(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数枚の誘電体分割層を積層してなる誘電体フィルタであって、
所要の誘電体分割層にあらかじめ形成された分割孔部が集合して構成される複数の中空形状の共振孔が並設され、かつ各共振孔の内周面に、各分割孔部の内周縁に塗着された導電層が連続してなる共振導体が形成されてなる複数の共振器を構成された共振器回路を備えると共に、
各誘電体分割層の積層面に形成された電極パターンが結線してなるパターン回路を備え、
このパターン回路と共振器回路とを接続することにより所要濾波回路を構成するようにしたことを特徴とする誘電体フィルタ。
【請求項２】
誘電体部材に並列的に穿設された複数の共振孔の内周面にそれぞれ導電層を形成して複数の共振器を形成してなる誘電体フィルタであって、
前記誘電体部材は、前記誘電体フィルタを前記共振孔の並列方向に沿って複数層に分割した形状の複数の誘電体シートを積層して形成されており、
前記各誘電体シートの少なくとも一方の面には、前記共振器の導電層と結合した電極パターンがその一部を前記誘電体部材外に導出させてパターン回路をなすように形成されるとともに、前記共振孔を構成する分割孔部の内周縁に塗着され連続して前記導電層を構成する分割導電層が形成されていること
を特徴とする誘電体フィルタ。
【請求項３】
前記パターン回路が、各共振器と結合するローパスフィルタ回路，バンドパスフィルタ回路またはハイパスフィルタ回路であることを特徴とする請求項１および２のいずれか１項に記載の誘電体フィルタ。
【請求項４】
所要の誘電体分割層に、分割孔部を形成し、各分割孔部の内周縁に導電層を塗着形成し、さらに、積層面に電極パターンを塗着形成した後、各誘電体分割層を積層して、この積層体を焼結することにより、各導電層を焼き付けるようにしたことを特徴とする請求項１記載の誘電体フィルタに係る製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車電話、携帯電話等の移動体通信機器に用いられる、共振器を複数並設してなる誘電体フィルタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５で示すように、誘電体磁器ブロックａに、貫通孔の内周面に内導体を被覆して共振導体を形成することにより構成される共振器ｂを複数個一方向に並設し、かつ貫通孔が開口する開放端面を除く所要外周面にアース導体ｃを被覆すると共に、一端側の共振器ｔと結合する入力端子パッドＰ１  をアース導体ｃと区画して側面に形成し、他端側の共振器ｔと結合する出力端子パッドＰ２  をアース導体ｃと区画して側面に形成してなる誘電体フィルタｆは種々提案されている。この構成は、同図で示すように、開放端面で、各貫通孔の口端に形成したザグリｄの表面に導電被膜を被覆したり、該開放面にパターン導体を印刷する等により、各共振器の共振導体に接続する導電層ｅを形成し、各導電層ｅ相互を結合して、これによりバンドパスフィルタを構成するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の誘電体フィルタｆにあっては、上述のように、ザグリやパターンの形成によって、共振器相互を結合するための回路を形成した場合には、得られる回路定数に限界があり、設計に制約を生じる。そこで、この問題を解決するために、コイルやコンデンサ等の集中定数部品を使用したものが提案された。しかるにかかる構成にあっては、設計に自由度が与えられる反面、組み付け工数が増加し、かつ形態も直方体のような整一な形状とならず、寸法が大きくなり、かつ雑然とした回路配列となって、回路設計が複雑化し、さらには機械的強度も低下する等の問題があった。
【０００４】
また、上述の誘電体フィルタｆは単一構造の直方体誘電体磁器ブロックａに貫通孔を複数を形成して焼結し、その後に、該貫通孔の内周面及び所要外周面に導電層を被着して焼き付けることにより、共振器ｂを構成するようにしているものであり、誘電体磁器ブロックａを各個に成形する必要がある。このため、多数個取りが困難であり、また焼結後に別工程として、導電層の焼き付けを行う必要があって、面倒であった。さらには、貫通孔にディッピング等で、導電材料を導入して、その内周面に塗布することにより共振導体を形成する必要があり、均一な導電層を形成することが困難であり、特性のばらつきを招来し易い等の問題点もあった。
本発明は、かかる問題点を除去することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、複数枚の誘電体分割層を積層してなる誘電体フィルタであって、所要の誘電体分割層にあらかじめ形成された分割孔部が集合して構成される複数の中空形状の共振孔が並設され、かつ各共振孔の内周面に、各分割孔部の内周縁に塗着された導電層が連続してなる共振導体が形成されてなる複数の共振器を構成された共振器回路を備えると共に、各誘電体分割層の積層面に形成された電極パターンが結線してなるパターン回路を備え、このパターン回路と共振器回路とを接続することにより所要濾波回路を構成するようにしたことを特徴としている。
また本発明は、誘電体部材に並列的に穿設された複数の共振孔の内周面にそれぞれ導電層を形成して複数の共振器を形成してなる誘電体フィルタであって、誘電体部材は、誘電体フィルタを共振孔の並列方向に沿って複数層に分割した形状の複数の誘電体シートを積層して形成されており、各誘電体シートの少なくとも一方の面には、共振器の導電層と結合した電極パターンがその一部を誘電体部材外に導出させてパターン回路をなすように形成されるとともに、共振孔を構成する分割孔部の内周縁に塗着され連続して導電層を構成する分割導電層が形成されていることを特徴としている。
【０００６】
かかる構成にあって、複数枚の誘電体分割層を積層してなる単純構成により、共振器回路と、パターン回路が構成されることとなり、整一な形状の誘電体フィルタが容易に形成されると共に、電極パターンの構造を選定することにより、任意の回路定数のものを構成することができる。尚、ここで、分割孔部とは、その集合により共振孔を形成するものをいい、従って、最上端または最下端の分割孔部のように、導電層のみが形成され、孔を有しない場合もある。
【０００７】
かかる構成にあっては、所要の誘電体分割層に、分割孔部を形成し、各分割孔部の内周縁に導電層を塗着形成すると共に、電極パターンをスクリーン印刷等で塗着形成し、さらに分割孔部に対して所定の距離を隔ててアース導体を形成した後、各誘電体分割層を積層し、この積層体を焼結して、各導電層を焼き付けることにより、製造することができる。尚、アース導体は、外周面であっても、積層体に内蔵しても良い。外周面に形成する場合には、各誘電体分割層の露出面にあらかじめ形成するほかに、各誘電体分割層の積層後に形成しても良い。
【０００８】
かかる製造過程にあって、シート材の打ち抜き加工等により誘電体分割層を形成できるから、該シート材から、誘電体分割層を多数枚採りすることができる。また所要の誘電体分割層に形成される分割孔部の内周面に導電層を被覆し、各誘電体分割層を積層することにより、その分割孔部群によって共振孔を形成するようにしたものであるから、共振導体の形成が容易となる。従って、従来構成のようにディッピング等を要しないで、スクリーン印刷や、刷毛塗り等により、導電層を容易に形成でき、該導電層の厚み管理が容易となる。また、積層後に焼結することにより、導電層の焼き付けを焼結と同時に行うことができ、加熱工程が一回で済む。しかも、共振孔が内部に閉じ込められた、中空形状のため、理想的なＴＥＭモードに近く、Ｑ値が高くなる。
【０００９】
前記パターン回路は、各共振器と結合して、ローパスフィルタを構成するローパスフィルタ回路，バンドパスフィルタを構成するバンドパスフィルタ回路又はハイパスフィルタを構成するハイパスフィルタ回路を適用することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施例の誘電体フィルタ１を示し、方形状の誘電体分割層１０ａ〜１０ｇを積層してなるものであり、これを一体焼結して、１チップ構造とすることにより形成される。この各誘電体分割層１０ａ〜１０ｇは、ガラスセラミック，ガラスと誘電体セラミック材料の複合材料、あるいは低融点酸化物等の誘電体セラミック材料からなり、その積層状態で、内部に共振器回路Ｘと、ローパスフィルタ回路からなるパターン回路Ｙを担持し、図４で示すローパスフィルタとバンドエリミネートフィルタを構成する。
【００１１】
かかる構成からなる誘電体フィルタ１は、その中心に、非貫通状の長尺状共振孔３Ａ，３Ｂ，３Ｃが形成され、中空形状となっている。この共振孔３Ａ，３Ｂ，３Ｃは、内周面に導電層が形成され、これを共振導体４としている。また、その外周面にはアース導体７が形成され、各共振導体４はその積層面に形成された後述する導電層１２を介して、その一端をアース導体７と接続し、これにより他端を開放端としている。また、この共振孔３Ａ，３Ｂ，３Ｃの長さは、共振周波数のλ／４に相当する共振長寸法にほぼ一致させている。
【００１２】
次に、各誘電体分割層１０ａ〜１０ｇの構成につき説明する。図２，３で示すように、積層により誘電体フィルタ１を構成する誘電体分割層１０ａ〜１０ｇには、共振孔３Ａ，３Ｂ，３Ｃに対応する部分に、該共振孔３Ａ，３Ｂ，３Ｃの一部を構成する分割孔部１１が夫々形成されている。この分割孔部１１は中央部の誘電体分割層１０ｄが最大幅となり、上下方向へ序々に幅が狭くなる。また、この分割孔部１１の内周縁には、導電層１２が夫々塗着形成されている。尚、この導電層１２はその積層状態で、相互の電気的接続を確保し得るように、該分割孔部１１の内面からその周縁まで食み出して形成させている。
【００１３】
また共振孔３Ａ，３Ｂ，３Ｃの上下位置の誘電体分割層１０ａ，１０ｇの分割孔部１１には孔が形成されず、導電層１２のみにより構成されている。
【００１４】
さらには、各誘電体分割層１０ａ〜１０ｇの積層体の外面を構成する面には、夫々アース導体７が形成されている。また、各誘電体分割層１０ａ〜１０ｇの前縁には、アース導体７と絶縁させて連通部が形成され、該連通部が積層方向に連続することにより、積層体の前面に導通路８ａ，８ｂ，８ｃが形成されるようにしている。
【００１５】
一方、前記誘電体分割層１０ａ〜１０ｇの分割孔部１１の前部には、パターン領域が夫々確保され、所要の領域に夫々、各電極やインダクタ等の導電層からなる電極パターンが形成されている。そして、夫々の電極パターンの接続により、パターン回路Ｙが構成される。各電極パターンの構成につき説明する。
【００１６】
誘電体分割層１０ｂのパターン領域には分割孔部１１の導電層１２と接続するコンデンサ電極２１ａ，２１ｂ，２１ｃからなる電極パターンが形成されている。
【００１７】
また、誘電体分割層１０ｃのパターン領域にはコンデンサ電極２２ａ，２２ｂ，２２ｃからなる電極パターンが形成され、誘電体分割層１０ｂの肉厚を介して、コンデンサ電極２１ａ，２１ｂ，２１ｃと、コンデンサ電極２２ａ，２２ｂ，２２ｃとが対置して、図４で示す、コンデンサＣ１  ，Ｃ２  ，Ｃ３  を構成している。このコンデンサ電極２２ａ，２２ｂ，２２ｃは、その前縁の連通部を介して導通路８ａ，８ｂ，８ｃと接続するようにしている。
【００１８】
誘電体分割層１０ｅのパターン領域には、その全幅にわたる矩形状の電極２３からなる電極パターンが形成されている。この電極２３は、アース導体７と電気的に接続され、これにより、コンデンサ電極２２ａ，２２ｂ，２２ｃと電極２３とが、誘電体分割層１０ｃ及び誘電体分割層１０ｄの肉厚を介して対峙して、コンデンサＣ４  ，Ｃ５  ，Ｃ６  形成される。
【００１９】
誘電体分割層１０ｆのパターン領域には、夫々の端部を前縁の連通部を介して導通路８ｂ，８ｃと接続する蛇行線路状のインダクタＹ２  からなる電極パターンがが形成されている。
【００２０】
同様に、誘電体分割層１０ｇのパターン領域には、夫々の端部を前縁の連通部を介して導通路８ａ，８ｂと接続する蛇行線路状のインダクタＹ１  からなる電極パターンが形成されている。
【００２１】
このように、導通路８ａには、コンデンサ電極２２ａと、インダクタＹ１  の一端とが接続され、導通路８ｂには、コンデンサ電極２２ｂ、インダクタＹ１  の他端及びインダクタＹ２  の一端が接続され、導通路８ｃには、コンデンサ電極２２ｃと、インダクタＹ２  の他端とが接続される。
【００２２】
而して、各電極パターンが接続されて、コンデンサＣ１  〜Ｃ３  ，Ｃ４  〜Ｃ６  ，インダクタＹ１  ，Ｙ２  からなるパターン回路Ｙ（ローパスフィルタ回路）が構成されると共に、該パターン回路Ｙがコンデンサ電極２１ａ，２１ｂ，２１ｃを介して共振器回路Ｘと接続して、図４で示すローパスフィルタとバンドエリミネートフィルタが構成されることとなる。
【００２３】
上述の構成に係る誘電体フィルタ１にあって、各誘電体分割層１０ａ〜１０ｇは、例えば生シート状のシート材の打ち抜き加工等により、夫々の誘電体分割層１０ａ〜１０ｇの形状に対応して形成される。そしてこのように打ち抜かれたシート材に、該生シートの状態で、分割孔部１１の内周面に導電層１２，延長導電層１３，さらに各パターン領域に所要の電極パターンが夫々塗着され、さらに、所要外周面にアース導体７が塗着される。これらの塗着は、スクリーン印刷等により行なうことができる。
【００２４】
そして、これら各誘電体分割層１０ａ〜１０ｇを積層した後、焼結される。従って、焼結と同時に各導電層の焼き付けが施されることとなる。
【００２５】
而して、多数枚の誘電体分割層１０ａ〜１０ｇの積層により、分割孔部１１が集合して円形に近似させた長尺状共振孔３Ａ，３Ｂ，３Ｃが形成され、上述したように、長尺状共振孔３Ａ，３Ｂ，３Ｃの内周面には各導電層導電層１２が連続して形成される共振導体４が形成される。そして、該共振導体４の共振長を使用周波数のλ／４に設定する場合には、上例のように、一端をアース導体７と接続すると共に、他端をアース導体７と接続しない開放端とする。尚、該開放端には、必ずしも導電層１２を形成する必要はない。また、使用周波数のλ／２に設定する場合には、共振導体４の両端をアース導体７と接続する両端接地型とするか、アース導体７と接続しない両端開放型とする。また、その積層体によりパターン回路Ｙが担持される。
【００２６】
かかる構成にあっては、各誘電体分割層１０ａ〜１０ｇは、シート材の打ち抜き加工等により容易に形成され、しかも、その分割孔部１１等に塗布される電極層は、ディッピング等の特別な手段を講ずる必要がなく、スクリーン印刷や、焼け塗り等により、導電層を容易に形成できる。そしてこれにより、厚みムラが無く、これにより均一な厚の共振導体４を備えた長尺状共振孔３Ａ，３Ｂ，３Ｃが形成でき、特性が安定する。また、積層後に焼結することにより、導電層の焼き付けを焼結と同時に行うことができ、加熱工程が減少する。さらには、長尺状共振孔３Ａ，３Ｂ，３Ｃは誘電体フィルタ１内に閉じ込められた構造となっているから、理想的なＴＥＭモードに近く、Ｑ値が高い。また、パターン回路Ｙもその製造工程で、一体的に形成されることとなる。
【００２７】
上述のパターン回路Ｙとして、ローパスフィルタ回路を例示したが、バンドパスフィルタ回路またはハイパスフィルタ回路等、種々の回路を適用することができる。
【００２８】
【発明の効果】
本発明は、上述のように、複数枚の誘電体分割層１０ａ〜１０ｇを積層することにより、共振器回路Ｘとパターン回路Ｙとからなる所要濾波回路を構成するようにしたものであるから、
１）  その全体を整一な単純形状とすることができ、小型化が可能となって、省スペース化することができる。また、単純な積層体の一体焼結によるものであるから、機械的強度が向上する。
２）    共振器回路Ｘ及びパターン回路Ｙが誘電体分割層１０ａ〜１０ｇ内に閉じ込められた構造となるため、外部雰囲気と遮断され、湿度やメカニカルショック等の外部の影響が受けにくくなり、特性上安定する。
３）    誘電体分割層１０ａ〜１０ｇの積層面に電極パターンを形成し、該回路パターンの接続により、パターン回路Ｙを構成するものであるから、パターン設定のみで任意の回路定数のものを容易に構成することができ、フィルタの設計に自由度が与えられる。
４）    各誘電体層を同一材料で、シート状に形成し、夫々に、所要導電層を形成して積層した後、一体的に焼結することにより製造できるから、製造容易であり、量産性に富む。
５）    シート材の打ち抜き加工等により誘電体分割層を形成することができ、この場合には多数個取りが容易となって、さらに生産性が向上する。
６）    積層後に導電層の焼き付けを焼結と同時に行った場合には、加熱工程が減少する。
７）  共振孔内に導電層をディッピングにより導入する構成とは異なり、前記導電層の  厚み管理が容易となり、均一厚の共振導体を形成することができる。
８）  各共振孔は非貫通状の中空形状となるから、夫々の共振器は、理想的なＴＥ
Ｍモードに近く、Ｑ値が高い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る誘電体フィルタ１の斜視図である。
【図２】誘電体フィルタ１の分離斜視図である。
【図３】誘電体フィルタ１の縦断面図である。
【図４】誘電体フィルタ１の等価回路図である。
【図５】従来構成の誘電体フィルタｆの斜視図である。
【符号の説明】
１  誘電体フィルタ
３Ａ，３Ｂ，３Ｃ  共振孔
４  共振導体
７  アース導体
１０ａ〜１０ｇ  誘電体分割層
１１  分割孔部
１２  導電層
１３  延長導電層
Ｘ  共振器回路
Ｙ  パターン回路
Ｃ１  〜Ｃ３  ，Ｃ４  〜Ｃ６    コンデンサ
Ｙ１  ，Ｙ２    インダクタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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