JPH071843Y2 - 誘電体フィルタ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、マイクロ波等の高周波帯域で用いる一体構造
の誘電体フィルタに関し、更に詳しくは、共振子穴や側
面のメタライズ層から分離し且つ隣接する共振子穴同士
の近傍間を連絡し、側面とほぼ平行な導体パターンを開
放面上に形成し、低域側の減衰特性を改善した誘電体フ
ィルタに関するものである。

［従来の技術］ チタン酸バリウム等の誘電体セラミックを用いた多段共
振子型のフィルタは、損失が少なく従って所謂Ｑも高
く、誘電率が大きいので小型化できるといった特徴があ
り、自動車電話や携帯用無線機等のマイクロ波帯用送信
フィルタや受信フィルタに広く使用されている。

誘電体フィルタに関する従来技術としては、直方体状を
なす誘電体ブロックの長手方向に所定の間隔をおいて複
数の共振子穴を設け、該共振子穴の内面および誘電体ブ
ロックの上面を除く外表面をメタライズした一体型多段
構造のものが知られている。この場合、メタライズが施
されていない上面が開放面となる。

このようなフィルタでは各共振子穴がそれぞれ一個一個
の共振素子に対応し、共振子穴の高さの４倍の共振波長
をもつ。共振素子間は、共振子穴同士の間に結合子穴を
設けたり、側面のメタライズ層から中央に向かう結合用
の導体パターンを形成すること等によって適当な結合度
で結合する。

［考案が解決しようとする課題］ 従来構造の一体型多段誘電体フィルタは、高域側ではよ
い減衰特性を呈するものの低域側では減衰特性が悪く、
フィルタ特性が非対称となる問題があった。特に狭帯域
化した場合に高域側と低域側とで減衰特性の差が大きか
った。

低域側の減衰特性を改善するためにはフィルタの段数を
増加したり、低域側にリジェクションフィルタを接続す
る等の対策があるが、共振器が大型化する欠点が生じ
る。

本考案の目的は、上記のような従来技術の欠点を解消
し、低域側の減衰特性を改善でき、フィルタ特性曲線を
コントロールできると共に、複雑化せず、また大型化し
ないような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］ 本考案は、直方体状をなす誘電体ブロックの長手方向に
複数の共振子穴を設け、該共振子穴が開口している一方
の面を開放面とし、該開放面を除く全外表面と各共振子
穴の内面にメタライズ層を形成した一体構造の誘電体フ
ィルタを前提としている。そして上記のような技術的課
題を解決するため本考案では、共振子穴や側面のメタラ
イズ層から分離し且つ隣接する一方の共振子穴の近傍か
ら他方の共振子穴の近傍に達し、側面にほぼ平行する導
体パターンを前記開放面上に形成している。

ここで結合子穴は有ってもよいが無くてもよい。導体パ
ターンは共振子穴と両側面との間の位置にそれぞれ、即
ち２本平行に設けるのが望ましい。共振子穴が３個以上
ある多段フィルタの場合には、それぞれ隣接する共振子
穴の近傍から近傍へ、連続しないように形成する。

［作用］ 共振器と近接した導体パターンとの間が容量結合し、導
体パターンを経由して次の共振器と容量結合している。
共振子穴や側面のメタライズ層から分離し且つ隣接する
一方の共振子穴の近傍から他方の共振子穴の近傍に達
し、側面にほぼ平行する導体パターンを開放面に形成す
ると、低域側の減衰特性を改善できる。形成する導体パ
ターンの幅と長さによって帯域幅を調整でき、導体パタ
ーンの幅が広いほど、また長さが長いほど帯域は広が
る。

このような導体パターンを形成することによって結合子
穴を設けなくてもフィルタを構成できる。結合子穴が無
い方が帯域は広がり、結合子穴が大きくなるほど帯域は
狭まる。反面、このような導体パターンを形成すること
によって高域側の減衰はゆるやかになるが、導体パター
ン寸法等の調整によって対称なフィルタ特性を得ること
も可能となり、使用状態に応じた特性を呈するようにコ
ントロール可能となる。

［実施例］ 第１図は本考案に係る誘電体フィルタの一実施例を示す
斜視図であり、結合子穴を有する２段構造の一体型フィ
ルタの例である。

誘電体フィルタは、チタン酸バリウム等の高誘電率セラ
ミック材料の焼結体からなる直方体状の誘電体ブロック
10の長手方向に、所定の間隔をおいて２個の共振子穴12
を形成すると共に、それら共振子穴12の間に結合子穴14
を形成し、それらの穴が開口している一方の面（ここで
は上面）を開放面として、該開放面を除く両側面と両端
面と底面並びに共振子穴12の内面にメタライズ層16を形
成した構造である。

なお図面においてメタライズが施されていないで誘電体
の素地がそのまま露出している部分は、細かな点々を付
して表している。メタライズ層16は銀ペースト等の焼付
け、あるいは銅、銀等のメッキ等で形成さる極く薄い導
体層である。

さて本考案が従来技術と顕著に相違する点は、開放面に
特殊な導体パターン20を形成した点である。この導体パ
ターン20は、一方の共振子穴の近傍から他方の共振子穴
の近傍に至り、側面とほぼ平行に配設される帯状パター
ンであり、共振子穴内面のメタライズ層や側面のメタラ
イズ層からは分離独立している（導通していない）。具
体的には、開放面上に所定形状のマスキングを施して銀
ペースト等を塗布し、周囲のメタライズ層と同様に焼付
けることによって形成する。勿論スクリーン印刷法でも
よい。このような帯状の導体パターン20を設けることに
よりフィルタ特性を変化させることができる。

第２図は本考案の他の実施例を示している。この実施例
は結合子穴を持たない２段構造の一体型誘電体フィルタ
である。基本的な構成は結合子穴が無いことを除けば第
１図に示す場合と同様だから、対応する部分には同一符
号を付し、それらについての説明は省略する。帯状の導
体パターン20を設けることによって結合子穴が無くても
フィルタを構成できる。

第３図は本考案の更に他の実施例を示しており、結合子
穴を有しない３段構造の一体型フィルタである。この場
合、基本的な構成は第２図に示す実施例と同様であるか
ら、対応する部分には同一符号を付し、それらについて
の説明は省略する。

この実施例では中央の共振子穴の近傍から両端に位置す
る共振子穴の近傍に向かってそれぞれ別々の導体パター
ン20を形成している。４段以上のフィルタの場合には、
このような考え方を拡張していけばよい。

ところでこのような誘電体フィルタと外部回路との結合
は、従来公知の任意の手段により行ってよい。例えば両
端に位置する共振子穴の上部に結合コンデンサを搭載し
たり、両端に位置する共振子穴に結合用の端子ピンを挿
入して、それらによって外部回路と結合するような構成
でもよい。

上記各実施例では、共振子穴と両側面との間の位置にそ
れぞれ平行に導体パターンを形成しているが、導体パタ
ーンは片側のみでもよい。片側のみでも導体パターンが
存在すればフィルタ特性は生じる。但し両側に設ける方
が帯域は広がる結果が得られており、またバランスの面
からも両側に導体パターンを設けるほうが望ましいと言
える。

第４図は２段構造の誘電体フィルタを例にとって、本考
案品と従来品との開放面の形状とフィルタ特性を比較し
て示している。共振周波数はいずれもf₀＝900MHz付近で
あり、導体パターン20の長さｌは約10mmである。

第４図において符号Ａで示すものは結合子穴14のみで結
合する従来品である。細い破線で示すように、従来品で
は高域側に比べて低域側の減衰量はかなり劣る。

それに対して両側に帯状の導体パターン20を形成した本
考案品は、結合子穴14を有する場合（符号Ｂで示す）及
び結合子穴を有しない場合（符号Ｃで示す）があるが、
何れにしても低域側の減衰量は大幅に向上する。また結
合子穴が無いＣの方が帯域幅は広くなる。

帯域幅は導体パターンの幅と長さで調整できる。幅が広
がるほど、長さが長くなるほど帯域は広くなる。また結
合子穴が大きくなるほど帯域は狭くなる。なお３段以上
の多段フィルタの場合にも同様の傾向が生じる。

このようにして結合子穴の有無やその大きさ、及び開放
面に形成する導体パターンの寸法、位置等により低域側
の減衰特性を所望の状態にまで改善したり、あるいは共
振周波数の低域側と高域側とで対称なフィルタ特性を発
現させるようにコントロールすることが可能となる。

［考案の効果］ 本考案は上記のように、開放面上に、共振子穴や側面の
メタライズ層から分離し且つ隣接する一方の共振子穴の
近傍から他方の共振子穴の近傍に達し、側面にほぼ平行
する導体パターンを形成したから、低域側の減衰特性を
大幅に改善でき、段数を多くしたり低域用のリジェクシ
ョンフィルタを接続する等の複雑な構造が不要となるた
め、極めて作り易い小型化できる。

また導体パターンの寸法や結合子穴の有無、大きさ等を
調整することによって所望のフィルタ特性を発現させる
ことが可能となる。

更に本考案では開放面に導体パターンを形成しているた
め見掛け上、誘電率が高くなったことと等価となり、誘
電体ブロックの高さを低くできフィルタ小型化できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る誘電体フィルタの一実施例を示す
斜視図、第２図は本考案の他の実施例を示す斜視図、第
３図は本考案の更に他の実施例を示す斜視図、第４図は
本考案品と従来品の開放面の形状とフィルタ特性の比較
結果を示す説明図である。 10……誘電体ブロック、12……共振子穴、14……結合子
穴、16……メタライズ層、20……導体パターン。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 長尾 博志 東京都港区新橋５丁目36番11号 富士電気 化学株式会社内 (72)考案者 本間 克郎 東京都港区新橋５丁目36番11号 富士電気 化学株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−262301（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−78401（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−35301（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】直方体状をなす誘電体ブロックの長手方向
   に複数の共振子穴を設け、該共振子穴が開口している一
   方の面を開放面とし、該開放面を除く全外表面と各共振
   子穴の内面にメタライズ層を形成した一体構造の誘電体
   フィルタにおいて、誘電体ブロックは、共振子穴の間に
   結合子穴を有しない構造であり、前記開放面に、共振子
   穴や側面のメタライズ層から分離し且つ隣接する一方の
   共振子穴の近傍から他方の共振子穴の近傍に達し、側面
   にほぼ平行する導体パターンを、共振子穴と両側面との
   間の位置に２本平行に形成した誘電体フィルタ。