JPH09223904A - 誘電体フィルタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】誘電体ブロックの端面より奥まった位置に低コ
ストでかつ精度のよい開放端を形成することができ、よ
って、安価でかつ良好な特性を有する誘電体フィルタを
提供する。 【解決手段】誘電体ブロック１の対向する端面間に、内
周面に内導体３が形成された共振器孔２、２が形成さ
れ、誘電体ブロック１の外面に外導体４が形成され、外
導体４の所定の箇所に入出力電極５、５が形成され、誘
電体ブロック１の一方の端面の近傍に、内導体３、３を
切断して分離する溝１１が設けられている。溝１１によ
り各共振器の開放端が端面より奥まった位置に形成され
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、誘電体フィルタに
関し、特に携帯電話等の無線機器の高周波フィルタやア
ンテナ共用器として使用される誘電体フィルタに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】誘電体ブロックを用いた従来の誘電体フ
ィルタの構造を図６に示す。以下の図において、点塗潰
し部は、誘電体ブロックの素地が露出する部分（導体非
形成部）を示す。

【０００３】この誘電体フィルタは、図６に示すよう
に、直方体形状の誘電体ブロック１の対向する一対の端
面間を貫通して、内周面に共振導体として機能する内導
体３が形成された共振器孔２、２が形成され、誘電体ブ
ロック１の外面の略全面にアース導体として機能する外
導体４が形成され、外導体４の所定の箇所に、入出力電
極５、５が形成されている。入出力電極５、５は、実装
面となる底面（図６において上面）及び側面に跨がって
形成され、周囲に外導体非形成部５ａが設けられ外導体
４と分離されている。

【０００４】各内導体３、３は、共振器孔２、２の一方
の開口面側では、その近傍に内導体３を分離する内導体
非形成部３ａが設けられ外導体４と分離され、他方の開
口面（図６において背面側）では、外導体４と導通して
いる。内導体非形成部３ａは開放端を形成するものであ
り、リュータ等により共振器孔２の内周面の内導体３を
所定の幅で全周に亘って削除して形成されている。

【０００５】この誘電体フィルタは、各共振器孔２、２
毎に形成される２段の共振器からなり、入出力電極５と
これに対応する内導体３との間に生じる外部結合容量に
より外部結合を得るように構成されている。また、外部
結合は入出力電極５と外導体４との間の容量（以下、入
出力電極外導体間容量と記す）にも左右される。

【０００６】すなわち、この誘電体フィルタは、共振器
の開放端を端面よりも奥まった位置に形成し、端面側に
形成された外導体４のシールド効果により、共振器孔の
開口部からの電磁界の漏れ（電磁界リーク）を抑えるよ
うに構成されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の誘電体フィルタでは、内導体非形成部すなわち共振
器の開放端の形成はリュータを個々の共振器孔に挿入し
て、内導体の一部内周面の全周を削除しなけらばなら
ず、内導体非形成部の形成作業に多くの時間を要し、内
導体非形成部を所定の幅に精度よく形成することが困難
であった。特に径の小さな共振器孔での加工は難しかっ
た。また、より強い外部結合すなわちより広帯域のフィ
ルタを得ようとする場合、入出力電極を大きくして外部
結合容量を大きくする、または入出力電極の周囲の外導
体非形成部の幅、面積を広くして入出力電極外導体間容
量を小さくする必要があり、いずれの方法においても、
Ｑｏ（無負荷Ｑ）が低下し、挿入損失等が悪化するとい
う問題があった。

【０００８】つまり、従来の誘電体フィルタにおいて
は、内導体非形成部の形成コストが高くなり、良好な特
性が得られないという問題があった。

【０００９】そこで、本発明の目的は、誘電体ブロック
の端面より奥まった位置に低コストでかつ精度のよい開
放端を形成することができ、よって、安価でかつ良好な
特性を有する誘電体フィルタを提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に係る発明は、対となる端面を有する誘電
体ブロックと、該誘電体ブロック内の前記端面間に形成
された複数の内導体と、前記誘電体ブロックの外面に形
成された外導体とからなる誘電体フィルタにおいて、前
記誘電体ブロックの少なくとも一方の端面の近傍に、前
記内導体を分離する溝または穴が設けられていることを
特徴とするものである。

【００１１】請求項２に係る発明は、対となる端面を有
する誘電体ブロックと、該誘電体ブロックの前記端面間
に形成され、内周面に内導体が形成された複数の共振器
孔と、前記誘電体ブロックの外面に形成された外導体と
からなる誘電体フィルタにおいて、前記誘電体ブロック
の少なくとも一方の端面の近傍に、前記内導体を分離す
る溝または穴が設けられていることを特徴とするもので
ある。

【００１２】請求項３に係る発明は、請求項１または請
求項２に記載の誘電体フィルタにおいて、前記外導体の
一部に前記内導体と容量結合する入出力電極が形成さ
れ、前記溝または穴が前記入出力電極の周囲の外導体非
形成部に連接するように形成されていることを特徴とす
るものである。

【００１３】上記の構成によれば、共振器の開放端とな
る内導体分離部は溝または穴により誘電体ブロックの端
面より奥まった位置に形成され、端面に形成された外導
体のシールド効果により、電磁界リークを抑えることが
できる。

【００１４】開放端を形成する溝または穴は、ダイサー
等の切断機による切削あるいは超音波加工機による切削
により一括して形成することができるので、形成工数を
大幅に低減できるとともに所定の位置に所定の幅で精度
よく形成することができる。したがって、低コストで、
特性ばらつきの小さな誘電体フィルタを得ることができ
る。

【００１５】また、入出力電極と外導体との間に溝また
は穴を形成することにより、入出力電極外導体間容量が
小さくなり、外部結合を強くすることができる。逆に外
部結合の強さ一定とした場合は、入出力電極及び外導体
非形成部の面積を小さくすることができるので、Ｑｏ
（無負荷Ｑ）を向上することができる。したがって、挿
入損失のよい広帯域の誘電体フィルタを得ることができ
る。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明をその実施例を示す
図面に基づいて説明する。以下の図において、従来例と
同一または同一機能のものについては同一符号を付す。

【００１７】図１は本発明の第１実施例に係る誘電体フ
ィルタの外観斜視図である。本実施例の誘電体フィルタ
においては、誘電体ブロック１の一方の端面の近傍に端
面と平行に両側面に亘って溝１１が設けられている。溝
１１は、入出力電極５、５が形成された実装面側に設け
られ、入出力電極５、５の周囲の外導体非形成部５ａ、
５ａの一部を切断するように、かつ、共振器孔２、２の
内周面に形成された内導体３、３を全周に亘って切断す
るように形成されている。

【００１８】つまり、内導体３、３を所定の幅で誘電体
とともに切削除去することにより、誘電体ブロック１の
端面から奥まった位置に、共振器の開放端を形成する内
導体分離部３ｂ，３ｂが設けられ、誘電体ブロック１
は、溝１１によりシールド部と共振器部とに分離されて
いる。上記以外の構成については、従来例の図６で説明
したものと同様の構成であり、その説明を省略する。

【００１９】溝１１は、ダイサー等の切断機により切削
して形成されたものであり、溝１１の幅はダイサーのブ
レード厚により決定され、使用するブレードの厚みを変
えることにより溝１１の幅を適宜設定することができ
る。溝１１の深さは、端面側のシールド部の機械的強度
及び電気的特性を考慮して設定される。

【００２０】本実施例の構成においては、各共振器の開
放端は、溝１１により誘電体ブロック１の端面から奥ま
った位置に形成され、端面側に形成された外導体４のシ
ールド効果により、共振器孔の開口部からの電磁界リー
クが大幅に抑えられる。

【００２１】また、各入出力電極５と外導体４との間に
は空気層である溝１１が介在して、入出力電極外導体間
容量が小さくなり、より強い外部結合を得ることができ
る。すなわち、所望の外部結合を得るための入出力電極
電極５及び外導体非形成部５ａの面積を小さくすること
が可能となり、Ｑｏ及び外部結合の設定の自由度を増す
ことができる。この構成により、例えば、ＰＨＳ仕様の
フィルタにおいて、従来通過帯域幅が１６０ＭＨｚのも
のを２４０ＭＨｚにまで広帯域化できた。

【００２２】溝１１はダイサーでの切削により形成さ
れ、複数の内導体３及び複数の誘電体ブロック１の溝１
１を一括して形成することができるので、内導体分離部
３ｂの形成工数を大幅に低減することができ、かつ所定
の位置に所定の幅で精度よく形成することができる。

【００２３】図２は本発明の第２実施例に係る誘電体フ
ィルタの外観斜視図である。本実施例の誘電体フィルタ
においては、誘電体ブロック１の一方の端面の近傍に端
面と平行に穴１２が設けられている。穴１２は、幅の狭
い有底の穴であり、入出力電極５、５が形成された実装
面側から、入出力電極５、５の周囲の外導体非形成部５
ａ、５ａ部の一部を切削するように、かつ、共振器孔
２、２の内周面に形成された内導体３、３を全周に亘っ
て切削するように形成されている。

【００２４】つまり、内導体３、３を所定の幅で誘電体
とともに切削除去することにより、誘電体ブロック１の
端面から奥まった位置に、共振器の開放端を形成する内
導体分離部３ｂ，３ｂが設けられている。本実施例は、
第１実施例の溝１１に代えて、穴１２により内導体分離
部３ｂ，３ｂを形成したものである。

【００２５】穴１２は、超音波加工機により切削して形
成され、穴１２の形状は超音波加工機の先端部に取り付
けられた切削工具の形状により決定される。

【００２６】本実施例の構成においても、第１実施例で
説明したように、電磁界リークを大幅に抑制することが
でき、入出力電極外導体間容量を小さくすることが可能
であり、Ｑｏ及び外部結合の設定の自由度を増すことが
できる。

【００２７】穴１２は、超音波加工により形成され、従
来のリュータによる内導体非形成部の形成に比べ、内導
体分離部３ｂの形成工数を低減することができる。ま
た、第１実施例の構造に比べ、誘電体ブロック１の機械
的強度を増すことができる。

【００２８】なお、穴１２は有底の形状に限るものでは
なく、誘電体ブロック１の両主面間を貫通する穴であっ
てもよい。

【００２９】図３は本発明の第３実施例に係る誘電体フ
ィルタの外観斜視図である。本実施例の誘電体フィルタ
は、１つの誘電体ブロック１に送信用フィルタ及び受信
用フィルタの２つのフィルタを形成したいわゆるアンテ
ナ共用器である。誘電体ブロック１の対向する端面間
に、内導体が形成された共振器孔２が４個形成され、誘
電体ブロック１の外面の略全面に外導体４が形成され、
外導体４の所定の箇所に３つの入出力電極５が形成され
ている。中央に位置する入出力電極５は２つのフィルタ
の入出力を共用するアンテナ電極である。

【００３０】誘電体ブロック１の一方の端面の近傍であ
って、両側部には溝１１、１１が両主面を挿通するよう
に設けられ、中央部には有底の穴１２、１２が設けられ
ている。溝１１、１１は誘電体ブロック１の側部側の共
振器孔２、２の内導体３、３を、穴１２、１２は中央部
の共振器孔２、２の内導体３、３を切削分離するように
形成され、誘電体ブロック１の端面から奥まった位置に
内導体分離部３ｂ、３ｂ，３ｂ，３ｂが形成されてい
る。また、それぞれの溝１１、穴１２はそれぞれの入出
力電極５の周囲の外導体非形成部５ａの一部を切削する
ように設けられている。

【００３１】溝１１、１１はダイサー等の切断機により
形成され、穴１２、１２は超音波加工機等の切削機によ
り形成される。本実施例では各内導体３の切削分離をそ
れぞれ別の溝１１または穴１２により行っているので、
各内導体を所望の位置で、所望の幅で切削することがで
きる。

【００３２】なお、溝は超音波加工機により形成するこ
とも可能であるが、作業工数すなわち製造コストの観点
から、ダイサー等の切断機が用いられる。

【００３３】このように、１つの誘電体ブロックに３個
以上の内導体が形成された場合でも溝及び穴を組合わせ
ることにより、全ての内導体を切削分離することがで
き、上記の第１及び第２実施例で説明した効果を得るこ
とができる。

【００３４】なお、溝及び穴の形成位置等は上記各実施
例に限るものではなく、図４に示すように、溝１１を実
装面（底面）と反対側の主面側に設けるようにしてもよ
く、図５に示すように、側部に設けられる溝１１は両主
面に亘って挿通していなくともよい。図５に示す溝１１
は超音波加工機により形成される。

【００３５】溝及び穴の形成位置、形状等は、要求され
る仕様に基づき、機械的強度や電気的特性を考慮して設
定される。

【００３６】なお、上記各実施例では共振器孔の径が一
定のもので説明したが、共振器孔の形状はこれに限定さ
れるものではなく、例えば、径の大きな部分と径の小さ
な部分からなる段差部を有するいわゆるステップ孔であ
ってもよい。共振器孔としてステップ孔を用いれば、隣
合う共振器間の結合度の調整範囲が広くなり、本発明の
構成により、さらに多様で良好な特性を得ることができ
る。

【００３７】また、上記実施例では、一方の端面側に全
ての開放端を形成したコムライン結合の誘電体フィルタ
で説明したが、両端面側に開放端が交互に配置されたイ
ンターデジタル結合の誘電体フィルタ、または両端開放
の誘電体フィルタにも本発明を適用できる。

【００３８】また、上記各実施例では誘電体ブロック内
に共振器孔を形成したもので説明したが、共振器孔を形
成することなく、誘電体ブロック内に平面状の内導体を
形成した誘電体フィルタにも本発明を適用できる。例え
ば、誘電体ブロックを複数の誘電体基板を重ね合わせて
接合あるいは積層一体化して形成し、前記誘電体基板の
少なくとも１つの接合面または積層面に共振電極となる
複数の内導体が形成された誘電体フィルタにも本発明を
適用できる。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る誘電
体フィルタによれば、各共振器の開放端となる内導体分
離部は、溝または穴より誘電体ブロックの端面より奥ま
った位置に形成され、端面側に形成された外導体のシー
ルド効果により、電磁界リークを抑えることができる。

【００４０】開放端を形成する溝または穴は、ダイサー
等の切断機による切削あるいは超音波加工機による切削
により一括して形成することができるので、開放端の形
成工数を低減できるとともに所定の位置に所定の幅で精
度よく形成することができる。したがって、低コスト
で、特性ばらつきの小さな誘電体フィルタを得ることが
できる。特に、ダイサーでの切削により溝を形成すれ
ば、大幅に工数を低減することができる。

【００４１】さらに、入出力電極と外導体との間に溝ま
たは穴が形成され、入出力電極外導体間容量が小さくな
り、外部結合を強くすることができので、入出力電極及
び外導体非形成部の面積を小さくすることが可能とな
り、Ｑｏ（無負荷Ｑ）を向上することができる。したが
って、挿入損失のよい広帯域の誘電体フィルタを得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る誘電体フィルタの外
観斜視図である。

【図２】本発明の第２実施例に係る誘電体フィルタの外
観斜視図である。

【図３】本発明の第３実施例に係る誘電体フィルタの外
観斜視図である。

【図４】本発明の他の実施例に係る誘電体フィルタの外
観斜視図である。

【図５】本発明の他の実施例に係る誘電体フィルタの外
観斜視図である。

【図６】従来の誘電体フィルタの外観斜視図である。

【符号の説明】

１ 誘電体ブロック ２ 共振器孔 ３ 内導体 ３ｂ 内導体分離部 ４ 外導体 ５ 入出力電極 ５ａ 外導体非形成部 １１ 溝 １２ 穴

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対となる端面を有する誘電体ブロック
   と、該誘電体ブロック内の前記端面間に形成された複数
   の内導体と、前記誘電体ブロックの外面に形成された外
   導体とからなる誘電体フィルタにおいて、 前記誘電体ブロックの少なくとも一方の端面の近傍に、
   前記内導体を分離する溝または穴が設けられていること
   を特徴とする誘電体フィルタ。
2. 【請求項２】 対となる端面を有する誘電体ブロック
   と、該誘電体ブロックの前記端面間に形成され、内周面
   に内導体が形成された複数の共振器孔と、前記誘電体ブ
   ロックの外面に形成された外導体とからなる誘電体フィ
   ルタにおいて、 前記誘電体ブロックの少なくとも一方の端面の近傍に、
   前記内導体を分離する溝または穴が設けられていること
   を特徴とする誘電体フィルタ。
3. 【請求項３】 前記外導体の一部に前記内導体と容量結
   合する入出力電極が形成され、前記溝または穴が前記入
   出力電極の周囲の外導体非形成部に連接するように形成
   されていることを特徴とする請求項１または請求項２に
   記載の誘電体フィルタ。