JPH1051206A - 誘電体フィルタ及びその製造方法 - Google Patents

誘電体フィルタ及びその製造方法

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JPH1051206A
JPH1051206A JP20482896A JP20482896A JPH1051206A JP H1051206 A JPH1051206 A JP H1051206A JP 20482896 A JP20482896 A JP 20482896A JP 20482896 A JP20482896 A JP 20482896A JP H1051206 A JPH1051206 A JP H1051206A
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JP
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conductor
dielectric
dielectric block
dielectric filter
filter
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Takaya Noba
孝也 野場
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Tokin Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 特性の設計が容易で金型の共通化が可能な誘
電体フィルタを提供する。 【解決手段】 誘電体ブロック10に2本の非貫通孔1
1が形成され、誘電体ブロックの表面全体が電極12で
被われ、2本の非貫通孔を2本の同軸型共振器の内導体
と見なせる。ここで、非貫通孔の開口面側を共振器の短
絡端15、この短絡端に対向する面を開放端16と見な
せる。また、誘電体ブロックの外周面の電極には、入出
力端子13が分離されて2つ形成され、更に誘電体ブロ
ックの外周面導体の一部に導体の非形成部14が設けら
れる。この導体の非形成部の位置は、共振器の短絡端近
傍であり、共振器内導体の長手方向に直交するように細
長く形成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、高周波帯の無線通
信等で使用される誘電体フィルタに関し、非貫通孔モノ
リシックフィルタにおいて、誘電体ブロック表面を被っ
た導体の一部に導体の非形成部を構成し、フィルタ特性
の実現及びフィルタ特性の調整を行うものである。
【0002】なお、本発明は、誘電体ブロックに形成さ
れる孔が、非貫通孔か貫通孔かを問わない技術である
が、以下の説明においては、両者に共通する事項は、非
貫通孔のみについて述べることがある。
【0003】
【従来の技術】図面を参照して従来の技術について説明
する。モノリシック誘電体フィルタの従来例として、非
貫通孔が2本形成されているモノリシックフィルタを図
10に示す。誘電体ブロック10に2本の非貫通孔11
が形成され、誘電体ブロック表面全体が電極12で被わ
れており、2本の非貫通孔11は、2本の同軸型共振器
の内導体として見なすことができる。誘電体ブロック1
0の外周面の電極12には、入出力端子13が分離され
て2つ形成されており、電極12をアース電位となるよ
うに配線基板等に実装し、入出力端子13間で特性を測
定すると、共振器2本で構成されたバンドパスフィルタ
として機能する。
【0004】誘電体フィルタは、高周波帯の無線通信等
に用いられ、主に携帯電話やコードレス電話等に使用さ
れることが多い。しかし、使用される周波数帯域や必要
とする特性は、システムによって異なっているため、誘
電体フィルタは、使用されるシステムに合わせて特性を
実現する必要がある。図10に示したフィルタの特性を
図11に示す。Aで示した部分がバンドパスフィルタの
通過帯域であるが、通過帯域幅は、使用されるシステム
に合わせた周波数帯域が必要となってくる。
【0005】誘電体ブロックに2本の貫通孔が形成され
た誘電体フィルタの特性を図13に示す。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】図10に示した誘電体
フィルタの製造方法は、誘電材料粉体を圧粉金型によっ
てプレス成形し、成形されたプレス体の焼結を行った
後、表面にメタライズを行うことが一般的である。
【0007】モノリシック構造の誘電体フィルタの特性
は、誘電体ブロックの形状、入出力端子の形状及び誘電
体材料によって決定される。また、回路構成のために必
要な入出力端子や共振器内導体は、互いに容量結合して
いるため、一部形状変更させて特性の一部を変化しよう
としても、様々な部分に影響を及ぼし、フィルタ全体の
特性を大きく変化させる。このため、フィルタ特性の一
部だけを変化させたい場合でも、フィルタ全体の構造か
ら見直しが必要となる。
【0008】フィルタ特性の一部を変化する場合の一例
を図10及び図11を用いて説明する。図11に示した
フィルタ特性において、Aの部分が通過帯域であるが、
通過帯域幅を変化させる場合、入出力端子と共振器内導
体の結合を調整し、それと同時に共振器間の結合を調整
する必要がある。
【0009】結合の強さを変化させる方法の一つに、電
極間距離を変化させる方法がある。例えば図10に示し
た誘電体フィルタにおいて、入出力端子と共振器内導体
の結合を調整する場合において、電極間距離を変化させ
て結合の強さを変化させるには、入出力端子と共振器内
導体の間にある誘電体の厚さを変化させる必要がある。
これは、共振器間の結合を調整する場合でも同様であ
る。実現するためには、誘電体ブロックの形状を変更す
る必要があり、その手段としては、プレス成形に用いる
金型の形状変更を行うか、誘電体ブロックの切削加工を
追加工で行わなければならない。
【0010】また、結合の強さを変化させる方法の一つ
に、電極面積を変化させる方法がある。電極面積を変化
させて結合の調整を行う場合において、入出力端子と共
振器内導体の結合を強めるときは、入出力端子電極の面
積を広くすれば良いが、共振器間結合を調整するとき
は、共振器内導体径を変化させて電極面積を大きくする
必要があるため、その手段としては、プレス成形に用い
る金型形状変更が必要となってくる。
【0011】ここで、通過帯域幅を広げるため、入出力
端子電極面積だけを広げた場合の周波数特性を図12に
示す。電極面積を広げたことにより入出力端子と共振器
内導体の結合は強まったが、共振器間結合は変化してい
ないため、全体ではバランスが悪く、フィルタ特性とし
ては劣化している。この状態で、共振器間結合を強めれ
ば、理想的なフィルタ特性になるが、それを行うために
は誘電体ブロックの形状変更が必要となる。
【0012】誘電体ブロックに2本の貫通孔が形成され
た誘電体フィルタにおいて、通過帯域幅を広げるため、
入出力端子電極面積だけを広げた場合の周波数特性を図
14に示す。
【0013】以上説明した通り、モノリシック構造の誘
電体フィルタにおいて、フィルタ特性の変更には構造変
更が必要であり、設計変更を行うことは困難である。よ
って、欠点を克服するため、本発明は、従来の誘電体フ
ィルタに比較して特性の設計が容易で金型の共通化が可
能な誘電体フィルタを提供することを課題としている。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するため、次の手段を採用する。
【0015】(1)誘電体ブロックに複数の非貫通孔が
形成され、入出力端子の周囲の領域を除いて、前記非貫
通孔の内面を含む全表面を導体に被われた誘電体フィル
タにおいて、前記導体のうち前記誘電体ブロックの外周
面の一部に導体の非形成部を設けることを特徴とする誘
電体フィルタ。
【0016】(2)前記導体の非形成部を前記誘電体ブ
ロックの外周面に、前記非貫通孔の長手方向に直交する
方向で、前記誘電体ブロックの非貫通孔開口面付近に配
置することを特徴とする前記(1)記載の誘電体フィル
タ。
【0017】(3)前記導体の非形成部の大きさを変化
させることによって共振器間の結合を調整することを特
徴とする前記(1)記載の誘電体フィルタ。
【0018】(4)前記入出力端子の周囲の領域を除く
全表面を前記導体で被った後に、前記導体の非形成部を
形成し、フィルタ特性を調整することを特徴とする前記
(1)記載の誘電体フィルタの製造方法。
【0019】(5)誘電体ブロックに複数の貫通孔が形
成され、入出力端子の周囲の領域及び共振器開放端形成
のための一部の領域を除いて、前記貫通孔の内面を含む
全表面を導体に被われた誘電体フィルタにおいて、前記
導体のうち前記誘電体ブロックの外周面の一部に導体の
非形成部を設けることを特徴とする誘電体フィルタ。
【0020】(6)前記導体の非形成部を前記誘電体ブ
ロックの外周面に、前記貫通孔の長手方向に直交する方
向で、前記誘電体ブロックの貫通孔開口面付近に配置す
ることを特徴とする前記(5)記載の誘電体フィルタ。
【0021】(7)前記導体の非形成部の大きさを変化
させることによって共振器間の結合を調整することを特
徴とする前記(5)記載の誘電体フィルタ。
【0022】(8)前記入出力端子の周囲の領域を除く
全表面を前記導体で被った後に、前記導体の非形成部を
形成し、フィルタ特性を調整することを特徴とする前記
(5)記載の誘電体フィルタの製造方法。
【0023】
【発明の実施の形態】本発明は、携帯電話やデジタルコ
ードレスホン等の移動体通信無線機において、誘電体ブ
ロック単体で構成された表面実装型誘電体フィルタによ
って濾波を行う。
【0024】本発明の実施の形態については、実施例の
項で詳細に説明する。
【0025】
【実施例】図1に本発明の第1実施例の誘電体ブロック
に2本の非貫通孔が形成された誘電体フィルタを示す。
誘電体ブロック10に2本の非貫通孔11が形成され、
誘電体ブロック10の表面全体が電極12で被われてお
り、2本の非貫通孔11を2本の同軸型共振器の内導体
として見なすことができる。ここで、非貫通孔の開口面
側を共振器の短絡端15、短絡端15に対向する面を開
放端16と見なすことができる。また、誘電体ブロック
10の外周面の電極12には、入出力端子13が分離さ
れて2つ形成されており、更に誘電体ブロック10の外
周面導体の一部に導体の非形成部14が設けられてい
る。図1に示した第1実施例の場合、外周面導体に設け
た導体の非形成部14の位置は、共振器の短絡端近傍で
あり、共振器内導体の長手方向に直交するように細長く
形成されている。
【0026】本発明の第1〜第3実施例を示す図1〜図
6を参照して、誘電体ブロック及び入出力端子形状が同
形状の誘電体フィルタ(いずれも非貫通孔)において、
導体の非形成部の大きさによる特性の変化について説明
する。
【0027】図1に示した形状の誘電体フィルタの周波
数特性を図2に示す。通過帯域幅は、130[MHz]
程度となっている。通過帯域内の損失は一定であり、共
振器内導体間の結合の強さが、入出力端子と共振器内導
体の結合の強さと比較して理想的であると言え、これは
バンドパスフィルタとしても理想的な波形であると言え
る。このときの外周面導体に設けた導体の非形成部の長
さLは、1[mm」幅で、共振器の内導体ピッチPと同
じ長さ(L=P)にしてある。
【0028】次に、外周面導体に設けた導体の非形成部
を除いて、図1に示した誘電体フィルタと同一形状の誘
電体フィルタに、外周面導体に設けた導体の非形成部の
長さLを、1[mm]幅で、内導体ピッチPの半分の長
さ(L=P/2)にした本発明の誘電体フィルタの第2
実施例を図3に示し、そのときの周波数特性を図4に示
す。図4の特性は、通過帯域が細くなり、損失が一定に
なっていない。これは、共振器間の結合の強さが、入出
力端子と共振器の結合に比較して小さくなっているため
である。つまり、外周面導体に設けた導体の非形成部の
大きさを小さくしたことによって、共振器間の結合が小
さくなったと言える。
【0029】更に、外周面導体に設けた導体の非形成部
を除いて、図1に示した誘電体フィルタと同一形状の誘
電体フィルタに、外周面導体に設けた導体の非形成部の
大きさLを、1[mm]幅で、内導体ピッチPの1.5
倍の長さ(L=1.5P)にした本発明の誘電体フィル
タの第3実施例を図5に示し、そのときの周波数特性を
図6に示す。図6の特性は、通過帯域が広くなり、帯域
内に窪みができ、損失が一定になっていない。これは、
共振器間の結合の強さが、入出力端子と共振器の結合に
比較して大きくなっているためである。つまり、外周面
導体に設けた導体の非形成部の大きさを大きくしたこと
によって、共振器間の結合が大きくなったと言える。
【0030】これらのことから、誘電体フィルタ外周面
に導体の非形成部を設けることによって、共振器内導体
同士の結合強度を調整することが可能であることが解
る。そして結合強度の大きさは、導体の非形成部の大き
さと同調して変化している。図1〜6には、短絡端面か
ら一定距離に形成した導体の非形成部の大きさを、幅を
一定として長さを変化させた結果を示した。また、導体
の非形成部の大きさを共振器内導体の長手方向に変化さ
せた場合でも、共振器内導体間の結合が変化する事が実
験によって確かめられている。しかし、結合強度の変化
量は、共振器内導体長手方向に直交する方向へ導体の非
形成部の大きさを変化させた方が大きいという結果とな
った。
【0031】次に、導体の非形成部の大きさを変化させ
たことによって、共振器間結合が変化した誘電体フィル
タにおいて、入出力端子電極の大きさを調整した場合の
特性について説明する。
【0032】従来例として図10に示したフィルタ形状
は、外周面導体に導体の非形成部を設けていないが、図
1に示した誘電体ブロックと同形状である。しかし、入
出力端子電極の大きさは、共振器内導体間の結合の強さ
に合わせてあり、この大きさは、図1に示した誘電体フ
ィルタの入出力電極に比較して小さくなっている。図1
1には、図10の誘電体フィルタ特性を示しているが、
通過帯域内の減衰量は一定であり、バンドパスフィルタ
として理想的である。このときの通過帯域幅は、100
[MHz]程度である。
【0033】これを図2に示したフィルタ特性と比較し
てみると、通過帯域幅で30[MHz]の差が生じる。
図10の従来例のフィルタと図1の本発明の第1実施例
のフィルタでは、作用している誘電体ブロックは同形状
のものである。つまり、同形状の誘電体ブロックを用い
ても、メタライズ形成の方法によって共振器内導体結合
の強さを調整する事が可能なため、違う特性の誘電体フ
ィルタを実現する事が可能となっている。
【0034】同様の理由により、図4及び図6に示した
フィルタ特性も、入出力電極の大きさを調整すれば、理
想的なフィルタ特性になる。図3の本発明の第2実施例
のフィルタの場合、入出力電極の面積を小さくすれば、
本発明の第1実施例の図2のフィルタ特性に比較して通
過帯域幅の狭い特性のフィルタが完成する。図5の本発
明の第3実施例のフィルタの場合、入出力電極を大きく
すれば、本発明の第1実施例の図2のフィルタ特性に比
較して通過帯域幅の広い特性の誘電体フィルタが完成す
る。
【0035】また、外周面導体の一部にある導体の非形
成部の成形方法には、レーザー加工機やサンドブラスト
等表面を切削する方法を用いるが、電極層だけでなく誘
電体も同時に切削されても特性上影響は見られない。
【0036】また、図10に示した従来の導体の非形成
部が存在しない誘電体フィルタであっても、調整用の後
加工として導体の非形成部の成形を行えば、そのときの
周波数特性は、導体の非形成部の面積に同調して徐々に
変化するため、精度の高い誘電体フィルタの製造を行う
ことが可能である。
【0037】続いて、本発明の第4〜第6実施例の誘電
体ブロックに2本の貫通孔が形成された各誘電体フィル
タについて説明する。これらは、第1〜第3実施例を示
す図1、図3及び図5の各構造において、それぞれ非貫
通孔11を貫通孔に代えた点のみで相違し、その他の点
は、同様である。
【0038】第4〜第6実施例の各誘電体フィルタの周
波数特性を、それぞれ図7〜図9に示す。
【0039】
【発明の効果】以上の説明の通り本発明によれば、誘電
体ブロックの形状を一定にしたままであっても、外周面
導体の一部に導体の非形成部を設けることによって、共
振器間結合の大きさを変化させることが可能となる。し
たがって、入出力端子電極の大きさと同時に調整を行っ
た場合、誘電体ブロックのメタライズ方法を変更するだ
けで、同形状の誘電体ブロックで、様々な特性の誘電体
フィルタを実現できる。
【0040】また、従来のモノリシックフィルタにおい
て特性変更を行う場合は、誘電体ブロックの形状の変更
から行わなければならなかったため、設計変更が困難で
あったが、本発明によれば、特性の異なる多種類の誘電
体フィルタを低コストで製造できるようになり、設計開
発が容易で金型の共通化が可能な、表面実装型誘電体フ
ィルタを実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例の誘電体フィルタの斜視図
である。
【図2】本発明の第1実施例の誘電体フィルタの周波数
特性を示すグラフである。
【図3】本発明の第2実施例の誘電体フィルタの斜視図
である。
【図4】本発明の第2実施例の誘電体フィルタの周波数
特性を示すグラフである。
【図5】本発明の第3実施例の誘電体フィルタの斜視図
である。
【図6】本発明の第3実施例の誘電体フィルタの周波数
特性を示すグラフである。
【図7】本発明の第4実施例の誘電体フィルタの周波数
特性を示すグラフである。
【図8】本発明の第5実施例の誘電体フィルタの周波数
特性を示すグラフである。
【図9】本発明の第6実施例の誘電体フィルタの周波数
特性を示すグラフである。
【図10】従来例の誘電体ブロックに2本の非貫通孔が
形成された誘電体フィルタの斜視図である。
【図11】従来例の誘電体ブロックに2本の非貫通孔が
形成された誘電体フィルタの周波数特性の1を示すグラ
フである。
【図12】従来例の誘電体ブロックに2本の非貫通孔が
形成された誘電体フィルタの周波数特性の2を示すグラ
フである。
【図13】従来例の誘電体ブロックに2本の貫通孔が形
成された誘電体フィルタの周波数特性の1を示すグラフ
である。
【図14】従来例の誘電体ブロックに2本の貫通孔が形
成された誘電体フィルタの周波数特性の2を示すグラフ
である。
【符号の説明】
10 誘電体ブロック 11 非貫通孔 12 電極 13 入出力端子 14 導体の非形成部 15 短絡端 16 開放端 A 通過帯域 L 導体の非形成部の長さ P 内導体ピッチ

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 誘電体ブロックに複数の非貫通孔が形成
    され、入出力端子の周囲の領域を除いて、前記非貫通孔
    の内面を含む全表面を導体に被われた誘電体フィルタに
    おいて、 前記導体のうち前記誘電体ブロックの外周面の一部に導
    体の非形成部を設けることを特徴とする誘電体フィル
    タ。
  2. 【請求項2】 前記導体の非形成部を前記誘電体ブロッ
    クの外周面に、前記非貫通孔の長手方向に直交する方向
    で、前記誘電体ブロックの非貫通孔開口面付近に配置す
    ることを特徴とする請求項1記載の誘電体フィルタ。
  3. 【請求項3】 前記導体の非形成部の大きさを変化させ
    ることによって共振器間の結合を調整することを特徴と
    する請求項1記載の誘電体フィルタ。
  4. 【請求項4】 前記入出力端子の周囲の領域を除く全表
    面を前記導体で被った後に、前記導体の非形成部を形成
    し、フィルタ特性を調整することを特徴とする請求項1
    記載の誘電体フィルタの製造方法。
  5. 【請求項5】 誘電体ブロックに複数の貫通孔が形成さ
    れ、入出力端子の周囲の領域及び共振器開放端形成のた
    めの一部の領域を除いて、前記貫通孔の内面を含む全表
    面を導体に被われた誘電体フィルタにおいて、 前記導体のうち前記誘電体ブロックの外周面の一部に導
    体の非形成部を設けることを特徴とする誘電体フィル
    タ。
  6. 【請求項6】 前記導体の非形成部を前記誘電体ブロッ
    クの外周面に、前記貫通孔の長手方向に直交する方向
    で、前記誘電体ブロックの貫通孔開口面付近に配置する
    ことを特徴とする請求項5記載の誘電体フィルタ。
  7. 【請求項7】 前記導体の非形成部の大きさを変化させ
    ることによって共振器間の結合を調整することを特徴と
    する請求項5記載の誘電体フィルタ。
  8. 【請求項8】 前記入出力端子の周囲の領域を除く全表
    面を前記導体で被った後に、前記導体の非形成部を形成
    し、フィルタ特性を調整することを特徴とする請求項5
    記載の誘電体フィルタの製造方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6169464B1 (en) 1998-11-03 2001-01-02 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Dielectric filter

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6169464B1 (en) 1998-11-03 2001-01-02 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Dielectric filter

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