JPH11177307A - 誘電体フィルタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数の誘電体共振器を結合した構成の誘電体
フィルタの減衰極を損失を伴わないでシフトすることが
困難であった。 【解決手段】 並置された第１及び第２の誘電体共振器
１、２に容量結合のための導体７ａ、７ｂを設ける。ま
た、入出力容量結合導体８ａ、８ｂを設ける。第１及び
第２の誘電体共振器１、２の対向面に非導体領域１７
ａ、１７ｂを比較的大面積に設け、第１及び第２の誘電
体共振器１、２間をＭ結合させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は携帯電話等の移動体
通信機等に使用するための誘電体フィルタに関する。

【０００２】

【従来の技術】複数のＴＥＭモード同軸型誘電体共振器
を並置し、相互間を容量結合させて誘電体フィルタを構
成することは公知である。この種の従来の誘電体フィル
タは、図１に示すようにＴＥＭモード同軸型の第１及び
第２の誘電体共振器１、２を並置することによって構成
される。第１及び第２の誘電体共振器１、２は、誘電体
３ａ、３ｂと、内導体４ａ、４ｂと、グランドに接続さ
れる外導体５ａ、５ｂと、短絡導体６ａ、６ｂと、共振
器容量結合導体７ａ、７ｂと、端子機能も有する入出力
容量結合導体８ａ、８ｂと、貫通孔９ａ、９ｂとから成
る。

【０００３】２つの誘電体３ａ、３ｂはそれぞれ直方体
即ち角柱状であって、第１の端面１０ａ、１０ｂと、第
２の端面１１ａ、１１ｂと、第１の側面１２ａ、１２ｂ
と、第２の側面１３ａ、１３ｂと、第３の側面１４ａ、
１４ｂと、第４の側面１５ａ、１５ｂとを有する。第１
及び第２の誘電体共振器１、２の内導体４ａ、４ｂはそ
れぞれ貫通孔９ａ、９ｂに設けられている。外導体５
ａ、５ｂは第１〜第４の側面１２ａ、１２ｂ、１３ａ、
１３ｂ、１４ａ、１４ｂ、１５ａ、１５ｂの大部分に設
けられている。短絡導体６ａ、６ｂは第２の端面１１
ａ、１１ｂに設けられている。共振器容量結合導体７
ａ、７ｂは第１の端面１０ａ、１０ｂ側において第１の
側面１２ａ、１２ｂと、第２の側面１３ａ、１３ｂに設
けられ、内導体４ａ、４ｂに対向している。入出力容量
結合導体８ａ、８ｂは第１の端面１０ａ、１０ｂ側にお
いて第３の側面１４ａ、１４ｂと、第４の側面１５ａ、
１５ｂに設けられ、内導体４ａ、４ｂに対向している。
なお、外導体５ａ、５ｂは第１の端面１０ａ、１０ｂの
方向に突出した部分１６ａ、１６ｂを第２及び第３の側
面１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂに有する。

【０００４】各導体４ａ、４ｂ、５ａ、５ｂ、６ａ、６
ｂ、７ａ、７ｂ、８ａ、８ｂは、誘電体３ａ、３ｂに周
知の導電性ペースト（銀ペースト）を選択的に塗布して
焼付けた導体膜から成る。なお、誘電体３ａ、３ｂの全
露出表面に導電性ペーストを塗布して焼付けるか、又は
誘電体３ａ、３ｂの全面に金属をメッキして導体膜を作
り、これを選択的に除去することによって各導体４ａ、
４ｂ、５ａ、５ｂ、６ａ、６ｂ、７ａ、７ｂ、８ａ、８
ｂを得ることもできる。

【０００５】第１及び第２の誘電体共振器１、２は第２
の側面１３ａ、１３ｂを互いに対向させ、外導体５ａ、
５ｂ間及び容量結合導体７ａ、７ｂ間を半田等の導電性
接合材（図示せず）によって電気的及び機械的に結合さ
れる。

【０００６】図２は図１に基づく誘電体フィルタの等価
回路を示す。図２のコンデンサＣ1、Ｃ4 は入出力容量
結合導体８ａ、８ｂと内導体４ａ、４ｂとの間の容量を
示し、コンデンサＣ2 、Ｃ3 は共振器容量結合導体７
ａ、７ｂと内導体４ａ、４ｂとの間の容量を示し、Ｌa
、Ｃa 及びＬb 、Ｃb は第１及び第２の誘電体共振器
１、２の共振部を等価的に示す。また、端子Ｔ1 、Ｔ2
は入出力容量結合導体８ａ、８ｂに対応する。

【０００７】図１に基づく誘電体フィルタは、図３の特
性線Ａに示すような周波数特性を有する。この特性線Ａ
の中心周波数はｆ0 であり、これよりも低域側の周波数
ｆ1に減衰極が生じている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、減衰極の位
置を図３の周波数ｆ1 からｆ2 に移動させたいことがあ
る。この様な場合、図３の特性線Ｂに示すようにフィル
タの通過帯域幅を絞るように誘電体フィルタを構成し、
減衰極をシフトさせる。しかし、通過帯域幅を絞ると、
通過帯域における損失（ロス）が大きくなる。また、周
波数特性の異なる複数種類の誘電体フィルタを得る場合
には、誘電体３ａ、３ｂの形状、大きさを変えることが
要求され、必然的にコスト高になった。

【０００９】そこで、本発明の目的は、通過帯域の損失
の増大を抑制して減衰極をシフトすることができる誘電
体フィルタを提供することにある。また、本発明の別の
目的は、誘電体の構造を変えないで周波数特性の異なる
複数種類の誘電体フィルタを得ることである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決し、上記
目的を達成するための本発明は、少なくとも第１及び第
２の誘電体共振器が並置され、前記第１及び第２の誘電
体共振器のそれぞれが、第１及び第２の端面と前記第１
及び第２の端面間の第１、第２、第３及び第４の側面と
を有する四角柱状の誘電体と、前記誘電体の前記第１の
端面から前記第２の端面に至るように設けられた貫通孔
内に配置された内導体と、少なくとも互いに対向する前
記第１及び第３の側面の少なくとも一部に設けられた外
導体と、前記第２の側面の前記第１の端面側の領域に設
けられた共振器容量結合導体とを備え、前記第１及び第
２の誘電体共振器の前記外導体及び前記共振器容量結合
導体がそれぞれ相互に接続されている誘電体フィルタで
あって、前記第１の誘電体共振器の前記第２の側面と前
記第２の誘電体共振器の前記第２の側面とが対向するよ
うに前記第１及び第２の誘電体共振器が並置され、前記
第１及び第２の誘電体共振器の前記第２の側面の導体が
設けられていない領域の面積、形状及び位置が前記第１
及び第２の誘電体共振器を誘導結合させることができる
ように設定されている誘電体フィルタに係わるものであ
る。なお、請求項２に示すように、誘導結合（Ｍ結合又
は磁界結合）の効果を良好に得るためには第２の側面の
導体を設けない領域の面積を第２の側面の全面積の１／
４〜１／３にすることが望ましい。また、請求項３に示
すように短絡導体を設けることができる。また、請求項
４に示すように入力又は出力容量結合導体を設けること
ができる。

【００１１】

【発明の作用及び効果】各請求項の発明によれば、互い
に並置される第１及び第２の誘電体共振器の第２の側面
に導体が設けられていない領域があるので、第１及び第
２の誘電体共振器の相互間が、共振器容量結合導体によ
る容量結合（Ｃ結合）の他に、磁界結合即ち相互誘導結
合（Ｍ結合）によっても結合され、減衰極のシフトが生
じる。これにより、通過帯域における減衰量の増大を抑
制して減衰極をシフトすることが可能になる。また、本
発明に従う誘電体フィルタを作製する時に、本発明に従
う誘導結合をさせない誘電体フィルタの誘電体と同一の
形状の誘電体を使用することができるので、同一構造の
誘電体によって周波数特性の異なる複数種類の誘電体フ
ィルタを得ることが可能になり、コストの低減ができ
る。

【００１２】

【実施形態及び実施例】次に、図面を参照して本発明の
実施例及び実施形態を説明する。但し、第１の実施例を
示す図４〜図１２、及び第２の実施例及び変形例を示す
図１４〜図１９において図１及び図２と実質的に同一の
部分には同一の符号を付してその説明を省略する。

【００１３】

【第１の実施例】第１の実施例の誘電体フィルタを説明
するための図４及び図５には、図７に示す第１及び第２
の誘電体共振器１、２の第２の側面１３ａ、１３ｂの外
導体５ａ、５ｂ及び共振器容量結合導体７ａ、７ｂを導
電性接合材（図示せず）で結合したものが示されてる。
また、図８〜図１１には図７で見えない側面が示されて
いる。

【００１４】第１の実施例の誘電体フィルタは、第１及
び第２の誘電体共振器１、２の互いに対向する第２の側
面１３ａ、１３ｂの導体５ａ、５ｂ、７ａ、７ｂのパタ
ーンが変形されている他は図１と同様に構成されてい
る。即ち、図７及び図１０から明らかなように第１の実
施例の誘電体共振器１、２の第２の側面１３ａ、１３ｂ
には比較的大面積の露出面即ち非導体領域１７ａ、１７
ｂが設けられている。この非導体領域１７ａ、１７ｂは
共振器容量結合導体４ａ、４ｂと外導体５ａ、５ｂとの
相互間隔がＷ1 の部分とこれよりも広い間隔Ｗ2 を有す
る部分とから成る。なお、非導体領域１７ａ、１７ｂの
面積はそれぞれの第１の側面１３ａ、１３ｂの全面積の
約１／４に設定されている。これにより、第１及び第２
の誘電体共振器１、２の内導体４ａ、４ｂ間に誘導結合
（Ｍ結合）が生じている。

【００１５】図１２は図４〜図７に示す誘電体フィルタ
の等価回路を示す。ＣａとＬａで示されている第１の誘
電体共振器１とＣｂとＬｂとで示されている第２の誘電
体共振器２とはコンデンサＣ2 、Ｃ3 で容量結合される
と共に、Ｍで示すように磁界結合即ち誘導結合される。

【００１６】図１３は図４〜図７に示す本実施例の誘電
体フィルタの特性線３１と比較例の誘電体フィルタの特
性線３２とを示す。点線で示す比較例の特性線３２は図
１に示す従来の誘電体フィルタの特性即ち図３の特性線
Ａに相当するものを示し、周波数ｆ1 に減衰極を有して
いる。本実施例の誘電体フィルタの減衰極は周波数ｆ1
よりも中心周波数ｆ0 に近いｆ2 に生じている。本実施
例の誘電体フィルタは減衰極がシフトしているにも拘ら
ず中心周波数ｆ0 を含む通過帯域における損失（減衰）
がほとんど生じていない。従って、本実施例によれば、
通過帯域における損失の増大を抑制して減衰極をシフト
することができる。また、図４〜図１１の誘電体３ａ、
３ｂの形状は図１の誘電体３ａ、３ｂの形状と同一であ
るので、多数の誘電体３ａ、３ｂを用意して図１３の特
性線３１、３２の２種類の誘電体フィルタを提供するこ
とができ、コストの低減が可能になる。

【００１７】

【第２の実施例】図１４及び図１５に示す第２の実施例
の３段の誘電体フィルタは第１の実施例と同一構成の第
１及び第２の誘電体共振器１、２の間に第３の誘電体共
振器３０を配置したものである。第３の誘電体共振器３
０は、誘電体３ｃ、内導体４ｃ、外導体５ｃ、短絡導体
６ｃ、２つの共振器容量結合導体７ｃ、７ｄ、及び一端
面１０ｃから他端面１１ｃに至るように形成された貫通
孔９ｃを有し、更に外導体５ｃの突出部分１６ｃを有し
ている。第１及び第３の誘電体共振器１、３０は外導体
５ａ、５ｃ及び共振器容量結合導体７ａ、７ｃで相互に
結合され、第２及び第３の誘電体共振器２、３０は外導
体５ｂ、５ｃ及び共振器容量結合導体７ｂ、７ｄで相互
に結合されている。なお、これ等の結合は導電性接合材
で行われている。なお、第３の誘電体共振器３０の第１
及び第２の誘電体共振器１、２に対向する面は、第１及
び第２の誘電体共振器１、２の対向する面即ち第２の側
面１３ａ、１３ｂと同一パターンに形成されている。従
って、第１及び第３の誘電体共振器１、３０の間、及び
第２及び第３の誘電体共振器２、３０の間にＭ結合（磁
界又は誘導結合）が生じている。従って、第２の実施例
においても第１の実施例と同一の作用効果が得られる。

【００１８】

【変形例】本発明は上述の実施例に限定されるものでな
く、例えば次の変形が可能なものである。 （１） 第２の側面１３ａの非導体領域１７ａのパター
ンを図１６、図１７、図１８、図１９に示すように種々
変形できる。図１６の誘電体共振器１においては、第２
の側面１３ａの非導体領域１７ａが共振器容量結合導体
層７ａを外導体５ａから分離するための幅Ｗ1 の領域の
他に、誘電体共振器１の開放端から短絡端に向って延び
る幅Ｗ2 の帯状領域を有している。図１７の誘電体共振
器１においては、第２の側面１３ａの非導体領域１７ａ
が共振器容量結合導体層７ａを外導体５ａから分離する
ための幅Ｗ1 の領域の他に、幅Ｗ2 を有して第２の側面
１３ａの上から下に向って延びる領域を有している。図
１８の誘電体共振器１においては、第２の側面１３ａの
非導体領域１７ａが共振器容量結合導体層７ａを外導体
５ａから分離するための幅Ｗ1 の領域の他に、短絡端側
に於て第２の側面１３ａの上から下に向って延びる領域
を有している。図１９の誘電体共振器１においては、第
２の側面１３ａの非導体領域１７ａが共振器容量結合導
体層７ａを外導体５ａから分離するための幅Ｗ1 の領域
の他に、誘電体共振器１の開放端と短絡端のほぼ中間に
おいて第２の側面１３ａの上から下に向って延びる幅Ｗ
2 の帯状領域を有している。なお、第２の誘電体共振器
２の第２の側面１３ｂの導体パタ−ンも図１６〜図１９
に対応するように形成する。また、実施例及び図１６〜
１９の変形例において第２の側面１３ａ、１３ｂの面積
に対する非導体領域１７ａ、１７ｂの割合を、１／５〜
４／５、好ましくは１／４〜１／３にすることが望まし
い。図１６〜図１９においても、誘電体３ａの形状を変
えないで、異なる周波数特性の誘電体フィルタを得るこ
とが可能になり、誘電体フィルタのコストの低減及び特
性改善を容易に達成することができる。 （２） 入出力容量結合導体８ａ、８ｂを省いて入出力
端子部材を内導体４ａ、４ｂに接続することができる。 （３） 短絡導体６ａ、６ｂを省いて１／２波長型にす
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の誘電体フィルタを示す分解斜視図であ
る。

【図２】図１の誘電体フィルタの等価回路図である。

【図３】従来の誘電体フィルタの周波数特性図である。

【図４】本発明の第１の実施例の誘電体フィルタを示す
正面図である。

【図５】図４の誘電体フィルタの平面図である。

【図６】図４のＡ−Ａ線断面図である。

【図７】図４の誘電体フィルタの分解斜視図である。

【図８】図４の第１の誘電体共振器の左側面図である。

【図９】図４の第１の誘電体共振器の底面図である。

【図１０】図４の第２の誘電体共振器の左側面図であ
る。

【図１１】図４の第２の誘電体共振器の底面図である。

【図１２】図４の誘電体フィルタの等価回路図である。

【図１３】第２の実施例の誘電体フィルタを示す平面図
である。

【図１４】図１３の誘電体フィルタの正面図である。

【図１５】変形例の誘電体共振器の側面図である。

【図１６】別の変形例の誘電体共振器の側面図である。

【図１７】更に別の変形例の誘電体共振器の側面図であ
る。

【図１８】更に別の変形例の誘電体共振器の側面図であ
る。

【図１９】更に別の変形例の誘電体共振器の側面図であ
る。

【符号の説明】

１、２ 第１及び第２の誘電体共振器 ７ａ、７ｂ 共振器容量結合導体 ８ａ、８ｂ 入出力容量結合導体 １７ａ、１７ｂ 非導体領域

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも第１及び第２の誘電体共振器
   が並置され、 前記第１及び第２の誘電体共振器のそれぞれが、第１及
   び第２の端面と前記第１及び第２の端面間の第１、第
   ２、第３及び第４の側面とを有する四角柱状の誘電体
   と、前記誘電体の前記第１の端面から前記第２の端面に
   至るように設けられた貫通孔内に配置された内導体と、
   少なくとも互いに対向する前記第１及び第３の側面の少
   なくとも一部に設けられた外導体と、前記第２の側面の
   前記第１の端面側の領域に設けられた共振器容量結合導
   体とを備え、前記第１及び第２の誘電体共振器の前記外
   導体及び前記共振器容量結合導体がそれぞれ相互に接続
   されている誘電体フィルタであって、 前記第１の誘電体共振器の前記第２の側面と前記第２の
   誘電体共振器の前記第２の側面とが対向するように前記
   第１及び第２の誘電体共振器が並置され、 前記第１及び第２の誘電体共振器の前記第２の側面の導
   体が設けられていない領域の面積、形状及び位置が前記
   第１及び第２の誘電体共振器を誘導結合させることがで
   きるよう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】 前記第１及び第２の誘電体共振器の前記
   第２の側面の導体が設けられていない領域の面積は、前
   記第２の側面の全面積の１／４〜１／３であることを特
   徴とする請求項１記載の誘電体フィルタ。
3. 【請求項３】 更に、前記第１及び第２の誘電体共振器
   の前記第２の端面に前記内導体と前記外導体とを接続す
   るための短絡導体がそれぞれ設けられていることを特徴
   とする請求項１又は２記載の誘電体フィルタ。
4. 【請求項４】 更に、前記第１及び第２の誘電体共振器
   の前記第４の側面の前記第１の端面側の領域に入力又は
   出力容量結合導体がそれぞれ設けられていることを特徴
   とする請求項１又は２又は３記載の誘電体フィルタ。