JP2002246806A

JP2002246806A - 誘電体フィルタ、誘電体デュプレクサ、および通信装置

Info

Publication number: JP2002246806A
Application number: JP2001038338A
Authority: JP
Inventors: Hideki Tsukamoto; 秀樹塚本; Katsuto Kuroda; 克人黒田; Yasumasa Ishihara; 甚誠石原; Hideyuki Kato; 英幸加藤; Yukihiro Kitaichi; 幸裕北市
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2001-02-15
Filing date: 2001-02-15
Publication date: 2002-08-30
Also published as: KR100401972B1; US20020109562A1; KR20020067668A

Abstract

(57)【要約】【課題】十分な結合容量を得ながら、結合容量と共振
周波数の設計を独立して容易に行うことのできる小型の
誘電体フィルタを構成する。【解決手段】誘電体ブロック１の内部に、一方の面か
ら対向する他方の面にかけて、内面に内導体３ａ〜３ｄ
を形成した内導体形成孔２ａ〜２ｄを設け、外面には外
導体４を形成している。内導体形成孔２ａ〜２ｄの一方
の開口面には、内導体形成孔２ａ〜２ｄのそれぞれの間
に突起部７ａ〜７ｃを設けている。突起部７ａ〜７ｃの
側面と内導体形成孔２ａ〜２ｄの開口面とに結合電極５
ａ〜５ｄを形成している。誘電体ブロック１の外面に
は、結合電極５ａ，５ｄに結合するように入出力電極６
ａ，６ｂを形成している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、主にマイクロ波
帯で用いられる誘電体フィルタ、誘電体デュプレクサお
よび通信装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の略直方体形状の誘電体ブロックを
用いた誘電体フィルタは、誘電体ブロック、各内導体、
および外導体により、ＴＥＭモードの共振器を構成する
とともに、隣接する共振器同士を結合させて誘電体フィ
ルタを構成している。近年、高周波用通信装置の小型化
に伴い、通信装置に搭載される誘電体フィルタも小型化
が要求されている。

【０００３】しかし、誘電体フィルタ自体を小型化する
と、それに応じて誘電体フィルタを構成する各要素も小
型化しなければならない。このため、共振器間の容量結
合に用いる結合用電極も小さくなってしまい、必要な結
合容量を得られない場合がある。このため、必要な容量
を得るため、容量素子を外付けするなどして必要容量を
確保する方法があるが、部品点数の増加および、部品間
の接続に半田等を使用することによる信頼性の低下等の
課題があった。

【０００４】この課題を解決する誘電体フィルタが、
特公平６−９７７２１、特開平７−８６８０７、およ
び特開平１０−６５４０３に開示されている。

【０００５】の誘電体フィルタは、外面の略全面を導
電性材料で被覆した誘電体ブロックのある一面から対向
する面にかけて、内面を導電性材料で被覆した貫通孔を
形成しており、この貫通孔の一方の開口面の開口端付近
に、曲線状に形成された条片を設けてインターディジタ
ル構造の結合電極を形成している。この構造により、条
片により離間された結合電極同士を容量結合させ、条片
の長さを変えることにより必要な結合容量を得ている。

【０００６】の誘電体フィルタは、外部導体を設けた
誘電体ブロック内に、複数の貫通孔を設け、その一端が
外部導体に接続された内部導体を設けて、複数の誘電体
共振器を構成している。この誘電体ブロックの内部導体
が外部導体と接続していない端部に、内部導体と連なる
電極を形成した凹部を設け、この電極により各共振器間
の必要な結合容量を得ている。

【０００７】の誘電体フィルタは、誘電体ブロックの
一面を除く外面に外部接地電極を有し、内部に内部導体
を形成した貫通孔を有する複数の共振部を設けている。
また、対地負荷容量電極、結合用電極、および浮遊容量
結合を低減させる手段を有する凹部を、外部接地電極を
有しない面に設けて、この凹部の結合用電極により必要
な結合容量を得ている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
従来の誘電体フィルタにおいては、次のような解決すべ
き課題があった。

【０００９】に示す誘電体フィルタにおいては、誘電
体ブロック外面の導電体面に形成した条片を用いて、結
合電極同士を線状に結合しているため、十分な結合面積
を確保することが難しい。また、誘電体フィルタが更に
小型化すると、条片を形成する面も小さくなるため、条
片の長さを稼ぐことができず、更に結合容量が小さくな
ってしまう。

【００１０】、に示す誘電体フィルタにおいては、
結合電極同士が誘電体ブロックの一部を挟んで、面状に
対向しているため十分な結合容量は得られる。しかし、
内導体と外導体とが共に短絡面から開放面にかけて導電
体で形成されている誘電体ブロックを用いた誘電体フィ
ルタにおいては、短絡面から開放面の全長に亘り共振器
として作用している。そのため、誘電体ブロック内部に
凹部を設けて、その内面に結合電極を形成すると、共振
器内に結合電極が形成されていることとなる。すなわ
ち、対向している結合電極は共振周波数と結合容量の両
方に作用しており、互いに独立して設計することができ
ず、設計の自由度が低い。また、結合容量を調整するた
めに、結合電極部を削る等の変更を加えると、共振周波
数にも大きく影響してしまい、調整に限界が生じる。

【００１１】この発明の目的は、十分な結合容量を得な
がら、結合容量と共振周波数の設計を独立して容易に行
うことのできる小型の誘電体フィルタ、誘電体デュプレ
クサ、および通信装置を構成することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この発明は、略直方体形
状の誘電体ブロックの内部に、該誘電体ブロックの一方
の面から、それに対向する他方の面にかけて、それぞれ
の内面に内導体を形成した複数の内導体形成孔を設け、
外面に外導体を形成し、隣接する内導体形成孔の間に、
内導体形成孔の開口面より前記内導体形成孔の軸方向に
突出する突起部を設け、隣接する共振器同士を結合させ
る結合電極を、開口面から突起部の側面にかけて形成し
て誘電体フィルタを構成する。

【００１３】また、この発明は、前記誘電体フィルタを
備えて誘電体デュプレクサを構成する。

【００１４】また、この発明は、前記誘電体フィルタ、
または前記誘電体デュプレクサを備えて通信装置を構成
する。

【００１５】

【発明の実施の形態】第１の実施形態に係る誘電体フィ
ルタの構成について、図１、図２、図３を参照して説明
する。図１の（ａ）は誘電体フィルタの外観斜視図であ
り、図１の（ｂ）はその側面の断面図である。図２は誘
電体フィルタの突起部の側面の断面を拡大して表した図
である。図３の（ａ）は誘電体フィルタの外観斜視図で
あり、図３の（ｂ）はその側面の断面図である。図１、
図２、および図３において、１は誘電体ブロック、２ａ
〜２ｄは内導体形成孔、３ａ〜３ｄは内導体、４は外導
体、５ａ〜５ｄは結合電極、６ａ，６ｂは入出力電極、
７ａ〜７ｃは突起部であり、Ｃは結合容量である。

【００１６】図１に示すように、略直方体形状の誘電体
ブロック１の内部には、誘電体ブロック１の一方の面か
ら対向する他方の面にかけて、内面に内導体３ａ〜３ｄ
を形成した内導体形成孔２ａ〜２ｄを設けている。ま
た、誘電体ブロック１の外面には、内導体形成孔２ａ〜
２ｄの一方の開口面を除く五面に外導体４を形成してい
る。誘電体ブロック１の外導体４の形成されていない面
には、内導体形成孔２ａ〜２ｄのそれぞれの間に突起部
７ａ〜７ｃを、内導体形成孔開口面の短辺の幅に合わせ
て設けている。また、突起部７ａ〜７ｃの内導体形成孔
の配列方向に垂直な側面と内導体形成孔２ａ〜２ｄの開
口面とに結合電極５ａ〜５ｄを形成している。これらの
結合電極５ａ〜５ｄは内導体３ａ〜３ｄにそれぞれ導通
し、外導体４から離間するように形成している。このよ
うにして、結合電極５ａ〜５ｄを有する内導体形成孔の
端部を開放端、他方の端部を短絡端とする複数の誘電体
共振器を構成している。また、開放端である結合電極５
ａ，５ｄに結合するように、誘電体ブロック１の外面に
入出力電極６ａ，６ｂを形成し、全体として誘電体フィ
ルタを構成している。

【００１７】このような構造とすることにより、図１に
示すように、結合電極５ａ〜５ｄはそれぞれ突起部７ａ
〜７ｃを介して、面状に電極が対向するため、結合容量
Ｃを大きく稼ぐことができる。

【００１８】また、内導体形成孔２ａ〜２ｄの両端部で
開放端と短絡端を構成しているため、突起部７ａ〜７ｃ
は共振器として作用する部分に含まれない。よって、突
起部７ａ〜７ｃの形状に依存する結合容量の設計と、突
起部７ａ〜７ｃに形状に依存しない共振器としての設計
とを独立して行うことができ、設計の自由度を上げるこ
とができる。

【００１９】また、突起部７ａ〜７ｃが共振器として作
用する部分に含まれないことにより、結合容量の微調整
等で突起部７ａ〜７ｃの面形成された結合電極５ａ〜５
ｄを削っても、共振周波数等の共振器の特性に影響を及
ぼさない。よって、適正な結合容量を得ながら、所望の
共振器として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。なお、誘電体フィルタの製造方法として
は以下の方法が用いられる。プレス成型等で、突起部付
きの略直方体形状の誘電体ブロックを生成して、内導体
形成孔を設け、内導体、外導体、入出力電極および結合
電極を、スクリーン印刷、レジスト等で不要部を覆いメ
ッキを行う部分メッキ、全体をメッキした後に超音波で
導電材料を除去する超音波加工等の方法を用いて形成す
る。

【００２０】また、図３に示すように、突起部７ａ〜７
ｃの形状がテーパ形状であっても、同様の効果を得るこ
とができる。このように、先細り形状の突起部を設けれ
ば、隣接する突起部で囲まれる空間が外方に開放される
ことになり、突起部側面および内導体形成孔開口面に対
する結合電極の形成が容易になる。

【００２１】次に、第２の実施形態に係る誘電体フィル
タの構成について、図４を参照して説明する。図４は誘
電体フィルタの外観斜視図である。図４において、１は
誘電体ブロック、２ａ〜２ｄは内導体形成孔、３ａ〜３
ｄは内導体、４は外導体、５ａ〜５ｄは結合電極、６
ａ，６ｂは入出力電極、７ａ〜７ｃは突起部である。

【００２２】図４に示す誘電体フィルタは、内導体形成
孔開口面の短辺よりも短い幅で突起部７ａ〜７ｃを設け
て、突起部７ａ〜７ｃの側面の全面に結合電極５ａ〜５
ｄを形成している。他の構成は図１に示した誘電体フィ
ルタと同じである。

【００２３】この構造とすることにより、突起部を小さ
くしながらも必要な結合容量を得ることができ、更に小
型の誘電体フィルタを構成することができる。

【００２４】次に、第３の実施形態に係る誘電体フィル
タの構成について、図５を参照して説明する。図５は誘
電体フィルタの外観斜視図である。図５において、１は
誘電体ブロック、２ａ〜２ｄは内導体形成孔、３ａ〜３
ｄは内導体、４は外導体、５ａ〜５ｄは結合電極、６
ａ，６ｂは入出力電極、７ａ〜７ｃは突起部である。

【００２５】略直方体形状の誘電体ブロック１の内部に
は、誘電体ブロック１の一方の面から対向する他方の面
にかけて、内面に内導体３ａ〜３ｄを形成した内導体形
成孔２ａ〜２ｄを設けている。また、誘電体ブロック１
の外面には、内導体形成孔２ａ〜２ｄの一方の開口面を
除く五面に外導体４を形成している。この開口面に接す
る四側面には、開口面から内導体形成孔の軸方向に一定
の長さで外導体非形成部を設けて、入出力電極６ａ，６
ｂを形成している。また、外導体４を形成していない面
には、内導体形成孔２ａ〜２ｄのそれぞれの間に突起部
７ａ〜７ｃを、内導体形成孔開口面の短辺の幅に合わせ
て設けている。突起部７ａ〜７ｃの側面の全面とこの開
口面の全面とに、結合電極５ａ〜５ｄを形成している。
これらの結合電極５ａ〜５ｄは、内導体３ａ〜３ｄにそ
れぞれ導通するように形成している。このようにして、
結合電極５ａ〜５ｄを有する内導体形成孔の端部を開放
端、他方の端部を短絡端とする、複数の誘電体共振器を
構成している。また、これらの複数の共振器が結合電極
５ａ〜５ｄで結合し、外導体４から離間した入出力電極
６ａ，６ｂを有することで、全体として誘電体フィルタ
を構成している。

【００２６】このような構造とすることにより、互いに
対向する結合電極を内導体形成孔開口面の短辺の全幅に
形成できるため、結合面積が広くなり、十分な結合容量
を容易に得ることができる。

【００２７】次に第４の実施形態に係る誘電体デュプレ
クサの構成について、図６を参照して説明する。図６は
誘電体デュプレクサの外観斜視図である。図６におい
て、１は誘電体ブロック、２ａ〜２ｅは内導体形成孔、
３ａ〜３ｅは内導体、４は外導体、５ａ〜５ｅは結合電
極、６ａ，６ｂ，６ｃは入出力電極、７ａ〜７ｃは突起
部である。

【００２８】略直方体形状の誘電体ブロック１の内部に
は、誘電体ブロック１の一方の面から対向する他方の面
にかけて、内面に内導体３ａ〜３ｅを形成した内導体形
成孔２ａ〜２ｅを設けている。また、誘電体ブロック１
の外面には、内導体形成孔２ａ〜２ｅの一方の開口面を
除く五面に外導体４を形成している。誘電体ブロック１
の外導体４の形成されていない面には、内導体形成孔２
ａ〜２ｅのそれぞれの間に、２ｃと２ｄとの間を除いて
突起部７ａ〜７ｃを内導体形成孔開口面の短辺の幅に合
わせて設けている。また、突起部７ａ〜７ｃの内導体形
成孔の配列方向に垂直な側面と内導体形成孔２ａ〜２ｅ
の開口面とに結合電極５ａ〜５ｅを形成している。これ
ら結合電極５ａ〜５ｅは内導体３ａ〜３ｅにそれぞれ導
通し、外導体４から離間するように形成している。この
結合電極５ａ〜５ｅを有する内導体形成孔の端部を開放
端とし、他方の端部を短絡端として、複数の誘電体共振
器を構成している。また、結合電極５ａ，５ｅに結合す
るように、また、５ｃと５ｄとに結合するように、外導
体４から離間して入出力電極６ａ，６ｂ，６ｃを形成し
ている。

【００２９】ここで、誘電体ブロック１、内導体３ａ〜
３ｃ、外導体４および二つ入出力電極６ａ，６ｃで一方
の誘電体フィルタを構成している。また、誘電体ブロッ
ク１、内導体３ｄ，３ｅ、外導体４および二つ入出力電
極６ｂ，６ｃで他方の誘電体フィルタを構成している。
この一方を送信フィルタ、他方を受信フィルタとして誘
電体デュプレクサを構成している。

【００３０】このような構造とすることにより、共振器
同士が十分な結合容量を有する小型の誘電体デュプレク
サを構成することができる。また、結合容量と共振周波
数を独立して設計することができ、設計の自由度の高い
誘電体デュプレクサを構成することができる。また、結
合電極を削り、結合容量の微調整を行っても共振周波数
に影響しない誘電体デュプレクサを構成することができ
る。

【００３１】なお、前述の第１〜第３の実施形態に示し
た誘電体フィルタおよび第４の実施形態に示した誘電体
デュプレクサにおいては、内導体形成孔の開放端側の内
径が短絡端側の内径よりも広いステップ構造の内導体形
成孔であってもよい。また、内導体形成孔の形状は、断
面を円状にすることに限らず、断面が楕円形、長円形、
および多角形等であってもよい。

【００３２】次に、第５の実施形態に係る通信装置につ
いて、図７を参照して説明する。図７は通信装置のブロ
ック図である。図７において、ＡＮＴは送受信アンテ
ナ、ＤＰＸはデュプレクサ、ＢＰＦａ、ＢＰＦｂはそれ
ぞれ帯域通過フィルタ、ＡＭＰａ、ＡＭＰｂはそれぞれ
増幅回路、ＭＩＸａ、ＭＩＸｂはそれぞれミキサ、ＯＳ
Ｃはオシレータ、ＳＹＮはシンセサイザ、ＩＦは中間周
波信号である。

【００３３】図７に示した帯域通過フィルタＢＰＦａ、
ＢＰＦｂには、図１、図３、図４、図５に示した構造の
誘電体フィルタを用いることができる。また、デュプレ
クサＤＰＸには、図６に示した誘電体デュプレクサを用
いることができる。このようにして、十分な結合容量を
有する小型の誘電体フィルタおよび誘電体デュプレクサ
を用いることにより、優れた通信特性を有する小型の通
信装置を構成することができる。

【００３４】

【発明の効果】この発明によれば、略直方体形状の誘電
体ブロックの内部に、該誘電体ブロックの一方の面か
ら、それに対向する他方の面にかけて、それぞれの内面
に内導体を形成した複数の内導体形成孔を設け、外面に
外導体を形成し、隣接する内導体形成孔の間に、内導体
形成孔の開口面より前記内導体形成孔の軸方向に突出す
る突起部を設け、隣接する共振器同士を結合させる結合
電極を、開口面から突起部の側面にかけて形成すること
により、十分な結合容量を有する小型の誘電体フィルタ
を構成することができる。また、結合容量と共振周波数
を独立して設計でき、設計の自由度を大きくとることが
できる。また、結合電極を削ることにより、結合容量の
微調整を行っても、共振周波数に影響を及ぼさない誘電
体フィルタを構成することができる。

【００３５】また、この発明によれば、前記誘電体フィ
ルタを備えることにより、十分な結合容量を有する小型
の誘電体デュプレクサを構成することができる。また、
結合容量と共振周波数を独立して設計でき、設計の自由
度を上げることができる。また、結合電極を削ることに
より、結合容量の微調整を行っても、共振周波数に影響
を及ぼさない誘電体デュプレクサを構成することができ
る。

【００３６】また、この発明によれば、前記誘電体フィ
ルタ、または前記誘電体デュプレクサを備えることによ
り、優れた通信特性を有する小型の通信装置を構成する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態に係る誘電体フィルタの外観斜
視図および側面断面図

【図２】突起部の側面断面の拡大図

【図３】第１の実施形態に係る誘電体フィルタの外観斜
視図および側面断面図

【図４】第２の実施形態に係る誘電体フィルタの外観斜
視図および側面断面図

【図５】第３の実施形態に係る誘電体フィルタの外観斜
視図および側面断面図

【図６】第４の実施形態に係る誘電体デュプレクサの外
観斜視図

【図７】第５の実施形態に係る通信装置のブロック図

【符号の説明】

１−誘電体ブロック２ａ〜２ｅ−内導体形成孔３ａ〜３ｅ−内導体４−外導体５ａ〜５ｅ−結合電極６ａ，６ｂ，６ｃ−入出力端子７ａ〜７ｃ−突起部Ｃ−結合容量

フロントページの続き (72)発明者石原甚誠京都府長岡京市天神二丁目26番10号株式会社村田製作所内 (72)発明者加藤英幸京都府長岡京市天神二丁目26番10号株式会社村田製作所内 (72)発明者北市幸裕京都府長岡京市天神二丁目26番10号株式会社村田製作所内Ｆターム(参考） 5J006 HA04 HA26 JA05 LA21 LA25 NB07 NC02 NE02 NE15 5K011 DA21 DA27 JA01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】略直方体形状の誘電体ブロックの内部
に、該誘電体ブロックの一方の面から、それに対向する
他方の面にかけて、それぞれの内面に内導体を形成した
複数の内導体形成孔を設け、前記誘電体ブロックの外面
に外導体を形成した、複数の共振器からなる誘電体フィ
ルタにおいて、隣接する前記内導体形成孔の間に、前記内導体形成孔の
開口面より前記内導体形成孔の軸方向に突出する突起部
を設け、隣接する前記共振器同士を結合させる結合電極
を、前記開口面から前記突起部の側面にかけて形成して
なる誘電体フィルタ。
【請求項２】請求項１に記載の誘電体フィルタを備え
た誘電体デュプレクサ。
【請求項３】請求項１に記載の誘電体フィルタ、また
は請求項２に記載の誘電体デュプレクサを備えた通信装
置。