JPH0846402A - 誘電体フィルタ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 入出力端子穴の両開口端及び共振子穴の開放
側の開口端近傍の無導体部分の形成精度の向上並びに特
性の安定化を図ることができ、しかも容易に且つ安価に
無導体部分を形成できるようにする。 【構成】 直方体状の誘電体ブロック１０の長手方向に
共振子穴１２ａ，…，１２ｃを配設し、両端の共振子穴
近傍に、それと平行に貫通する入出力端子穴１４ａ，１
４ｂを設ける。誘電体ブロックの外表面の大部分に外導
体１６を設け、共振子穴の内面に共振器内導体を形成し
て一方の開口端を開放側、他方の開口端を短絡側とし、
入出力端子穴の内面全長にわたって外導体から遊離した
入出力導体を形成する。誘電体ブロックは、共振子穴の
開放側の開口端近傍、及び入出力端子穴の両方の開口端
の近傍に、穴軸方向に突出した島状の突部２２，２３を
一体的に形成した構造をなし、その先端面全体を無導体
面とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、直方体状の誘電体ブロ
ックを用いる一体構造の同軸型誘電体フィルタに関し、
更に詳しく述べると、両端に位置する共振子穴の近傍の
誘電体ブロック端部寄りの位置に入出力端子穴を貫設
し、その内面に独立した入出力導体を形成した誘電体フ
ィルタ及びその製造方法に関するものである。この誘電
体フィルタは、マイクロ波用の各種無線機器などに有用
である。

【０００２】

【従来の技術】直方体状の誘電体ブロックの長手方向に
所定の間隔をおいて複数の共振子穴を配設し、該共振子
穴の内面に共振器内導体を形成し、誘電体ブロックの所
定の外表面に外導体を形成した同軸型誘電体フィルタは
従来公知である。その場合、隣接する共振子穴につい
て、短絡側（共振器内導体が外導体に電気的に接続され
ている側）と開放側を交互に設けるインターデジタルタ
イプと、短絡側（あるいは開放側）を同じ方向に設ける
コムラインタイプとがある。

【０００３】これらの誘電体フィルタの入出力端子構造
としては、一般に樹脂ピンが用いられているが、近年、
小形化の要請に応じるため、両端に位置する共振子穴近
傍の誘電体ブロック端部寄りの位置に入出力端子穴を設
けて、その内面の全長にわたって外導体から遊離した入
出力導体を設ける構成が採用されている。

【０００４】また表面実装に対応できるようにするた
め、コムラインタイプの場合も、誘電体ブロックの共振
子穴が開口している面の一方である開放面全体を無導体
面とするのではなく、共振子穴の開放側の開口端周縁の
み円環状に無導体部分を形成して、それ以外の外表面を
外導体で覆い、アース金具無しでも減衰特性が悪化しな
いようにしたアース金具無しタイプとすることも行われ
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】共振子穴の開放側の開
口端の近傍のみを無導体部分とするには、誘電体ブロッ
クの全面にメタライズを施した後、必要な穴端部のみを
円錐状の砥石を回転させて削って導体層を剥離する方法
と、必要な穴端部のみ円環状に除くように印刷法で導電
ペーストを塗布し、焼き付ける方法とがある。

【０００６】しかし回転する砥石による導体層の剥離
は、簡便ではあるものの、剥離作業の精度が悪く、特性
安定化が図れない。即ち、剥離寸法のバラツキにより特
性が悪化するものが発生する。それに対して印刷法によ
る外導体の形成は、精度向上並びに特性安定化は図れる
ものの、工数が多くなり、製造コストが高くなる。

【０００７】本発明の目的は、共振子穴の開放側の開口
端近傍、及び入出力端子穴の両開口端近傍に設ける無導
体部分の形成精度の向上並びに特性の安定化を図ること
ができ、しかも容易に且つ安価に無導体部分を形成でき
る構造の誘電体フィルタを提供すること、及びそれを製
造する方法を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、ほぼ直方体状
の誘電体ブロックの長手方向に複数の共振子穴を配設す
ると共に、両端に位置する共振子穴近傍の誘電体ブロッ
ク端部寄りの位置に、共振子穴と平行に貫通する入出力
端子穴を設け、該誘電体ブロックの外表面の大部分に外
導体を設け、各共振子穴の内面に共振器内導体を形成し
て一方の開口端を開放側、他方の開口端を短絡側とし、
両入出力端子穴の内面全長にわたって前記外導体から遊
離した（電気的に非導通となっている）入出力導体を形
成した誘電体フィルタである。ここで誘電体ブロック
は、各共振子穴の開放側の開口端近傍、及び両入出力端
子穴の両方の開口端の近傍に、穴軸方向に突出した島状
の突部を一体的に形成した構造をなし、該突部の先端面
全体を無導体面としており、その点に本発明の特徴があ
る。誘電体ブロックの端に位置する共振子穴と入出力端
子穴の開口端に設ける突部は、共通の島状構造とするの
がよい。また同一方向に突出している各突部は、同じ突
出高さとするのがよい。

【０００９】このような誘電体フィルタは、次のような
工程で容易に製造できる。まず、ほぼ直方体状の誘電体
ブロックの長手方向に複数の共振子穴を配設すると共
に、両端に位置する共振子穴近傍の誘電体ブロック端部
寄りの位置に、共振子穴と平行に貫通する入出力端子穴
を設け、両入出力端子穴の両方の開口端の近傍及び各共
振子穴の一方の開口端の近傍に、穴軸方向に突出する島
状の突部を、プレス金型を用いて一体成形する。次に、
その突部を有する誘電体ブロックに全面メタライズを施
す。その後、突部の先端面全体に付着している導体層
を、回転するサンドベルトに押し当てることによって剥
離する。

【００１０】

【作用】突部は、無導体部分を画定する機能を果たす。
つまり誘電体ブロックの成形時に突部も同時に成形さ
れ、それはプレス金型で形状が決まるため、ほとんどバ
ラツキは無い。そして、無導体部分は、その突部の先端
面全体であるから、無導体部分の形状精度は向上し、特
性は安定化する。共振器内導体を形成した各共振子穴
は、一方が開放側、他方が短絡側となって１／４波長共
振器を構成しており、それらによって所定のフィルタ特
性が生じる。ここで誘電体ブロックの大部分は外導体で
覆われているため、電波漏れが少なくなり、減衰特性が
改善される。このタイプの誘電体フィルタは、金属製の
筐体を使用する必要がないので、それだけ小形化できる
ことになる。入出力の結合容量は、両端の共振子穴の共
振器内導体と入出力端子穴の入出力導体とで決まるた
め、安定した結合が得られる。入出力端子穴は、誘電体
ブロックを貫通して設けられ、その全長にわたって入出
力導体が形成され、突部の先端面全体を無導体面とする
ので、コンデンサ容量は正確に設定できる。

【００１１】

【実施例】図１は本発明に係る誘電体フィルタの一実施
例を示しており、ＡとＢは同じ３段のインターデジタル
型フィルタを前後逆方向から見た斜視図である。また図
２はその断面図である。誘電体フィルタは、マイクロ波
用高誘電率セラミックス材料の焼結体からなるほぼ直方
体状の誘電体ブロック１０を用いる。誘電体ブロック１
０は、その長手方向に３個の共振子穴１２ａ，１２ｂ，
１２ｃを貫設し、また両端に位置する共振子穴１２ａ，
１２ｃの近傍の誘電体ブロック端部寄りの位置に、各共
振子穴１２ａ，…，１２ｃと平行に入出力端子穴１４
ａ，１４ｂを貫設した構造である。誘電体ブロック１０
の外表面の大部分には外導体１６を、各共振子穴１２
ａ，…，１２ｃの内面には共振器内導体１８を、また両
入出力端子穴１４ａ，１４ｂの内面には入出力導体２０
を、それぞれ形成する。

【００１２】ここで、各共振子穴１２ａ，…，１２ｃ
は、一方の端部が開放側、他方の端部が短絡側となり、
隣接する共振子穴について、短絡側と開放側とが交互に
設けられている。つまり図１のＡの手前側の面（図２の
上面）では、両端の共振子穴１２ａ，１２ｃが開放側、
中央の共振子穴１２ｂが短絡側であり、図１Ｂの手前側
の面（図２の下面）では、逆に、両端の共振子穴１２
ａ，１２ｃが短絡側、１２ｂが開放側である。短絡側
は、共振子穴１２ａ，…，１２ｃの内面の共振器内導体
１８と誘電体ブロック１０の外面の外導体１６とが電気
的に接続されている状態にあり、開放側は、共振器内導
体１８と外導体１６とが遊離した（電気的に接続されて
いない）状態となっている。また入出力端子穴１４ａ，
１４ｂでは、その入出力導体２０が両開口端で外導体１
６から遊離した状態となっている。

【００１３】ここで本発明の特徴は、誘電体ブロック１
０の形状である。即ち、誘電体ブロック１０は、完全な
直方体形状ではなく、前記の各穴が開口している面に突
部を設けた構造とした点である。各共振子穴１２ａ，
…，１２ｃの開放側の開口端近傍、及び両入出力端子穴
１４ａ，１４ｂの両方の開口端近傍に、穴軸方向に突出
した島状の突部を一体的に形成する。ここでは、誘電体
ブロック１０の端に位置する共振子穴と入出力端子穴の
開口端については、共通する眼鏡型の突部２２とし（図
１のＡに示す）、他の部分については円環型の突部２３
として（図１のＢに示す）、合計５個の突部を設けてい
る。そして、各突部２２，２３の先端面全体を無導体面
とし（細かな点々を付して表す）、それによって外導体
１６から遊離した状態を実現している。

【００１４】図２の断面図に明示されているように、入
出力端子穴１４ａ，１４ｂは、その内面の全長にわたっ
て入出力導体２０が形成されている。共振子穴１２ａ，
…，１２ｃの共振器内導体１８は、必要に応じて共振周
波数の微調整のため開放側から僅かに削り込んでいく関
係上、開放側の開口端は導体層が剥離されたテーパ面と
なる。

【００１５】図１に立ちかえって、両入出力端子穴１４
ａ，１４ｂには、両端に位置する共振子穴１２ａ，１２
ｃの開放側の開口から（つまり図１のＡの手前側の面か
ら）金属端子２４を挿入して、内面の入出力導体２０に
接続する。金属端子２４は、金属板の打抜き成形などに
よって製造したものでよく、その一部を前記の入出力端
子穴１４ａ，１４ｂに挿入して、入出力導体２０に半田
付けする。

【００１６】なお図面を分かりやすくするめたに、各図
においてメタライズ（導体層）を施した部分には影線を
施し、導体層が無く誘電体の素地が露出している箇所
は、細かな点々を付して表している。

【００１７】このような誘電体フィルタは、図３のよう
な工程で製作する。まず、Ａに示すような所定形状の誘
電体ブロック１０を作製する。それには、従来同様、金
型を用いて粉末プレス成形し、焼成する。誘電体ブロッ
ク１０は、ほぼ直方体状をなし、その長手方向に３個の
共振子穴１２ａ，…，１２ｃを配設すると共に、両端に
位置する共振子穴近傍の誘電体ブロック端部寄りの位置
に、共振子穴と平行に貫通する入出力端子穴１４ａ，１
４ｂを設け、両入出力端子穴の両方の開口端の近傍及び
各共振子穴の一方の開口端の近傍に、穴軸方向に突出す
る島状の突部２２，２３を一体的に形成した形状であ
る。

【００１８】次にＢに示すように、この誘電体ブロック
１０に全面メタライズを施す。例えば、導電ペースト中
に誘電体ブロックを浸漬し、次いで、それを焼き付けれ
ばよい。その後、Ｃに示すように、突部２２，２３の先
端面全体に付着している導体層を剥離する。それには、
突部２２，２３の先端面全体を回転するサンドベルトに
押し当てればよい。これによって入出力端子穴１４ａ，
１４ｂの両方の開口端で入出力導体２０が外導体１６か
ら遊離され、入出力部が完成する。同時に、共振子穴１
２ａ，…，１２ｃの一方の開口端で共振器内導体１８と
外導体１６との電気的接続が切り離され、開放側が形成
される。この段階で、必要に応じて共振子穴に開放側か
ら円錐状の回転砥石によって削り込んで共振器内導体の
全長を若干短く加工して所定の共振周波数に調整する。
最後に、入出力端子穴１４ａ，１４ｂに、その近傍の共
振子穴の開放側の開口端から、金属端子２４を挿入し
て、内部の入出力導体に半田付けする。

【００１９】研削あるいは研磨によって突部先端面全体
の導体層を剥離する関係上、各突部２２，２３の突出高
さは、少なくとも同じ側では同一とすることが望まし
い。なお、突部先端面以外の面が研削されないようにす
ればよいので、突出高さは極く僅かでよい。

【００２０】図４は本発明の他の実施例を示しており、
３段のコムライン型フィルタの例である。この図４も図
１と同様、ＡとＢは同じ誘電体フィルタを前後逆方向か
ら見た時の斜視図である。各共振子穴３２ａ，…，３２
ｃは、すべて同じ方向に開放側が形成されている。ここ
では図４のＡの手前側の面が開放側であり、各共振子穴
３２ａ，…，３２ｃの開口端の周辺に突部４２，４３が
形成されている。反対側の面（Ｂの手前側の面）は、共
振子穴の周辺には突部は設けられていない。両端に位置
する入出力端子穴３４ａ，３４ｂについては、その両端
の開口部近傍に突部４３を設けてある。そして各突部４
２，４３の先端面全体は無導体面とし、それ以外の誘電
体ブロック３０の外表面は外導体３６で覆う構造とす
る。入出力端子穴３４ａ，３４ｂには金属端子４４を挿
入し、半田付けする。

【００２１】これによって各共振子穴３２ａ，…，３２
ｃの同一方向に位置する開口端が開放側となるコムライ
ン型フィルタとなる。入出力端子穴３４ａ，３４ｂの内
面の入出力導体は、両端で外導体３６から遊離し、完全
にアースから浮いた状態となり、隣接する共振子穴の共
振器内導体との間で容量結合状態が形成されることにな
る。

【００２２】図５は本発明の更に他の実施例であり、Ａ
は開放側の面を示し、Ｂは断面を示している。これは共
振子穴を２個設けた２段フィルタの場合である。両共振
子穴５２ａ，５２ｂは、同じ方向に開放側が形成されて
る。ここでは図５のＡに示す面（Ｂの上面）が開放側で
あり、両共振子穴５２ａ，５２ｂの周辺に突部６２が形
成されている。反対側の面（Ｂの下面）は、共振子穴の
周辺には突部は設けられていない。両端に位置する入出
力端子穴５４ａ，５４ｂについては、その両端の開口部
近傍に突部６３を設けてある。突部６２，６３の先端面
全体を除く誘電体ブロック５０の外表面には外導体５６
を設ける。

【００２３】突部の形状については、特に制限はない。
入出力端子穴とそれに隣接する共振子穴に突部を設ける
場合には、両者が接近することを考慮すると、共通の眼
鏡型構造とするのが好ましい。突部は角型でもよいが、
突部の基部エッジなどはアールを付した方がメタライズ
付着が良好となるため好ましい。本発明は、２段以上の
誘電体フィルタに適用できる。

【００２４】

【発明の効果】本発明は上記のように、入出力端子穴の
両開口端近傍、及び共振子穴の開放側の開口端近傍に突
部を設け、その先端面全面を無導体面とする構成なの
で、入出力端子穴や共振子穴の開口端と外導体との間に
設ける無導体部分の距離が一定となり、特性のバラツキ
を抑制できる。即ち、突部の形状は、誘電体ブロックを
成形する際のプレス金型により一定に制御できるし、全
面メタライズ後に、研削・研磨などの手法により突部の
先端面全体の導体層を除去すればよいため、作業が容易
で、量産し易く、且つ無導体部分のバラツキが少なくな
り、特性が安定化する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る誘電体フィルタの一実施例を示す
斜視図。

【図２】その断面図。

【図３】その製造工程の一例を示す説明図。

【図４】本発明に係る誘電体フィルタの他の実施例を示
す斜視図。

【図５】本発明に係る誘電体フィルタの更に他の実施例
を示す説明図。

【符号の説明】

１０ 誘電体ブロック １２ａ，１２ｂ，１２ｃ 共振子穴 １４ａ，１４ｂ 入出力端子穴 １６ 外導体 １８ 共振器内導体 ２０ 入出力導体 ２２，２３ 突部 ２４ 金属端子

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ほぼ直方体状の誘電体ブロックの長手方
   向に複数の共振子穴を配設すると共に、両端に位置する
   共振子穴近傍の誘電体ブロック端部寄りの位置に、共振
   子穴と平行に貫通する入出力端子穴を設け、該誘電体ブ
   ロックの外表面の大部分に外導体を設け、各共振子穴の
   内面に共振器内導体を形成して一方の開口端を開放側、
   他方の開口端を短絡側とし、両入出力端子穴の内面全長
   にわたって前記外導体から遊離した入出力導体を形成し
   た誘電体フィルタにおいて、誘電体ブロックは、各共振
   子穴の開放側の開口端近傍、及び両入出力端子穴の両方
   の開口端の近傍に、穴軸方向に突出した島状の突部を一
   体的に形成した構造をなし、該突部の先端面全体を無導
   体面としたことを特徴とする誘電体フィルタ。
2. 【請求項２】 誘電体ブロックの端に位置する共振子穴
   と入出力端子穴の開口端に設ける突部を共通の島状構造
   とした請求項１記載の誘電体フィルタ。
3. 【請求項３】 同一方向に形成されている突部の高さが
   全て同一である請求項１又は２記載の誘電体フィルタ。
4. 【請求項４】 ほぼ直方体状の誘電体ブロックの長手方
   向に複数の共振子穴を配設すると共に、両端に位置する
   共振子穴近傍の誘電体ブロック端部寄りの位置に、共振
   子穴と平行に貫通する入出力端子穴を設け、両入出力端
   子穴の両方の開口端の近傍及び各共振子穴の一方の開口
   端の近傍に、穴軸方向に突出する島状の突部をプレス金
   型を用いて一体成形し、その突部を有する誘電体ブロッ
   クに全面メタライズを施した後、突部の先端面全体に付
   着している導体層をサンドベルトに押し当てて剥離する
   ことを特徴とする誘電体フィルタの製造方法。