JP2885119B2 - 誘電体フィルタ及びアンテナ共用器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、自動車電話、
携帯電話等の移動通信機器に使用される誘電体フィルタ
及びアンテナ共用器に関する。

【０００２】

【従来の技術】誘電体ブロックを用いた従来の誘電体フ
ィルタの構成を図１０に示す。以下の図において、点塗
り潰し部は、誘電体ブロックの素地の見える部分（導体
非形成部）を示す。

【０００３】この誘電体フィルタは、図１０に示すよう
に、誘電体ブロック１の対向する一対の端面を貫通し
て、例えば２個の共振器孔２、２が形成され、該共振器
孔２、２の内面には内導体３、３が形成され、誘電体ブ
ロック１の外面には外導体４が形成され、該外導体４の
所定箇所に一対の入出力電極７、７が形成されている。
各内導体３、３は、各共振器孔２、２の一方の開口面１
ａ（以下、開放側端面と記す）ではその近傍に内導体３
の非形成部（以下、内導体非形成部と記す）が設けら
れ、外導体４と分離（開放）され、他方の開口面１ｂ
（以下、短絡側端面と記す）では外導体４と導通（短
絡）されている。この誘電体フィルタは、各共振器孔
２、２毎に形成される２段の共振器からなり、各共振器
間は、内導体非形成部に発生するストレー容量によりい
わゆるコムライン結合されている。

【０００４】このような構成において、入出力電極７
と、これに対応する内導体３との間には、それぞれ図８
に示すように、外部結合容量Ｃｅが発生し、この外部結
合容量Ｃｅにより外部結合を得ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来例
のように、外部結合容量Ｃｅにより外部結合を得るフィ
ルタにおいては、帯域が広く、強い外部結合を必要とす
る場合は、入出力電極の面積を大きくしたり、共振器孔
を偏心させて入出力電極と内導体との距離を近づけて、
適正な外部結合を得ている。

【０００６】しかしながら、所望の外部結合を得るため
には、その都度形状、寸法の異なる入出力電極を形成す
る必要があり、入出力電極の標準化が難しいという問題
があった。

【０００７】また、入出力電極面積を大きくしたり、共
振器孔を偏心させることにより、共振器のＱｏ（無負荷
Ｑ）が低下するという問題があった。また、入出力電極
面積を大きくすることで、実効誘電率が減少し共振器長
が増加するという問題があった。

【０００８】そこで、本発明の目的は、以上のような従
来の誘電体フィルタが持つ問題点を解消し、入出力電極
の形状、寸法を変えることなく、かつ共振器のＱｏを低
下させることなく、容易に適正な外部結合を得ることが
できる誘電体フィルタ及びアンテナ共用器を提供するこ
とにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に係る発明は、誘電体ブロックの対向する
一対の端面間を貫通して、内面に内導体を形成した共振
器孔を設け、前記両端面を含む誘電体ブロックの外面に
外導体を形成してなる誘電体フィルタにおいて、前記共
振器孔の内導体には一方の端面近傍に内導体非形成部が
設けられており、前記共振器孔のうち入出力段にあたる
共振器孔の隣であって、該共振器孔と平行に、その内面
に内導体が形成された励振孔を設け、一方の端面、また
は該端面及び側面に跨って、前記励振孔の内導体と導通
し外導体と分離した入出力電極を形成し、該励振孔と前
記入出力段にあたる共振器孔との電磁界結合により外部
結合を得ることを特徴とするものである。

【００１０】請求項２に係る発明は、請求項１に記載の
誘電体フィルタにおいて、前記誘電体ブロックの前記励
振孔の形成領域の一部を削除し、前記誘電体ブロックの
端面を段差形状に形成したことを特徴とするものであ
る。

【００１１】請求項３に係る発明は、誘電体ブロックの
対向する一対の端面間を貫通して、内面に内導体を形成
した送信フィルタを構成する共振器孔と受信フィルタを
構成する共振器孔を設け、前記両端面を含む誘電体ブロ
ックの外面に外導体を形成してなるアンテナ共用器にお
いて、前記共振器孔の内導体には一方の端面近傍に内導
体非形成部が設けられており、前記共振器孔のうち入出
力段にあたる共振器孔の隣であって、該共振器孔と平行
に、その内面に内導体が形成された励振孔を設け、一方
の端面、または該端面及び側面に跨って、前記励振孔の
内導体と導通し外導体と分離した入出力電極を形成し、
該励振孔と前記入出力段にあたる共振器孔との電磁界結
合により外部結合を得ることを特徴とするものである。

【００１２】請求項４に係る発明は、請求項３に記載の
アンテナ共用器において、前記誘電体ブロックの前記励
振孔の形成領域の一部を削除し、前記誘電体ブロックの
端面を段差形状に形成したことを特徴とするものであ
る。

【００１３】

【００１４】

【作用】請求項１または請求項３に係る発明において
は、励振孔とこの隣の共振器孔との電磁界結合によりフ
ィルタの外部結合を得ることができ、励振孔の径、形成
位置を変えることにより外部結合の度合いを調整、設定
することができるとともに、励振孔の内導体に導通する
入出力電極により外部回路（実装基板）に接続できる。
この入出力電極は、外部結合を得るためのものではな
く、その形状、寸法を任意に設定できる。つまり、Ｑｏ
等の特性を劣化させない形状、寸法とすることができ
る。また、入出力電極を端面及び側面に跨がって形成す
ることにより、入出力電極が形成された端面または側面
のいずれの面をも実装面とすることができる。つまり、
誘電体フィルタまたはアンテナ共用器を横置き、縦置き
のいずれの方向にも実装できる。

【００１５】請求項２または請求項４に係る発明におい
ては、誘電体ブロックの一部を削除することにより、励
振孔の長さを調整しているので、励振孔の径、形成位置
に加え、励振孔の長さにより、外部結合の度合いを変え
ることができ、外部結合の調整、設定の自由度が増し
て、より適正な外部結合を得ることができる。

【００１６】

【００１７】

【００１８】

【００１９】

【実施例】以下、本発明をその実施例を示す図面に基づ
いて説明する。図において、従来例と同一または相当す
る部分、同一機能のものについては同一符号を付す。以
下の各図は、開放側端面側からみた誘電体フィルタの外
観斜視図である。

【００２０】本発明の第１実施例である誘電体フィルタ
の構造を図１に示す。

【００２１】この実施例の誘電体フィルタは、図１に示
すように、略直方体形状の誘電体ブロック１の対向する
一対の端面を貫通して、その内面にそれぞれ内導体３が
形成された２個の共振器孔２、２及び一対の励振孔５、
５が形成され、誘電体ブロック１の外面の略全面には外
導体４が形成されている。励振孔５、５は共振器孔２、
２のそれぞれの外側に形成され、開放側端面１ａ及び一
側面１ｃ（図において上面）に跨がって、励振孔５、５
の内導体３と導通し外導体４と分離する一対の入出力電
極７、７が形成されている。つまり、励振孔５、５の内
導体３、３は開放側端面１ａでは外導体４と分離され、
短絡側端面１ｂでは外導体４と導通している。

【００２２】また、各共振器孔２、２の内導体３、３
は、開放側端面１ａではその近傍に内導体非形成部が設
けられ、外導体４と分離（開放）され、短絡側端面１ｂ
では外導体４と導通（短絡）されており、各共振器孔
２、２毎に形成される各共振器は、内導体非形成部に発
生するストレー容量によりいわゆるコムライン結合され
ている。

【００２３】この構成においては、励振孔５とこれに隣
り合う共振器孔２とは電磁界結合され、この電磁界結合
により誘電体フィルタの入出力部の外部結合を得てい
る。入出力電極７、７は、単に外部回路との接続のため
に形成されたものである。

【００２４】そして、励振孔５の内径、形成位置を変え
て、励振孔５の内導体３とこれに隣り合う共振器孔２の
内導体３との距離を変えることにより、外部結合の度合
いを調整、設定することができる。つまり、励振孔５の
内径を大きくして、または励振孔５を共振器孔２に近づ
けて、内導体間の距離を短くするほど、より強い外部結
合を得ることができる。

【００２５】この構成では、入出力電極７の形状、寸法
によって外部結合を決めるものではないので、強さの異
なる外部結合を得る場合にも、その形状、寸法を任意に
設定でき、入出力電極７の標準化を図ることができる。
この標準化により、実装基板のパターンを標準化できる
等実装、マウントコストを低減できる。

【００２６】また、入出力電極の面積を小さくすること
ができるので、大きな入出力電極によるＱｏの低下、ま
たは実効誘電率の減少による共振器長の増加も起こらな
い。さらに、共振器孔２を大きく偏心する必要もないの
で、共振器孔２の偏心によるＱｏの低下を押さえること
ができる。したがって、Ｑｏが高く挿入損失の小さい、
所望の外部結合をもつ小型の誘電体フィルタを得ること
ができる。

【００２７】また、入出力電極７、７は、開放側端面１
ａ及び一側面１ｃに跨がって形成されており、開放側端
面１ａまたは一側面１ｃのいずれかを実装面として実装
基板に実装することができる。つまり、本実施例の誘電
体フィルタは横置き、縦置きのいずれの方向にでも実装
基板に載置することができる。

【００２８】次に、本発明の第２実施例に係る誘電体フ
ィルタの構造を図２に示す。

【００２９】この実施例に係る誘電体フィルタは、図２
に示すように、誘電体ブロック１の開放側端面１ａ側で
あって、励振孔５、５の形成領域を削除し段差部１１設
けて、開放側端面１ａを段差形状に形成したものであ
る。それぞれの入出力電極７は励振孔５の一方の開口面
である段差部１１及び一側面１ｃに跨がって形成され、
励振孔５の内導体３と導通し、外導体４と分離されてい
る。他の構成については図１に示したものと同様の構成
であり、その説明を省略する。

【００３０】この構成においては、励振孔５と、これに
隣り合う共振器孔２との電磁界結合による外部結合の度
合いを励振孔５の長さを変えることで調整、設定可能と
している。つまり、励振孔５の径、形成位置に加え、励
振孔５の長さにより、外部結合の度合いを変えることが
でき、外部結合の調整、設定の自由度が増して、より適
正な外部結合を得ることができる。

【００３１】なお、この実施例では開放側端面１ａ側に
段差部を設けたが、これに限るものではなく、短絡側端
面１ｂ側に段差部を設けたものでもよく、両端面１ａ，
１ｂに段差部を設けてもよい。

【００３２】次に、本発明の第３実施例に係る誘電体フ
ィルタの構造を図３に示す。

【００３３】この実施例に係る誘電体フィルタは、図３
に示すように、短絡側端面１ｂ及び一側面１ｃ（図にお
いて上面）に跨がって、励振孔５、５の内導体３と導通
し外導体４と分離する一対の入出力電極７、７が形成さ
れている。つまり、励振孔５、５の内導体３、３は開放
側端面１ａでは外導体４と導通し、短絡側端面１ｂでは
外導体４と分離している。他の構成については図１に示
したものと同様の構成であり、その説明を省略する。つ
まり、この実施例の誘電体フィルタは、第１実施例の図
１で示したものとは逆に、短絡側端面１ｂ側に入出力電
極７を形成したものである。

【００３４】この構成においては、開放側端面１ａ側に
比べ短絡側端面１ｂ側の方が磁界の影響が大きいので、
第１実施例に比べ、より強い外部結合（電磁界結合）を
得ることができる。この実施例においても、入出力電極
７の形状、寸法、及び共振器孔２の位置を変えることな
く、励振孔５の径、形成位置を変えることにより、外部
結合の度合いを調整、設定することができるので、入出
力電極７の標準化が容易となり、Ｑｏの低下等も起こら
ない。

【００３５】なお、この実施例の場合も、第２実施例の
図２に示すように励振孔５形成領域の端面に段差部１１
を設けて、励振孔５の長さを変えるようにしてもよい。

【００３６】また、上記各実施例では、共振器孔が２個
形成された２段の共振器からなる誘電体フィルタにて説
明したが、１段もしくは３段以上の共振器からなる誘電
体フィルタでもよい。

【００３７】次に、本発明の第４実施例に係るアンテナ
共用器の構造を図４に示す。

【００３８】この実施例に係るアンテナ共用器は、図４
に示すように、誘電体ブロック１の一対の端面を貫通し
て、５個の共振器孔２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅが形
成され、共振器孔２ａ，２ｅの外側、及び共振器孔２
ｂ，２ｃの間には励振孔５ａ，５ｂ，５ｃが形成され、
各共振器孔２ａ〜２ｅ、各励振孔５ａ，５ｂ，５ｃの内
面にはそれぞれ内導体３が形成されている。誘電体ブロ
ック１の外面の略全面には外導体４が形成されている。
開放側端面１ａ及び一側面１ｃに跨がって、各励振孔５
ａ，５ｂ，５ｃの内導体３と導通し、外導体４と分離す
る３個の入出力電極７ａ，７ｂ，７ｃが形成されてい
る。

【００３９】各励振孔５ａ，５ｂ，５ｃの内導体３は短
絡側端面１ｂでは外導体４と導通している。各共振器孔
２ａ〜２ｅ内の内導体３は開放側端面１ａ側では内導体
非形成部により外導体４と分離され、短絡側端面１ｂで
は外導体４と導通している。

【００４０】この構成により、共振器孔２ａ，２ｂに対
応する２つの共振器により送信フィルタ（または受信フ
ィルタ）が形成され、共振器孔２ｃ，２ｄ，２ｅに対応
する３つの共振器により受信フィルタ（または送信フィ
ルタ）が形成されている。

【００４１】励振孔５ａ，５ｃと共振器孔２ａ，２ｅ、
励振孔５ｂとこれに隣り合う共振器孔２ｂ，２ｃはそれ
ぞれ電磁界結合され、この電磁界結合により外部結合を
得ている。各入出力電極７ａ，７ｂ，７ｃは、単に外部
回路との接続のために形成されたものであり、共振器孔
２ｂ，２ｃの間の入出力電極７ｂは送信フィルタ及び受
信フィルタの入出力を共用するアンテナ電極である。

【００４２】この実施例においても、外部結合を励振孔
５とこれに隣り合う共振器孔２との電磁界結合により得
ているので、入出力電極７の形状、寸法、及び共振器孔
２の位置を変えることなく、励振孔５の径、形成位置を
変えることにより、外部結合の度合いを調整、設定する
ことができる。したがって、入出力電極７の標準化が容
易となり、Ｑｏの低下等も起こらず、特性を向上するこ
とができる。

【００４３】なお、この実施例でも、第３実施例の図３
に示すように短絡側端面１ｂに入出力電極７を形成する
ようにしてもよく、また、第２実施例の図２に示すよう
に励振孔５形成領域の端面に段差部１１を設けて、励振
孔５の長さを変えるようにしてもよい。

【００４４】上記各実施例では、入出力電極７を誘電体
ブロック１の端面及び一側面に跨がって形成したが、こ
れに限るものではなく、図５に示すように一端面のみに
形成してもよく、図６に示すように端面及び上下側面に
跨がって形成してもよく、図７に示すように端面及び互
いに直交する両側面に跨がって形成してもよい。図６に
示す誘電体フィルタでは、入出力電極７が形成された３
つの面のいずれかの一面を実装面として実装基板に実装
することができる。

【００４５】また、上記各実施例では、励振孔５を誘電
体ブロック１の厚み方向における略中心線上に形成して
示したが、図７に示すように、誘電体ブロック１の端面
の上下いずれかの側に偏らせて形成してもよく、誘電体
ブロック１の上下方向における各励振孔５の位置は特に
限定するものではない。

【００４６】次に、本発明の第５実施例に係る誘電体フ
ィルタの構造を図８に示す。

【００４７】この実施例に係る誘電体フィルタは、図８
に示すように、入出力電極７が形成された開放側端面１
ａ側から励振孔５、５の内導体３に導通する入出力端子
２０、２０が引出されて構成されている。入出力端子２
０は棒状の金属からなり、励振孔５に挿入されて、励振
孔５の内導体３または入出力電極７にはんだ付けされて
取付けられる。他の構成については図１に示したものと
同様の構成であり、その説明を省略する。つまり、この
実施例の誘電体フィルタは、第１実施例の図１で示した
ものに入出力端子２０を接続したものである。

【００４８】なお、この実施例のように入出力端子２０
を用いて外部回路と接続する場合は、必ずしも入出力電
極７を形成する必要はない。入出力電極７を形成しない
場合は、入出力端子２０挿入側端面の外導体４または端
面近傍の励振孔５の内導体３の一部を削除して、入出力
端子２０と外導体４とが分離される。

【００４９】この構成においては、端子挿入タイプの実
装基板への実装に対応することができ、入出力端子２０
を曲げ加工することにより、誘電体フィルタを横置き、
縦置きのいずれの方向にも実装でき、かつ入出力端子２
０の長さを変えることにより、実装基板の接続箇所を任
意に設定できる。

【００５０】また、入出力電極７をより小さくすること
もでき、あるいは、入出力電極７を形成する必要もな
く、Ｑｏ等の特性をさらに向上することができる。

【００５１】なお、図１以外の上記各実施例において
も、入出力電極７形成側の端面側から入出力端子２０を
励振孔５に挿入して接続してもよい。また、入出力端子
２０の形状、励振孔５の内導体３との接続方法等も特に
限定するものではなく、金属板をカール状に成形して、
励振孔５の内導体３と圧接して接続するようにした入出
力端子を用いてもよい。

【００５２】次に、本発明の第６実施例に係る誘電体フ
ィルタの構造を図９に示す。

【００５３】この実施例に係る誘電体フィルタは、図９
に示すように、入出力端子２０が挿入された開放側端面
１ａを覆うように金属ケース３０が被せられ、金属ケー
ス３０は外導体４にはんだ付けされて構成されている。
金属ケース３０は入出力端子２０引出し部位及び入出力
電極７に接触することのないように所定箇所が打抜きさ
れて形成されている。他の構成については図８に示した
ものと同様の構成であり、その説明を省略する。つま
り、この実施例の誘電体フィルタは、第５実施例の図８
で示したものに金属ケース３０を装着したものである。
なお、開放側端面１ａと金属ケース３０との間に基板を
挿入するようにしてもよい。

【００５４】この誘電体フィルタを実装基板に実装する
場合は、入出力端子２０、２０及び金属ケース３０の突
出部３０ａ、３０ａ、３０ａ、３０ａを実装基板に挿入
して実装される。

【００５５】この構成においては、開放側端面１ａが金
属ケース３０で覆われるので、共振器孔２開口部からの
電磁界の漏れ（電磁界リーク）を低減することができ
る。

【００５６】この金属ケース３０の装着は、第１〜第４
実施例の誘電体フィルタにも適用できる。

【００５７】なお、上記各実施例では励振孔５の形状は
断面円形状であるが、励振孔５の形状は任意の形状とす
ればよく、楕円、長方形、三角形等の断面形状であって
もよい。また、共振器孔２の形状も断面円形状に限られ
るものではなく、略楕円形等の他の形状でよいことはい
うまでもない。

【００５８】

【００５９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る誘電
体フィルタ及びアンテナ共用器によれば、誘電体フィル
タ及びアンテナ共用器の入出力部に励振孔を設け、この
励振孔とこれに隣り合う共振器孔との電磁界結合により
外部結合を得ることができる。そして、この励振孔の径
（内寸）、形成位置、長さを適宜設定することにより、
外部結合の度合いを調整、設定して、最適な外部結合を
得ることができる。また、外部結合調整のために共振器
孔の偏心を行う必要もないので、Ｑｏの低下を抑えるこ
とができる。

【００６０】入出力電極は外部結合を得るためのもので
はなく、その形状、寸法等を任意に設定することができ
る。つまり、Ｑｏ等の特性を劣化させない形状、寸法と
することができ、入出力電極の標準化を図ることができ
るので、実装コスト等を低減することができる。

【００６１】また、従来のものに比べ、入出力電極を小
さくすることができ、Ｑｏの低下もなく、共振器長を短
くすることができる。

【００６２】

【００６３】

【００６４】したがって、本発明によれば、容易に実装
でき、多様な実装形態に対応した、Ｑｏの高い、最適な
外部結合をもつ小型の誘電体フィルタ及びアンテナ共用
器を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る誘電体フィルタの外
観斜視図である。

【図２】本発明の第２実施例に係る誘電体フィルタの外
観斜視図である。

【図３】本発明の第３実施例に係る誘電体フィルタの外
観斜視図である。

【図４】本発明の第４実施例に係るアンテナ共用器の外
観斜視図である。

【図５】本発明に係る他の誘電体フィルタの外観斜視図
である。

【図６】本発明に係る他の誘電体フィルタの外観斜視図
である。

【図７】本発明に係る他の誘電体フィルタの外観斜視図
である。

【図８】本発明の第５実施例に係る誘電体フィルタの外
観斜視図である。

【図９】本発明の第６実施例に係る誘電体フィルタの外
観斜視図である。

【図１０】従来の誘電体フィルタの外観斜視図である。

【符号の説明】

１ 誘電体ブロック ２、２ａ〜２ｅ 共振器孔 ３ 内導体 ４ 外導体 ５、５ａ〜５ｃ 励振孔 ７、７ａ〜７ｃ 入出力電極 １１ 段差部 ２０ 入出力端子 ３０ 金属ケース

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−163403（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−254801（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−15901（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−235801（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−140805（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−43904（ＪＰ，Ａ) 実開 平６−13201（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−143803（ＪＰ，Ｕ) 実開 平６−38303（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−105203（ＪＰ，Ｕ) 実開 平６−41201（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭60−119103（ＪＰ，Ｕ) 実開 平５−23603（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01P 1/205 H01P 1/213 H01P 5/08

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 誘電体ブロックの対向する一対の端面間
   を貫通して、内面に内導体を形成した共振器孔を設け、
   前記両端面を含む誘電体ブロックの外面に外導体を形成
   してなる誘電体フィルタにおいて、 前記共振器孔の内導体には一方の端面近傍に内導体非形
   成部が設けられており、前記共振器孔のうち入出力段に
   あたる共振器孔の隣であって、該共振器孔と平行に、そ
   の内面に内導体が形成された励振孔を設け、一方の端
   面、または該端面及び側面に跨って、前記励振孔の内導
   体と導通し外導体と分離した入出力電極を形成し、該励
   振孔と前記入出力段にあたる共振器孔との電磁界結合に
   より外部結合を得ることを特徴とする誘電体フィルタ。
2. 【請求項２】 前記誘電体ブロックの前記励振孔の形成
   領域の一部を削除し、前記誘電体ブロックの端面を段差
   形状に形成したことを特徴とする請求項１に記載の誘電
   体フィルタ。
3. 【請求項３】 誘電体ブロックの対向する一対の端面間
   を貫通して、内面に内導体を形成した送信フィルタを構
   成する共振器孔と受信フィルタを構成する共振器孔を設
   け、前記両端面を含む誘電体ブロックの外面に外導体を
   形成してなるアンテナ共用器において、 前記共振器孔の内導体には一方の端面近傍に内導体非形
   成部が設けられており、前記共振器孔のうち入出力段に
   あたる共振器孔の隣であって、該共振器孔と平行に、そ
   の内面に内導体が形成された励振孔を設け、一方の端
   面、または該端面及び側面に跨って、前記励振孔の内導
   体と導通し外導体と分離した入出力電極を形成し、該励
   振孔と前記入出力段にあたる共振器孔との電磁界結合に
   より外部結合を得ることを特徴とするアンテナ共用器。
4. 【請求項４】 前記誘電体ブロックの前記励振孔の形成
   領域の一部を削除し、前記誘電体ブロックの端面を段差
   形状に形成したことを特徴とする請求項３に記載のアン
   テナ共用器。