JPH10145109A - 誘電体フィルタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 フィルタ特性を悪化させることなく高調波の
減衰特性を改善し、かつ、部品点数の増加のない低コス
トの誘電体フィルタを提供することにある。 【解決手段】 誘電体ブロック１１の長手方向に複数個
の共振器用貫通孔１２とその両端に入出力端子用貫通孔
１３を設け、各貫通孔の内面およびブロック外面に導体
層Ｆを形成し、さらに前記共振器用貫通孔の片方の端面
導体を除去してλ／４共振器１２ａ・１２ｂを形成する
とともに、前記入出力端子用貫通孔の上下端面導体を除
去して入出力電極１３ａ・１３ｂとした一体型多段構造
の誘電体フィルタにおいて、入出力端子用貫通孔の少な
くとも一方の内部導体の長さＤがλ／２で共振する所要
の長さに設定されていることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロ波を用い
た無線機器、たとえば、携帯電話や自動車電話、ＧＰ
Ｓ、あるいは、コードレス電話等に用いられる誘電体フ
ィルタに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の誘電体フィルタとして、
図８ないし図１０に示す構造のものが知られている。こ
れらの図に符号１で示す誘電体フィルタは、図１０に示
すように、直方体状をなす誘電体ブロック２の長さ方向
上面から底面に向かって複数個の共振器用貫通孔３を設
けるとともに、ブロック長手方向の両端に入出力端子用
貫通孔４を設け、各貫通孔３・４の内面およびブロック
２の外面に導体層Ｆを形成し、さらに前記共振器用貫通
孔３の片方の端面導体を除去してλ／４共振器３ａ・３
ｂを形成するとともに、前記入出力端子用貫通孔４の上
下端面導体を除去して（導体層を除去した部分を符号Ｃ
で表した）、入出力電極４ａ・４ｂを形成し、さらに、
これらの入出力電極４ａ・４ｂのそれぞれに、誘電体フ
ィルタ１の実装用端子を兼ねる入出力端子５・６を接続
した構成となっている。

【０００３】そして、図示例の誘電体フィルタ１は、前
記各共振器３ａ・３ｂの導体層の除去部Ｃが、誘電体ブ
ロック１の同一面側に位置したコムライン型であるが、
前記各共振器３の前記除去部Ｃが、前記誘電体ブロック
１の平行な一対の面に交互に形成されるインターデジタ
ル型もある。

【０００４】このように構成された従来の誘電体フィル
タ１は、入出力電極４ａ・４ｂと共振器３ａ・３ｂ、お
よび、この共振器３ａ・３ｂどうしが静電容量結合し、
一方の入出力電極４ａから入力される高周波に対し、前
記共振器３ａ・３ｂが所定の周波数帯域に共振し、この
周波数帯域が他方の入出力電極４ｂから出力されるよう
になっており、小型軽量で、かつ、温度変化に対する影
響が少ない等の利点から、携帯通信機器や車載通信機器
等に多用されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
従来の誘電体フィルタ１においては、前述した種々の利
点があるものの、なお、つぎのような改善すべき問題点
が残されている。

【０００６】すなわち、前述した誘電体フィルタ１の減
衰特性をみてみると、図７（ａ）のようになる。この例
においては、１５７５ＭＨｚを基本波とした周波数帯域
を取り出すように設定された例を示してあるが、この図
に領域Ａで示すように、高周波領域において、前記基本
波の３倍波、すなわち第３高調波が発生し、この３倍波
が誘電体フィルタ１から出力されてしまうといった問題
点である。このような現象は、３倍波だけでなく５倍波
等においても同様に発生することが確認されている。

【０００７】そして、このような不具合を解消するため
の一方法として、従来では、前記誘電体フィルタ１にロ
ーパスフィルタを接続して、前述した３倍波や５倍波と
いった不要な高調波を減衰させることが試みられている
が、誘電体フィルタ１のフィルタ特性の挿入損失が悪化
し、また、接続方法により、インピーダンスのミスマッ
チを起こし、挿入損失およびリターンロスをさらに悪化
させるばかりでなく、フィルタ全体が大型化し、さら
に、装置のコストが高騰してしまうといった新たな問題
点が生じる。

【０００８】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てなされたもので、フィルタ特性を悪化させることなく
高調波の減衰特性を改善し、かつ、部品点数の増加のな
い低コストの誘電体フィルタを提供することを目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
の誘電体フィルタは、前述した課題を解決するために、
誘電体ブロックの長手方向に複数個の共振器用貫通孔と
その両端に入出力端子用貫通孔を設け、各貫通孔の内面
およびブロック外面に導体層を形成し、さらに前記共振
器用貫通孔の片方の端面導体を除去してλ／４共振器を
形成するとともに、前記入出力端子用貫通孔の上下端面
導体を除去して入出力電極とした一体型多段構造の誘電
体フィルタにおいて、入出力端子用貫通孔の少なくとも
一方の内部導体の長さがλ／２で共振する所要の長さに
設定されていることを特徴としている。

【００１０】また、本発明の請求項２に記載の誘電体フ
ィルタは、請求項１において、前記入出力端子用貫通孔
の形成された部位が、この入出力端子用貫通孔内部導体
層の長さとほぼ同等の長さに形成されていることを特徴
としている。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態につい
て、図１を参照して説明する。

【００１２】図１において符号１０で示す本実施形態に
係わる誘電体フィルタは、コムライン型であって、直方
体状をなす誘電体ブロック１１の長手方向上面から底面
に向かって複数個の共振器用貫通孔１２を設けるととも
に、前記誘電体ブロック１１の長手方向の両端に入出力
端子用貫通孔１３を設け、各貫通孔１２・１３の内面お
よび誘電体ブロック１１の外面に導体層Ｆを形成し、さ
らに、前記共振器用貫通孔１２の片方の端面導体を除去
してλ／４共振器１２ａ・１２ｂを形成するとともに、
前記入出力端子用貫通孔１３の上下端面導体を除去して
（導体層Ｆを除去した部分を符号Ｃで示した）、入出力
電極１３ａ・１３ｂを形成し、この入出力電極１３ａ・
１３ｂの少なくとも一方の電極１３ａに形成されている
導体層Ｆの長さＤがλ／２で共振する所要の長さに設定
された概略構成となっている。

【００１３】前記誘電体ブロック１１は、たとえば、チ
タン酸バリウム粉末を所定形状に圧密成形した後に、所
定温度で焼結させることによって形成されるもので、そ
の内部に所定内径を有しかつ相互に平行な４つの前記貫
通孔が形成される。

【００１４】前記導体層Ｆは、銀ペーストの焼き付けあ
るいは銅や銀等のメッキによって形成されるもので、前
記誘電体ブロック１１の表面全体、および、全貫通孔の
内面の全面に亙って薄膜状に形成される。

【００１５】そして、前記４つの貫通孔の内、誘電体ブ
ロック１１の長手方向両端の内側に位置する２つの貫通
孔の内面に形成された導体層Ｆが、それぞれの一方の開
口端部においてテーパリーマ等によって除去されている
ことにより、この一方の開口端部が、内面の導体層Ｆと
前記誘電体ブロック１１の外表面の導体層Ｆとが分離さ
れた開放部となされ、他方の開口端部が、内面尾導体層
Ｆと前記誘電体ブロック１１の外表面の導体層Ｆとが連
続された短絡部となされ、これによって、前述したよう
な一対のλ／４共振器１２ａ・１２ｂが形成されてい
る。

【００１６】また、外側に位置する２つの貫通孔の内面
に形成された導体層Ｆは、それぞれ両開口端部において
テーパリーマ等によって除去されて、前記誘電体ブロッ
ク１１の外表面に形成されている導体層Ｆとは導通しな
い独立した導体層Ｆとなされ、これによって前述した２
つの入出力電極１３ａ・１３ｂが形成されている。

【００１７】さらに、本実施形態においては、前記一方
の入出力電極１３ａを形成する導体層Ｆが、切削加工等
の手段により、その他方の開口端部側から所定距離に亙
って除去され、この入出力電極１３ａの導体層Ｆの長さ
Ｄが、前述したように前記貫通孔の長さＬの約２／３と
なされている。

【００１８】そして、前記各入出力電極１３ａ・１３ｂ
のそれぞれに、導電性に優れた金属によって形成された
入出力端子１４・１５が電気的に接続されて、コムライ
ン型の誘電体フィルタ１０が形成され、本実施形態にお
いては、この誘電体フィルタ１０が、１５７５ＭＨｚを
基本波とし、その近傍の周波数帯域を通過帯域とした帯
域フィルタとなされている。

【００１９】このように構成された本実施形態に係わる
誘電体フィルタ１０は、一方の入出力端子１４（１５）
から入力される高周波の通過帯域外周波数領域を減衰さ
せて、通過帯域内の高周波を出力するが、この入出力電
極１３ａの導体層Ｆの長さＤが、前述したように前記貫
通孔１２の長さＬの約２／３となされていることから、
この入出力電極１３ａの長さに対応した共振周波数が、
前記基本波の３倍となり、これによって、前記基本波の
３倍波（第３高調波）が減衰させられる。

【００２０】ここで、本実施形態に係わる誘電体フィル
タ１０のフィルタ特性を測定したところ、図７（ｂ）に
示す結果が得られた。この図に領域Ｂで示すように、前
記基本波（１５７５ＭＨｚ）の３倍波が大幅に減衰させ
られており、かつ、その他の帯域への影響が殆ど見られ
ないことから、この誘電体フィルタ１０を挿入したこと
による挿入損失が発生していないことがわかる。

【００２１】このように本実施形態に係わる誘電体フィ
ルタ１０によれば、誘電体フィルタ１０自体において高
調波の減衰が行なわれ、新たにローパスフィルタを付加
することなく高調波特性が改善される。

【００２２】したがって、挿入損失やリターンロスの悪
化あるいはインピーダンスのミスマッチといったフィル
タ特性の悪化を招くことなく高調波特性が改善される。

【００２３】しかも、入出力電極１３ａ・１３ｂの長さ
調整といった誘電体ブロック１１の内部処理によって前
述した作用が得られることから、誘電体フィルタ１０の
大型化を招くようなことはなく、また、他の機器を付加
する必要がないことと相俟ってコストが高騰することも
ない。

【００２４】なお、前記実施形態において示した各構成
部材の諸形状や寸法等は一例であって、要求性能や設計
要求等に基づき種々変更可能である。

【００２５】たとえば、前記実施形態においては一方の
入出力電極１３ａの長さＤを、貫通孔の長さＬの２／３
とした例について示したが、図２に示すように、他方の
入出力電極１３ｂも２Ｌ／３の長さとすることも可能で
ある。このような構成とすることにより、誘電体フィル
タ１０の入力側と出力側との２箇所において高調波の減
衰作用が得られることにより、一層確実な高調波減衰特
性が得られる。

【００２６】さらに、Ｄ＝２Ｌ／５とすることにより第
５高調波の減衰を行なわせることも可能であり、また、
図３に示すように、一方の入出力電極１３ａを第３高調
波減衰用の２Ｌ／３の長さとし、他方の入出力電極１３
ｂを第５高調波減衰用の２Ｌ／５の長さとすることによ
り、第３高調波と第５高調波との両高調波の減衰特性の
改善を同時に行なわせるようにすることも可能である。

【００２７】一方、前記入出力電極１４の長さ調整を行
なうに際し、貫通孔の内面に形成されている導体層Ｆを
切削加工によって除去する方法を例示したが、前記貫通
孔の内部に銀ペーストを所定長さに塗布して焼き付ける
ようにしてもよく、また、除去される領域に相当する部
分にマスキングを施しておき、前記導体層Ｆの形成後
に、前記マスキングを除去することによっても前述した
入出力電極１３ａ・１３ｂの長さ調整が可能である。

【００２８】さらに、図４ないし図６に示すように、前
記誘電体ブロック１１の各入出力電極１３ａ・１３ｂが
形成される部位を、予め、前記入出力電極１３ａ・１３
ｂの導体層Ｆの長さとほぼ同等な長さに形成しておき、
前記誘電体ブロック１１の外表面および貫通孔の内面の
全てに導体層Ｆを形成した後に、前記貫通孔の各開口端
部の導体層Ｆを除去することによって、入出力電極１３
ａ・１３ｂの長さを所定長さとすることも可能である。

【００２９】このような構成とすることによって、各貫
通孔の開口端部への切削加工といった簡便な作業により
所定長さの導体層Ｆを有する入出力電極１３ａ・１３ｂ
が得られる。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
に係わる誘電体フィルタによれば、誘電体ブロックに形
成される入出力電極の少なくとも一方の導体層の長さＤ
を、λ／２で共振する長さに設定したことにより、長さ
調整された入出力電極の全長に対応した共振周波数を、
誘電体フィルタに設定されている通過周波数帯域の基本
波の２倍〜５倍とし、これによって、基本波の２倍波
（第２高調波）〜５倍波（第５高調波）を確実に減衰さ
せることができる。

【００３１】また、誘電体フィルタ自体で高調波の減衰
が行なわれることから、新たにローパスフィルタを付加
する必要がなく、小型で安価な誘電体フィルタを得るこ
とができるばかりでなく、挿入損失やリターンロスの悪
化、あるいは、インピーダンスのミスマッチといったフ
ィルタ特性の悪化を招くことなく高調波の減衰特性が大
幅に改善された誘電体フィルタを得ることができる。

【００３２】また、本発明の請求項２に係わる誘電体フ
ィルタによれば、誘電体ブロックの、入出力端子用貫通
孔の形成された部位が、この入出力端子用貫通孔内部導
体層の長さとほぼ同等の長さに形成されていることによ
り、前記入出力端子用貫通孔の開口端部における導体層
の除去処理といった簡便な操作によって、所定長さの入
出力電極を形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係わる誘電体フィルタの
縦断面図である。

【図２】本発明の変形例を示す誘電体フィルタの縦断面
図である。

【図３】本発明の変形例を示す誘電体フィルタの縦断面
図である。

【図４】本発明の変形例を示す誘電体フィルタの縦断面
図である。

【図５】本発明の変形例を示す誘電体フィルタの縦断面
図である。

【図６】本発明の変形例を示す誘電体フィルタの縦断面
図である。

【図７】従来の誘電体フィルタの減衰特性ならびに本発
明の一実施形態の誘電体フィルタの減衰特性を示す図で
ある。

【図８】従来の誘電体フィルタの一構造例を示す外観斜
視図である。

【図９】図８に示す誘電体フィルタを反対側から見た状
態を示す外観斜視図である。

【図１０】従来の誘電体フィルタの縦断面図である。

【符号の説明】

１０ 誘電体フィルタ １１ 誘電体ブロック １２ 共振器用貫通孔 １２ａ・１２ｂ λ／４共振器 １３ 入出力端子用貫通孔 １３ａ・１３ｂ 入出力電極 １４・１５ 入出力端子 Ｃ 導体層の除去部 Ｆ 導体層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西澤 博文 東京都港区新橋５丁目36番11号 富士電気 化学株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 誘電体ブロック（１１）の長手方向に複
   数個の共振器用貫通孔（１２）とその両端に入出力端子
   用貫通孔（１３）を設け、各貫通孔（１２・１３）の内
   面およびブロック（１１）外面に導体層（Ｆ）を形成
   し、さらに前記共振器用貫通孔（１２）の片方の端面導
   体を除去してλ／４共振器（１２ａ・１２ｂ）を形成す
   るとともに、前記入出力端子用貫通孔（１３）の上下端
   面導体を除去して入出力電極（１３ａ・１３ｂ）とした
   一体型多段構造の誘電体フィルタにおいて、入出力端子
   用貫通孔（１３）の少なくとも一方の内部導体の長さＤ
   がλ／２で共振する所要の長さに設定されていることを
   特徴とする誘電体フィルタ。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の誘電体フィルタにおい
   て、前記入出力端子用貫通孔（１３）の形成された部位
   が、この入出力端子用貫通孔内部導体層の長さＤとほぼ
   同等の長さに形成されていることを特徴とする誘電体フ
   ィルタ。