(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
共振線路を形成する空洞の開口端が臨む特定面に前記開口端と他の面とを接続する溝が形成された誘電体ブロックを成型し、
該誘電体ブロックの全面に導体を形成し、
前記溝の両側に誘電体面を露出させて溝内面に導体からなる線路を形成するように前記特定面を誘電体フィルタの伝達特性に生じる減衰極の周波数が所望周波数となるように深さを調節して削ることを特徴とする誘電体フィルタの製造方法。
【請求項２】
前記所望周波数が０．４ＧＨｚないし１０ＧＨｚであ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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特にギガヘルツ（ＧＨｚ）帯の信号を扱う無線通信システムに用いて好適な誘電体フィルタの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、誘電体フィルタは、焼成された誘電体ブロックの全面にメッキ等によって導体を形成することによって製造されていた。このような製造方法によって、例えばバンドパスフィルタを製造しようとする場合、空洞が形成された誘電体ブロックの全面に導体を添着することにより製造されていた。このような誘電体フィルタは、減衰特性が緩やかな特性となる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このように誘電体ブロックの全面に導体を添着して形成された誘電体フィルタでは、十分な減衰量を有する誘電体フィルタを構成することができなかったので本出願人は、特願平８−１２０２５２号に、伝達特性に減衰極を有する誘電体フィルタについて提案している。この誘電体フィルタは、伝達特性に減衰極を持たせることにより減衰量を確保するものである。今回、このような伝達特性に減衰極を有する誘電体フィルタの製造方法を開発したので、ここに出願する。
【０００４】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、形状を大きくすることなく、容易かつ確実に減衰量を確保することが可能な誘電体フィルタの製造方法を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための手段として、共振線路を形成する空洞の開口端が臨む特定面に前記開口端と他の面とを接続する溝が形成された誘電体ブロックを成型し、該誘電体ブロックの全面に導体を形成し、前記溝の両側に誘電体面を露出させて溝内面に導体からなる線路を形成するように前記特定面を削るという手段が採用される。このような手段を採用することにより、誘電体フィルタの伝達特性に減衰極を有する誘電体フィルタを製造することができる。
また、上記手段において、特定面を削る際に、誘電体フィルタの伝達特性に生じる減衰極の周波数が所望周波数となるように削る深さを調節するという手段が採用される。これによって、誘電体ブロックの原料である誘電体材料の誘電率のばらつきあるいは誘電体ブロックの形状のばらつきに起因する上記減衰極の周波数のばらつきが是正される。さらに、上記所望周波数が０．４ＧＨｚないし１０ＧＨｚに設定されるという手段が採用される。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図４を参照して、本発明に係わる誘電体フィルタの製造方法の一実施形態について説明する。
【０００７】
まず、図１は本実施形態に係わる誘電体フィルタの斜視図である。この図において、符号１は直方体形状の誘電体ブロックであり、例えばＢａ−Ｔｉ−Ｎｄ系（比誘電率εｒ＝９０）のセラッミクス材料あるいはＣａＴｉＯ３系（比誘電率εｒ＝４５）等の誘電体材料から形成されている。この誘電体ブロック１の前面ａ（特定面）には、直方体形状の空洞２Ａ，２Ｂが互いに平行するように形成されている。
【０００８】
誘電体ブロック１の各側面３Ａ，３Ｂと空洞２Ａ，２Ｂとの間には連通孔４Ａ，４Ｂが、また上記前面ａにおいて各側面３Ａ，３Ｂと空洞２Ａ，２Ｂとの間には、断面がコ字状で一定幅かつ一定深さを有する溝５Ａ，５Ｂがそれぞれ形成されている。
【０００９】
また、上記各側面３Ａ，３Ｂには、底面ｂに亘って連通孔４Ａ，４Ｂを取り囲むように凸部６Ａ，６Ｂがそれぞれ形成されている。ここで、各空洞２Ａ，２Ｂと誘電体ブロック１の背面ｃとの間の寸法つまり各空洞２Ａ，２Ｂにおける前面ａからの深さは、各空洞２Ａ，２Ｂによって形成される１／４λ（波長）空洞共振器の共振周波数に応じて所望の寸法に設定されている。
【００１０】
このような形状の誘電体ブロック１に対して、前面ａと凸部６Ａ，６Ｂの上面以外の表面部分には、例えば銅（Ｃｕ）や銀（Ａｇ）等の導体が添着されている。ここで、各空洞２Ａ，２Ｂの内面の導体は内導体７Ａ，７Ｂを構成し、側面３Ａ，３Ｂと底面ｂと背面ｃ及び上面ｄに添着された導体は外導体８を構成し、側面３Ａ，３Ｂ及び底面ｂにおいて凸部６Ａ，６Ｂによって囲まれた部分の導体は入出力電極９Ａ，９Ｂを構成し、連通孔４Ａ，４Ｂの内面の導体は接続導体１０Ａ，１０Ｂを構成している。また、上記溝５Ａ，５Ｂの表面に添着された導体は、短絡部接続導体１１Ａ，１１Ｂを構成している。
【００１１】
ここで、図２は、上記図１のＡ−Ａ’線における断面の拡大図である。この図２のうち（ｂ）に示すように、溝５Ｂにおいては、底面と深さ寸法ｈ２に亘る側面とに添着される導体とによって、空洞２Ｂの内導体７Ｂと誘電体ブロック１の外面の外導体８とを電気的に接続する短絡部接続導体１１Ｂが形成されている。また、溝５Ａにおいても、上記溝５Ｂと同様に短絡部接続導体１１Ａが形成されている。なお、このような短絡部接続導体１１Ａと短絡部接続導体１１Ｂとは、互いの電磁的結合が粗結合となるよう前面ａ上に配置されている。
【００１２】
図３は、このように構成された誘電体フィルタの等価回路である。
この誘電体フィルタは、外導体８が電気的に接地され、入出力電極９Ａ，９Ｂの一方が入力端２０、他方が出力端２１として外部回路に接続される。この図において、符号２２Ａ、２２Ｂは上記空洞２Ａ，２Ｂの内導体７Ａ，７Ｂによって形成される線路インピーダンス（Ｚ２）であり、２３Ａ、２３Ｂは各内導体７Ａ，７Ｂと外導体８とによって形成されるコンデンサの容量性インピーダンスであり、また２４Ａ、２４Ｂは各短絡部接続導体１１Ａ，１１Ｂによって形成される線路インピーダンス（Ｚ３）である。
【００１３】
この誘電体フィルタは、図４に示すように、バンドパスフィルタの伝達特性を有しており、その伝達特性において線路インピーダンス２４Ａ、２４Ｂの値Ｚ３によって規定される周波数ｆｔ１に減衰極ｑ１を有する。
【００１４】
次に、このような誘電体フィルタの製造方法について説明する。
まず、例えばＢａ−Ｔｉ−Ｎｄ系（比誘電率εｒ＝９０）のセラッミクス材料あるいはＣａＴｉＯ３系（比誘電率εｒ＝４５）等の誘電体材料が、射出成型の成型手法によって上記誘電体ブロック１の形状に成型される。このように成型された誘電体ブロック１は、炉によって焼成されて焼結体（セラミックス）とされ、最終的な誘電体ブロック１が形成される。
【００１５】
続いて、このように焼結体とされた誘電体ブロック１の表面に導体が添着される。例えば無電解メッキの手法を用いて導体を添着する場合、導体としては銅（Ｃｕ）が用いられ、導電性ペーストの焼き付けによって添着される場合には導体として銀（Ａｇ）が用いられる。
【００１６】
そして、不要導体つまり図２（ａ）に示すように誘電体ブロック１の前面ａに添着された導体１２及び凸部６Ａ，６Ｂの上面に添着された導体とが除去される。この場合、不要導体は平面研削盤等の回転状態にある砥石によって削り取られて除去される。この工程によって、上記内導体７Ａ，７Ｂと外導体８と入出力電極９Ａ，９Ｂと接続導体１０Ａ，１０Ｂ、及び短絡部接続導体１１Ａ，１１Ｂが電体ブロック１の表面に形成される。
【００１７】
さらに、平面研削盤の砥石によって前面ａを研削することにより、溝５Ａ，５Ｂの各側面に添着された短絡部接続導体１１Ａ，１１Ｂの一部が除去される。すなわち、この研削工程において、研削前における溝５Ａ，５Ｂの深さ方向の寸法は図２（ａ）に示すようにｈ１であり、この寸法ｈ１は、研削によって前面ａの表面の導体１２が除去され、さらに研削が進められることによってｈ２（ｈ２＜ｈ１）とされる。例えば、この寸法ｈ２は、上記誘電体材料の標準比誘電率（設計値）に対する偏差及び誘電体ブロック１の標準形状（設計値）に対する偏差に応じて設定される。
【００１８】
また、短絡部接続導体１１Ａ（１１Ｂ）の線路インピーダンスＺ３が大きくなると磁界強度と電界強度とが等しくなる周波数において位相が９０゜となる減衰極ｑ１の周波数ｆｔ１は低い周波数に移動する。一方、短絡部接続導体１１Ａ（１１Ｂ）の線路インピーダンスＺ３が小さくなると磁界強度と電界強度とが等しくなる周波数において位相が９０゜となる減衰極ｑ１の周波数ｆｔ１は高い周波数に移動する。本実施形態では、このことを利用して上記寸法ｈ２が設定される。
【００１９】
すなわち、寸法ｈ２と減衰極ｑ１の周波数ｆｔ１との関係を実験あるいはシミュレーションによって予め求めておく。そして、この工程では、上述したように射出成型の金型や誘電体材料のロットが変化した場合に、以上に説明した工程を経て製造されたはじめの幾つかの誘電体フィルタ（サンプル）について寸法ｈ２が設計値である寸法ｈ０となるように前面ａを研削し、このときにサンプルの減衰極ｑ１の周波数ｆａ及び減衰量を計測する。そして、この周波数ｆａと設計値である周波数ｆｔ１との偏差と上記実験あるいはシミュレーション結果に基づいて当該ロットにおける寸法ｈ２を決定する。
【００２０】
例えば、（ｆａ＝ｆｔ１）の場合は設計寸法ｈ０を当該ロットの寸法ｈ２とし、（ｆａ＜ｆｔ１）の場合には線路インピーダンスＺ３を大きくする必要があるので、上記実験あるいはシミュレーション結果に基づいて当該ロットの寸法ｈ２を設計寸法ｈ０よりも小さな値に設定し、（ｆａ＞ｆｔ１）の場合には線路インピーダンスＺ３を小さくする必要があるので当該ロットの寸法ｈ２を設計寸法ｈ０よりも大きな値に設定する。そして、以降の誘電体フィルタに対する寸法ｈ２は、上述したサンプルによって決定された値とされる。
【００２１】
このように前面ａが研削されて減衰極の周波数が調整された誘電体フィルタの伝達特性が抜き取り計測されて、商品規格と比較される。そして、このようにして製造された誘電体フィルタのうち、上記商品規格を満足するもののみが商品として出荷される。
【００２２】
なお、上記実施形態では、前面ａにおいて、各空洞２Ａ，２Ｂから誘電体ブロックの各側面３Ａ，３Ｂに向けて溝５Ａ，５Ｂを各々設けて各短絡部接続導体１１Ａ，１１Ｂを形成する構成について説明したが、本願発明はこれに限定されるものではない。すなわち、各短絡部接続導体１１Ａ，１１Ｂが電磁的に粗結合となるように、例えば互いに離間するようにあるいは相互間に電磁的シールド部材を介在させて短絡部接続導体１１Ａ，１１Ｂを配置する構成であれば他の構成でも良い。例えば、短絡部接続導体１１Ａを空洞２Ａから底面ｂに向けて設け、短絡部接続導体１１Ｂを空洞２Ｂから上面ｄに向けて設けることが考えられる。
【００２３】
また、上記実施形態では、前面ａの全体を研削することによって減衰極の周波数を調整する製造方法について説明したが、溝５Ａ，５Ｂの各側面のみの短絡部接続導体１１Ａ，１１Ｂの一部を除去することも可能である。この場合、溝５Ａ，５Ｂは前面ａに対して断面コ字形状になっているので、溝５Ａ，５Ｂの幅に相当する砥石によって各側面５Ａ１，５Ｂ１の短絡部接続導体１１Ａ，１１Ｂを研削することが考えられる。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係わる誘電体フィルタの製造方法によれば、以下のような効果を奏する。
（１）共振線路を形成する空洞の開口端が臨む特定面に前記開口端と他の面とを接続する溝が形成された誘電体ブロックを成型し、該誘電体ブロックの全面に導体を形成し、前記溝の両側に誘電体面を露出させて溝内面に導体からなる線路を形成するように前記特定面を削ることによって減衰極を有する誘電体フィルタが製造される。したがって、誘電体フィルタの形状を大きくすることなく、減衰量の大きな誘電体フィルタを容易かつ確実に製造することができる。
（２）特定面を削る際に、誘電体フィルタの伝達特性に生じる減衰極の周波数が所望周波数となるように深さを調節するので、誘電体ブロックの原料である誘電体材料の誘電率のばらつきあるいは誘電体ブロックの形状のばらつきに起因する減衰極の周波数のばらつきが是正される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる誘電体フィルタの製造方法の一実施形態によって製造された誘電体フィルタの構成を示す斜視図である。
【図２】上記図１のＡ−Ａ’線における断面の拡大図である。
【図３】本発明に係わる誘電体フィルタの製造方法の一実施形態によって製造された誘電体フィルタの等価回路である。
【図４】本発明に係わる誘電体フィルタの製造方法の一実施形態によって製造された誘電体フィルタの伝達特性を示す特性図である。
【符号の説明】
１……誘電体ブロック
２Ａ，２Ｂ……空洞
３Ａ，３Ｂ……側面
４Ａ，４Ｂ……連通孔
５Ａ，５Ｂ……溝
６Ａ，６Ｂ……凸部
７Ａ，７Ｂ……内導体
８……外導体
９Ａ，９Ｂ……入出力電極
１０Ａ，１０Ｂ……接続導体
１１Ａ，１１Ｂ……短絡部接続導体
ａ……前面（特定面）
ｂ……底面
ｃ……背面
ｄ……上面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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