JPH0472802A - 誘電体フィルタ - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、主にマイクロ波帯域で使用する誘電体フィル
タに関する。更に詳しく述べると、結合阻止穴を有する
λ／４共振型の一体型同軸共振器を用い、共振子間を集
中定数素子で結合する形式の誘電体フィルタに関するも
のである。

［従来の技術］ 高誘電率セラミックス材料を用いるフィルタの一つとし
て、第８図に示すように複数（ここでは３個）の誘電体
角柱形共振器１０を適当な集中定数素子で結合する構成
がある。誘電体共振器１０は、マイクロ波用高誘電率材
料からなる角柱１２の中央に共振子穴１４を貫設し、開
放面（同図では左側の端面）を除く外面と穴の内面とに
導体膜を付着してそれぞれ外導体及び内導体としたもの
である。誘電体共振器１０を金属板（アース）１６上に
並べると共に、結合回路基板１８を設け、その上に結合
コンデンサ２０とコイル２２を取り付ける。各誘電体共
振器の内導体と結合コンデンサ２０とを金属線２４で接
続し、両端の結合コンデンサに入出力リード２６を接続
する。

等価回路を第９図に示す。各共振器１０と結合コンデン
サＣ８１，Ｃ１□、Ｃ２３がそれぞれ接続され、各結合
コンデンサ間がコイルＬ１□、Ｌ２３で接続される。ま
た各結合コンデンサとアースとの間に、結合回路基板１
８による接地コンデンサＣ＋　、Ｃｚ　、Ｃ３が形成さ
れる。各誘電体共振器１０は、その角柱高さ、比誘電率
゛、コンデンサ容量等で決まる共振周波数を持ち、上記
構成によって１／４波長同軸共振型の帯域１！ＩＩ　］
Ｊ：フィルタが得られる。フィルタ特性の一例を第１０
図に示す。同図において実線ａは上記フィルタによる特
性を示し、破線すは接地コンデンサが無い場合の特性を
示す。

また帯域通過フィルタの場合には、図示するのを省略す
るが、上記のような誘電体角柱型共振器を用い、共振子
間を直接コイルまたはコンデンサで結合し、入出力リー
ドにコンデンサを取り付けることで構成できる。

［発明が解決しようとする課題］ 従来技術では、単体共振器を複数個配列するため部品点
数が多くなり、組み立て工数が増大し、共振器間の位置
出しや外導体面精度も要求が厳しくなる。また共振器同
士の接合の必要から機械強度や耐環境信頬性の劣化など
の点でも問題がある。

特に接地容量を付加すると、部品点数及び占有体積が大
きくなる。

本発明の目的は、これら従来技術における問題を解決し
、製造性並びに設計性がよく、安定な電気・機械特性が
得られる誘電体フィルタを提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、誘電体ブロックに複数の共振子穴と結合阻止
穴とを交互に並設し、それら穴が開口している一方の面
を開放面、他方の面を短絡面として、各穴内面及び誘電
体ブロック外面に導体膜を形成し、共振子穴の導体膜は
短絡面側でのみ、結合阻止穴の導体膜は両開口端で誘電
体ブロック外面導体膜に接続して同軸共振器とし、その
共振子間を集中定数素子で結合する形式の誘電体フィル
タを前提にしている。集中定数素子としては、例えば空
心コイルを用いる。

そして本発明では、中心導体の周囲に誘電体を有するピ
ン端子を各結合阻止穴に埋め込み、結合用基板を前記開
放面側に設け、前記ピン端子の中心導体と隣接共振子の
結合端とを接続することにより前記ピン端子で接地容量
を形成している。ピン端子は、誘電体の更に外周に導体
を有する同軸型の端子であってもよい。

また別の手段としては、各結合阻止穴に開放面側から金
属端子を取り付け、結合用基板を前記開放面側に設け、
該結合用基板の裏面導体パターンと前記金属端子とを接
続することにより結合用基板の表裏面間で接地容量を形
成する構成もある。

本発明は帯域阻止フィルタのみならず帯域通過フィルタ
にも適用可能である。

［作用］ 各共振子穴は１／４波長型の同軸共振子を構成する。共
振子穴の間に設けた結合阻止穴は、その内面に導体膜が
形成され且つ両開口端で内面の導体膜が誘電体ブロック
外面導体に接続されているため、共振子間での電磁波の
伝播を遮蔽し電磁的結合を開止する。そのため一体型構
造でありながら電磁気的には単体共振器を配列したもの
とほぼ同等の状態になる。

従って、この誘電体共振器に誘導素子を含む適当な集中
定数素子を付加接続することによって、帯域阻止フィル
タあるいは帯域通過フィルタとして動作することになる
。

ピン端子を用いた場合は、結合阻止穴の内面導体膜（ア
ース）とピン端子の中心導体間で得られる容量が接地容
量に相当する。この接地容量と誘導素子により低域通過
フィルタ作用が生し、高調波の減衰が得られる。

金属端子を用いた場合は、それが結合阻止穴の内面導体
膜（アース）と導通ずるから、金属端子に対応する位置
における結合用基板の表裏両面間での容量が接地容量と
なる。この場合は各共振子毎に接地容量が得られ、同様
に高調波減衰作用が得られる。

［実施例］ 第１図は本発明に係る誘電体フィルタの一実施例を示す
分解斜視図であり、第２図はその組立後の縦断面図であ
る。この実施例は３段フィルタの場合である。

直方体状をなす誘電体ブロック３０の長手方向に共振子
穴３２となる３個の貫通孔と、結合阻止穴３４となる２
個の貫通孔とを交互に形成する。それらの貫通孔が開Ｄ
　Ｌでいる一方の而（第１図では左手前側の面）を開放
面、他方の面を短絡面として、開放面を除く誘電体ブ１
コックの全外面及び全貫通孔の内面に導体膜を形成する
と共に、開放面に結合阻止穴内面の導体膜と誘電体ブロ
ック外面の導体膜間を接続する帯状の導体膜３６を形成
して誘電体共振器３８とする。従って共振子穴３２の内
面の導体膜が内導体、それ以外の導体膜が外導体となる
。

なお誘電体ブロック３０は、マイクロ波用高誘電率材料
の焼結体（例えばチタン酸バリウム等）からなる。第１
図において、影線を施した面は導体膜が形成されている
部分であり、細かな点々を付した面ば導体膜が無く誘電
体の素地が露出している部分を表している。ここで導体
膜は例えば銀ペーストの焼付は等にょる極く薄い導電材
料の層である。

共振子穴３２の間に位置する結合阻止穴３４は、その内
面が導体膜で覆われ且つ両開口端面で誘電体ブロック外
面導体と導通しているため、共振子間での電磁波の伝播
を遮蔽する。この誘電体共振器３８は、一体構造であり
ながら電磁的にはそれぞれの共振子が独立したのと同等
の状態になる。

この共振器３８に適当な集中定数素子を付加接続するこ
とによりフィルタを構成する。共振子穴３２の開放端に
リヘソト状の金属端子４゜を半田付けし、結合阻止穴３
４には同軸型のピン端子４２を固定する。ピン端子４２
は、第４図Ａに示すように中心導体４３の周囲に誘電体
（例えば樹脂など）４４を有し、更にその外周に導体４
５を設けた同軸型の端子でもよいし、第４図Ｂに示すよ
うに外周の導体がないものでもよい。これらは半田付け
あるいは圧入などにより固定する。

そしてコイル４６を備えた結合用基板４８を開放面側に
設け、前記金属端子４０及びピン端子４２と接続する。

結合用基板４８は、結合阻止穴に対応する位置にピン挿
通穴５０を有し、また共振子穴に対応する位置の表裏両
面に結合コンデンサを形成するためのコンデンサ用導体
パターン５２及び表面に両端の前記結合コンデンサ用導
体パターン５２と連続する結合端５４を有する構造であ
る。

誘電体共振器３８の開放面に結合用基板４８を被せる。

結合用基板４８の表面側で各コンデンサ用導体パターン
５２の間にコイル４６を接続し、裏面側の各コンデンサ
用導体パターンに金属端子４０を接続する。またピン挿
入用穴５０にピン端子４２の中心導体４３を挿入して結
合端５４で半田付は接続する。

結合用基板４８と、その表裏両面に設けたコンデンサ用
導体パターン５２によって結合コンデンサＣ８，Ｃ１□
２　Ｃ２１が形成される。また同軸型のピン端子４２の
中心導体４３と外側導体４５（これは結合■上穴１４の
内面導体膜、即ちアースに接続されている）との間で接
地容量Ｃ，、Ｃ３が形成される。この接地容量ＣＣ１は
両端の共振子の位置に設けられることになる。得られた
誘電体フィルタの等価回路を第５図に示す。

本実施例では、各共振子に結合コンデンサＣｏｘ　　Ｃ
ｌ２）Ｃ２３を接続し、結合コンデンサ間にコイルＬ　
、□、ＬＺ３を接続しているため帯域阻止フィルタ特性
が得られる。そして上記接地容量Ｃ＋、Ｃ３とコイルＬ
１□、Ｌ２３によって低域通過フィルタの作用が生し、
高調波の減衰が得られる。

第６図及び第７図は本発明の他の実施例を示している。

誘電体ブロック自体の構造は前記実施例と同様であって
よい。共振子穴３２と結合阻止穴３４の開放面側の端部
にリヘソト状の金属端子４０を半田付けする。その上に
結合用基板６０を取り付ける。結合用基板６０は裏面側
の各金属端子に相当する位置にそれぞれ独立した導体パ
ターン６２を有し、表面側には各共振子穴□に対応する
位置を中心とし一部結合阻止穴に対応する位置にも延び
る導体パターン６４を有する。結合用基板６０の各共振
子穴に対応する位置で結合コンデンサＣｏ　＋　＋　　
Ｃ＋　ｚ　＋　　Ｃ２３が形成され、結合阻止穴に対応
する位置で接地コンデンサＣ９，Ｃ２、Ｃ’ｓが形成さ
れる。結合用基板６０の表面側の導体パターン６４間に
コイル４６を接続する。

等価回路を第７図に示す。このように本実施例では、各
共振子毎に接地容量を持たせることができる。フィルタ
としての動作は前記実施例と同様である。

なお上記の実施例は何れも共振子穴が誘電体ブロックに
３個設けられている３段構成の例であるが、共振子穴が
２個の場合にも、４個以上の場合にも本発明を適用でき
ることは言うまでもない。また本発明は帯域阻止フィル
タのみならず帯域通過フィルタにも適用できる。

［発明の効果］ 本発明は上記のように基本的には誘電体ブロック一体型
であり単純な構造のため、製造性がよく安定な電気特性
・機械特性を得やすい。また部品点数が少なく、誘電体
ブロックの開放面に結合用基板を被せる構成であるから
、全体を小型化できる。

更に本発明によるフィルタは、集中定数素子による結合
のため設計し易く、周波数・結合調整も容易である。こ
れらにより、結果的に、より安価な帯域阻止フィルタや
帯域通過フィルタを実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る誘電体フィルタの一実施例を示す
分解斜視図、第２図はその組立後の縦断面図、第３図は
その部分拡大図、第４図Ａ。 Ｂはそれに用いるピン端子の斜視図、第５図は等１缶回
路図である。第６図は本発明の他の実施例を示す部分拡
大図、第７図はその等価回路図である。 第８図は従来技術の一例を示す斜視図、第９図はその等
価回路図、第１０図はそのフィルタ特性線図である。 ３０・・・誘電体ブロック、３２・・・共振子穴、３４
・・・結合阻止穴、３８・・・誘電体共振器、４０・・
・金属端子、４２・・・ピン端子、４３・・・中心導体
、４６・・・コイル、４８．６０・・・結合用基板。 特許出願人　　冨士電気化学株式会社 代　　理 人 茂　　見 穣 第 図 第 図 第 図 し１ 第 図 第 図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．誘電体ブロックに複数の共振子穴と結合阻止穴とを
   交互に並設し、それら穴が開口している一方の面を開放
   面、他方の面を短絡面として、各穴内面及び誘電体ブロ
   ック外面に導体膜を形成し、共振子穴の導体膜は短絡面
   側でのみ、結合阻止穴の導体膜は両開口端で誘電体ブロ
   ック外面導体膜に接続して同軸共振器とし、その共振子
   間を集中定数素子で結合する誘電体フィルタにおいて、
   中心導体の周囲に誘電体を有するピン端子を各結合阻止
   穴に埋め込み、結合用基板を前記開放面側に設け、前記
   ピン端子の中心導体と隣接共振子の結合端とを接続する
   ことにより前記ピン端子で接地容量を形成することを特
   徴とする誘電体フィルタ。
2. ２．誘電体ブロックに複数の共振子穴と結合阻止穴とを
   交互に並設し、それら穴が開口している一方の面を開放
   面、他方の面を短絡面として、各穴内面及び誘電体ブロ
   ック外面に導体膜を形成し、共振子穴の導体膜は短絡面
   側でのみ、結合阻止穴の導体膜は両開口端で誘電体ブロ
   ック外面導体膜に接続して同軸共振器とし、その共振子
   間を集中定数素子で結合する誘電体フィルタにおいて、
   各結合阻止穴に開放面側から金属端子を取り付け、結合
   用基板を前記開放面側に設け、該結合用基板の裏面導体
   パターンと前記金属端子とを接続することにより結合用
   基板の表裏面間で接地容量を形成することを特徴とする
   誘電体フィルタ。