JPS60116201A - Externally coupled structure - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To sppress the TE11 spurious mode by providing a hole to the outside of a dielectric block along a through-hole of a resonator unit coupled to the block so as to form a conductive film to the inside face of the hole. CONSTITUTION:Dielectric films 13, 14 are formed at the inside face of through- holes of the dielectric block 10, conductor films 15, 16 are provided to the side face of the dielectric block surrounding the through-holes 11, 12 and the conductor films 13, 14 and the dielectric block existing between them constitute the resonator unit. The through-holes 51, 61 are provided along the through-holes 11, 12 aside the outer side face of the conductor films 52, 62 of the dielectric block from the resonator unit and the conductor films 52, 62 are formed at the inside face, one end is connected to the conductive film 16 so as to be connected to an external circuit by pins 53, 56. The degree of inductive coupling is adjusted by using a cavity 27 and slits 54, 64. An earth current flows symmetrically to a filter and since the direction of a magnetic field is opposite to each other at both sides of the inner axis of the resonator unit to be coupled, no TE11 mode is generated.

Description

【発明の詳細な説明】 １１１」 本発明は、外部回路と誘電体ブロックを使用した分布定
数型共振器の結合構造に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [111] The present invention relates to a coupling structure of a distributed constant resonator using an external circuit and a dielectric block.

従来技術 従来より、数１００Ｍ　）ｌ　ｚの周波数帯域のフィル
振器を用いたものがあったが、構造的に不安定あるいは
複雑であったり、特性的に満足できない、調整に手間が
かかる、コストが引下げられない、など問題点があった
。PRIOR ART Conventionally, there have been filter oscillators with a frequency band of several 100 M)lz, but they are structurally unstable or complex, have unsatisfactory characteristics, require time and effort to adjust, and are expensive. There were problems such as the inability to lower the rate.

このため、数１００Ｍ　Ｈｚの周波数帯域のフィルタと
して誘電体同軸ＴＥＭ共振器を用いたフィルタが実用化
されている。For this reason, a filter using a dielectric coaxial TEM resonator has been put into practical use as a filter for a frequency band of several 100 MHz.

この先行例を図面を用いて説明する。This prior example will be explained using the drawings.

第１図は先行側二段フィルタ等価回路図である。FIG. 1 is an equivalent circuit diagram of a two-stage filter on the preceding side.

図において、１は入力端子、２は出力端子、３は入力結
合静電容量、４は出力結合静電容量、５゜６は１／４波
長共振回路を集中定数回路として示したものである。し
たがってこの先行例は、１／４波長共振回路同士は誘導
結合され、外部回路と１／４波長共振回路とが静電容量
結合されたフィルタである。第２図〜第７図はその具体
的構造の第−の例を示す。図において、１０は酸化チタ
ン系のセラミック誘電体からなる立方体状の誘電体ブロ
ック、１１．１２は貫通孔で、一定間隔をおいて並んだ
状態で誘電体ブロック１０に設けである。１３゜１４は
それぞれ貫通孔１１．１２の内面に設けた導電膜、１５
は誘電体ブロック１０の少なくとも西側面に設けた導電
膜である。１６は誘電体ブロック１０の底面に設けた導
電膜であって、８１電１１９１３．１４の一端側と導電
膜１５を短絡して１／４波長共振を生じさせるためのも
のである。１７は８Ｉ電膜１３の他端側に接続される入
力結合用コンデンサで、円柱状誘電体１８に対向電極１
９．２０を有したものである。よりくわしくのべると、
導電１１！１３の他端側には、導電体たとえば金属円柱
体からなる取付部材２１を電気的かつ機械的に接続固定
してあり、対向電極２０をこの取付部材２１に電気的か
つ機械的に接続固定しである。２２は導電１１１１４の
他端側に接続される出力結合用コンデンサで、円柱状誘
電体２３に対向電極２４゜２５を有したものである。In the figure, 1 is an input terminal, 2 is an output terminal, 3 is an input coupling capacitance, 4 is an output coupling capacitance, and 5°6 is a 1/4 wavelength resonant circuit shown as a lumped constant circuit. Therefore, in this prior example, the 1/4 wavelength resonant circuits are inductively coupled to each other, and the external circuit and the 1/4 wavelength resonant circuit are capacitively coupled to each other. FIGS. 2 to 7 show a first example of its specific structure. In the figure, 10 is a cubic dielectric block made of a titanium oxide based ceramic dielectric, and 11 and 12 are through holes, which are arranged in the dielectric block 10 at regular intervals. 13 and 14 are conductive films provided on the inner surfaces of the through holes 11 and 12, respectively; 15
is a conductive film provided at least on the west side of the dielectric block 10. A conductive film 16 is provided on the bottom surface of the dielectric block 10, and is used to short-circuit the conductive film 15 with one end of the 81 electric conductor 11913.14 to generate 1/4 wavelength resonance. 17 is an input coupling capacitor connected to the other end side of the 8I electric film 13, and a counter electrode 1 is connected to the cylindrical dielectric body 18.
9.20. To explain in more detail,
A mounting member 21 made of a conductor such as a metal cylinder is electrically and mechanically connected to the other end of the conductor 11!13, and the counter electrode 20 is electrically and mechanically connected to the mounting member 21. The connection is fixed. Reference numeral 22 denotes an output coupling capacitor connected to the other end of the conductor 11114, which has a cylindrical dielectric 23 and opposing electrodes 24° and 25.

よりくわしくのべると、導電膜１４の他端側には導電体
たとえば金属円柱体からなる取付部材２６を電気的かつ
機械的に接続固定してあり、対向電極２５をこの取付部
材２６に電気的かつ機械的に接続固定しである。誘電体
１０の誘電率によって短縮された導電膜１３あるいは１
４の電気長で共振周波数が決定される。電気長は図示実
施例のように、１／４波長でもよいし１／２波長でもよ
い。１／２波長のときは、導電膜１６は不要である。な
お、各図の導電膜、電極は理解のために強調された膜厚
で描いている。いずれにしても、この例では二つの共振
ユニットの誘導結合度合が左右される。空洞２７の内周
面には電極膜が設けられていない。空洞２７は貫通され
ていない場合もあり得る。To be more specific, a mounting member 26 made of a conductor such as a metal cylinder is electrically and mechanically connected and fixed to the other end of the conductive film 14, and the counter electrode 25 is electrically and mechanically connected to the mounting member 26. Mechanically connected and fixed. The conductive film 13 or 1 shortened by the dielectric constant of the dielectric 10
The resonant frequency is determined by the electrical length of 4. The electrical length may be 1/4 wavelength or 1/2 wavelength as in the illustrated embodiment. When the wavelength is 1/2, the conductive film 16 is not necessary. Note that the conductive films and electrodes in each figure are drawn with exaggerated film thicknesses for better understanding. In any case, this example depends on the degree of inductive coupling between the two resonant units. No electrode film is provided on the inner peripheral surface of the cavity 27. Cavity 27 may not be penetrated.

次に具体的構造の第二の例を示す。第二の例は、前述の
静電結合ｍ造を簡単化することに特徴がある。つまり、
第８図に示す第二の例では内面に導電膜１３．１４を夫
々形成した誘電体ブロック１０の孔１１．１２に、第９
図に示すような誘電体ユニット４１．４１を夫々圧入し
ている。Next, a second example of a specific structure will be shown. The second example is characterized by simplifying the above-mentioned capacitive coupling structure. In other words,
In the second example shown in FIG. 8, the ninth
Dielectric units 41 and 41 as shown in the figure are press-fitted, respectively.

上記誘電体ユニット４１は、第９図に示すように、直径
が例えば、０．５＋ａｍφの導線４２の一部に、プラス
チックあるいは酸化チタン系の誘電体材料等を被着して
柱状に成形し、上記導線４２が軸心部を貫通するように
したものであって、上記誘電体ユニット４１の先端部に
は誘電体ブロック１０の孔１１．１２への圧入を容易に
するため、テーパ部４３を設ける一方、上記誘電体ユニ
ット４１の後端部には、誘電体ブロック１０の上記孔１
１．１２のＳ電膜１６の非形成側の開口周縁に当て止め
されるフランジ部４４を設けている。As shown in FIG. 9, the dielectric unit 41 is formed by coating a part of a conductive wire 42 with a diameter of, for example, 0.5+amφ with a dielectric material such as plastic or titanium oxide, and forming it into a columnar shape. The conductive wire 42 passes through the axial center, and the dielectric unit 41 has a tapered portion 43 at its tip to facilitate press-fitting into the hole 11.12 of the dielectric block 10. On the other hand, the hole 1 of the dielectric block 10 is provided at the rear end of the dielectric unit 41.
A flange portion 44 is provided which is abutted against the opening periphery of the non-forming side of the S electrical film 16 of 1.12.

上記誘電体ユニット４１．４１は、第８図に示すように
、そのテーパ部４３．４３側から、内面に導電膜１３．
１４を形成した誘電体ブロック１０の上記孔１１゜１２
に誘電体ユニット４１．４１のフランジ部４４．４４が
誘電体ブロック１０に当接するまで圧入している。As shown in FIG. 8, the dielectric unit 41.41 has a conductive film 13.41 on the inner surface from the tapered portion 43.43 side.
The holes 11 and 12 of the dielectric block 10 formed with 14
The flange portions 44.44 of the dielectric unit 41.41 are press-fitted into the dielectric block 10 until they come into contact with the dielectric block 10.

上記のようにすれば、導線４２．４２と、誘電体ブロッ
ク１０の孔１１．１２の内面に形成された導電膜１３．
１４とは、誘電体ユニット４１．４１の誘電体部分を介
して静電結合されることになり、第１の先行例のような
入力結合用コンデンサ１８や出力結合用コンデンサ１９
は不要となる。By doing the above, the conductive wires 42, 42 and the conductive film 13.42 formed on the inner surface of the hole 11.12 of the dielectric block 10.
14 is electrostatically coupled via the dielectric portion of the dielectric unit 41.
becomes unnecessary.

従って、入力結合用コンデンサ１７や出力結合用コンデ
ンサ２２のような面倒な取付は作業の必要はなくなる。Therefore, there is no need for troublesome installation work such as the input coupling capacitor 17 and the output coupling capacitor 22.

このような第一、第二の先行例があるが、静電結合構造
では、第１０図に示すようにＴＥｉ　＋モードの共振が
スプリアスとして生じる場合がある。Although there are the first and second prior examples, in the capacitively coupled structure, resonance of the TEi + mode may occur as spurious as shown in FIG. 10.

ＴＥ１１モードのカットオフ周波数は図における幅寸法
ａ１長さ寸法すで定まるが、特に多段構成にしたとき、
図における長さ寸法すが大きくなってＴＥｔ　１モード
の共振周波数が低くなり、使用モードであるＴＥＭモー
ドの共振周波数に近づいてくる。The cutoff frequency of the TE11 mode is determined by the width dimension a1 length dimension in the figure, but especially when a multi-stage configuration is used,
As the length dimension in the figure increases, the resonant frequency of the TEt 1 mode becomes lower and approaches the resonant frequency of the TEM mode, which is the mode used.

そして、第一の例のように、共振ユニットと外部回路と
の静電結合にコンデンサを使用すると、誘電体ブロック
にコンデンサを取り付けるには手間がかかり、量産性が
低いうえに、誘電体フィルタの形状が大きくなる。As in the first example, if a capacitor is used for electrostatic coupling between the resonant unit and the external circuit, it takes time and effort to attach the capacitor to the dielectric block, which makes it difficult to mass-produce, and the dielectric filter The shape becomes larger.

また、第二の例のように、誘電体ブロックに設けた穴に
外部回路接続用ビンを挿入したものでは、′ｖｉ度を上
げにくくて、上記穴と外部回路接続用ビンとの間にエア
ーギャップが生じると結合容量が不安定となり初期特性
バラツキの原因となる。しかも温度変化を加えても膨張
係数のちがいによりエアーギャップに変化が生じ、経時
的にも結合容量が不安定となる。In addition, as in the second example, in which the external circuit connection bottle is inserted into the hole provided in the dielectric block, it is difficult to increase the degree of When a gap occurs, the coupling capacitance becomes unstable, causing variations in initial characteristics. Moreover, even if a temperature change is applied, the air gap changes due to the difference in expansion coefficient, and the coupling capacity becomes unstable over time.

それゆえに、この発明の目的は、ＴＥ１１スプリアスモ
ードをおさえることである。Therefore, an object of the present invention is to suppress the TE11 spurious mode.

この発明の他の目的は、結合状態の製品毎の均一と安定
性を高めることである。　− この発明のさらに他の目的は結合構造の簡略化と使用部
品を減少させてコストダウンをはかることである。Another object of the invention is to increase the product-to-product uniformity and stability of the bond. - Still another object of the present invention is to simplify the coupling structure and reduce the number of parts used to reduce costs.

この発明の要旨は、誘電体ブロックの貫通孔内面に導電
膜を形成するとともに貫通孔を取り囲む誘電体ブロック
の少くとも四側面に導電膜を設け、貫通孔内面に設けた
上記導電膜と誘電体ブロックの側面に設けた上記５ｌｉ
ｐ１４とこれら導電膜の間の誘電体ブロックとで共振ユ
ニットを構成し、この共振ユニットと外部回路とを結合
してなる結合構造であって、フィルタの縦断面上であっ
て結合すべき共振ユニットより誘電体ブロックの外側部
寄りに共振ユニットの貫通孔と沿った孔を設けてその内
面に導電膜を設けることにより共振ユニットと外部回路
との結合を電界と磁界の両方で得たことである。The gist of the present invention is to form a conductive film on the inner surface of a through hole of a dielectric block, provide a conductive film on at least four sides of the dielectric block surrounding the through hole, and combine the conductive film and dielectric film provided on the inner surface of the through hole. The above 5li provided on the side of the block
P14 and a dielectric block between these conductive films constitute a resonant unit, and this resonant unit is connected to an external circuit.The resonant unit is located on the longitudinal section of the filter and is to be connected. By creating a hole along the through-hole of the resonant unit closer to the outside of the dielectric block and providing a conductive film on its inner surface, coupling between the resonant unit and the external circuit was achieved using both electric and magnetic fields. .

以下にこの発明の一実施例を図面を参照しながら説明す
る。第１１図以降において、５１は貫通孔で、幅Ｗの真
中であって、いいかえるとフィルタの縦断面上で共振ユ
ニットより誘電体ブロック１０の外側部寄りに共振ユニ
ットの貫通孔１１と沿って設けたものである。この孔５
１の内面に導電膜５２を設けその一端側は誘電体ブロッ
ク１０の底面に設けた導電膜１６に連なっている。導電
膜５２には結合用金属ビン５３が接続固定しである。５
４は空洞２７と同様な構造と作用をもつ誘導結合度調整
用スリットである。ビン５３は、直接あるいはコネクタ
を介したり、同軸ケーブルを用いて外部回路に接続され
る。同様な貫通孔６１等が空洞２７を間にして貫通孔５
１等と反対側に設けられる。すなわち６２は導＄９９，
６３は結合金属ビン、６４は誘導結合度調整用スリット
である。さらに、フィルタの解放端面上方を囲むような
アース板７０が設けられる。An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. 11 and subsequent figures, reference numeral 51 denotes a through hole, which is provided in the middle of the width W, in other words, along the through hole 11 of the resonant unit, closer to the outer side of the dielectric block 10 than the resonant unit on the longitudinal section of the filter. It is something that This hole 5
A conductive film 52 is provided on the inner surface of the dielectric block 10, and one end thereof is connected to the conductive film 16 provided on the bottom surface of the dielectric block 10. A coupling metal bottle 53 is connected and fixed to the conductive film 52. 5
Reference numeral 4 denotes a slit for adjusting the degree of inductive coupling, which has the same structure and function as the cavity 27. The bin 53 is connected to an external circuit directly, via a connector, or using a coaxial cable. A similar through hole 61 etc. is provided in the through hole 5 with the cavity 27 in between.
It is installed on the opposite side from the 1st class. In other words, 62 is $99,
63 is a coupling metal bottle, and 64 is a slit for adjusting the degree of inductive coupling. Furthermore, a grounding plate 70 is provided to surround the upper open end surface of the filter.

このような機構だと、アース電流がフィルタに対称に流
れ、第１３図に示すような磁界結合が生じる。図示のと
おり、磁界の方向が結合すべき共振ユニットの内環軸の
両側で逆方向になっている。With such a mechanism, the earth current flows symmetrically through the filter, and magnetic field coupling as shown in FIG. 13 occurs. As shown, the directions of the magnetic fields are opposite on both sides of the inner ring axis of the resonant unit to be coupled.

ＴＥ１１モードでは磁界の方向は共振ユニットの内環軸
の両側で第１０図に示すよう同一方向になるものである
から、本発明結合ｍ造によるとＴＥ１１モードが発生し
ない。なお入力結合度合は、貫通孔５１と貫通孔１１と
の距離、スリット５４の形状や大きさで定まる。出力結
合度合は、貫通孔６１と貫通孔１２どの距離、スリット
６４の形状や大きさで定まる。In the TE11 mode, the direction of the magnetic field is the same on both sides of the inner ring axis of the resonant unit as shown in FIG. 10, so the TE11 mode does not occur with the coupling structure of the present invention. Note that the degree of input coupling is determined by the distance between the through hole 51 and the through hole 11, and the shape and size of the slit 54. The degree of output coupling is determined by the distance between the through holes 61 and 12 and the shape and size of the slits 64.

参考までに第一の先行例のスプリアス特性図を第１５図
、本発明一実施例のスプリアス特性図を第１Ｇ図として
示す。For reference, a spurious characteristic diagram of the first prior example is shown in FIG. 15, and a spurious characteristic diagram of an embodiment of the present invention is shown in FIG. 1G.

以上の実施例からもあきらかなようにこの発明によると
スプリアス特性が向上する。また、外部結合の強さは、
結合用貫通孔と、結合される共振ユニットの内導体との
距離、外部結合調整用スリットの大きさ、形状といった
もので定まるので、一度条件設定ができれば、その後は
、金型による一体成形で製造されるので、上述した部分
の寸法精度が安定し、初期特性が安定する。つまり、加
工、製造ムラによる結合状態の不均一性がなくなる。い
いかえると結合状態が製品間で均一になる。As is clear from the above embodiments, the present invention improves spurious characteristics. Also, the strength of the outer join is
It is determined by the distance between the coupling through hole and the inner conductor of the resonant unit to be coupled, and the size and shape of the external coupling adjustment slit, so once the conditions are set, manufacturing can be done by integral molding with a mold. Therefore, the dimensional accuracy of the above-mentioned portions is stabilized, and the initial characteristics are stabilized. In other words, non-uniformities in the bonded state due to irregularities in processing and manufacturing are eliminated. In other words, the bonding state becomes uniform between products.

また、使用部品は外部結合用導体（外部結合用貫通孔に
設けた電極膜と必要に応じターミナルとして設けられる
金属ビン〉と誘電体セラミックだけであるから、温度、
湿度、その他の環境条件に対し安定であるために、経時
的な特性の変化はまったく生じない。さらに、外部結合
するのに、結合用貫通孔内にたとえば金属ビンを挿入、
接続固定しただけであるので構造が簡単にになり、コス
トが下がる。In addition, the only parts used are the external coupling conductor (the electrode film provided in the external coupling through hole and the metal bottle provided as a terminal if necessary) and the dielectric ceramic.
Since it is stable against humidity and other environmental conditions, its properties do not change at all over time. Furthermore, for external coupling, for example, inserting a metal bottle into the coupling through hole,
Since the connection is simply fixed, the structure is simplified and costs are reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図は先行例の等価回路図、第２図は第１の先行具体
例の正面図、第３図は同左側面図、第４図は、同右側面
図、第５図は、同平面図、第６図は、同裏面図、第７図
は、同断面図、第８図は、第２の先行具体例の断面図、
第９図は誘電体ユニットの正面図、第１０図は、先行例
における電磁界分布状態を示す説明図、第１１図は本発
明一実施例の平面図、第１２図は第１１図のＡ−Ａ線断
面図、第１３図は、本発明一実施例における電磁界分布
状態を一部示す説明図、第１４図は、第１２図のＢ−Ｂ
線断面図、第１５図は、第１の先行具体例のスプリアス
特性図、第１６図は本発明一実施例のスプリアス特性図
。 ５１．６１は貫通孔、５２．６２は導電膜、５３．６３
は金属ビン。 特　許　出　願　人 株式会社村田製作所 第１図 第５図　第４１ 第５図 第６図 第６図 第９図 第１０図 ４ 第１１図Fig. 1 is an equivalent circuit diagram of the preceding example, Fig. 2 is a front view of the first preceding example, Fig. 3 is a left side view of the same, Fig. 4 is a right side view of the same, and Fig. 5 is the same plane. , FIG. 6 is a back view of the same, FIG. 7 is a sectional view of the same, and FIG. 8 is a sectional view of the second preceding specific example.
FIG. 9 is a front view of the dielectric unit, FIG. 10 is an explanatory diagram showing the electromagnetic field distribution state in the previous example, FIG. 11 is a plan view of one embodiment of the present invention, and FIG. 12 is A of FIG. 11. 13 is an explanatory diagram showing a part of the electromagnetic field distribution state in one embodiment of the present invention, and FIG. 14 is a sectional view taken along the line B-B in FIG. 12.
A line sectional view, FIG. 15 is a spurious characteristic diagram of the first prior example, and FIG. 16 is a spurious characteristic diagram of an embodiment of the present invention. 51.61 is a through hole, 52.62 is a conductive film, 53.63
is a metal bottle. Patent applicant Murata Manufacturing Co., Ltd. Figure 1 Figure 5 Figure 41 Figure 5 Figure 6 Figure 6 Figure 9 Figure 10 Figure 4 Figure 11

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] （１）　誘電体ブロックの貫通孔内面に導電膜を形成す
るとともに貫通孔を取り囲む誘電体ブロックの少なくと
も四側面に導電膜を設け、貫通孔内面に設けた上記導電
膜と誘電体ブロックの側面に設けた上記導電膜とこれら
導電膜の間の誘電体ブロックとで共振ユニットを構成し
、この共振ユニットと外部回路とを結合してなる結合構
造であって、フィルタの縦断面上であって結合すべき共
振ユニットより誘電体ブロックの外側面寄りに共振ユニ
ットの貫通孔と沿った孔を設けてその内面に導電膜を設
けることにより共振ユニットと外部回路との結合を電界
と磁界の両方で得たことを特徴とする外部結合構造。(1) A conductive film is formed on the inner surface of the through hole of the dielectric block, and a conductive film is provided on at least four sides of the dielectric block surrounding the through hole, and the conductive film provided on the inner surface of the through hole and the side surfaces of the dielectric block are coated with a conductive film. The conductive film provided above and the dielectric block between these conductive films constitute a resonant unit, and the resonant unit and an external circuit are connected to each other. By providing a hole along the through hole of the resonant unit closer to the outer surface of the dielectric block than the resonant unit to be used, and providing a conductive film on the inner surface of the hole, coupling between the resonant unit and the external circuit can be achieved using both electric and magnetic fields. An externally connected structure characterized by: