該キャパシタンスにより上記同軸型誘電体共振器の誘電
   体の比誘電率を実効的に上げ、上記同軸型誘電体共振器
   の長さを短縮するようにしたことを特徴とする共振器。
2. 【請求項２】 請求項１記載の共振器を使用したことを
   特徴とする誘電体フィルタ。
3. 【請求項３】 請求項１記載の共振器を使用したことを
   特徴とする発振器。