JPH05259707A - 誘電体共振器およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】共振器間結合用の特別な部品を付加することな
く、有極化された誘電体共振器を得る。 【構成】誘電体基板２，３の接合面に溝を形成するとと
もに、その内面に内導体１６〜１９を設け、他のもう一
つの誘電体基板４に結合電極Ｅ１３，Ｅ１４を形成す
る。これら３つの誘電体基板２，３，４を接合すること
によって、結合電極Ｅ１３は内導体１６，１７間を容量
結合し、結合電極Ｅ１４は内導体１８，１９間を容量結
合する。 【効果】アース電極（外導体）１２は誘電体基板４の裏
面側のほぼ全面に形成することができ、共振器のＱｏの
低下および電磁界リークを防止することができる。これ
により挿入損失が低く、有極化された一体型帯域通過フ
ィルタを容易に得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、誘電体基板または誘
電体ブロックにアース電極と共振電極を形成してなる誘
電体共振器およびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】誘電体ブロックの内部に共振電極（内導
体）を形成し、誘電体ブロックの外面にアース電極（外
導体）を形成した誘電体共振器や、誘電体基板の表面に
共振電極（ストリップライン）を形成し、対向面にアー
ス電極を形成した誘電体共振器が、たとえばマイクロ波
帯におけるフィルタなどとして用いられている。

【０００３】たとえば複数の誘電体共振器を用いるディ
スクリートタイプの誘電体フィルタでは、複数の誘電体
共振器とともに、共振器間の結合などを行うためのコイ
ル、コンデンサおよびこれらを搭載する基板などをケー
ス内に収めて構成している。

【０００４】また、このような構造の誘電体フィルタで
は、要求される仕様に合わせて多種多様の誘電体共振
器、コイルおよびコンデンサを用いている。また、一体
型の誘電体フィルタでは、当初より一体である、または
組立により一体化される誘電体ブロックや誘電体基板に
複数の共振器が構成され、多段の誘電体フィルタ等とし
て用いられている。

【０００５】たとえば、マイクロ波帯における送受信共
用器には送信フィルタと受信フィルタが設けられ、受信
フィルタとしては、受信帯域の減衰量が小さくかつ送信
帯域の減衰量が充分大きな特性が要求される。一般に通
過帯域幅より離れた帯域で所定の減衰量を得る帯域通過
フィルタを設計する上で有効な方法として、減衰域に極
をもたせること（以下有極化という。）が有効である。
しかし、１段以上の共振器をとばして、その前後の共振
器同士を直接電磁界結合させるためには、従来構造の誘
電体フィルタでは、共振電極形成孔に結合用の端子を外
部から挿入し、所定の段の共振器間を結合させなければ
ならず、そのための特別な部品を必要とし、たとえば基
板上に表面実装するタイプの誘電体フィルタには適さな
かった。

【０００６】そこで、本願出願人が特願平３−３０３３
６６号にて出願したように、図２１および図２２に示す
ような表面実装タイプの誘電体共振器が考えられる。

【０００７】図２１は誘電体共振器の斜視図、図２２は
誘電体共振器の上面図である。図２１において２，３は
それぞれ誘電体基板である。誘電体基板２の第１主面
（誘電体基板３に対向する面）と誘電体基板３の第１主
面（誘電体基板２に対向する面）にはそれぞれ断面半円
形状の溝５，６，７，８，９を設け、その内面にそれぞ
れ内導体を形成している。また、誘電体基板３の二側面
から第２主面（図における底面）にかけて信号入出力電
極（１５など）を形成している。誘電体基板２の第２主
面（図における上面）の所定領域には結合電極Ｅ１０を
形成している。前記信号入出力電極（１５など）と結合
電極Ｅ１０の形成領域を除いて誘電体基板２，３の外表
面には外導体１２を形成している。図２２に示すよう
に、結合電極Ｅ１０は内導体形成孔６，８内の内導体１
７，１９の開放端付近とそれぞれ容量結合する。このよ
うな構成によって、５段の帯域通過フィルタのうち第２
段と第４段間が容量結合し、通過帯域幅の低域に減衰極
が生じる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】図２１および図２２に
示した誘電体共振器は、特別な部品を付加することなく
有極化することができ、しかも他の表面実装タイプの電
子部品とともに回路基板上に表面実装することができる
という大きな作用効果を奏する。ところが、図２１およ
び図２２に示したような従来の誘電体フィルタでは、外
導体１２を流れる電流が、結合電極Ｅ１０の形成領域で
遮られるため、共振器のＱｏ値が低下し、フィルタとし
ての挿入損失特性が劣化するおそれがあった。また、結
合電極形成領域が外導体の開口部となるため、若干の電
磁界リークが生じ、誘電体フィルタに近接する金属体に
よる影響が問題となるおそれがあった。

【０００９】この発明の目的は、特別な部品を付加する
ことなく有極化を可能とした誘電体共振器を提供するこ
とにある。

【００１０】この発明の他の目的は、共振器のＱｏ値を
低下させることなく、挿入損失特性の優れた有極化誘電
体フィルタに適する誘電体共振器を提供することにあ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
る誘電体共振器は、複数の共振電極を配列し、これらの
共振電極とアース電極間に誘電体を介在させた誘電体共
振器において、複数の共振電極と容量結合する結合電極
層を前記誘電体内に設けてなる。

【００１２】請求項２に係る誘電体共振器の製造方法
は、複数の共振電極膜を形成した誘電体基板と結合電極
膜を形成した誘電体基板を含む複数の基板を接合して、
誘電体内部に結合電極層を有する誘電体共振器を製造す
る。

【００１３】請求項３に係る誘電体共振器の製造方法
は、複数の共振電極膜とそれらの共振電極膜に対向して
結合電極膜を形成した誘電体基板と他の誘電体基板を含
む複数の基板を接合して、誘電体内部に結合電極層を有
する誘電体共振器を製造する。

【００１４】請求項４に係る誘電体共振器の製造方法
は、内部に複数の共振電極膜を形成した誘電体ユニット
を構成し、結合電極膜を形成した誘電体基板を前記誘電
体ユニットに接合して、誘電体内部に結合電極層を有す
る誘電体共振器を製造する。

【００１５】

【作用】請求項１記載の誘電体共振器では、複数の共振
電極とアース電極が誘電体を介して形成されているとと
もに、誘電体内に結合電極層が設けられている。この結
合電極層は複数の共振電極と容量結合する。たとえば３
段以上の帯域通過フィルタにおいて、第１段と第２段の
共振電極間を結合電極層を介して容量結合させることに
よって、通過帯域の高域側に減衰極が形成される。ま
た、たとえば５段の帯域通過フィルタにおいて、第２段
と第４段の共振電極間を結合電極層を介して容量結合さ
せれば、通過帯域の低域側に減衰極が形成される。

【００１６】しかも、付加電極層は誘電体内に設けら
れ、アース電極形成領域内に結合電極を設ける必要がな
いため、アース電極を流れる電流は妨げられず、Ｑｏ値
の低下がなく、挿入損失の少ない誘電体フィルタとして
用いることができる。

【００１７】請求項２記載の誘電体共振器の製造方法で
は、複数の共振電極膜が形成された誘電体基板と、結合
電極膜が形成された誘電体基板とを含む複数の基板が接
合されることによって、誘電体内部に結合電極層を有す
る誘電体共振器が製造される。したがって誘電体内部に
設けるべき結合電極層はあらかじめ誘電体基板表面に形
成すればよい。

【００１８】請求項３記載の誘電体共振器の製造方法で
は、ある１つの誘電体基板に複数の共振電極膜とこれら
の共振電極膜に対向する結合電極膜が形成され、この基
板に他の基板が接合される。

【００１９】請求項４記載の誘電体共振器の製造方法で
は、内部に複数の共振電極膜を形成した誘電体ユニット
に対し、結合電極膜を形成した誘電体基板が接合され
る。この場合には、誘電体ユニットが複数の誘電体共振
器を構成し、結合電極膜を有する誘電体基板の接合によ
って、それら複数の誘電体共振器に対し結合電極が付加
されることになる。

【００２０】

【実施例】〈第１の実施例〉この発明の第１の実施例に
係る誘電体フィルタの構成を図１〜図４に示す。

【００２１】図１はフィルタの組み立て前の分解斜視
図、第２図は組み立て後の斜視図である。図１において
２，３，４はそれぞれ誘電体基板である。誘電体基板２
および３は、両者の接合面にそれぞれ断面半円形の溝を
形成するとともに、その内面に内導体１６，１７，１
８，１９を形成している。各内導体には各溝の一方の端
部付近において開放部を形成することにより先端容量を
設けて、共振器間をコムライン結合させる。誘電体基板
２，４の接合面を除く誘電体基板３の四側面には信号入
出力電極の引出部付近を除いて外導体１２を形成してい
る。誘電体基板２の誘電体基板３に対向する面を除く五
面には外導体１２を全面に形成している。一方、誘電体
基板４には、誘電体基板３の接合面に結合電極Ｅ１３，
Ｅ１４を形成し、これらの結合電極を誘電体基板４の側
面を介して裏面側の一部にまで延出形成している。この
誘電体基板４の側面から裏面の一部にまで延出した電極
（１５など）は信号入出力電極として用いる。この信号
入出力電極形成領域を除いて誘電体基板４の四側面およ
び底面に外導体１２を形成している。図１に示した３枚
の誘電体基板２，３，４を積層することによって図２に
示すような誘電体フィルタが得られる。なお、図２にお
いて５〜８は溝により形成された内導体形成孔である。

【００２２】図３は第１の実施例に係る誘電体フィルタ
の等価回路図である。図３においてＲａ，Ｒｂ，Ｒｃ，
Ｒｄは図１に示した内導体１６，１７，１８，１９によ
る共振器である。Ｃａ，Ｃｂは共振器Ｒａ，Ｒｂと信号
入出力端子１４間に形成される容量、Ｃｃ，Ｃｄは共振
器Ｒｃ，Ｒｄと信号入出力端子１５間に形成される容量
である。図４は第１の実施例に係るフィルタの特性図で
ある。図３に示した容量Ｃｂ，Ｃｃによって、図４に示
すように、通過帯域の高域側に減衰極Ｐが生じる。

【００２３】〈第２の実施例〉第２の実施例に係る誘電
体フィルタの構成を図５〜図８に示す。

【００２４】図５は誘電体フィルタの組み立て前の分解
斜視図、図６は組み立て後の斜視図である。図５におい
て２，３，４はそれぞれ誘電体基板である。誘電体基板
２には、誘電体基板３に対向する面を除く五面に外導体
１２を形成している。誘電体基板３および４には、両者
の接合面にそれぞれ断面半円形の溝を形成するととも
に、その内面に内導体１６，１７，１８，１９，２０を
形成している。各内導体には各溝の一方の端部付近にお
いて開放部を形成することにより先端容量を設けて、共
振器間をコムライン結合させる。誘電体基板３には、そ
の四側面に外導体１２を形成し、誘電体基板２に対向す
る面に結合電極Ｅ１０を形成している。結合電極Ｅ１０
のうちＥ１１，Ｅ１２で示す部分は誘電体基板３の図に
おける裏面側に形成した内導体１７，１９にそれぞれ容
量結合する位置に形成している。誘電体基板４には、信
号入出力電極（１５など）の形成領域を除いて、その四
側面および図における底面に外導体１２を形成してい
る。図５に示した３つの誘電体基板２，３，４を積層す
ることによって、図６に示すように、誘電体内部に内導
体形成孔５〜９とともに結合電極層を備えた誘電体フィ
ルタが得られる。

【００２５】図７は第２の実施例に係る誘電体フィルタ
の等価回路図、図８はその特性図である。図７において
Ｒａ〜Ｒｅは図５に示した内導体１６〜２０による共振
器、Ｃａ，Ｃｅは図５に示した内導体１６，２０と信号
入出力電極間に生じる容量、Ｃｂ，Ｃｄは図５に示した
内導体１７，１９と結合電極Ｅ１１，Ｅ１２間に生じる
容量である。このように５段のうち第２段と第４段間を
容量結合したため、図８に示すように低域側に減衰極Ｐ
を持つ帯域通過フィルタ特性が得られる。

【００２６】〈第３の実施例〉図９は第３の実施例に係
る誘電体フィルタの組み立て前の斜視図、図１０は組み
立て後の斜視図である。図９において２，３，４はそれ
ぞれ誘電体基板であり、これらを接合して図１０に示す
ように一体化した状態で、内導体形成孔５〜８が形成さ
れるように、誘電体基板３と４の接合面および誘電体基
板２と誘電体基板４との接合面にそれぞれ溝を形成し、
その内面に内導体１６〜１９をそれぞれ形成している。
また、誘電体基板２と誘電体基板３との接合面には結合
電極Ｅ１３，Ｅ１４を設け、それぞれ誘電体基板３の図
における上面へ信号入出力電極１４，１５として引き出
している。このように構成したため、結合電極Ｅ１３は
内導体１６，１７と容量結合し、結合電極Ｅ１４は内導
体１８，１９と容量結合する。これにより高域側に減衰
極を有する誘電体フィルタが得られる。

【００２７】次に、複数の内導体形成孔を形成した誘電
体ブロックを用いた誘電体フィルタを第４〜第７の実施
例として次に示す。

【００２８】〈第４の実施例〉図１１は第４の実施例に
係る誘電体フィルタの分解斜視図、図１２はその組み立
て後の斜視図である。図１１において１は誘電体ブロッ
ク、４は誘電体基板である。誘電体ブロック１には内導
体形成孔５〜９を設けるとともに、誘電体基板４の接合
面を除く五面のほぼ全面に外導体１２を形成している。
誘電体基板４には、誘電体ブロック１との接合面にＥ１
０で示す結合電極を形成している。結合電極Ｅ１０のう
ちＥ１１，Ｅ１２で示す部分は内導体形成孔６，８内の
内導体とそれぞれ容量結合する。また誘電体基板４に
は、誘電体ブロック１との接合状態で内導体形成孔５，
９内の内導体とそれぞれ容量結合する電極１４′，１
５′を設け、これらの電極を側面を介して反対面側（図
における底面）側に信号入出力電極として引き出してい
る。この誘電体ブロック１と誘電体基板４を接合するこ
とによって、図１２に示す誘電体フィルタを得る。この
場合、５段のうち第２段と第４段を容量結合したため、
低域側に減衰極を有する帯域通過フィルタとして作用す
る。

【００２９】〈第５の実施例〉図１３は第５の実施例に
係る誘電体フィルタの組み立て前の分解斜視図、図１４
は組み立て後の斜視図である。図１３において１は誘電
体ブロック、４は誘電体基板である。図１１および図１
２に示した第４の実施例と異なる点は、結合電極Ｅ１０
を誘電体ブロック１側に設けたことである。この場合
も、誘電体ブロック１と誘電体基板４を接合した状態
で、結合電極Ｅ１０は内導体形成孔６，８内の内導体間
を容量結合する。

【００３０】〈第６の実施例〉図１５は第６の実施例に
係る誘電体フィルタの組み立て前の分解斜視図、図１６
は組み立て後の斜視図である。

【００３１】図１５において１は誘電体ブロック、４は
誘電体基板である。誘電体ブロック１には内導体形成孔
５〜８を設けている。誘電体基板４には、誘電体ブロッ
ク１との接合面に結合電極Ｅ１３，Ｅ１４を形成してい
る。結合電極Ｅ１３は誘電体ブロック１との接合状態で
内導体形成孔５，６内の内導体間を容量結合し、Ｅ１４
は内導体形成孔７，８内の内導体間を容量結合する。こ
の誘電体ブロック１と誘電体基板４を接合することによ
って図１６のような誘電体フィルタを得る。このように
４段のうち第１段−第２段間および第３段−第４段間を
容量結合したため、高域に極を有する帯域通過フィルタ
が得られる。

【００３２】〈第７の実施例〉図１７は第７の実施例に
係る誘電体フィルタの組み立て前の分解斜視図、図１８
は組み立て後の斜視図である。

【００３３】図１７において１は誘電体ブロック、４は
誘電体基板である。図１５および図１６に示した第６の
実施例と異なる点は、誘電体基板４を誘電体ブロック１
に対し軸方向に接合するようにしたことである。したが
って図１７に示すように誘電体ブロック１の開放面側に
結合電極Ｅ１３，Ｅ１４を形成している。この誘電体ブ
ロック１に誘電体基板４を接合することによって図１８
に示す誘電体フィルタを得る。

【００３４】〈第８の実施例〉図１９は第８の実施例に
係る誘電体フィルタの分解斜視図である。図１９におい
て２，３はそれぞれ誘電体基板である。誘電体基板２に
は、誘電体基板３との接合面を除く五面にアース電極１
２を形成している。誘電体基板３には、誘電体基板２と
の接合面に５つの共振電極１６〜２０とともに結合電極
Ｅ１０を形成している。また、誘電体基板３の四側面お
よび図における底面にはアース電極１２を形成してい
る。結合電極Ｅ１０のうちＥ１１，Ｅ１２で示す部分は
共振電極１７，１９の開放端付近と容量結合する。図１
９に示した誘電体基板２，３を接合することによって低
域側に減衰極を有する誘電体フィルタが得られる。

【００３５】〈第９の実施例〉図２０は第９の実施例に
係る誘電体フィルタの分解斜視図である。図２０におい
て２，３はそれぞれ誘電体基板である。誘電体基板２，
３の接合面にはそれぞれ断面半円形の溝を形成し、その
内面に１６〜２０で示す内導体を形成している。誘電体
基板２には、その四側面と図における上面に外導体１２
を形成している。誘電体基板３には、その四側面と図に
おける底面に外導体１２を形成している。また誘電体基
板３には、誘電体基板２との接合面および溝内にＥ１０
で示す結合電極を形成している。この結合電極Ｅ１０の
うちＥ１１，Ｅ１２で示す部分は内導体１７，１９の開
放端付近と容量結合し、５段のうち第２段と第４段が容
量結合する。誘電体基板２と３を接合することによっ
て、低域側に減衰極を有する誘電体フィルタが得られ
る。

【００３６】

【発明の効果】この発明の誘電体共振器およびその製造
方法によれば、部品点数の大幅な削減により、有極化さ
れた小型の誘電体共振器を安価に製造することができ
る。しかも、アース電極の一部に結合電極形成領域を設
けないため、共振器のＱｏの低下がなく、挿入損失の少
ない帯域通過フィルタを得ることができる。また、誘電
体内に形成すべき結合電極層の設計によって、異なった
フィルタ特性を付与することができるため、共振器部分
をユニット化（標準化）して、結合電極層との組合せに
よって仕様の異なる任意の特性を有する誘電体フィルタ
を構成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例に係る誘電体フィルタの分解斜視
図である。

【図２】第１の実施例に係る誘電体フィルタの斜視図で
ある。

【図３】第１の実施例に係る誘電体フィルタの等価回路
図である。

【図４】第１の実施例に係る誘電体フィルタの特性図で
ある。

【図５】第２の実施例に係る誘電体フィルタの分解斜視
図である。

【図６】第２の実施例に係る誘電体フィルタの斜視図で
ある。

【図７】第２の実施例に係る誘電体フィルタの等価回路
図である。

【図８】第２の実施例に係る誘電体フィルタの特性図で
ある。

【図９】第３の実施例に係る誘電体フィルタの分解斜視
図である。

【図１０】第３の実施例に係る誘電体フィルタの斜視図
である。

【図１１】第４の実施例に係る誘電体フィルタの分解斜
視図である。

【図１２】第４の実施例に係る誘電体フィルタの斜視図
である。

【図１３】第５の実施例に係る誘電体フィルタの分解斜
視図である。

【図１４】第５の実施例に係る誘電体フィルタの斜視図
である。

【図１５】第６の実施例に係る誘電体フィルタの分解斜
視図である。

【図１６】第６の実施例に係る誘電体フィルタの斜視図
である。

【図１７】第７の実施例に係る誘電体フィルタの分解斜
視図である。

【図１８】第７の実施例に係る誘電体フィルタの斜視図
である。

【図１９】第８の実施例に係る誘電体フィルタの分解斜
視図である。

【図２０】第９の実施例に係る誘電体フィルタの分解斜
視図である。

【図２１】従来の誘電体共振器の斜視図である。

【図２２】図２１に示す誘電体共振器の上面図である。

【符号の説明】

１−誘電体ブロック ２，３，４−誘電体基板 ５〜９−内導体形成孔 １２−アース電極（外導体） １４，１５−信号入出力電極 １６〜２０−共振電極（内導体） Ｅ１０，Ｅ１３，Ｅ１４−結合電極

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の共振電極を配列し、これらの共振電
   極とアース電極間に誘電体を介在させた誘電体共振器に
   おいて、 複数の共振電極と容量結合する結合電極層を前記誘電体
   内に設けてなる誘電体共振器。
2. 【請求項２】複数の共振電極膜を形成した誘電体基板と
   結合電極膜を形成した誘電体基板を含む複数の基板を接
   合して、誘電体内部に結合電極層を有する誘電体共振器
   を製造する誘電体共振器の製造方法。
3. 【請求項３】複数の共振電極膜とそれらの共振電極膜に
   対向して結合電極膜を形成した誘電体基板と他の誘電体
   基板を含む複数の基板を接合して、誘電体内部に結合電
   極層を有する誘電体共振器を製造する誘電体共振器の製
   造方法。
4. 【請求項４】内部に複数の共振電極膜を形成した誘電体
   ユニットを構成し、結合電極膜を形成した誘電体基板を
   前記誘電体ユニットに接合して、誘電体内部に結合電極
   層を有する誘電体共振器を製造する誘電体共振器の製造
   方法。