JP2007110426A

JP2007110426A - 誘電体装置

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Publication number: JP2007110426A
Application number: JP2005299173A
Authority: JP
Inventors: Osamu Takubo; 修田久保; Koji Tashiro; 浩二田代; Kazuyoshi Terao; 一吉寺尾
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2005-10-13
Filing date: 2005-10-13
Publication date: 2007-04-26
Anticipated expiration: 2025-10-13
Also published as: CN1949588B; DE602006016210D1; US20070085628A1; CN1949588A; CN102394326A; EP1777774B1; EP1777774A1; JP4148423B2; US7535318B2

Abstract

【課題】減衰極及び通過帯域幅などのフィルタ特性を容易に調整し得る誘電体装置を提供すること。
【解決手段】第１及び第２の共振部のそれぞれは、孔５１、５２を有する。孔５１、５２は、内部に第２の内導体８１、８２を備える。第１の端子１１は、第１共振部と電気的に結合し、第２の端子１２は、第２共振部と電気的に結合している。第１の端子１１と第２の端子１２の間には、外導体膜３の一部である中間導体膜３１が存在する。中間導体膜３１は、表面に絶縁膜９１を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、誘電体フィルタまたはデュプレクサ等の誘電体装置及びこれを用いた電子装置に関する。

この種の誘電体装置は、準マイクロ波帯、マイクロ波帯、ミリ波帯またはサブミリ波帯等の高周波領域において用いられる。より具体的な適用例としては、衛星通信機器、移動体通信機器、無線通信機器、高周波通信機器またはこれらの通信機器のための基地局等を挙げることができる。

従来、携帯電話等に使用されている共振器や誘電体フィルタは、誘電体基体に１つの貫通孔を設けた共振器部分を、複数組み合わせて構成されており、共振器の長さは、通常、自由空間の波長λの１／４を、誘電体基体を構成する材料の比誘電率の平方根で除した長さである。

誘電体フィルタを構成する場合、複数の共振器を、別途に準備した結合回路で結合させたり、或いは、略直方体に形成された誘電体基体の一面から対向する外面に複数の貫通孔を設け、一面を除く外面と貫通孔内部にメタライズを施し、それぞれの貫通孔を共振器部分とする。

誘電体基体を用いた誘電体フィルタの場合は、共振器部分にキャパシタ等の付加素子を装加したり、メタライズのない一面に導体パターンを形成して、付加要素を構成する。更には誘電体基体そのものに溝や凹部等を設置することにより、電磁界結合分布のバランスを意図的に崩し、電界または磁界により結合させる等の構造が採られている。

複数の共振器には、入出力端子となる第１の端子及び第２の端子が備えられる。第１の端子及び第２の端子は、一般には、回路基板に対面する面に備えられる。

しかし、第１の端子及び第２の端子の側を、回路基板などに対面させて実装した場合、外導体膜の大部分は、回路基板上のアース導体にはんだ付などの手段によって接続されるものの、その一部を構成する中間導体膜が、アース導体に電気的に接続されるため、減衰極が動いてしまい、通過帯域幅やフィルタ特性が変動してしまう。

小型化及び低背化に対応するために有効な手段として、特許文献１は、共振部において、第１の孔と、第２の孔とを含む孔構造とし、第１の孔の端部に、第２の孔を交差させた新規な誘電体装置を開示している。しかし、この先行技術も、上述した問題点を解決する手段を開示していない。
特許第３３２９４５０号公報

本発明の課題は、減衰極及び通過帯域幅などのフィルタ特性を容易に調整し得る誘電体装置を提供することである。

本発明のもう一つの課題は、低域側の減衰極を殆ど動かさずに、高域側の減衰極を低域側に移動させ、通過帯域幅などのフィルタ特性を改善した誘電体装置を提供することである。

上述した課題を解決するため、３つの態様に係る誘電体装置、及び、これを回路基板に組み込んで構成された電子装置を開示する。誘電体装置には、誘電体フィルタまたはデュプレクサ等が含まれる。

第1の態様に係る誘電体装置は、誘電体基体と、複数の共振部と、第１の端子と、第２の端子とを含む。前記誘電体基体は、外面に導体膜を備えている。前記共振部のそれぞれは、孔を備え、前記孔の内部に、前記外導体膜に連なる内導体を有している。

前記第１の端子は、前記誘電体基体に備えられ、前記共振部の少なくとも一つと電気的に結合し、前記第２の端子は、前記誘電体基体に備えられ、前記共振部の他の少なくとも一つと電気的に結合している。前記第１の端子と前記第２の端子の間には、前記外導体膜の一部である中間導体膜が存在している。

上記構成は、既に知られた構成である。本発明の第１の態様における特徴は、前記中間導体膜が、表面に絶縁膜を有する点にある。

このような構成であると、第１の端子及び第２の端子の側を、回路基板などに対面させて実装した場合、外導体膜の大部分は、回路基板上のアース導体にはんだ付などの手段によって接続されるものの、その一部を構成する中間導体膜が、絶縁膜によってアース導体から分離される。このため、低域側の減衰極を、殆ど動かすことなく、高域側に明確な減衰極を生じさせ、通過帯域幅などのフィルタ特性を調整することができる。また、端子に対する絶縁膜の相対的長さを調整することによって、減衰極周波数を調整することができる。

第２の態様に係る誘電体装置は、誘電体基体と、複数の共振部と、第１の端子と、第２の端子とを含む。前記誘電体基体は、外面に導体膜を備えており、前記共振部のそれぞれは、第１の孔と、第２の孔とを含んでいる。

前記第１の孔は、前記誘電体基体に設けられ、一端が前記外面の一面に開口し、前記一面からその対向する外面の方向に向かい、内部に第１の内導体を備えている。前記第２の孔は、前記誘電体基体に設けられ、前記一面と対向していない外面に開口し、前記誘電体基体の内部で前記第１の孔に連なり、内部に第２の内導体を備える。前記第２の内導体は、一端が前記誘電体基体の内部で前記第１の内導体に連なっている。

前記第１の端子は、前記誘電体基体に備えられ、前記共振部の少なくとも一つと電気的に結合し、前記第２の端子は、前記誘電体基体に備えられ、前記共振部の他の少なくとも一つと電気的に結合している。

前記第１の端子と前記第２の端子の間には、前記外導体膜の一部である中間導体膜が存在している。

上記構成は、特許文献１で、既に開示された構成である。本発明の第２の態様における特徴は、前記中間導体膜が、表面に絶縁膜を有する点にある。

デュプレクサのように、第１乃至第３の端子を含む場合は、各端子の間に存在する中間導体膜に、絶縁膜を設けることになる。

第３の態様に係る誘電体装置は、基本構造を、第２の態様に係るものと同じくする。異なる点は、前記中間導体膜の表面が、前記第１の端子及び前記第２の端子の表面よりは低くなっていることである。この構成によれば、第１の端子及び第２の端子の側を、回路基板などに対面させて実装した場合、外導体膜の大部分は、回路基板上のアース導体にはんだ付などの手段によって接続されるものの、その一部を構成する中間導体膜が、第１の端子及び第２の端子との間の高低差による空間距離をおいて、アース導体から分離される。このため、低域側の減衰極を、殆ど動かすことなく、高域側に明確な減衰極を生じさせることができる。また、減衰極周波数を調整することができる。

第３の態様に係る構成を採用する場合、第１の端子及び第２の端子を、外導体膜よりも厚く形成すればよいので、製造の困難性はない。

本発明に係る電子装置は、上述した誘電体装置と、回路基板との組み合わせを含む。その組み合わせにより、上述した作用効果が得られることは明らかである。

本発明に係る電子装置のもう一つの可能性は、誘電体装置として、本発明に係るものに限定されず、ただ、回路基板に同様の機能を持たせる点にある。即ち、前記回路基板は、誘電体装置を搭載するものであって、前記中間導体膜と対向する部分が、絶縁膜によって覆われていることである。これにより、先に述べた作用効果が得られる。

以上述べたように、本発明によれば、次のような効果を得ることができる。
（ａ）減衰極及び通過帯域幅などのフィルタ特性を容易に調整し得る誘電体装置を提供することができる。
（ｂ）低域側の減衰極を殆ど動かさずに、高域側の減衰極を低域側に移動させ、通過帯域幅などのフィルタ特性を改善した誘電体装置を提供することができる。

本発明の他の目的、構成及び利点については、添付図面を参照して、更に詳しく説明する。但し、本発明の技術的範囲がこれらの図示実施例に限定されないことは言うまでもない。

図１は本発明に係る誘電体装置の斜視図、図２は図１に示した誘電体共振器の断面図である。図示された誘電装置は、誘電体基体１と、２つの共振部Ｑ１、Ｑ２とを含む。誘電体基体１は、周知の誘電体セラミックスを用いて、第１乃至第６の外面２１〜２６を有する略六面体状に形成されている。外導体膜３は、一般に、銅または銀等を主成分とし、焼き付け、メッキ等の手段によって形成される。

共振部Ｑ１は、孔５１を有する。孔５１は、一端が第３の外面２３及び第4の外面２４に開口しており、その内部に内導体８１を備える。この内導体８１は、第４の外面２４に開口する一端が外導体膜３に連続する。内導体８１は、孔５１の一部または全体を埋めるように、充填されていてもよい。

共振部Ｑ２は、共振部Ｑ１と実質的に同一の構造であり、孔５２を有する。共振部Ｑ２は、共振部Ｑ１と同じ構造であるから、その作用、利点については、共振部Ｑ１に関する説明を、共振部Ｑ２についても採用できる。誘電体フィルタ全体としての作用は、更に、共振部Ｑ１と共振部Ｑ２との間の結合を考慮すればよい。

更に、誘電体基体１の第２の外面２２には、入出力端子となる第１の端子１１及び第２の端子１２が備えられている。第１の端子１１は、孔５１と対向する位置に設けられ、外導体膜３から絶縁ギャップｇ２１によって電気的に絶縁されている。第２の端子１２は、孔５２と対向する位置に設けられ、外導体膜３から絶縁ギャップｇ２２によって電気的に絶縁されている。

第１及び第２の端子１１、１２と、内導体５１、５２との間には、その間の誘電体層の厚さ、その誘電率及び面積によって定まる結合容量が発生する。第１の端子１１と第２の端子１２の間には、外導体膜３の一部である中間導体膜３１が存在している。

上記構成は、既に知られている。本発明の第１の態様における特徴は、中間導体膜３１の表面に絶縁膜９１を有する点にある。その作用効果については、後で、図７〜図１１を参照して説明する。絶縁膜９１は、ガラス膜、はんだレジスト膜、有機絶縁膜又は無機絶縁膜９１などの絶縁膜として構成することができる。これらは、簡易な塗布手段によって膜形成が可能であり、量産的にも極めて有用である。

図３は第２の態様に係る誘電体共振器の斜視図、図４は図３に示した誘電体共振器を背面側から見た斜視図、図５は図４の５−５線に沿った断面図、図６は図５の６−６線に沿った断面図である。図示された誘電共振器は、誘電体基体１と、２つの共振部Ｑ１、Ｑ２とを含む。誘電体基体１は、周知の誘電体セラミックスを用いて、第１乃至第６の外面２１〜２６を有する略六面体状に形成されている。外導体膜３は、一般に、銅または銀等を主成分とし、焼き付け、メッキ等の手段によって形成される。

共振部Ｑ１は、第１の孔４１と、第２の孔５１とを含む。第１の孔４１は、誘電体基体１に設けられ、一端が第１の外面２１に開口し、第１の外面２１からその対向面となる第２の外面２２の方向に向かう。第１の孔４１は内部に第１の内導体６１を備える。第１の内導体６１は、外導体膜３と同様の材料及び手段によって、電極膜として形成される。これとは異なって、第１の内導体６１は第１の孔４１の一部または全体を埋めるように充填されていてもよい。第１の内部導体６１は、第１の外面２１において、ギャップｇ１１により、外導体膜３から隔てられている。

第２の孔５１も、誘電体基体１に設けられる。第２の孔５１は、一端が第３の外面２３に開口し、第２の孔５１は第３の外面２３からその対向面である第４の外面２４の方向に向かい、誘電体基体１の内部で第１の孔４１に連なる。

第２の孔５１は、内部に第２の内導体８１を備える。この第２の内導体８１は、第３の外面２３に開口する一端が外導体膜３に連続し、他端が第１の内導体６１に連続する。第２の内導体８１は、第１の内導体６１と同様の材料及び手段によって形成される。第２の内導体８１は、第２の孔５１の一部または全体を埋めるように、充填されていてもよい。

図示実施例において、第２の孔５１は、内径Ｄ２の実質的な円形状であり、第１の孔４１は、図３で見て、横方向の内径Ｄ１１が、縦方向の内径Ｄ１２よりも大きい略長方形状の孔形を有する。横方向の内径Ｄ１１は第２の孔５１の内径Ｄ２よりも大きい。従って、第２の孔５１の他端は、第１の孔４１の横幅内で、第１の孔４１に連なることになる。第１の孔４１は、隅部が円弧状であることが好ましい。この図の場合、Ｄ１１＞Ｄ１２で示しているが、Ｄ１１≦Ｄ１２にすることも可能である。この図では、更に、第１の孔４１は、第２の孔５１との連接領域から、距離Ｘ１だけ奥行き方向に突出している（図５参照）。

共振部Ｑ２は、共振部Ｑ１と実質的に同一の構造であり、第１の孔４２と、第２の孔５２とを含んでいる。共振部Ｑ２は、共振部Ｑ１と同じ構造であるから、その作用、利点については、共振部Ｑ１に関する説明を、共振部Ｑ２についても採用できる。誘電体フィルタ全体としての作用は、更に、共振部Ｑ１と共振部Ｑ２との間の結合を考慮すればよい。

共振部Ｑ１と共振部Ｑ２との間の結合が、容量性結合になるか、誘導性結合になるかは、共振部Ｑ１、Ｑ２を構成する第１の孔４１及び４２の内導体６１と６２の間に形成される容量と、第１の孔４１、４２の第１の内導体６１、６２と外導体膜３の間に形成される容量の相対関係に依る。前者が強い場合、共振部Ｑ１、Ｑ２は容量性結合が支配的に、後者が強い場合は誘導性結合が支配的になる。

更に、誘電体基体１の第２の外面２２には、入出力端子となる第１の端子１１及び第２の端子１２が備えられている。第１の端子１１は、第１の孔４１と対向する位置に設けられ、外導体膜３から絶縁ギャップｇ２１によって電気的に絶縁されている。第２の端子１２は、第１の孔４２と対向する位置に設けられ、外導体膜３から絶縁ギャップｇ２２によって電気的に絶縁されている。

第１及び第２の端子１１、１２と、第１の孔４１，４２の第１の内導体６１、６２との間には、その間の誘電体層の厚さ、その誘電率及び面積によって定まる結合容量が発生する。第１及び第２の端子１１、１２は、第１の孔４１，４２の第１の内導体６１、６２と重なることは必須ではない。部分的に対向し、または、対向しない位置に設けてあってもよい。第１の端子１１と第２の端子１２の間には、外導体膜３の一部である中間導体膜３１が存在している。

上述したように、共振部Ｑ１において、第１の孔４１は、一端が第１の外面２１に開口し、第１の外面２１からその対向する第２の外面２２に向かう。第２の孔５１は、一端が、第３の外面２３に開口し、第３の外面２３からその対向する第４の外面２４の方向に向かい、他端が誘電体基体１の内部で第１の孔４１に連なる。

この孔構造において、第１の内導体６１及び第２の内導体８１を互いに連続させてあるから、第１の孔４１及び第２の孔５１は、１つの電気回路を構成する。第１の内導体６１は、誘電体層７１〜７４を介して、第２の外面２２、第４乃至第６の外面２４〜２６上の外導体膜３と向き合う。従って、第１の内導体６１と外導体膜３との間には、容量性結合が発生する。

上述したように、第１の孔４１に備えられた第１の内導体６１は、誘電体基体１を介して、外導体膜３と向かい合うから、第１の内導体膜６１と、外導体膜３との間には大きな静電容量が発生する（図５及び図６参照）。このため、本発明に係る誘電体装置は、第２の孔５１の軸方向で見た誘電体基体１の長さＬ１に対して、その電気長より低い周波数で共振する。換言すれば、所望の共振周波数を得るのに誘電体基体１の長さＬ１を短縮し、小型化及び低背化を達成することができる。

次に、実施例に示した誘電体共振器の小型化及び低背化について、具体例を挙げて説明する。図３〜図６に示した構造において、誘電体基体１は、比誘電率εｒ＝９２の誘電体材料を用い、略直方体の形状とした。誘電体基体１の寸法は、第３の外面２３で見た平面積が（２mm×２mm）、長さＬ１は２．５mmとした。第２の孔５１の孔径Ｄ２は０．５mmとし、第１の孔４１の孔径Ｄ１１は１mmとした。

この共振器をルーズカップリングさせて測定した共振周波数は２．０２GHzであった。長さＬ１について、従来、共振周波数２．０２GHzの（１／４）波長共振器では、３．５〜４mm程度必要であったので、本実施例の場合、３０％程度短縮することができたことになる。

上記構成及び作用効果は、特許文献１で、既に開示されたものである。本発明の第１の態様における特徴は、中間導体膜３１の表面に絶縁膜９１を有する点にある。

図１〜図６に示したように、中間導体膜３１の表面に絶縁膜９１を有する構成によれば、図７に図示するように、第１の端子１１及び第２の端子１２の側を、回路基板１０１などに対面させて、誘電体装置１００を回路基板１０１上に実装した場合、外導体膜３の大部分が、回路基板１０１上のアース導体１０２にはんだ付１０５などの手段によって接続されるものの、その一部を構成する中間導体膜３１が、絶縁膜９１によってアース導体１０２から分離される。このため、低域側の減衰極を、殆ど動かすことなく、高域側に明確な減衰極を生じさせ、通過帯域幅などのフィルタ特性を調整することができる。また、第１の端子１１及び第２の端子１２に対する絶縁膜９１の相対的長さを調整することによって、減衰極周波数を調整することができる。この点については、後で、データを挙げて詳説する。

絶縁膜９１は、前述したように、ガラス膜、はんだレジスト膜又は有機絶縁膜９１などの絶縁膜として構成することができる。これらは、簡易な塗布手段によって膜形成が可能であり、量産的にも極めて有用である。なお、第１の端子１１及び第２の端子１２は、回路基板１０１の上の導体１０３、１０４にはんだ付１０５によって接続される。

上記説明から明らかなように、本発明の基本的技術思想は、外導体膜３の一部を構成する中間導体膜３１をアース導体１０２から分離することにある。したがって、この機能を満たす構造であればよい。その一例を、第３の態様として、図８及び図９に示す。

まず、図８を参照すると、中間導体膜３１は、表面が、第１の端子１１及び第２の端子１２の表面よりは低い。この構成によれば、図９に示すように、第１の端子１１及び第２の端子１２の側を、回路基板１０１などに対面させて、誘電体装置１００を実装した場合、外導体膜３の大部分は、回路基板上１０１のアース導体１０２にはんだ付などの手段によって接続されるものの、その一部を構成する中間導体膜３１が、第１の端子１１及び第２の端子１２との間の高低差による空間距離を隔てて、アース導体１０２から分離される。このため、低域側の減衰極を、殆ど動かすことなく、高域側に明確な減衰極を生じさせることができる。また、減衰極周波数を調整することができる。

更に別の態様として、回路基板側に付加された構造によって、同様の機能を達成することができる。その例を、図１０及び図１１に示す。図１０を参照すると、回路基板１０１は、誘電体装置１００を搭載するものであって、中間導体膜３１と対向する部分が、絶縁膜９１によって覆われている。

上記の構造において、第１の端子１１及び第２の端子１２の側を、回路基板１０１に対面させて実装した場合、外導体膜３の大部分は、回路基板上１０１のアース導体１０２にはんだ付１０５によって接続されるものの、その一部を構成する中間導体膜３１が、絶縁膜９１によってアース導体１０２から分離される。このため、低域側の減衰極を、殆ど動かすことなく、高域側に明確な減衰極を生じさせ、通過帯域幅などのフィルタ特性を調整することができる。また、第１の端子１１及び第２の端子１２に対する絶縁膜９１の相対的長さを調整することによって、減衰極周波数を調整することができる。

図１２は３つの共振部Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３を有する誘電体フィルタを示す斜視図、図１３は図１２に示した誘電体フィルタを背面側から見た斜視図、図１４は図１２の１４−１４線断面図，図１５は図１４の１５−１５線断面図である。

共振部Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３のそれぞれは、誘電体基体１を共用して一体化されている。
共振部Ｑ１は第１の孔４１と第２の孔５１とを含む。共振部Ｑ２は第１の孔４２と第２の孔５２とを含む。共振部Ｑ３は第１の孔４３と第２の孔５３とを含む。第１の孔４１〜４３及び第２の孔５１〜５３の個別的構造、及び、相対関係は、既に説明した通りである。

第１の端子１１は、第２の外面２２において、第１の孔４１に対応する位置に、絶縁ギャップｇ２１によって、外導体膜３から電気絶縁した状態で配置されている。第２の端子１２は、第２の外面２２において、第３の孔４３と対応する位置に、絶縁ギャップｇ２２によって、外導体膜３から電気絶縁した状態で配置されている。第１の端子１１と第２の端子１２の間には、外導体膜３の一部である中間導体膜３１が存在している。

本発明の特徴的構成として、中間導体膜３１の表面に絶縁膜９１を有する。したがって、図７及び図８に図示したように、第１の端子１１及び第２の端子１２の側を、回路基板１０１などに対面させて実装した場合、外導体膜３の大部分が、回路基板１０１上のアース導体１０２にはんだ付１０５などの手段によって接続されるものの、その一部を構成する中間導体膜３１が、絶縁膜９１によってアース導体１０２から分離される。このため、低域側の減衰極を、殆ど動かすことなく、高域側に明確な減衰極を生じさせ、通過帯域幅などのフィルタ特性を調整することができる。また、第１の端子１１及び第２の端子１２に対する絶縁膜９１の相対的長さを調整することによって、減衰極周波数を調整することができる。

次に、図１６に示すデータを参照して、本発明に係る誘電体装置の作用効果を説明する。図１６は、図１２〜図１５に示す基本構造を持つ誘電体装置(誘電体フィルタ)における周波数減衰特性を示している。図１６の曲線Ｌ１２は、絶縁膜９１を有する本発明に係る誘電体装置の特性、曲線L２２は絶縁膜９１を持たない誘電体装置の特性である。

図１６を参照すると、絶縁膜９１を持たない誘電体装置の場合、曲線L２２に示すように、高周波側の減衰極が5400MHz付近に生じている。これに対して、絶縁膜９１を有する本発明に係る誘電体装置は、曲線Ｌ１２に示すように、高周波側の減衰極が2700MHz付近に生じており、絶縁膜９１の作用として、高域側の減衰極Ｐ２が、より周波数の低い位置Ｐ１にシフトしていることがわかる。
このように、通過帯域の低周波側の減衰極を変化させずに、高周波側の減衰極を通過帯域により近い周波数位置に生じさせることにより、良好な通過減衰特性を生じさせることができる。また、この高周波側の減衰極の周波数位置は、絶縁膜９１の長さ、幅、材質等を変化させることにより、絶縁膜９１がない場合の周波数位置に比べて、低い周波数位置に形成することができる。

図１７は３つの共振部Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３を有する誘電体フィルタの別の実施例を示す斜視図、図１８は背面側から見た斜視図、図１９は図１８の１９−１９線断面図である。図示の誘電体装置は、第１の内導体６１〜６３は、第１の外面２１において、外導体膜３に連続させてある。第２の孔５１、５２、５３及び第２の内導体８１、８２、８２の開口する第３の外面２３は外導体膜３によって覆われておらず、したがって、第３の外面２３の平面積を利用し、回路要素である導体パターンを形成することが可能であり、共振器Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３の間の結合容量を調整し、所望のフィルタ特性を得ることができる。第１の内導体６１〜６３は、第１の外面２１において、外導体膜３に連続する。

図２０を参照すると、第１の端子１１は、開放端面となる第３の外面２３に隣接した位置であって、第２の孔５１に対応する位置に配置され、絶縁ギャップｇ２１によって、外導体膜３から電気絶縁されている。第２の端子１２も、第３の外面２３に隣接した位置であって、第２の孔５３と対応する位置に配置され、絶縁ギャップｇ２２によって、外導体膜３から電気絶縁されている。第１の端子１１と第２の端子１２の間には、外導体膜３の一部である中間導体膜３１が存在している。

この実施例でも、本発明の特徴的構成として、中間導体膜３１の表面に絶縁膜９１を有する。したがって、第１の端子１１及び第２の端子１２の側を、回路基板などに対面させて実装した場合、低域側の減衰極を、殆ど動かすことなく、通過帯域近傍の任意の周波数位置に減衰極を生じさせ、通過帯域幅などのフィルタ特性を調整することができる。また、第１の端子１１及び第２の端子１２に対する絶縁膜９１の相対的長さ、絶縁膜９１の幅、厚み、材質等を調整することによって、減衰極周波数を調整することができる。

開放端面となる第３の外面２３に形成すべき回路要素は、種々のパターンを採ることができる。図２０にその一例を示す。図２０は本発明に係る誘電体フィルタの別の実施例を示す斜視図である。この実施例では、回路要素９１、９２を構成する導体パターンは、隣接する２つの共振器Ｑ１と共振器Ｑ２との間、及び、共振器Ｑ２と共振器Ｑ３との間に、分割して、クランク状に設けられている。クランク状に限らず、他の曲路又は直路であってもよい。

次に、本発明に係る誘電体装置のもう一つの重要な適用例であるデュプレクサについて説明する。図２１は本発明に係るデュプレクサの斜視図、図２２は図２１に示したデュプレクサを背面側からみた斜視図、図２３は図２２の２３−２３線に沿った断面図である。図示されたデュプレクサは６つの共振部Ｑ１〜Ｑ６を有する。共振部Ｑ１〜Ｑ６のそれぞれは、誘電体基体１を共用して一体化されている。誘電体基体１は、第３の外面２３となる一面を除いて、面の大部分が外導体膜３によって覆われている。

共振部Ｑ１〜Ｑ６の内、共振部Ｑ１は、第１の孔４１と第２の孔５１との組み合わせ、共振部Ｑ２は第１の孔４２と第２の孔５２との組み合わせ、共振部Ｑ３は第１の孔４３と第２の孔５３との組み合わせを、それぞれ含む。共振部Ｑ４は第１の孔４４と第２の孔５４との組み合わせ、共振部Ｑ５は第１の孔４５と第２の孔５５との組み合わせ、共振部Ｑ６は第１の孔４６と第２の孔５６との組み合わせを、それぞれ含む。

第１の孔（４１〜４６）と第２の孔（５１〜５６）の個別的構造、及び、相対関係の詳細は、図１〜図１５を参照して説明した通りである。第１の孔（４１〜４６）は、第１の内導体（６１〜６６）を有し、第２の孔（５１〜５６）は第２の内導体（８１〜８６）を有する。

デュプレクサは、アンテナ共用器として用いられるので、共振部Ｑ１〜Ｑ３、及び、共振部Ｑ４〜Ｑ６の何れか一方が送信用、他方が受信用となる。送信周波数と受信周波数は互いに異なるので、共振部Ｑ１〜Ｑ３の共振特性と、共振部Ｑ４〜Ｑ６の共振特性とは、互いに異ならせる。

送信側の共振部Ｑ１〜Ｑ３は、導体パターンでなる回路要素９１による結合されている。また、共振部Ｑ１に含まれる第１の孔４１には、面２２に設けられた第１の端子１１が、誘電体基体１による誘電体層を介して、結合されている。

受信側の共振部Ｑ４〜Ｑ６は導体パターンでなる回路要素９２による結合されている。また、共振部Ｑ６に含まれる第１の孔４６には、誘電体基体１の面２２に設けられた第３の端子１３が、誘電体基体１による誘電体層を介して、結合されている。この場合の容量結合の詳細も、既に説明した通りである。

更に、中間の共振部Ｑ３、Ｑ４の第１の孔４３、４４に対しては、面２４の側において、アンテナ接続用の第２の端子１２が接続される。

第１乃至第３の端子１１〜１３は、第２の外面２２において、絶縁ギャップｇ２１〜ｇ２３によって外導体膜３から電気絶縁した状態で、配置されている。第１乃至第３の端子１１〜１３は実装基板上に面付けするために用いることができる。

第１の端子１１と第２の端子１２の間には、外導体膜３の一部である中間導体膜３１が存在しており、第２の端子１２と第３の端子１３の間には、外導体膜３の一部である中間導体膜３２が存在している。

この実施例でも、本発明の特徴的構成として、中間導体膜３１の表面には絶縁膜９１が設けられており、中間導体膜３２の表面には絶縁膜９２が設けられている。したがって、第１の端子１１〜第３の端子１３の側を、回路基板などに対面させて実装した場合、低域側の減衰極を、殆ど動かすことなく、通過帯域近傍の任意の周波数位置に、減衰極を生じさせ、通過帯域幅などのフィルタ特性を調整することができる。また、第１の端子１１〜第３の端子１３に対する絶縁膜９１、９２の相対的長さ、幅、厚み、材質等を調整することによって、減衰極周波数を調整することができる。

図示は省略するが、デュプレクサについても、誘電体フィルタで例示した各種の構造を適用することができることは勿論である。

本発明は以上の具体例に限定されるものではない。複数の共振部Ｑ１〜Ｑ６を形成する誘電体基体１では、第３の外面２３以外の面から形成する第１の孔４１〜４６は必ずしも同一の側面から形成されている必要はない。入出力端子や調整の都合に合わせて適当な側面に設置してもよい。また、第３の外面２３と対向する第４の外面２４を、外導体膜３によって覆わない構造とすることにより、λ／２型の誘電体共振装置を得ることができる。

本発明に係る誘電体装置の斜視図である。図１に示した誘電体装置の断面図である。本発明に係る誘電体装置の斜視図である。図１に示した誘電体装置を背面側から見た斜視図である。図１の５−５線に沿った断面図である。図５の６−６線断面図である。図１〜図６に示した誘電体装置の使用状態(回路基板への実装)を説明する図である。本発明に係る誘電体装置の別の実施例と、回路基板に対する取付工程を示す図である。図８の後の実装状態を示す図である。本発明に係る誘電体装置の別の実施例と、回路基板に対する取付工程を示す図である。図１０の後の実装状態を示す図である。３つの共振部を有する誘電体装置を示す斜視図である。図１２に示した誘電体装置を背面側から見た斜視図である。図１２、図１３に示した誘電体装置の断面図である。図１４の１５−１５線断面図である。図１２〜図１５に示す基本構造を持つ誘電体装置の周波数減衰特性を示す図である。本発明に係る誘電体装置の別の例を示す斜視図である。図１７に示した誘電体装置を背面側から見た斜視図である。図１８の１９−１９線断面図である。本発明に係る誘電体装置の更に別の例を示す斜視図である。本発明に係るデュプレクサの斜視図である。図１２に示したデュプレクサを背面側からみた斜視図である。図２２の２３−２３線に沿った断面図である。

符号の説明

１誘電体基体
２１〜２６外面
３外導体膜
４１〜４６第１の孔
５１〜５６第２の孔
１１〜１３端子
３１、３２中間導体膜
９１、９２絶縁膜

Claims

誘電体基体と、複数の共振部と、第１の端子と、第２の端子とを含む誘電体装置であって、
前記誘電体基体は、外面に導体膜を備えており、
前記共振部のそれぞれは、孔を備え、前記孔の内部に、前記外導体膜に連なる内導体を有しており、
前記第１の端子は、前記誘電体基体に備えられ、前記共振部の少なくとも一つと電気的に結合し、
前記第２の端子は、前記誘電体基体に備えられ、前記共振部の他の少なくとも一つと電気的に結合しており、
前記第１の端子と前記第２の端子の間には、前記外導体膜の一部である中間導体膜が存在しており、
前記中間導体膜は、表面に絶縁膜を有する、
誘電体装置。
誘電体基体と、複数の共振部と、第１の端子と、第２の端子とを含む誘電体装置であって、
前記誘電体基体は、外面に導体膜を備えており、
前記共振部のそれぞれは、第１の孔と、第２の孔とを含んでおり、
前記第１の孔は、
前記誘電体基体に設けられ、一端が前記外面の一面に開口し、前記一面からその対向する外面の方向に向かい、内部に第１の内導体を備えており、
前記第２の孔は、
前記誘電体基体に設けられ、前記一面と対向していない外面に開口し、前記誘電体基体の内部で前記第１の孔に連なり、内部に第２の内導体を備え、
前記第２の内導体は、一端が前記誘電体基体の内部で前記第１の内導体に連なっており、
前記第１の端子は、前記誘電体基体に備えられ、前記共振部の少なくとも一つと電気的に結合し、
前記第２の端子は、前記誘電体基体に備えられ、前記共振部の他の少なくとも一つと電気的に結合しており、
前記第１の端子と前記第２の端子の間には、前記外導体膜の一部である中間導体膜が存在しており、
前記中間導体膜は、表面に絶縁膜を有する、
誘電体装置。
請求項１又は２に記載された誘電体装置であって、前記絶縁膜は、ガラス膜、はんだレジスト膜、有機絶縁膜又は無機絶縁膜の何れかである誘電体装置。
誘電体基体と、複数の共振部と、第１の端子と、第２の端子とを含む誘電体装置であって、
前記誘電体基体は、外面に導体膜を備えており、
前記共振部のそれぞれは、第１の孔と、第２の孔とを含んでおり、
前記第１の孔は、
前記誘電体基体に設けられ、一端が前記外面の一面に開口し、前記一面からその対向する外面の方向に向かい、内部に第１の内導体を備えており、
前記第２の孔は、
前記誘電体基体に設けられ、前記一面と対向していない外面に開口し、前記誘電体基体の内部で前記第１の孔に連なり、内部に第２の内導体を備え、
前記第２の内導体は、一端が前記誘電体基体の内部で前記第１の内導体に連なっており、
前記第１の端子は、前記誘電体基体に備えられ、前記共振部の少なくとも一つと電気的に結合し、
前記第２の端子は、前記誘電体基体に備えられ、前記共振部の他の少なくとも一つと電気的に結合しており、
前記第１の端子と前記第２の端子の間に、前記外導体膜の一部である中間導体膜が存在しており、
前記中間導体膜は、表面が、前記第１の端子及び前記第２の端子の表面よりは低い、
誘電体装置。
請求項１乃至４の何れかに記載された誘電体装置であって、誘電体フィルタである誘電体装置。
請求項１乃至５の何れかに記載された誘電体装置であって、デュプレクサである誘電体装置。
誘電体装置と、回路基板とを含む電子装置であって、
前記誘電体装置は、請求項１乃至６の何れかに記載されたものであり、
前記回路基板は、前記誘電体装置を搭載するものである、
電子装置。
誘電体装置と、回路基板とを含む電子装置であって、
前記誘電体装置は、誘電体基体と、複数の共振部と、第１の端子と、第２の端子とを含んでおり、
前記誘電体基体は、外面に導体膜を備えており、
前記共振部のそれぞれは、第１の孔と、第２の孔とを含んでおり、
前記第１の孔は、
前記誘電体基体に設けられ、一端が前記外面の一面に開口し、前記一面からその対向する外面の方向に向かい、内部に第１の内導体を備えており、
前記第２の孔は、
前記誘電体基体に設けられ、前記一面と対向していない外面に開口し、前記誘電体基体の内部で前記第１の孔に連なり、内部に第２の内導体を備え、
前記第２の内導体は、一端が前記誘電体基体の内部で前記第１の内導体に連なっており、
前記第１の端子は、前記誘電体基体に備えられ、前記共振部の少なくとも一つと電気的に結合し、
前記第２の端子は、前記誘電体基体に備えられ、前記共振部の他の少なくとも一つと電気的に結合しており、
前記第１の端子と前記第２の端子の間に、前記外導体膜の一部である中間導体膜が存在しており、
前記回路基板は、前記誘電体装置を搭載するものであって、前記中間導体膜と対向する部分が、絶縁膜によって覆われている、
電子装置。