JPS60152101A - 分布定数型フイルタ - 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】 この発明は、−個の誘電体ブロックに複数段の共振ユニ
ットを構成し′〔なる分布定数型フィルタに関する。

従来よシ、数１００ＭＨｇの周波数帯域のフィルタとし
′Ｃは、ＬＣＣ共同回路用りたさのや、空洞型の同軸共
振器を用いたものがあったが、構造的に不安定あるｂは
複雑であったシ、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、などの問題点があっ
た。

このため、数ｉＱＱＭＨｇの周波数帯域のフィルタとし
Ｃ−個の誘電体ブロックに複数段のａｔ体同軸ＴＥＭ共
蚕ユニットを構成した７千ルタが実用化されＣいる。

この先行例を図面を用い′Ｃ説明する。

第１図は先行側二段フィルタの等師回路図である。

図におい′Ｃ１１は入力端子、２は出力端子、３は入力
結合静心容量、４は出力結合静電容量、５゜６はえ波長
共振回路を集中定数回路とし”Ｃ示したものである。し
たがつ゛にの先行列は、イ波長共振回路同士は誘導結合
され、外部回路と％波長共振回路とが靜１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一の例を示す。図
にお一部（，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は暇通孔
で、一定間隔をおい′〔並んだ状態で誘電体ブロック１
０に設けＣある。１３．１４はそれぞれ貫通孔１１．１
２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つ”〔、導電膜
１３．１４の一端側と導電膜１５を短絡し゛〔％波長共
振を生じさせるためのものである。１７は導電膜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１９，２０を有したものである。よ
シくわしくのべると、導電膜１６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゛〔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′〔ある。２
２は導電膜１４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２５に対向電極２４．２５を有し
たものである。よシくわしくのべると、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２
６を電気的かつ機械的に接続固定し“〔あ夛、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°〔ある。誘電体１０の誘電率によつ゛〔短縮された
導電膜１６あるいは１４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、イ波長でもよいし
イ波長でもよい。％波長のときは、導電ｌ１１６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′Ｃいる。いずれにし°Ｃも、この例では二つ
の共振ユニットが構成され′〔いる。２７は空洞で、−
例とし゛〔は断面長方形状であり、この寸法形状で両共
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°Ｃいない。空洞２７は貫通
され゛〔いなめ場合もあり得る。

次忙具体的構造の第二の例を示す。第二の例は、前述の
静電結合構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
′Ｃ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＋１．５　ｔｍψ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゛
Ｃ柱状に成形し、上記導線４２が軸心部を貫通するよう
にしたものであつ゛Ｃ１上記誘電体ユニット４１の先端
部ＩＣはｍＱ体ズブロック１０孔１１．１２への圧入を
容易にするため、テーパ部４５を設ける一方、上記誘醒
木ヱニット４１の後端部には、誘電体ブロック１０の上
記孔１１゜１２の導＠Ｊ１６の非形成側の開口周縁に当
”〔正めされるフランジ部４４を設けＣいる。

上記誘電体ユニッ）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？１ｉｌｌ
＃１３．１４を形成した誘電体ブロック１゜の上記孔１
１．１２に誘電体ユニッ）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゛〔
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１ｉ　１２の内面に形成された導電［ｌ１１
５．１４とは、誘電体ユニット４１・４１の誘電体部分
を介し”Ｃ静電結合されることになシ、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。

従つ”Ｃ１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ＴＥロモードの共振がスプ
リアスとし°Ｃ生じる場合がある。

Ｔ］ｌｌｉ、１モードのカットオフ周波数は図にｔ、−
ける幅寸法ａ、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つ′ＣＴＥ
、　ｌモードの共振周波数が低くなり、使用モードであ
るＴＫＭモードの共振周波数に近づいＣくる。

そし′Ｃ１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シ付けるには手間がかかシ、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
外部回路接続用ピンを挿入したものでは、精度を上げに
＜＜′Ｃ１上記穴と列部回路−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シ初期特性
バラツキの原因となる。しかも温度変化を加え”Ｃも膨
張係数のちがいによりエア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、すＴＩＣ，、スズリアスモードをおさえる
こと、■結合状態の製品毎の均一と安定性を高めること
、（り結合構造の簡略化と使用部品を減少させ”〔コス
トダウンをはかることを目的とし′〔、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シ
囲む誘電体ブロックの少くΔ 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°〔なる結
合構造であつ゛Ｃ，フィルタの縦断面上であり゛Ｃ結合
すべき共振ユニットよシ誘電体ブロックの外側面寄シに
共振ユニットの貫通孔と沿った孔を設け゛〔その内面に
導電膜を設がある。

以下にこの先行考案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ｌ、−ｂ−（，５１は貫通孔
で、幅Ｗの真中であつ・Ｃ１いいかえると〕社シ イルタの１析面上で共振ユニットより誘電体プロツへ り１０の外側回置りに共振ユニットの貫通孔１１と沿つ
・Ｃ設けたものである。この孔５１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に連なつＣいる。導電膜５２には結合用金属
ピン５３が接続固定しＣある。５４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。ピ
ン５３は、直接あるｂはコネクタを介したシ、同軸ケー
ブルを用ｈ″Ｃ外部回路に接続される。同様な貫通孔６
１等が空洞２７を間にし°〔貫通孔５１等と反対側に設
けられる。すなわち、６２は導電膜、６５は結合金属ピ
ン、６４け誘導結合度調整用スリットである。さらに、
フィルタの開放端面上方を囲むようなアース阪７０が設
けられる。

このような構成だと、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
おシ、磁界の方向が結合すべき共振ユニットの内導軸の
両側で逆方向になつ′〔いる。

ＴＢ１１モードでは磁界の方向は共振ユニットの内導軸
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、本先行考案結合構造によるとＴ”ＩＩ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１
１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（Ｌ６１と貫通孔１２との距離、ス
リット６４の形状や大きさで定まる。

このような先行考案によると、スズ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■、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（青変が安定し
、初１１７１特性が安定する。つまシ、加工、製造ムラ
による結合状蝮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（ム膿と必要に
応じターミナルとし′Ｃ設けられる金属ピン）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１経時的な特性の変化はま
ったく生じない。さらに、外部、端金するのに、結合用
貫通孔内にたとえば金属ピンを挿入、接涜固定しただけ
であるので構造が簡単になシ、コストが下がる。

このような先行考案は’ｌ？　Ｋ多段のフィルタに好適
なものであることは以上のとおりであるが、初段および
最終段の共振ユニットには、誘導結合度調整用スリット
（第１１図以降における符号５４゜６４を付したもの）
が近接し′〔いることから、残シの共振ユニットに比べ
て、共振周波数が高くなりすぎ゛〔ｈる。コムライン型
の分布定数型フィルタでは、すべＣの共振ユニットの共
振周波数をほぼ同一に設定する必要があることから、初
段および最終段の共振ユニットの共振周波数をさげる必
要がある。

それゆえにこの発明の目的は、初段および最終段の共振
ユニットの共振周波数を残りの共振ユニットのそれとほ
ぼ同一にすることができる構成を有する分布定数型フィ
ルタを提供することである。

この発明の要旨は、誘電体ブロックの貫通孔内面に導電
膜を形成する七とも建貫通孔を取シ囲む誘電体ブロック
の少なくとも西側面に導電１摸を設け、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、この共振ユニットのうち初段および最終
段をそれぞれ結合度設定用空隙を介し゛Ｃ外部回路と結
合するようにした分布定数型フィルタにおＩｎ’（、初
段および最終段共振ユニットの開放端面側におい−Ｃ１
貫通孔内面に形成した導電膜に連続する導電膜を誘電体
ブロック表面に形成することによシ、初段および最終段
の共振ユニットの共振周波数を調整可能にしたことを特
数とする分布定数型フィルタである。

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１５図以降におｈ′Ｃ前図と同一部分には同一番号を
付し・Ｃ説明を省略する。

誘電体ブロック８０には、４つの貫通孔９０゜９Ｌ　９
２．９５が設けられＣおシ、先行例、先行考案と同様に
内面に導電膜１００．ＩＯＬ　１０２　。

１０３　が設けられ゛〔いる。貫通孔９０．９１間には
空洞２７と同様ンに結合用空隙１１０が設けられ、貫通
孔９１・９２間には、同様な結合用空隙１１１が設けら
れ、貫通孔９２．’？３間には、同様な結合用空隙１１
２が設けられ′Ｃいる。誘電体ブロック８゜の西側面お
よび底面には、先行列の導電膜１５゜１６に相当する導
電Ｍ１２１．１２２が設けられＣいる。この実施列では
、共振ユニットの開放端面１３１側におい゛Ｃ１貝通孔
９０．９３　内面に形成した導！１１１ｔｉ１００．’
１０５に連続する導電膜１４１゜１４２を誘電体ブロッ
ク８０の表面上に形成し゛〔いる。４ｉｔｌｌｌ１１４
１．１４２を形成することによシ初段および最終段共Ｉ
辰ユニットの誘電体の実効誘直率が大きくなり、このた
め、共壕ユニットの共振周波数が低下する。導電膜１４
１．１４２の面積の大小で共振周波数が決定されるから
、あらかじめ太き目に導電膜１４Ｌ　ｆ４２を形成し〔
おい゛〔トリミングしＣ目標（直になるようにし゛〔も
よい。

これらの導電膜は４屯銀塗料を塗布したのち焼付け°〔
形成されたものである。

以上の実施列からもあきらかなようにこの発明によると
、初段および最終段の共振ユニットの中心導体に導通ず
る導電膜を共振ユニットの開放端表面上に形成し゛Ｃ実
効誘亀率をあげることによシ、初段および最終段の共振
ユニットの共振周波数を残りの共振ユニットのそれとほ
ぼ同一にすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は先行列の等価回路図、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の先行具本例の断面図、
第９図は誘電体１ニツトの正面図、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図は先行
考案一実施例の平面図、＃ｃ１２図は第１１図のＡ−Ａ
線断面図、第１５図は、先行考案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、本発明一実施例の平面図
、第１６図は同じく一部断面を示す側面図。 ８０は誘電体ブロック、９０．９１．９２および９３は
貫通孔、１００，１０１，１０２および１０５は導電膜
、１２１および１２２は導ｔ＋Ｓ、５４および６４は誘
導結合度調整用スリット、１４１および１４２は導電膜
。 特許出願人 株式会社村田製作所 第５図 第１０図 １０ 第／／Ｑ 躬１５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
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
   に貫通孔を取シ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＋Ｊ　’？ｌＥ体ブロツブロック振ユニットを構成
   し、この共振ユニットのうち初段および最終段をそれぞ
   れ結合度設定用空隙を介し°Ｃ外部回路と結合するよう
   にした分布定数型フィルタにおい゛Ｃ１初段および最終
   段共振ユニットの開放端面側におい°Ｃ１貫通孔内面に
   形成した導覗−に連続する導電膜を誘電体ブロック表面
   に形成することによシ、初段および最終段の共振ユニッ
   トの共振周波数を調整可能にしたことを特徴とする分布
   定数型フィル夛。