JPH0514011A - マイクロウエーブフイルタ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 小型で量産性のあるマイクロウェーブフィル
タ装置を提供する。 【構成】 誘電体内に複数の中心導体をほぼ平行に形成
した誘電体共振器を有するマイクロウェーブフィルタ装
置において、前記誘電体共振器を、その中心導体１７−
１〜１７−４の一部を構成する電極を表面に形成した複
数の誘電体板１−１〜１−３を接合して構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、マイクロウェーブ帯の
通信装置に用いられるマイクロウェーブフィルタ装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】携帯電話等の移動体通信に用いられる、
小型で構造が比較的簡単なフィルタとして、誘電体フィ
ルタが多用されている。

【０００３】図７は、前記誘電体フィルタの一構造例を
示す斜視図である。図において、７１は縦Ｗ、横Ｌ及び
高さＨを有し、一体構造の直方体状の誘電体である。誘
電体７１の正面（前側面）８０、背面（後ろ側面）８
１、左側面８２、右側面８３及び底面８４は例えばメッ
キにより導電性のメタライズ電極が形成され、更に誘電
体７１の上面（開放面）８５には導電性の周波数調整用
電極７２−１〜７２−４が電極間隔ｇ₁₂（７３−１）、
ｇ₂₃（７３−２）、ｇ₃₄（７３−３）を介存させて形成
されている。誘電体７１には周波数調整用電極７２−１
〜７２−４を貫通し、誘電体共振器として機能する中心
導体（以下誘電体共振器という）７４−１〜７４−４が
埋没して設けられている。入力ピン７６−１、出力ピン
７６−２を取り囲む半径Ｄ（＞ｄ）を有し、例えばガラ
スエポキシのような誘電体からなる円筒７８−１、７８
−２と入力ピン７６−１、出力ピン７６−２は導電線に
より接続されている。

【０００４】図８は図７に示す誘電体フィルタの等価回
路である。図８に於いて、並列共振回路（ｌ₀₁，
Ｃ₀₁）、（ｌ₀₂，Ｃ₀₂）、（ｌ₀₃，Ｃ₀₃）及び（ｌ₀₄，
Ｃ₀₄）は各々誘電体共振器７４−１〜７４−４の等価イ
ンダクタンスと等価容量である。Ｃ₀₁は入力ピン７６−
１と誘電体共振器７４−１との間に存在する容量、Ｃ₀₂
は出力ピン７６−２と誘電体共振器７４−４との間に存
在する容量である。また、結合容量Ｃ₁₂は誘電体共振器
７４−１と７４−２の間に存在する容量で、通常は周波
数調整用電極７２−１と７２−２の間の間隔ｇ₁₂により
決定される。Ｃ₂₃，Ｃ₃₄も全く同様に間隔ｇ₂₃，ｇ₃₄に
より決定される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記構
成の誘電体フィルタに於いては通信機器の小型化及び高
性能化に対して重要な因子であるＱ_u が、通信機器の性
能上必要とされる限界であるＱ_u ＝２５０以下になると
云う問題点がある。

【０００６】また、図７の誘電体フィルタを製造するに
は誘電体材料を所要の形状によりプレス加工して、誘電
体ブロックを成形するのであるため、量産上に問題点が
あった。また、導電性の電極をメッキ等により形成する
際に、外周面等と誘電体共振器の穴部（７３−１〜７３
−４）が均等に固着される必要があり、製造技術上困難
を極めている。

【０００７】本発明の目的は上述した問題点、（１）小
型化、高性能化の重要な因子であるＱ_u の確保（薄型で
しかもＱ_u ≧２５０が必要）、（２）誘電体ブロックの
製造に際して、プレス加工上の制約、誘電体共振器の中
心導体の形成、及び導電性電極の均等固着の困難性、を
解決し、小型高性能及び量産性のあるマイクロウェーブ
フィルタ装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、誘電体内に複数の中心導体をほぼ平行に形成
した誘電体共振器を有するマイクロウェーブフィルタ装
置に於いて、前記誘電体共振器はその中心導体の一部を
構成する電極を表面に形成した複数の誘電体板を接合し
て構成したものである。

【０００９】

【作用】前記マイクロウェーブフィルタ装置における誘
電体共振器は、分割しない単体のブロック状の誘電体内
に中心導体を形成する従来の誘電体共振器とほぼ同じ電
気的特性を有しており、また、プレス加工、電極の均等
固着等に適した形状の誘電体板に分割することにより小
型化、量産性が大幅に向上する。

【００１０】

【実施例】図１は本発明の第１の実施例を示す構成図で
ある。図１（ａ）は一体構造、例えばセラミックからな
る直方体状誘電体を用いた、第１の実施例の基準となる
誘電体フィルタである。図１（ａ）において、誘電体１
の正面（前側面）１０、背面（後ろ側面）１１、左側面
１２、右側面１３及び底面１４は斜線で示すように、例
えばメッキにより導電性のメタライズ層を形成してい
る。更に、導電性の周波数調整電極１８−１〜１８−４
は誘電体１の上面（開放面）１５に形成されている。周
波数調整用電極１８−１〜１８−４を貫通し誘電体共振
器として機能する中心導体（以下誘電体共振器という）
１７−１〜１７−４が設けられている。

【００１１】本発明は、図１（ｂ），（ｃ）に示す如
く、図１（ａ）に示す基準誘電体フィルタを長手方向に
３分割するものである。図１（ｂ）に於いて、前記基準
誘電体フィルタを長手方向に誘電体１−１，１−２，１
−３に分割し、前記基準誘電体フィルタと同様な特性を
得る事が出来るのが本発明の特徴である。分割した誘電
体１−１，１−３は、誘電体板として所要の個所に導電
性電極が設けられている。また、誘電体１−２は図１
（ｃ）に示す如く、誘電体片１−２−１，１−２−２，
１−２−３，１−２−４，１−２−５により構成されて
いる。以上説明した様に、電気的特性は図１（ａ）と同
様で、誘電体ブロックを図１（ｂ）の様に分割する事に
より、小型化及び量産性が大幅に向上し、しかも低コス
ト誘電体フィルタを提供することが出来る。

【００１２】図２は本発明の第２の実施例を示す構成図
である。この場合は、上記の第１の実施例と相違する個
所は、誘電体共振器を形成する中心導体２７−１〜２７
−４が円柱になっているため、長手方向の分割数を４分
割（２−１，２−２，２−３，２−４）にしたもので、
円柱部分を２分割にして近似したものである。

【００１３】上記の各実施例では、いずれも誘電体フィ
ルタを示したが、本発明は分割する基板をガラスエポキ
シ基板を用いることも可能であるため、多層基板による
高性能、超小型マイクロウェーブフィルタを実現出来
る。

【００１４】図３は本発明の第３の実施例を示す構成図
である。本実施例は自動車電話、携帯電話等に用いられ
る空中線共用器に本発明を適用したもので、この空中線
共用器の構成例を図６に示す。空中線共用器の通信用、
受信用フィルタとして、誘電体フィルタを分割した誘電
体片で形成したストリップライン共振器用フィルタを用
いたものである。送信用フィルタ４の正面４０、左側面
４２、右側面４３及び底面４１は斜線で示すように、例
えばメッキにより導電性のメタライズ層を形成してい
る。更に、導電性の周波数調整電極４８−１〜４８−４
を誘電体片の上面（開放面）４４に形成されている。周
波数調整電極４８−１〜４８−４を貫通し、ストリップ
ライン共振器として機能する中心導体４７−１〜４７−
４が設けられている。また、結合量設定用溝４９−１〜
４９−３が設けられている。また、受信用フィルタ３の
正面３０、左側面３２、右側面３３及び底面３１は斜線
で示すように、例えばメッキにより導電性のメタライズ
層を形成している。導電性の周波数調整電極３８−１〜
３８−４は誘電体片の上面（開放面）３４に形成されて
いる。周波数調整電極３８−１〜３８−４を貫通し、ス
トリップライン共振器として機能する中心導体３７−１
〜３７−４が設けられている。また、各共振器間の結合
量は各共振器の周波数調整用電極３８−１〜３８−４の
間の間隔３９−１，３９−２，３９−３により主に決定
される。送信用フィルタ４と受信用フィルタ３の間の誘
電体板４３−１，４３−２の詳細図を図４，図５に示
す。図４の誘電体板４３−１についてまず説明する。誘
電体板４３−１の右側面４３−１−２、左側面４３−１
−１、底面の４３−１−４の部分、表面４３−１−３及
び上面の４３−１−５部分は導電性のメタライズ層を形
成している。また、送信用フィルタのＡＮＴ端は導体４
３−１−８に接続される。また、送信用フィルタの他の
一端は導体４３−１−１０に接続され導体４３−１−９
を介して図６の整合回路に結合する。次に、図５の誘電
体板４３−２について説明する。誘電体板４３−２の右
側面４３−２−２、左側面４３−２−１、底面の４３−
２−４の部分、裏面４３−２−３及び上面の４３−２−
５の部分は導電性メタライズ層を形成している。また、
受信用フィルタのＡＮＴ端は導体４３−２−８に接続さ
れ、導体４３−２−７，４３−２−６を介してＡＮＴに
接続される。また受信用フィルタの他の一端は導体４３
−２−９を介して図６の受信増巾器に結合される。

【００１５】以上に説明した第３の実施例を示す図３、
図４及び図５と空中線共用器の構成図の関係を図６に示
す。

【００１６】以上の様に、誘電体板の分割片をストリッ
プライン共振器として用いる事により小型化、軽量化さ
れ、更に、量産性の優れた空中線共用器を提供できるこ
とがわかる。

【００１７】最後に、本発明の有効性を設計試作の結果
により示す。サンプルとして図９に示す様な単一の誘電
体ブロックに４個の誘電体共振器を具備した構成につい
て考える。まず、誘電体ブロックを２分割して、分割し
た誘電体板の板厚（Ｗ₁)をＷ₁ ＝１．６mmの場合と、Ｗ
₁ ＝２．０mmの場合のＱ_u を図１０（ａ）に示す。本結
果によれば、誘電体フィルタを分割しても分割しなくて
も略同じＱ_u が得られる。また、分割した誘電体板をス
トリップライン共振器として動作させた場合のＱ_u の測
定結果を図１０（ｂ）に示す。フィルタとして必要なＱ
_u はこの周波数帯域では略Ｑ_u ≧２５０とされているが
これは、この場合でも満足していることがわかる。ま
た、３分割した場合の基礎検討として２分割面に板厚ｔ
＝０．５mmの誘電体板を挿入した場合のＱ_u を図１０
（ｃ）に示す。３分割してもＱ_u の劣化は大きくないこ
とがわかる。

【００１８】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように本発明によ
れば、マイクロウェーブフィルタ装置の誘電体共振器を
複数の誘電体片を接合して構成するので、誘電体片を製
造しやすい形状とすることにより製造に際してプレス加
工上の制約を緩和することができ、誘電体共振器の中心
導体の形成及び導電性電極の均等固着が容易となる。ま
た、小型化、高性能化の重要な因子であるＱ_u も所定値
を十分確保することができる。従って、小型高性能及び
量産性のあるマイクロウェーブフィルタ装置を提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の構成図である。

【図２】本発明の第２の実施例の構成図である。

【図３】本発明の第３の実施例の構成図である。

【図４】図３の誘電体板４３−１の詳細図である。

【図５】図３の誘電体板４３−２の詳細図である。

【図６】空中線共用器の構成図である。

【図７】従来の誘電体フィルタの斜視図である。

【図８】図７の誘電体フィルタの等価回路図である。

【図９】試作例を示す図である。

【図１０】試作の結果の説明図である。

【符号の説明】 １，２ 誘電体 １７−１〜１７−４，２７−１〜２７−４ 中心導体 １８−１〜１８−４，２８−１〜２８−４ 周波数調
整電極

フロントページの続き (72)発明者 大和 修 東京都港区虎ノ門１丁目７番12号 沖電気 工業株式会社内 (72)発明者 真下 朗 東京都港区芝浦４丁目11番15号 株式会社 沖ビジネス内 (72)発明者 市川 晃一 東京都港区芝浦４丁目11番15号 株式会社 沖ビジネス内

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 誘電体内に複数の中心導体をほぼ平行に
   形成した誘電体共振器を有するマイクロウェーブフィル
   タ装置に於いて、 前記誘電体共振器はその中心導体の一部を構成する電極
   を表面に形成した複数の誘電体板を接合してなることを
   特徴とするマイクロウェーブフィルタ装置。