(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部にそれぞれ孔を有し、複数が並設した状態で一体化された誘電体ブロックと、前記孔の内部に設けられた内導体と、前記誘電体ブロックの外面に設けられた外導体とを備え、前記誘電体ブロックには、前記外導体と遮断するために、並設方向両外側に位置する一対の両端面から底面にわたって設けられ、頂面に前記外導体が存在しない凸状の囲繞分離帯を有するとともに、前記分離帯は、前記両外側の前記誘電体ブロックの前記端面と前記底面と前記並設方向に沿った側面とによって形成される角部を避けて、前記両端面側の前記分離帯で囲まれた前記端面が逆Ｌ字状の形状になるように屈曲させ、前記分離帯で囲まれた前記両端面には、前記誘電体ブロックに形成した連通孔を通して前記内導体に電気的に接続された入力電極及び出力電極が形成されたことを特徴とする誘電体フィルタ。
【請求項２】
前記分離帯を形成する前記凸状の側部の一部が前記側面と面一状態に形成されたことを特徴とする請求項１記載の誘電体フィルタ。
【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多段型の誘電体フィルタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の多段型誘電体フィルタは、例えば図６及び図７に示すように、内部に共振線路をなす内導体８２、８３を形成し外面に外導体８１を形成して一体形成されてなる２つの誘電体ブロックからなり、それぞれの内導体８２、８３から両側の端面７１ｃ、７１ｄにかけて貫通した孔７５、７６の内面に被覆した導体からなる接続導体８５、８６を形成しこれら端面７１ｃ、７１ｄから底面７１ｅにかけて形成した断面Ｌ字型の入力電極７７、及び出力電極７８にそれぞれ電気的に接続させた構造となっている。
これら電極７７、７８は、全面に導体を被覆した誘電体ブロックの予め形成した凸部を研削加工することで形成してなる囲繞した凸状分離帯７９、８０によって、外導体８１と電気的に遮断させてパターニングすることによりなる分離帯７９、８０内側の導体からなる。この方法をとるのは、入力電極７７及び出力電極７８のパターニング後の後工程における周波数特性の測定や製品出荷のためにテーピングする際、凸状分離帯７９、８０を使って自動整列を行うためである。
【０００３】
一般に誘電体フィルタは、その使用される周波数と特性によって、大きさと共に入出力位置が変わってしまうという性質を持っている。例えば、図６に示した内導体８２、８３の一端を外導体８１と短絡端側面７１ａで接続している短絡電極８４をもつλ／４タイプの場合、通過帯域が広い時は入出力位置は誘電体フィルタの両側の端面７１ｃ、７１ｄほぼ中央部すなわちハイインピーダンス側にあるが、通過帯域が狭い時のそれは内導体８２、８３と外導体８１とを電気的接続する短絡端側面７１ａ寄り、すなわちローインピーダンス側に片寄らせて形成している。
図６に示した凸状分離帯７９、８０は、両サイドの誘電体ブロックの端面７１ｃ、７１ｄから底面７１ｅに断面Ｌ字型になっており、両サイドの誘電体ブロックの端面及び底面の３面の研削加工をおこなっている。その研削加工の量によって、凸状分離帯の高さが変わり、入力電極７７及び出力電極７８のＬ（インダクタンス）値を調整することで、両サイドの誘電体ブロックそれぞれの内導体８２と接続導体８５と入力電極７７とからなるＬ（インダクタンス）結合及び内導体８３と接続導体８６と出力電極７８とからなるＬ（インダクタンス）結合を合わせ込むことで、周波数調整及びマッチングをとっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
かかる構造の誘電体フィルタにおいて、分離帯７９、８０を形成するための研削によって入力、出力電極７７、７８と外導体８１とを分離する凸状分離帯７９、８０の端縁が短絡端側面７１ａまで来ると、研削時に底面と両端面の３面から保持がなくなり、図８の如く、短絡端側面の電極８４のうち特に下部の左右コーナーにて電極剥がれ８４´の不具合を誘発して歩留まりを著しく悪化させていた。
本発明の目的は、誘電体ブロック一体形成品の両サイドの誘電体ブロックにおける短絡端側面の電極剥がれを解消した誘電体フィルタを提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための第１の解決手段として、内部にそれぞれ孔を有し、複数が並設した状態で一体化された誘電体ブロックと、前記孔の内部に設けられた内導体と、前記誘電体ブロックの外面に設けられた外導体とを備え、前記誘電体ブロックには、前記外導体と遮断するために、並設方向両外側に位置する一対の両端面から底面にわたって設けられ、頂面に前記外導体が存在しない凸状の囲繞分離帯を有するとともに、前記分離帯は、前記両外側の前記誘電体ブロックの前記端面と前記底面と前記並設方向に沿った側面とによって形成される角部を避けて、前記両端面側の前記分離帯で囲まれた前記端面が逆Ｌ字状の形状になるように屈曲させ、前記分離帯で囲まれた前記両端面には、前記誘電体ブロックに形成した連通孔を通して前記内導体に電気的に接続された入力電極及び出力電極が形成されたものである。
本発明の誘電体フィルタによれば、囲繞した凸状の分離帯が両外側の誘電体ブロックの上記端面と上記底面と上記並設方向に沿った側面とによって形成される角部をのぞいた箇所に形成されているので、この角部での短絡端側面の電極の剥がれを解消することができる。
狭帯域は、例えば比帯域幅、即ち中心周波数に対する通過帯域の比が０．７％ないし１．０％を示す。
また、第２の解決手段として、前記分離帯を形成する前記凸状の側部の一部が前記側面と面一状態に形成されたものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係わる誘電体フィルタの実施形態を図面に基づいて説明する。図１及び図２に示すように、本発明に係わる誘電体フィルタの第１の実施の形態は、１／４波長型のコムライン型の二段の誘電体フィルタ１である。このフィルタ１をなす誘電体自体は、例えばＢａ−Ｔｉ−Ｎｄ系、ＣａＴｉＯ３系又はＢａＴｉ４Ｏ９系などの誘電体セラミックスからなり、同じ大きさの角柱状誘電体ブロックを２個一体的に形成されてなる。各誘電体ブロックの大きさは、縦×横×高さの寸法が例えば４．８ｍｍ×２．４ｍｍ×２ｍｍである。
誘電体フィルタは、誘電体ブロックの外表面に導電材料を被覆させて外導体１１を形成するとともに、側面から予め形成した２つの凹部内表面にも同じ導電材料を被覆させて内導体１２、１３を形成している。上述の誘電体ブロックの大きさの場合これら凹部開口の一辺は、０．７ｍｍ、奥行きの長さが４．５ｍｍである。これら誘電体ブロックの各凹部が開口している側面１ａは、上述の方法によって形成された短絡導体１４によって内導体１２、１３と外導体１１とを電気的に接続させて電気的短絡端を形成している。なお、内導体１２、１３における内奥端面上の導体と側面１ａと反対側の側面１ｂ上に形成した導体との間には、電気的容量を形成している。
【０００７】
誘電体フィルタ１の両側端面１ｃ、１ｄ及び底面１ｅには、断面凸状で頂部に上記導電材料が被覆されていない、凸状分離帯９、１０が設けられている。この分離帯９、１０は、端面１ｃ、１ｄと底面１ｅと短絡端側面１ａとによって形成される左右の角部１ｆを除いた形、図示例では逆Ｌ字型の形状に形成されている。凸状分離帯９、１０をかかる形状としたので、角部１ｆでの短絡端側面電極１４の剥がれを排することができる。上述の誘電体ブロックの大きさの場合分離帯９、１０の高さは、０．０５ｍｍ位である。
これら分離帯９、１０によって囲まれた領域に、外導体１１と同じく導体被覆されてなる入力電極７及び出力電極８が、外導体１１と電気的に遮断して形成されている。入力電極７と入力電極側の内導体１２、また出力電極８と出力電極側の内導体１３とは、これら両者を貫通する孔５、６の内面に形成した接続導体１５、１６によって電気的に接続されている。
これら外導体１１、内導体１２、１３、接続導体１５、１６と入出力電極７、８とは、導電性ペーストを誘電体ブロックに塗布して焼きつけるか、または無電解メッキなどして形成される。
【０００８】
入力電極７と接続導体１５と内導体１２とが形成するＬ値、及び出力電極８と接続導体１６と内導体１３が形成するＬ値は、分離帯９、１０の高さを調整することによって所望の値に設定している。これにより両サイドの誘電体ブロックの共振周波数は、同じ周波数となっている。
図示例の場合、誘電体フィルタの中心周波数は、２．５ＧＨｚである。
【０００９】
かかる誘電体フィルタ１は、次のように製造される。
２個の誘電体ブロックを誘電体材料から一体的に成形し焼成して形成したブロック体の外表面に導電材料を被覆させて外導体１１を形成すると同時に、一体形成したブロック体に形成した２個の凹部の内表面にも同じ導電材料を被覆させて内導体１２、１３を形成する。
次に、分離帯９、１０上にも被着された導体を、図示を省略したグラインダを底面１ｅに対して平行に維持しながら、グラインダと分離帯９、１０とを相対的に接近させて、グラインダによって分離帯９、１０を予め設定した削り代分削り、端面１ｃ、１ｄに対しても同様の方法でこれら端面上の分離帯９、１０を予め設定した削り代分削って、外導体１１から電気的に遮断した入力電極７及び出力電極８を作る。
その後、さらに端面１ｃ、１ｄの分離帯９、１０を一体型誘電体ブロックの共振周波数を測定しながらグラインダによって削り、両サイドの誘電体ブロックに求められる共振周波数が所定の周波数になるようにする。
【００１０】
次に本発明の第２の実施の形態を図３により説明する。
この形態に係わる誘電体フィルタ２１は、第１の実施の形態と比べ凸状分離帯の形状を変えたものであり、図１及び図２に示した部材と同一部材には同一符号を付し、その説明を省略する。
図３に示した凸状分離帯２９、３０は、入力電極２７、出力電極２８での初期Ｌ値をより大きくとり、かつその調整量ΔＬ値をさらに大きくするために入力電極２７、出力電極２８を誘電体ブロックの端面から底面にかけて断面Ｌ字型に配置した位置よりさらにのばして、Ｔ字型にしたものである。
【００１１】
さらに、図４及び図５に本発明に係わる誘電体フィルタの第３の実施の形態を示す。この形態の誘電体フィルタ３１は、１／４波長型のインターデジタル型の三段の誘電体フィルタであり、上述の誘電体フィルタに述べた誘電体ブロックを３個千鳥型に並べて一体的に形成されたものである。３個の誘電体ブロック３２、３３、３４は、その中央部に断面直方形の凹部が開口している一方の側面を正面３２ａ、３３ａ、３４ａとし、その中央部に断面台形の突出部４２、４３、４４が形成されている他方の側面を裏面３２ｂ、３３ｂ、３４ｂとしている。
これら誘電体ブロック中、中央のブロック３３は両端のブロック３２、３４に挟まれて、両端のブロック３２、３４の正面３２ａ、３４ａ側に中央のブロック３３の裏面３３ｂが位置するように、かつ両端のブロックの正面３２ａ、３４ａに対して中央のブロック３３の裏面３３ｂを突出させて配置している。凹部の各開口は両端のブロック３２、３４と中央のブロック３３とにおいて互い違いとなるよう配置されている。突出部４２、４３、４４は各凹部の内奥端面とそれぞれ対向して形成されている。
これら突出部４２、４３、４４は外方に傾斜した面と、各誘電体ブロックの正面３２ａ、３３ａ、３４ａと平行に形成された平坦面とを持っている。
かかる誘電体フィルタ３１は、一体的に並べて形成したベースとしての上述の誘電体ブロック３２、３３、３４の外表面に導電材料を被覆させて外導体６１を形成するとともに、予め形成した３つの凹部内表面にも同じ導電材料を被覆させて内導体５１、５２、５３を形成している。これら誘電体ブロック３２、３３、３４の各正面３２ａ、３３ａ、３４ａに被覆された導体部分は、内導体５１、５２、５３と外導体６１との間の電気的短絡端を形成している。また各凹部の内奥端面上の内導体５１、５２、５３と突出部４２、４３、４４との間には、電気的容量を形成している。
なお、内導体５１、５２、５３と外導体６１とは、導電性ペーストを誘電体ブロック３２、３３、３４に塗布して焼きつけるか、無電解メッキなどの方法で形成される。
【００１２】
誘電体フィルタ３１の両側端面３１ｃ、３１ｄ及び底面３１ｅには断面凸状で頂部に上記導電材料が被覆されていない凸状分離帯４９、５０が設けられている。
この分離帯４９、５０は、端面３１ｃ、３１ｄと底面３１ｅと短絡端側面３２ａ、３４ａとによって形成される左右の角部３１ｆを除いた形、図示例では逆Ｌ字型の形状に形成されている。凸状分離帯４９、５０をかかる形状としたので、角部３１ｆでの短絡端側面電極の剥がれを排することができる。
上述の誘電体ブロックの大きさの場合分離帯４９、５０の高さは０．０５ｍｍ位である。これら分離帯４９、５０によって囲まれた領域に、外導体６１と同じく導体被覆されてなる入力電極４７及び出力電極４８が、外導体６１と電気的に遮断して形成されている。入力電極４７と入力電極側の内導体５１、また出力電極４８と出力電極側の内導体５３とは、これら両者を貫通する孔４５、４６の内面に形成した接続導体６２、６３によって電気的に接続されている。
これら外導体６１、内導体５１、５２、５３、接続導体６２、６３と入出力電極４７、４８とは、導電性ペーストを誘電体ブロックに塗布して焼きつけるか、または無電解メッキなどして形成される。
【００１３】
入力電極４７と接続導体６２と内導体５１とが形成するＬ値、及び出力電極４８と接続導体６３と内導体５３が形成するＬ値は、分離帯４９、５０の高さを調整することによって所望の値に設定している。これにより両サイドの誘電体ブロック３２及び３４の共振周波数は、同じ周波数となっている。
次に、上述の誘電体フィルタの製造方法を述べる。
突出部４２、４３、４４が互い違いになるように、それぞれ凹部を持つ３個の誘電体ブロックを誘電体材料から一体的に成形し焼成して形成する。そして、これら誘電体ブロック３２、３３、３４の外表面即ち突出部４２、４３、４４及び入出力電極４７、４８用の外表面及び分離帯４９、５０の外表面及び孔４５、４６の外表面に導電材料を被覆させると同時に、凹部の内表面にも同じ導電材料を被覆させて内導体５１、５２、５３を形成する。ついで分離帯４９、５０上の導体を図示を省略したグラインダにより削り落として分離帯４９、５０を形成することにより、外導体６１から電気的に遮断した入力電極４７及び出力電極４８を作る。
その後、さらに端面３１ｃ、３１ｄの分離帯４９、５０を一体型誘電体ブロックの共振周波数を測定しながらグラインダによって削り、両サイドの誘電体ブロックに求められる共振周波数がほぼ所定の周波数になるようにする。ついで、共振周波数を測定しながら突出部４２、４４を図示を省略したグラインダを裏面３２ｂ、３４ｂに対して平行を維持しながらグラインダと突出部４２、４４とを相対的に接近させて、グラインダによって突出部４２、４４を微調整しつつ削って所望の容量を形成する。さらに、同様の方法で突出部４３を図を省略したグラインダにより予め設定した削り寸法に荒削りする。ついで、共振周波数を測定しつつ突出部４３をグラインダで微調整しながら削って、図４及び図５に示すような所望の容量を持つ誘電体フィルタを形成する。
【００１４】
また、このとき中央のブロック３３の共振周波数ｆ１は、両端のブロック３２、３４の共振周波数ｆ２に比較して若干低くなるように調整して、３段構成の誘電体フィルタとしてのマッチングを取るようにする。
なお、電気的容量形成用突出部４２、４３、４４は、外方に傾斜した面と、誘電体ブロックの凹部が開口している面３２ａ、３３ａ、３４ａと平行に形成された平坦面とを持ち、断面台形状をしている。これは突出部４２、４３、４４の平坦面の高さを微調整しながら削り落とすことにより、それぞれの誘電体ブロックの共振周波数を容易に調整できるようにするためである。
【００１５】
かかる誘電体フィルタの大きさは、例えば各誘電体ブロックの縦×横×高さの寸法が４．２ｍｍ×２．４ｍｍ×２．０ｍｍである。上述の誘電体ブロックの大きさの場合分離帯の高さは０．０５ｍｍ位である。また上述の誘電体ブロックの大きさの場合凹部開口の一辺は０．７ｍｍ、奥行きの長さが３．８ｍｍであり、突出部４２、４３、４４の平坦面の高さは０．２ｍｍ位である。
図示の場合、誘電体フィルタの中心周波数は、１．９ＧＨｚである。
【００１６】
上述の本発明の誘電体フィルタの実施の形態において、１／４波長型のコムライン型の二段の誘電体フィルタ及び１／４波長型のインターデジタル型の三段の誘電体フィルタについて説明したが、本発明はこれらの実施形態に限ることなく１／４波長型のコムライン型の三段以上の誘電体フィルタ及びインターデジタル型の二段、四段以上の誘電体フィルタであってもよい。
【００１７】
【発明の効果】
本発明の誘電体フィルタによれば、囲繞した凸状の分離帯が両外側の誘電体ブロックの上記端面と上記底面とを上記並設方向に沿った側面とによって形成される角部を除いた形に形成されているので、この角部での短絡端側面の電極の剥がれを解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の誘電体フィルタの第１の実施の形態を示す斜視図である。
【図２】図１に示した誘電体フィルタのＩＩ―ＩＩ´線に沿った断面図である。
【図３】本発明の誘電体フィルタの第２の実施の形態を示す斜視図である。
【図４】本発明の誘電体フィルタの第３の実施の形態を示す斜視図である。
【図５】図４に示した誘電体フィルタのＶ―Ｖ´線に沿った断面図である。
【図６】従来の誘電体フィルタの斜視図である。
【図７】図６に示した誘電体フィルタのＶＩＩ―ＶＩＩ´線に沿った断面図である。
【図８】図６に示した誘電体フィルタの丸Ａで囲った部分の拡大図である。
【符号の説明】
１、２１、３１  誘電体フィルタ
３２、３３、３４  誘電体ブロック
１１、  ６１  外導体
１２、  １３、５１、５２、５３  内導体
９、１０、２９、３０、４９、５０  分離帯
７、  ２７、４７  入力電極
８、  ２８、４８  出力電極
１５、１６、６２、６３  接続導体
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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