JP3475467B2 - 誘電体共振器装置およびその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、誘電体ブロックの内
部に内導体が形成され、外部に外導体が形成されてなる
誘電体共振器装置およびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一体成型による誘電体ブロックを用い、
または複数の誘電体部材を接合して誘電体ブロックを構
成するとともに、誘電体ブロックの内部に内導体を形成
し、外部に外導体を形成して、複数段の共振器を一体構
成した誘電体共振器装置が、たとえばマイクロ波帯にお
ける帯域通過フィルタなどとして用いられている。この
ような誘電体共振器装置の最近の利用分野である携帯電
話や自動車電話などの移動体通信機器の分野では、通信
機器の性質上、誘電体共振器装置の小型軽量化および低
価格化が要請される。そこで、本願出願人は小型軽量化
および低価格化を可能とした誘電体共振器装置（特願平
４−９２０７号）を先に提案した。

【０００３】上記先の提案に係る誘電体共振器装置の構
造を図１１および図１２に示す。図１１は外観斜視図で
あり、同図に示すように誘電体ブロック１の平行な第１
面Ｓ１と第２面Ｓ２との間に連続する４つの側面Ｓ３，
Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６を有し、内部に第１面Ｓ１と第２面Ｓ
２間を貫通する貫通孔２ａ，２ｂを形成していて、誘電
体ブロック１の第１面Ｓ１，第２面Ｓ２および四側面Ｓ
３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６のそれぞれに外導体６を形成し、
貫通孔２ａ，２ｂの内周面に内導体をそれぞれ形成して
いる。また、誘電体ブロック１の側面Ｓ３からＳ４にか
けて信号入出力導体７ａを形成し、側面Ｓ３からＳ６に
かけて信号入出力導体７ｂを形成している。

【０００４】図１２は図１１におけるＹ−Ｙ部分の縦断
面図である。同図に示すように貫通孔２ａ，２ｂの内周
面には間隙５ａ，５ｂを介して内導体３ａ，３ｂと先端
導体４ａ，４ｂを形成している。これにより間隙部５
ａ，５ｂにそれぞれ先端容量Ｃｓを形成し、２つの共振
器をコムライン結合させている。

【０００５】ところで、図１１および図１２に示した誘
電体共振器装置の通過帯域幅は、主として先端容量Ｃｓ
の値と内導体を形成した貫通孔２ａ，２ｂ間のピッチと
によって定まる。したがって上記通過帯域幅を変えるた
めには先端容量Ｃｓおよび／または上記ピッチを変えれ
ばよい。しかしながら、先端容量Ｃｓは物理的な制限か
らその容量値を大幅に変えることはできない。また、ピ
ッチを変えると誘電体ブロック１の外形寸法が変わるた
め、その標準化ができなくなる。また、広帯域の特性を
得るためにピッチを狭くすると、信号入出力導体７ａと
内導体３ｂとの間の距離および信号入出力導体７ｂと内
導体３ａとの間の距離がそれぞれ近づくため、それらの
間に寄生容量が増大し、通過帯域外での減衰特性が劣化
する。一方、狭帯域の特性を得るためにピッチを広くす
ると、誘電体ブロック１のサイズが大きくなり小型化が
達成できない。

【０００６】そこで、本願出願人は実願平５−０６２５
７６号にて、誘電体ブロックに結合度調整手段としての
スリットを形成して、上述した各種問題を解消した誘電
体共振部品について出願している。

【０００７】本願発明の目的は、この先の提案に係るス
リットにより共振器間の結合度を調整するようにした誘
電体共振器装置を容易に製造できるようにした誘電体共
振器装置の構造およびその製造方法を提供することにあ
る。

【０００８】

【０００９】

【課題を解決するための手段】 請求項１に係る発明は、
対向する第１面と第２面との間に連続する側面を有し、
内部に前記第１面と第２面間に延びる複数の空隙を有す
る誘電体ブロックを備え、該誘電体ブロックの側面に、
前記空隙に略沿って延び、且つ前記空隙内に形成される
内導体の開放端側に近い程深くなったスリットを形成す
る誘電体共振器装置の製造方法であって、前記誘電体ブ
ロックの側面を傾斜させた状態で該誘電体ブロックをテ
ーブル上に固定し、回転刃を前記テーブルに対して平行
に相対的に移動させて前記スリットを形成することを特
徴とする。

【００１０】請求項２に係る発明は、対向する第１面と
第２面との間に連続する側面を有し、内部に前記第１面
と第２面間に延びる複数の空隙を有する誘電体ブロック
を備え、該誘電体ブロックの側面に、前記空隙に略沿っ
て延び、且つ前記空隙内に形成される内導体の開放端側
に近い程深くなったスリットを形成する誘電体共振器装
置の製造方法であって、前記誘電体ブロックをテーブル
上に固定し、前記スリットの深さ寸法より半径の大きな
回転刃を前記テーブルに対して平行に相対的に一定距離
だけ移動させて、前記誘電体ブロックの側面の途中まで
前記スリットを形成することを特徴とする。

【００１１】

【作用】この発明に係る誘電体共振器装置では、誘電体
ブロックは対向する第１面と第２面との間に連続する側
面を有し、内部に第１面と第２面間に延びる複数の例え
ば貫通孔などの空隙が形成されていて、この誘電体ブロ
ックの少なくとも側面に外導体が形成され、前記複数の
空隙の内面に一方の開口部または該開口部付近を開放端
部とする内導体が形成されていて、そして誘電体ブロッ
クの側面の、隣接する内導体間の位置に、前記空隙にほ
ぼ沿って延び、かつ内導体の開放端側に近い程深くなっ
たスリットが形成されていて、そのスリットの内面には
外導体が形成されている。このように内導体の開放端側
に近い程スリットの深さが深く形成されているため、共
振器の開放端側と短絡端側とでは線路インピーダンスが
変化する。これを１段ステップ構造の等価回路図として
表せば図１０のようになる。図１０においてＺｅ１，Ｚ
ｏ１は第１共振部ｒ１における偶モードおよび奇モード
の特性インピーダンス、Ｚｅ２，Ｚｏ２は第２共振部ｒ
２における偶モードおよび奇モードの特性インピーダン
スである。ここではＺｅ１／Ｚｅ２＜Ｚｏ１／Ｚｏ２と
なるため、スリットの無い場合に比較して誘導性結合の
傾向が強くなり通過帯域幅が広くなる。そのため内導体
間のピッチを変更することなく、すなわち誘電体ブロッ
クの外形寸法を変更することなく通過帯域特性の異なっ
た誘電体共振器装置が得られる。しかも、前記スリット
は、内導体の開放端側に近い程深いため、たとえば内導
体の開放端と短絡端の中間位置までステップ形状のスリ
ットを形成する、といった必要はなく、誘電体ブロック
に比較して直径の大きな円板状の回転刃を用いて切削加
工により容易に形成することができる。

【００１２】請求項１に係る誘電体共振器装置の製造方
法では、誘電体ブロックはその側面が傾斜した状態でテ
ーブル上に固定され、回転刃がテーブルに対して平行に
相対的に移動されて前記スリットが形成される。この場
合、回転刃の刃先とテーブルとの距離および傾斜角によ
ってスリットの深さおよび傾斜角が定まるため、前記回
転刃の刃先とテーブル間の距離および／または傾斜角を
設定することによって特性の異なった誘電体共振器装置
が容易に得られる。

【００１３】請求項２に係る誘電体共振器装置の製造方
法では、前記誘電体ブロックがテーブル上に固定され、
スリットの深さより半径の大きな回転刃が用いられ、回
転刃がテーブルに対して平行に相対的に移動される際、
回転刃またはテーブルが一定距離だけ移動して誘電体ブ
ロックの側面の途中にまでスリットが形成される。この
方法では誘電体ブロックと回転刃との相対的移動距離お
よびテーブルと回転刃との距離によってスリットの長さ
および深さが定まるため、回転刃と誘電体ブロックの相
対的移動距離および／またはテーブルと回転刃間の距離
によって所望の特性を有する誘電体共振器装置が容易に
得られる。

【００１４】

【実施例】この発明の第１の実施例である誘電体共振器
装置の構成を外観斜視図として図１に示す。図１のよう
に、誘電体ブロック１の略平行な第１面Ｓ１と第２面Ｓ
２との間に連続する四つの側面Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６
を有し、内部に第１面Ｓ１と第２面Ｓ２間を貫通する貫
通孔２ａ，２ｂを形成していて、誘電体ブロック１の第
１面Ｓ１、第２面Ｓ２および四側面Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，
Ｓ６のそれぞれに外導体６を形成し、貫通孔２ａ，２ｂ
の内周面に内導体を形成している。また、側面Ｓ３から
Ｓ４にかけて信号入出力導体７ａを形成し、側面Ｓ３か
らＳ６にかけて信号入出力導体７ｂを形成している。

【００１５】図２は図１におけるＹ１−Ｙ１部分の縦断
面図、図３は図１におけるＸ−Ｘ部分の横断面図、図４
は図１におけるＹ２−Ｙ２部分の縦断面図である。図２
に示すように、貫通孔２ａ，２ｂの内面には、誘電体ブ
ロック１の第１面Ｓ１方向を開放端側、第２面Ｓ２方向
を短絡端側として内導体３ａ，３ｂを形成している。ま
た、誘電体ブロック１の第１面Ｓ１から貫通孔の内部に
かけて先端導体４ａ，４ｂを形成し、内導体３ａ，３ｂ
の開放端部とこの先端導体４ａ，４ｂとの間に間隙５
ａ，５ｂを設け、この間隙５ａ，５ｂ部分に先端容量Ｃ
ｓを形成している。また、図３に示すように、内導体３
ａ，３ｂの開放端部付近と信号入出力導体７ａ，７ｂと
の間に外部結合容量Ｃｅを形成している。さらに図１お
よび図４に示すように、誘電体ブロック１の側面の、隣
接する内導体３ａ，３ｂ間の位置に、貫通孔２ａ，２ｂ
に沿って延び、且つ内導体３ａ，３ｂの開放端側に近い
程深いスリット８ａ，８ｂを誘電体ブロック１の側面Ｓ
３，Ｓ５に形成している。

【００１６】次に、図１〜図４に示した構造の誘電体共
振器装置を製造する場合のスリット８ａ，８ｂの形成方
法を図５に示す。図５において９は誘電体ブロック１を
載置するためのテーブル、１０はテーブル９上において
誘電体ブロック１を所定の傾斜角で傾斜させる楔状の補
助台、１１は回転刃（ブレード）である。この例では、
テーブル９の上面が水平面、回転刃１１の回転面が垂直
面となる関係に配置していて、テーブル９を固定した状
態で、回転刃１１をＲ方向に回転させるとともにその面
内方向のＡ方向に水平移動させる。これにより誘電体ブ
ロック１の一方の側面Ｓ３にスリット８ａを形成する。
このように、誘電体ブロック１の側面Ｓ３に対するスリ
ット８ａの傾斜角は補助台１０の傾斜角θにより定め、
またスリット８ａの深さは補助台１０に対する誘電体ブ
ロック１の固定位置およびテーブル９から回転刃１１の
刃先までの高さｈにより定める。尚、図１および図４に
示した他方のスリット８ｂは誘電体ブロック１を裏返し
た後、同様の工程により形成する。

【００１７】次に、この発明の第２の実施例である誘電
体共振器装置の外観斜視図を図６に示す。また、図６に
おけるＹ−Ｙ部分の縦断面図を図７に示す。この誘電体
共振器装置はスリットの形状を除けば図１に示した誘電
体共振器装置と同一構造である。図６および図７に示す
ように、誘電体ブロック１の側面の、隣接する内導体間
の位置に、貫通孔２ａ，２ｂに沿って延び、且つ内導体
の開放端側（Ｓ１面側）に近い程深いスリット８ａ，８
ｂを誘電体ブロック１の側面Ｓ３，Ｓ５に形成してい
る。

【００１８】次に、図６および図７に示した構造の誘電
体共振器装置を製造する場合のスリット８ａ，８ｂの形
成方法を図８および図９に示す。図８において９は誘電
体ブロック１を載置するためのテーブル、１１は形成す
べきスリットの深さより半径の大きな回転刃（ブレー
ド）である。この例では、テーブル９の上面が水平面、
回転刃１１の回転面が垂直面となる関係に配置してい
て、テーブル９を固定した状態で、回転刃１１をＲ方向
に回転させるとともにその面内方向のＡ方向に一定距離
だけ水平移動させて、誘電体ブロック１の一方の側面Ｓ
３にスリット８ａを形成する。このスリット８ａの深さ
はテーブル９の上面から回転刃１１の刃先までの高さｈ
により定め、スリット８ａの長さは回転刃１１のＡ方向
への移動距離によって定める。回転刃１１が誘電体ブロ
ック１の稜線に接してから移動を停止する迄の距離があ
らかじめ定めた値ｄとなるようにテーブル９上における
誘電体ブロック１の固定位置および回転刃１１の固定位
置をあらかじめ定めておく。尚、図６および図７に示し
た他方のスリット８ｂは誘電体ブロック１を裏返した
後、同様の工程により形成する。図９は回転刃１１を一
定距離だけ移動させた状態における誘電体共振器のスリ
ット部分の拡大断面図である。このようにスリットの深
さより半径の大きな回転刃を用いて誘電体ブロック１の
側面の途中まで切削することによって、内導体の開放端
側に近い程深くなったスリットを容易に形成することが
できる。

【００１９】尚、第１・第２の実施例では、何れも２段
の誘電体共振器装置を例としたが、本願発明は３段以上
の複数段の誘電体共振器装置にも同様に適用することが
できる。

【００２０】

【発明の効果】 この発明によれば、内導体間のピッチ
を変更することなく、すなわち誘電体ブロックの外形寸
法を変更することなく通過帯域特性の異なった誘電体共
振器装置が得られ、しかも内導体の開放端側に近い程深
いスリットを設ければよいため、誘電体ブロックに比較
して直径の大きな円板状の回転刃を用いて切削加工によ
り容易に形成することができる。

【００２１】請求項１に係る誘電体共振器装置の製造方
法によれば、回転刃をテーブルに対して平行に相対的に
移動するだけで所望のスリットが形成され、特性の異な
った誘電体共振器装置が容易に得られる。

【００２２】請求項２に係る誘電体共振器装置の製造方
法によれば、テーブルに誘電体ブロックを直接固定した
状態で、回転刃をテーブルに対して平行に相対的に移動
するだけで所望のスリットが形成され、特性の異なった
誘電体共振器装置が容易に得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施例に係る誘電体共振器装置の外観斜
視図である。

【図２】図１におけるＹ１−Ｙ１部分の縦断面図であ
る。

【図３】図１におけるＸ−Ｘ部分の横断面図である。

【図４】図１におけるＹ２−Ｙ２部分の縦断面図であ
る。

【図５】図１および図４に示すスリット８ａ，８ｂの形
成方法を示す図である。

【図６】第２の実施例に係る誘電体共振器装置の外観斜
視図である。

【図７】図６におけるＹ−Ｙ部分の縦断面図である。

【図８】図６および図７に示すスリット８ａ，８ｂの形
成方法を示す図である。

【図９】図８における誘電体共振器のスリット部分の拡
大断面図である。

【図１０】この発明を適用した２段の誘電体共振器装置
の等価回路図である。

【図１１】従来の誘電体共振器装置の外観斜視図であ
る。

【図１２】図１１におけるＹ−Ｙ部分の縦断面図であ
る。

【符号の説明】

１−誘電体ブロック ２ａ，２ｂ−貫通孔（空隙） ３ａ，３ｂ−内導体 ４ａ，４ｂ−先端導体 ５ａ，５ｂ−間隙 ６−外導体 ７ａ，７ｂ−信号入出力導体 ８ａ，８ｂ−スリット ９−テーブル １０−補助台 １１−回転刃

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01P 1/20 - 1/219 H01P 11/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対向する第１面と第２面との間に連続す
   る側面を有し、内部に前記第１面と第２面間に延びる複
   数の空隙を有する誘電体ブロックを備え、該誘電体ブロ
   ックの側面に、前記空隙に略沿って延び、且つ前記空隙
   内に形成される内導体の開放端側に近い程深くなったス
   リットを形成する誘電体共振器装置の製造方法であっ
   て、前記誘電体ブロックの側面を傾斜させた状態で該誘
   電体ブロックをテーブル上に固定し、回転刃を前記テー
   ブルに対して平行に相対的に移動させて前記スリットを
   形成することを特徴とする誘電体共振器装置の製造方
   法。
2. 【請求項２】 対向する第１面と第２面との間に連続す
   る側面を有し、内部に前記第１面と第２面間に延びる複
   数の空隙を有する誘電体ブロックを備え、該誘電体ブロ
   ックの側面に、前記空隙に略沿って延び、且つ前記空隙
   内に形成される内導体の開放端側に近い程深くなったス
   リットを形成する誘電体共振器装置の製造方法であっ
   て、前記誘電体ブロックをテーブル上に固定し、前記ス
   リットの深さ寸法より半径の大きな回転刃を前記テーブ
   ルに対して平行に相対的に一定距離だけ移動させて、前
   記誘電体ブロックの側面の途中まで前記スリットを形成
   することを特徴とする誘電体共振器装置の製造方法。