JPH1079602A - 誘電体フィルタおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の誘電体フィルタの減衰特性の改善や広
帯域化法は、構造が複雑で且つコスト高となるのでこれ
を解消する。 【解決手段】 直方体状を成す誘電体ブロック１の長手
方向に複数の共振器用貫通孔３を設けると共に、これら
貫通孔３が開口している一方の面を開放面とした誘電体
フィルタにおいて、前記開放面における前記共振器用貫
通孔３間に外周部の導体層４と非導通の島状の導体凹部
８を設ける。係る構成によって、高域側と低域側夫々に
極が発生し、帯域外減衰量（高域側および低域側）が改
善される。又、開放面側を金属ケースでシールドするこ
とにより、著しく極間幅が拡がる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、携帯電話、自動車
電話、ＧＰＳ、無線ＬＡＮ、コードレス電話など、マイ
クロ波無線機に使用されるバンドパスフィルタの内、特
に通過帯域外（高域側および低域側）の減衰特性の改善
と広帯域化を図った誘電体フィルタとその製造方法に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の誘電体フィルタは、直方体状を
成す誘電体ブロックの長手方向に複数の共振器用貫通孔
を設けると共に、これら貫通孔が開口している一方の面
を開放面とし、この開放面を除く全外表面と前記貫通孔
の内面に導体層を形成した一体型の誘電体フィルタが従
来公知である。係る誘電体フィルタは、各共振器用貫通
孔が１個１個の共振器に対応し、夫々共振器用貫通孔の
深さの４倍の共振波長をもち、各共振器は共振器用貫通
孔同士の間に結合孔等を設けることによって適当な結合
強度で結合させられて、λ／４共振器による多段構造の
バンドパスフィルタとなる。

【０００３】ところで、従来よりこの種の誘電体フィル
タでは、減衰特性を改善するため誘電体フィルタの開放
面に有極用のパターンをスクリーン印刷で作製するとい
った有極化法や、誘電体フィルタの外部に位相帰還回路
を設けて極を入れるといった有極化法がとられている。

【０００４】又、広帯域化については、前記結合孔の径
を大きくしたり、共振器の開放面上に結合用パターンを
印刷することで共振器間の結合強度が調整されていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、有極用
パターンによる有極化法では、パターンの印刷精度（位
置ズレ、ダレ、かすれ等）によってフィルタ特性にバラ
付きを生ずるといった問題があり、更に印刷のための工
数が必要であることからコスト高となった。又、外部回
路による有極化法では、位相帰還回路のため部品点数が
増える（例えば、有極基板や取付金具等が必要）ことか
らフィルタサイズが大型化し、コスト高となった。又、
これらの有極化法は、いずれも片側有極が精々であり、
両側有極を達成するには構造が複雑化して極めて困難で
あった。

【０００６】一方、広帯域化に於いては、前記結合孔を
大きくするとフィルタのＱが低下して減衰特性を悪化さ
せてしまうし、結合パターンを設けるにしても、特に小
型化傾向にある誘電体フィルタでは面積的に幅広のパタ
ーン形成は難しく、又、印刷できるパターンの厚さにも
限界があることから、大幅な広帯域化は困難であった。
何れにしても、フィルタ形状が大形化し部品点数も多く
なってコスト高となるといった問題がある。

【０００７】本発明の目的は、上記欠点を解消し、帯域
外減衰特性（低域側および高域側）の改善と広帯域化を
図った小型で安価な誘電体フィルタを提供することにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】即ち、請求項１に記載の
本発明では、直方体状を成す誘電体ブロック（１）の長
手方向に複数個の共振器用貫通孔（３）を併設すると共
に、その両端に入出力端子用貫通孔（２）を併設し、こ
れらの貫通孔（２、３）が開口する一方の面を開放面と
し、該開放面を除くブロック外面と前記貫通孔（２、
３）の内面に導体層（４）を形成した誘電体フィルタに
おいて、前記開放面における前記共振器用貫通項（３）
間に外周部の導体層（４）と非導通の島状の導体凹部
（８）を設けたことを特徴とする。

【０００９】又、請求項２に記載の本発明では、前記導
体凹部（８）が設けられた誘電体ブロック（１）の開放
面を外部の導体層（４）と導通させた金属ケース（９）
で覆うことを特徴とする。

【００１０】更に、請求項３に記載の本発明では、長手
方向に複数個の共振器用貫通孔（３）を併設すると共
に、その両端に入出力端子用貫通孔（２）を併設した直
方体状の誘電体ブロックを粉末成形し、更に、これらの
貫通孔（２、３）が開口する一方の面における前記共振
器用貫通孔（２）間に島状の窪みを形成し、次に、この
成形品を焼成後、ブロック全面に導体層（４）を形成
し、次いで、前記窪みが形成されたブロック面の導体層
（４）を研削して前記窪み内の導体面を顕出させ、外周
部の導体層（４）と非導通の導体凹部（８）を形成する
ことを特徴とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１(a) は本発明に係る誘電体フ
ィルタの一実施形態を示す外観斜視図、(b)はその断面
図である。

【００１２】図１において、直方体状を成す誘電体ブロ
ック１の長手方向に２個の共振器用貫通孔３を併設する
と共に、ブロック長手方向の両端に夫々入出力端子用貫
通孔２を併設し、これらの貫通孔２、３が開口する両面
の内の一方の面を導体層４が形成されない開放面とし、
この開放面を除くブロック外周面に導体層４を形成する
と共に、前記貫通孔３の内面に導体層４を形成してλ／
４の共振器５を形成し、且つ前記入出力端子用貫通孔２
の内面の略全長にわたって外部の導体層４とは導通しな
い独立した導体層を形成し、この入出力端子用貫通孔２
に前記共振器５の開放面側から導体のピン端子７を挿入
して入出力電極６とした２段構造の一体型誘電体フィル
タ（バンドパスフィルタ）が示されている。図示したも
のは、２個の共振器用貫通孔３について、一方を開放
側、他方を短絡側とするコムライン型の誘電体フィルタ
である。尚、図１中の細かな点々は誘電体の露出部分を
示している。

【００１３】図３は前記誘電体フィルタの等価回路図で
あって、Ｃ1 、Ｃ2 が入出力端子用貫通孔２の内面導体
層と共振器用貫通孔３の内面導体膜との間に形成される
入出力容量、Ｃ3 が各共振器用貫通孔３の内面導体層間
に形成される結合容量、Ｃ4、Ｌ1 およびＣ5 、Ｌ2 は
各共振器５が奏するＬＣ共振器回路である。

【００１４】さて、このようなコムライン型の誘電体フ
ィルタにおいて、本発明の特徴は、前記開放面側におい
て隣接する共振器用貫通孔３間の略中間部に外周部の導
体層４とは非導通の半球状の導体凹部８を形成した点で
ある。

【００１５】この導体凹部８は、粉末（チタン酸バリウ
ム等の高誘電体材料）をプレス成形する際、成形金型の
上杵に設けた凸部（図示しないが、前記導体凹部８の陽
型である）による押圧で得られた島状の窪みである。

【００１６】粉末成形された成形品（誘電体ブロック
１）は焼成後、銀ペーストの焼き付け処理工程でブロッ
ク全面に導体膜４が形成され、その後、開放面側の導体
膜４が研削・除去されて、前記窪みの内面に外周部の導
体層４と電気的に分離された導体層が顕出する導体凹部
８が形成される。このような構成であれば、プレス成形
の際、前記上杵の凸部の突出長や径を変えることで導体
凹部８の寸法や深さが自在に設定できる。このようにし
て、導体凹部８の寸法や深さを可変することで共振器用
貫通孔３間の結合容量Ｃ3 が変化し、隣接する共振器５
間の結合強度が調整できる。又、前記導体凹部８の形状
は、実施形態のような丸形でなくとも角形等の任意形状
で良い。

【００１７】図２は本発明の別の特徴であるシールド処
理された誘電体フィルタの一実施例を示す外観斜視図で
ある。

【００１８】本実施形態は、シールド用の金具を用いた
構成で、前記導体凹部８が設けられた誘電体フィルタの
開放面全体をＬ字形に曲成した金属板９で覆うようにし
たものである。この金属板９は前記入出力電極６のピン
端子７に接触しないように一定のクリアランスを設けて
配置されており、一方の辺縁部分が共振器５のアースと
なるブロック外周部の導体層４に半田付けで導通・固定
させられている。

【００１９】次に、図４に前記導体凹部８およびシール
ド処理がフィルタ特性に及ぼす影響について調べた結果
を示す。

【００２０】試験に供した誘電体フィルタは、縦７．２
ｍｍ、横６ｍｍ、高さ２ｍｍの直方体で、貫通孔２、３
の径は夫々０．６ｍｍ、凹部８は径１．２ｍｍ、深さ
０．５ｍｍの半球状である。又、誘電体フィルタの共振
周波数ｆ0 は１５００ＭＨＺ付近に設定した。

【００２１】図中、実線で示すＡは、図１に示した本発
明品の減衰特性、一点鎖線で示すＢはシールド処理を施
した図２に示した本発明品の減衰特性、破線で示すＣは
比較例であって、図５に示すように前記導体凹部８を形
成していない従来型フィルタの減衰特性である。

【００２２】図４において、減衰特性Ａ、Ｂを見ると、
高域側と低域側に夫々極が発生し、全く極の入らない従
来型のＣに比べて帯域外減衰量（高域および低域）が大
幅に改善され、且つ帯域幅が拡がっていることが分か
る。特に、シールド処理を施したＢの場合は、減衰量が
改善されるだけでなく、極間幅が著しく拡がっている
（図中のＢで高域側の極は著しく右側に移動しているた
め図示されていない）。

【００２３】係る特性は、通過帯域から十分離れた周波
数帯域での減衰を得たい場合には、極めて有効である。

【００２４】このように、誘電体フィルタの開放面側に
おいて、隣接する共振器用貫通孔３間に外周部の導体層
４と非導通の導体凹部８を設けることで、誘電体フィル
タの高域側ならびに低域側の減衰特性を改善することが
でき、更に前記開放面を金属板９でシールドすることに
よって極間幅を拡げることができる。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
本発明によれば、隣接する共振器用貫通孔間に外周部の
導体層と非導通の導体凹部を設けることにより、フィル
タの高域側および低域側の減衰特性が大幅に改善され、
且つ広帯域化も達成できる。

【００２６】又、請求項２に記載の本発明によれば、前
記導体凹部が形成された開放面を外周部の導体層に導通
させた金属ケースで覆うことで、外部雑音の影響が防止
されると共に、フィルタの帯域外減衰量の改善のみなら
ず、著しく極間幅を拡げることができるため、フィルタ
の用途が拡大する。

【００２７】更に、請求項３に記載の本発明によれば、
前記導体凹部は、粉末をプレス成形する際の上杵の凸部
による押圧で形成するようにしたので、従来方法のよう
に、特性改善のための部品や新たな工数は不要であり、
フィルタの高域側および低域側の減衰特性が大幅に改善
された、小型で且つ安価な誘電体フィルタが容易に提供
可能となる。

【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形態を示
す図で、(a) は外観斜視図、(b) は断面図である。

【図２】本発明による図１とは別の誘電体フィルタの外
観斜視図である。

【図３】図１に示す誘電体フィルタの等価回路図であ
る。

【図４】誘電体フィルタの減衰特性を示す図である。

【図５】従来の誘電体フィルタを示す図で、(a) は外観
斜視図、(b) は断面図である。

【符号の説明】

１ 誘電体ブロック ２ 入出力端子用貫通孔 ３ 共振器用貫通孔 ４ 導体層 ５ 共振器 ６ 入出力電極 ８ 導体凹部 ９ 金属ケース（金属板）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直方体状を成す誘電体ブロック（１）の
   長手方向に複数個の共振器用貫通孔（３）を併設すると
   共に、その両端に入出力端子用貫通孔（２）を併設し、
   これらの貫通孔（２、３）が開口する一方の面を開放面
   とし、該開放面を除くブロック外面と前記貫通孔（２、
   ３）の内面に導体層（４）を形成した誘電体フィルタに
   おいて、 前記開放面における前記共振器用貫通項（３）間に外周
   部の導体層（４）と非導通の島状の導体凹部（８）を設
   けたことを特徴とする誘電体フィルタ。
2. 【請求項２】 前記導体凹部（８）が設けられた誘電体
   ブロック（１）の開放面を外周部の導体層（４）と導通
   させた金属ケース（９）で覆うことを特徴とする請求項
   １に記載の誘電体フィルタ。
3. 【請求項３】長手方向に複数個の共振器用貫通孔（３）
   を併設すると共に、その両端に入出力端子用貫通孔
   （２）を併設した直方体状の誘電体ブロック（１）を粉
   末成形し、 更に、これらの貫通孔（２、３）が開口する一方の面に
   おける前記共振器用貫通孔（２）間に島状の窪みを形成
   し、 次に、この成形品を焼成後、ブロック全面に導体層
   （４）を形成し、 次いで、前記窪みが形成されたブロック面の導体層
   （４）を研削して前記窪み内の導体面を顕出させ、外周
   部の導体層（４）と非導通の導体凹部（８）を形成する
   ことを特徴とする誘電体フィルタの製造方法。