JPH0744365B2 - 高周波フィルタ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はマイクロ波帯等の高周波帯域で使用するフィル
タに関する。更に詳しく述べると、櫛形誘電体ブロック
を用い、それに有極形低域通過フィルタ部と帯域阻止フ
ィルタ部とを一体的に形成した高周波フィルタに関する
ものである。

このフィルタは、例えばマイクロ波帯域の移動体通信や
衛星通信等で有用である。

［従来の技術］ 低域通過フィルタ部と帯域阻止フィルタ部とを組み合わ
せたフィルタは公知である。これは例えば基板上に、単
一の共振子穴を有するλ/4型誘電体共振器を複数個並設
すると共に、２個上下に重ねたチップコンデンサを複数
組（共振器と同数）前記各共振器の開放面近傍に配設
し、各組のチップコンデンサ同士の間にコイルの端部を
挿入し接続することで組間（フィルタ段間）を互いに結
合し、各共振子穴の導体膜と各組のチップコンデンサの
上面電極とをリード線によって接続した構成になってい
る。

［発明が解決しようとする課題］ 上記の構成では多数のチップコンデンサを用いるため、
個々の容量のばらつきがフィルタ特性に直接影響する。
従って容量選別を行わねばならず、調整工数も多くな
る。また部品点数が多く、組立工数や管理工数も多くな
る。λ/4型同軸共振器を用いるため、形状的に小さくす
ることができない。

更にチップコンデンサを上下２段重ねにしているため、
位置合わせが必要となり、２段のコンデンサの間にコイ
ル端子を挿入して接続する必要から組立作業が煩雑とな
り、信頼性に欠け歩留りが悪い。

また低域通過フィルタ部を有極形にするには更に部品の
追加を必要とし、構造が複雑になるため実用的でない。

本発明の目的は、上記のような従来技術の欠点を解消
し、低域通過フィルタ部及び帯域阻止フィルタ部を一体
化でき、そのため小型になり組立工数や調整工数が少な
く、また有極帰還回路を有しフィルタ特性の優れた高信
頼性の高周波フィルタを提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、基本的には誘電体ブロックに有極形の低域通
過フィルタ部と帯域通過フィルタ部とを一体的に形成し
たものである。誘電体ブロックの相対向する面の一方に
複数本の溝を平行に設けて櫛形とし、各溝の壁面及び底
面に導体膜を形成する。他方の面には、共通のアース電
極と、前記溝の底面にそれぞれ対向する個別電極を設け
る。そして前記溝の導体膜間を第１のコイルで接続し、
各個別電極とアース電極とを第２のコイルで接続する。

アース電極及び個別電極を形成する面は平坦な面でもよ
いが、凹部（段差部や溝等も含む）を設け、その凹部に
第２のコイルを収納すると、実装の際にコイルが邪魔に
ならず好ましい。

［作用］ 誘電体ブロックの溝底部の導体膜とアース電極との間で
接地容量が形成され、溝の導体膜間をつなぐ第１のコイ
ルでインダクタンスが生じる。これら複数のコイルが直
列に接続されると共にコイルの相互接続点間に並列にそ
れぞれ接地容量が接続された４端子LC回路網によって基
本的な低域通過フィルタ特性が得られる。また隣り合う
溝の壁面導体膜間で対向容量が生じ、それと前記コイル
のインダクタンスとによって並列共振回路ができ通過阻
止の減衰極を作る。この減衰極は前記インダクタンスと
対向容量を適当な値に選定することによって通過域に近
いところに形成できるため、通過域が急峻になりフィル
タ特性が改善される。

また溝の底部の導体膜と個別電極とが対向配置されてい
るため、それらにより別の容量が形成され、その容量と
第２のコイルによって多段の帯域阻止フィルタ部が構成
される。これによって所定の周波数帯域で大きな減衰を
得る。

本発明の高周波フィルタでは、帯域阻止フィルタ部によ
る減衰域は低域通過フィルタ部における通過域内に設定
され、低域通過フィルタ部の高周波側の減衰域で不要な
信号、雑音をカットする。

［実施例］ 第１図A,Bは本発明に係る高周波フィルタの一実施例を
示す斜視図である。マイクロ波用の高誘電率材料の焼結
体からなる誘電体ブロック10は、直方体の一組の相対向
する面の一方（第１図では上面）に４本の溝12を平行に
設けたものであり、縦断面で見ると櫛形をなしている。
そして各溝12の内面、即ち両壁面と底面に導体膜14を設
ける。誘電体ブロック10の他方の面（第１図では下面）
には片側長手方向にアース電極16を形成し、更に前記各
溝12の底面に対向する位置に個別電極18を形成する。そ
して入出口端子20と両端に位置する溝の導体膜との間、
及び各溝の導体膜間を第１のコイル22で接続し、更に下
面の各個別電極18とアース電極16との間を第２のコイル
24で接続する。

なお第１図において図面を分かり易くするため、導体膜
が無く誘電体の素地がそのまま露出している部分は細か
な点々によって表示し、影線を付した部分は導体膜を表
してある。アース電極16及び個別電極18は導体膜であ
る。誘電体ブロック10は粉体を所定の形状にプレス成形
し焼成することで製造する。また導体膜は例えば銀ペー
ストの焼き付け等により形成した極く薄い導電層であっ
てよい。

第２図A,Bはそれぞれ第１図Ａにおいてｐ方向及びｑ方
向から見た容量分布状態を示す説明図である。第２図Ａ
に示すように、誘電体ブロック10において溝底部導体膜
とアース電極16との間で接地容量C₁,…,C₄が形成され、
隣り合う溝の壁面導体膜間で対向容量C₅,…,C₇が形成さ
れるる。L₁,…,L₅は第１のコイル22によるインダクタン
スを表している。誘電体ブロックの幅を一定としたと
き、接地容量C₁,…,C₄は溝12の幅、アース電極16と溝底
部との距離、アース電極16の幅で調整でき、対向容量
C₅,…,C₇は溝間の凸部の幅、溝深さで調整できる。また
各溝12の底面の導体膜と各個別電極18との間で容量C₈,
…,C₁₁が形成される。L₆,…,L₈は第２のコイル24のイン
ダクタンスを表している。

本発明の高周波フィルタの等価回路を第３図に示す。接
地容量C₁,…,C₄とインダクタンスL₁,…,L₅とで基本的な
低域通過フィルタ特性を実現し、対向容量C₅,…,C₇とイ
ンダクタンスL₂,…,L₄との並列共振により通過阻止の減
衰極を作る。これらによって低域通過フィルタ部が構成
される。また容量C₈,…,C₁₁とインダクタンスL₆,…,L₈
が従来の誘電体共振器と同様の等価回路になり、これら
帯域阻止フィルタ部を構成する。上記の低域通過フィル
タ部と帯域通過フィルタ部とが結合して高周波フィルタ
となる。

この高周波フイルタにより得られるフィルタ特性の一例
を第４図に示す。挿入損失が極めて小さく、また所定の
周波数帯域で十分大きな減衰量が得られる。例えば、こ
れを送信フィルタとして用いる時は、同図に示されてい
るように阻止帯域（減衰量の大きな領域）が受信帯域ａ
となる。受信帯域ａより僅かに低域側にずれた送信帯域
ｂは減衰が極めて少ない（挿入損失が非常に小さい）。
これらは帯域阻止フィルタ部の特性による。符号ｃで示
す部分は低域通過フィルタ部による効果が効いている領
域であり、高周波側はカットされる。

中心共振周波数の異なる上記のような誘電体フィルタを
２個使用し、一方を送信フィルタ、他方を受信フィルタ
として組み合わせることによって自動車電話等で用いる
アンテナ共用器を構成できる。

本発明において、誘電体ブロックに形成する溝の形状
は、上記のようなＵ字型のみならず、断面角型や半円形
状などであってもよい。溝の幅や深さを変えることによ
って容量の調整を行うことができる。

誘電体ブロックの下面電極パターンは第５図のようにし
てもよい。ここではアース電極26が個別電極18を取り囲
むように設けている。

第６図〜第８図は本発明の他の実施例を示している。第
６図は誘電体ブロック30の下面に段差を設けたものであ
る。ブロック高さが低い方にアース電極32を形成し、高
い方に個別電極34を形成している。また第７図の例は、
誘電体ブロック36の下面中央に長手方向の凸条38を形成
し、それに個別電極40を設け、低い両方の面にアース電
極42を設けている。第６図及び第７図のいずれの場合も
アース電極32と個別電極34との間、及びアース電極42と
個別電極40との間を第２のコイル24で接続する。コイル
24は段差によって生じた凹部に収容される。

第８図では誘電体ブロック44の下面で、溝に対向する位
置にそれぞれ凹部46を形成し、その底面に個別電極48を
設けている。アース電極50は平坦部分に帯状に設けてい
る。ここでも各個別電極48とアース電極50とを第２のコ
イル24で接続し、そのコイル24を凹部46内に収納するよ
うになっている。このように凹部にコイルを収納する
と、コイルの保護並びに部品の小型化を図ることがで
き、実装の際にコイルが邪魔にならないため好ましい。

上記の実施例では、いずれも溝を４本設けているが、そ
の形状個数は適宜変更してよい。

［発明の効果］ 本発明は上記のように、容量部分が全て誘電体ブロック
内で一体化されているため、容量のばらつきを抑えるこ
とができ、部品点数が少ないため組立が容易となり、製
造コストが低減し、信頼性が高くなる。更に容量が立体
的に形成されているため、占有取付け面積が小さくなり
基板実装密度が向上する。特に本発明では帯域阻止フィ
ルタ部を誘電体ブロックに一体的に組み込まれているた
め、小型化できる。

また本発明は上記のように所望の減衰が欲しい周波数領
域に帯域阻止フィルタ部を設けているから十分大きな
減衰量が得られ、容量部分を一体化した低域通過フィル
タ部を組み合わせているため低域側は挿入損失が少な
く、高域側の減衰量は十分大きく、全体としてフィルタ
特性は向上する。

低域通過フィルタ部は有極帰還回路を有し、対向容量の
値の選定によって通過阻止の減衰極を通過域の近くに形
成できるため、通過域が急峻になりフィルタ特性は更に
改善される。

【図面の簡単な説明】

第１図A,Bは本発明に係る高周波フィルタの一実施例を
示す分解斜視図、第２図A,Bはそれぞれ第１図Ａにおけ
るp,q方向から見た容量分布状態の説明図、第３図は本
発明に係るフィルタの等価回路図、第４図は本発明のフ
ィルタの特性例の説明図、第５図、第６図、第７図、第
８図はそれぞれ本発明の他の実施例を示す斜視図であ
る。 10……誘電体ブロック、12……溝、14……導体膜、16…
…アース電極、18……個別電極、20……入出力端子、22
……第１のコイル、24……第２のコイル。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−234102（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−205903（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−115401（ＪＰ，Ｕ)

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】誘電体ブロックの相対向する面の一方に複
   数本の溝を平行に設けて櫛形とし、各溝の壁面及び底面
   に導体膜を形成すると共に、他方の面に、共通のアース
   電極と、前記溝の底面にそれぞれ対向する個別電極を設
   け、前記溝の導体膜間を第１のコイルで接続し、各個別
   電極とアース電極とを第２のコイルで接続した高周波フ
   ィルタ。
2. 【請求項２】アース電極及び個別電極を形成する面に凹
   部を設け、その凹部に第２のコイルを収納した請求項１
   記載のフィルタ。