JPS60116201A - 外部結合構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 １１１」 本発明は、外部回路と誘電体ブロックを使用した分布定
数型共振器の結合構造に関する。

従来技術 従来より、数１００Ｍ　）ｌ　ｚの周波数帯域のフィル
振器を用いたものがあったが、構造的に不安定あるいは
複雑であったり、特性的に満足できない、調整に手間が
かかる、コストが引下げられない、など問題点があった
。

このため、数１００Ｍ　Ｈｚの周波数帯域のフィルタと
して誘電体同軸ＴＥＭ共振器を用いたフィルタが実用化
されている。

この先行例を図面を用いて説明する。

第１図は先行側二段フィルタ等価回路図である。

図において、１は入力端子、２は出力端子、３は入力結
合静電容量、４は出力結合静電容量、５゜６は１／４波
長共振回路を集中定数回路として示したものである。し
たがってこの先行例は、１／４波長共振回路同士は誘導
結合され、外部回路と１／４波長共振回路とが静電容量
結合されたフィルタである。第２図〜第７図はその具体
的構造の第−の例を示す。図において、１０は酸化チタ
ン系のセラミック誘電体からなる立方体状の誘電体ブロ
ック、１１．１２は貫通孔で、一定間隔をおいて並んだ
状態で誘電体ブロック１０に設けである。１３゜１４は
それぞれ貫通孔１１．１２の内面に設けた導電膜、１５
は誘電体ブロック１０の少なくとも西側面に設けた導電
膜である。１６は誘電体ブロック１０の底面に設けた導
電膜であって、８１電１１９１３．１４の一端側と導電
膜１５を短絡して１／４波長共振を生じさせるためのも
のである。１７は８Ｉ電膜１３の他端側に接続される入
力結合用コンデンサで、円柱状誘電体１８に対向電極１
９．２０を有したものである。よりくわしくのべると、
導電１１！１３の他端側には、導電体たとえば金属円柱
体からなる取付部材２１を電気的かつ機械的に接続固定
してあり、対向電極２０をこの取付部材２１に電気的か
つ機械的に接続固定しである。２２は導電１１１１４の
他端側に接続される出力結合用コンデンサで、円柱状誘
電体２３に対向電極２４゜２５を有したものである。

よりくわしくのべると、導電膜１４の他端側には導電体
たとえば金属円柱体からなる取付部材２６を電気的かつ
機械的に接続固定してあり、対向電極２５をこの取付部
材２６に電気的かつ機械的に接続固定しである。誘電体
１０の誘電率によって短縮された導電膜１３あるいは１
４の電気長で共振周波数が決定される。電気長は図示実
施例のように、１／４波長でもよいし１／２波長でもよ
い。１／２波長のときは、導電膜１６は不要である。な
お、各図の導電膜、電極は理解のために強調された膜厚
で描いている。いずれにしても、この例では二つの共振
ユニットの誘導結合度合が左右される。空洞２７の内周
面には電極膜が設けられていない。空洞２７は貫通され
ていない場合もあり得る。

次に具体的構造の第二の例を示す。第二の例は、前述の
静電結合ｍ造を簡単化することに特徴がある。つまり、
第８図に示す第二の例では内面に導電膜１３．１４を夫
々形成した誘電体ブロック１０の孔１１．１２に、第９
図に示すような誘電体ユニット４１．４１を夫々圧入し
ている。

上記誘電体ユニット４１は、第９図に示すように、直径
が例えば、０．５＋ａｍφの導線４２の一部に、プラス
チックあるいは酸化チタン系の誘電体材料等を被着して
柱状に成形し、上記導線４２が軸心部を貫通するように
したものであって、上記誘電体ユニット４１の先端部に
は誘電体ブロック１０の孔１１．１２への圧入を容易に
するため、テーパ部４３を設ける一方、上記誘電体ユニ
ット４１の後端部には、誘電体ブロック１０の上記孔１
１．１２のＳ電膜１６の非形成側の開口周縁に当て止め
されるフランジ部４４を設けている。

上記誘電体ユニット４１．４１は、第８図に示すように
、そのテーパ部４３．４３側から、内面に導電膜１３．
１４を形成した誘電体ブロック１０の上記孔１１゜１２
に誘電体ユニット４１．４１のフランジ部４４．４４が
誘電体ブロック１０に当接するまで圧入している。

上記のようにすれば、導線４２．４２と、誘電体ブロッ
ク１０の孔１１．１２の内面に形成された導電膜１３．
１４とは、誘電体ユニット４１．４１の誘電体部分を介
して静電結合されることになり、第１の先行例のような
入力結合用コンデンサ１８や出力結合用コンデンサ１９
は不要となる。

従って、入力結合用コンデンサ１７や出力結合用コンデ
ンサ２２のような面倒な取付は作業の必要はなくなる。

このような第一、第二の先行例があるが、静電結合構造
では、第１０図に示すようにＴＥｉ　＋モードの共振が
スプリアスとして生じる場合がある。

ＴＥ１１モードのカットオフ周波数は図における幅寸法
ａ１長さ寸法すで定まるが、特に多段構成にしたとき、
図における長さ寸法すが大きくなってＴＥｔ　１モード
の共振周波数が低くなり、使用モードであるＴＥＭモー
ドの共振周波数に近づいてくる。

そして、第一の例のように、共振ユニットと外部回路と
の静電結合にコンデンサを使用すると、誘電体ブロック
にコンデンサを取り付けるには手間がかかり、量産性が
低いうえに、誘電体フィルタの形状が大きくなる。

また、第二の例のように、誘電体ブロックに設けた穴に
外部回路接続用ビンを挿入したものでは、′ｖｉ度を上
げにくくて、上記穴と外部回路接続用ビンとの間にエア
ーギャップが生じると結合容量が不安定となり初期特性
バラツキの原因となる。しかも温度変化を加えても膨張
係数のちがいによりエアーギャップに変化が生じ、経時
的にも結合容量が不安定となる。

それゆえに、この発明の目的は、ＴＥ１１スプリアスモ
ードをおさえることである。

この発明の他の目的は、結合状態の製品毎の均一と安定
性を高めることである。　− この発明のさらに他の目的は結合構造の簡略化と使用部
品を減少させてコストダウンをはかることである。

この発明の要旨は、誘電体ブロックの貫通孔内面に導電
膜を形成するとともに貫通孔を取り囲む誘電体ブロック
の少くとも四側面に導電膜を設け、貫通孔内面に設けた
上記導電膜と誘電体ブロックの側面に設けた上記５ｌｉ
ｐ１４とこれら導電膜の間の誘電体ブロックとで共振ユ
ニットを構成し、この共振ユニットと外部回路とを結合
してなる結合構造であって、フィルタの縦断面上であっ
て結合すべき共振ユニットより誘電体ブロックの外側部
寄りに共振ユニットの貫通孔と沿った孔を設けてその内
面に導電膜を設けることにより共振ユニットと外部回路
との結合を電界と磁界の両方で得たことである。

以下にこの発明の一実施例を図面を参照しながら説明す
る。第１１図以降において、５１は貫通孔で、幅Ｗの真
中であって、いいかえるとフィルタの縦断面上で共振ユ
ニットより誘電体ブロック１０の外側部寄りに共振ユニ
ットの貫通孔１１と沿って設けたものである。この孔５
１の内面に導電膜５２を設けその一端側は誘電体ブロッ
ク１０の底面に設けた導電膜１６に連なっている。導電
膜５２には結合用金属ビン５３が接続固定しである。５
４は空洞２７と同様な構造と作用をもつ誘導結合度調整
用スリットである。ビン５３は、直接あるいはコネクタ
を介したり、同軸ケーブルを用いて外部回路に接続され
る。同様な貫通孔６１等が空洞２７を間にして貫通孔５
１等と反対側に設けられる。すなわち６２は導＄９９，
６３は結合金属ビン、６４は誘導結合度調整用スリット
である。さらに、フィルタの解放端面上方を囲むような
アース板７０が設けられる。

このような機構だと、アース電流がフィルタに対称に流
れ、第１３図に示すような磁界結合が生じる。図示のと
おり、磁界の方向が結合すべき共振ユニットの内環軸の
両側で逆方向になっている。

ＴＥ１１モードでは磁界の方向は共振ユニットの内環軸
の両側で第１０図に示すよう同一方向になるものである
から、本発明結合ｍ造によるとＴＥ１１モードが発生し
ない。なお入力結合度合は、貫通孔５１と貫通孔１１と
の距離、スリット５４の形状や大きさで定まる。出力結
合度合は、貫通孔６１と貫通孔１２どの距離、スリット
６４の形状や大きさで定まる。

参考までに第一の先行例のスプリアス特性図を第１５図
、本発明一実施例のスプリアス特性図を第１Ｇ図として
示す。

以上の実施例からもあきらかなようにこの発明によると
スプリアス特性が向上する。また、外部結合の強さは、
結合用貫通孔と、結合される共振ユニットの内導体との
距離、外部結合調整用スリットの大きさ、形状といった
もので定まるので、一度条件設定ができれば、その後は
、金型による一体成形で製造されるので、上述した部分
の寸法精度が安定し、初期特性が安定する。つまり、加
工、製造ムラによる結合状態の不均一性がなくなる。い
いかえると結合状態が製品間で均一になる。

また、使用部品は外部結合用導体（外部結合用貫通孔に
設けた電極膜と必要に応じターミナルとして設けられる
金属ビン〉と誘電体セラミックだけであるから、温度、
湿度、その他の環境条件に対し安定であるために、経時
的な特性の変化はまったく生じない。さらに、外部結合
するのに、結合用貫通孔内にたとえば金属ビンを挿入、
接続固定しただけであるので構造が簡単にになり、コス
トが下がる。

【図面の簡単な説明】

第１図は先行例の等価回路図、第２図は第１の先行具体
例の正面図、第３図は同左側面図、第４図は、同右側面
図、第５図は、同平面図、第６図は、同裏面図、第７図
は、同断面図、第８図は、第２の先行具体例の断面図、
第９図は誘電体ユニットの正面図、第１０図は、先行例
における電磁界分布状態を示す説明図、第１１図は本発
明一実施例の平面図、第１２図は第１１図のＡ−Ａ線断
面図、第１３図は、本発明一実施例における電磁界分布
状態を一部示す説明図、第１４図は、第１２図のＢ−Ｂ
線断面図、第１５図は、第１の先行具体例のスプリアス
特性図、第１６図は本発明一実施例のスプリアス特性図
。 ５１．６１は貫通孔、５２．６２は導電膜、５３．６３
は金属ビン。 特　許　出　願　人 株式会社村田製作所 第１図 第５図　第４１ 第５図 第６図 第６図 第９図 第１０図 ４ 第１１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　誘電体ブロックの貫通孔内面に導電膜を形成す
   るとともに貫通孔を取り囲む誘電体ブロックの少なくと
   も四側面に導電膜を設け、貫通孔内面に設けた上記導電
   膜と誘電体ブロックの側面に設けた上記導電膜とこれら
   導電膜の間の誘電体ブロックとで共振ユニットを構成し
   、この共振ユニットと外部回路とを結合してなる結合構
   造であって、フィルタの縦断面上であって結合すべき共
   振ユニットより誘電体ブロックの外側面寄りに共振ユニ
   ットの貫通孔と沿った孔を設けてその内面に導電膜を設
   けることにより共振ユニットと外部回路との結合を電界
   と磁界の両方で得たことを特徴とする外部結合構造。