(57)【要約】【課題】簡単な設計変更で所望する周波数特性を得ることが可能な高生産性の誘電体共振器を提供する。【解決手段】主伝送線路３１と積層体１０の一主面との間に位置する誘電体層１１ａ〜１１ｄ間に、積層体１０の端面でグランド電極２３に接続される補助伝送線路３３を形成する。同時に、主伝送線路３１と積層体１０の一主面との間に位置する誘電体層１１ａ〜１１ｄ中に補助伝送線路３３及び主伝送線路３１の双方の伝送線路に接続されるとともに、一端側を積層体１０の一主面に該一主面上のグランド電極２１に接続させることなく導出させたビアホール導体３４ｂを配置する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の誘電体層を積層してなる積層体の両主面及び端面にグランド電極を被着させるとともに、前記誘電体層間に積層体の端面で前記グランド電極に接続される主伝送線路を備えたストリップラインを有する誘電体共振器において、
前記主伝送線路と前記積層体の一主面との間に位置する誘電体層間に、前記積層体の端面でグランド電極に接続される補助伝送線路が介在されており、かつ前記主伝送線路と前記積層体の一主面との間に位置する誘電体層中に、前記補助伝送線路及び主伝送線路の双方の伝送線路に接続されるとともに、一端側を前記積層体の一主面にグランド電極に接続させることなく導出させたビアホール導体を配置したことを特徴とする誘電体共振器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、通信機器や電子機器等の高周波回路用フィルタ等に使用される積層型の誘電体共振器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
複数の誘電体層から成る積層体の内部にストリップラインを形成した積層型の誘電体共振器は、薄型で、高機能化への対応が比較的容易であることから、マイクロ波を利用する通信機器や電子機器の高周波回路用フィルタ等に幅広く用いられている。
【０００３】
このような従来の誘電体共振器を図６〜図８に示す。図６は従来の誘電体共振器の斜視図、図７は図６の誘電体共振器の平面図、図８は図６のＢ−Ｂ´線断面図である。
【０００４】
同図に示す従来の誘電体共振器１００は、複数の誘電体層１０１ａ〜１０１ｈから成る積層体１０２の両主面及び側面にグランド電極１０３、１０４を形成するとともに、積層体１０２の内部にストリップライン１０５を形成している。
【０００５】
ストリップライン１０５は、誘電体層１０１ｄ，１０１ｅ間に介在され、一端側をグランド電極１０４に接続した主伝送線路１０６と、誘電体層１０１ａ，１０１ｂ間に介在された副伝送線路１０８と、この両伝送線路１０６，１０８を他端側で接続するビアホール導体１０７とで構成されており、伝送線路の途中に折り返しを設けた構造となっている。
【０００６】
尚、ストリップライン１０５を構成する伝送線路の途中に上述のような折り返し構造を設けているのは、誘電体共振器の全体構造を小型化するためである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した誘電体共振器１００においては、その製造時、誘電体層１０１ａ〜１０１ｈを形成するセラミック材料や伝送線路１０６，１０８等を形成する導電材料の材料定数、電気的特性等がロットによって変化することがあり、そのような材料を用いて同じ設計で誘電体共振器を製作すると、周波数特性が設計値よりずれ、十分な共振特性が得られなくなる不都合がある。従って、所望する周波数特性を備えた誘電体共振器を得るには、セラミック材料や導電材料の材料定数等に基づいて新たに最適な設計値を求めた上、設計値通りの寸法で伝送線路１０６，１０８やビアホ−ル導体１０７等を形成するようにしなければならない。しかし、セラミック材料や導電材料の材料定数等が変わる度に設計のやり直しを行なっていたのでは、設計業務が極めて煩雑になる上に、パターンの形成に用いる印刷用マスク等の種類も数多く必要となり、誘電体共振器の生産性が著しく低下する欠点を有していた。
【０００８】
本発明は上記欠点に鑑み案出されたもので、その目的は、簡単な設計変更で所望する周波数特性を得ることが可能な高生産性の誘電体共振器を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の誘電体共振器は、複数の誘電体層を積層してなる積層体の両主面及び端面にグランド電極を被着させるとともに、前記誘電体層間に積層体の端面で前記グランド電極に接続される主伝送線路を備えたストリップラインを有する誘電体共振器において、前記主伝送線路と前記積層体の一主面との間に位置する誘電体層間に、前記積層体の端面でグランド電極に接続される補助伝送線路が介在されており、かつ前記主伝送線路と前記積層体の一主面との間に位置する誘電体層中に、前記補助伝送線路及び主伝送線路の双方の伝送線路に接続されるとともに、一端側を前記積層体の一主面にグランド電極に接続させることなく導出させたビアホール導体を配置したことを特徴とするものである。
【００１０】
【作用】
本発明の誘電体共振器は、主伝送線路と積層体の一主面との間に位置する誘電体層間に、積層体の端面でグランド電極に接続される補助伝送線路を配置させ、同時に、主伝送線路と積層体の一主面との間に位置する誘電体層中に補助伝送線路及び主伝送線路の双方の伝送線路に接続されるとともに、一端側を積層体の一主面にグランド電極に接続させることなく導出させたビアホール導体を配置させるようにしたものであり、補助伝送線路の位置を上下方向に変更して補助伝送線路を積層体の一主面から適性な距離にある誘電体層間に配置させるだけの簡単な設計変更により、共振周波数を低下させる方向に微調整することができ、誘電体層や主伝送線路等の他の構成要素の寸法等を変更することなく所望する周波数特性を得ることが可能となる。これにより、誘電体共振器の生産性が大幅に向上される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る誘電体共振器の外観斜視図、図２は図１の誘電体共振器の上面図、図３は図１のＡ−Ａ´線断面図である。
【００１２】
同図に示す誘電体共振器１は、誘電体層から成る積層体１０の両主面及び端面に、グランド電位（ＧＮＤ）に保持されるグランド電極２１、２２，２３が形成されるとともに、積層体１０の内部にストリップライン３０が形成されてなる。
【００１３】
積層体１０は図３に示すように誘電体層１１ａ〜１１ｈが厚み方向に積層されており、各誘電体層１１ａ〜１１ｈの材質としては、誘電体セラミック材料と低温焼成が可能な酸化物や低融点ガラス材料とが用いられる。具体的には、誘電体セラミック材料として、例えば、ＢａＯ−ＴｉＯ２系、Ｃａ−ＴｉＯ２系、ＭｇＯ−ＴｉＯ２系セラミック材料が、また、低温焼成が可能な酸化物として、例えば、ＢｉＶＯ４、ＣｕＯ、Ｌｉ２Ｏ、Ｂ２Ｏ３等が用いられる。また誘電体層１１ａ〜１１ｈは１層あたり例えば５０〜３００μｍ程度の厚みを有している。
【００１４】
グランド電極２１，２２，２３は、Ａｇ、Ａｇ−Ｐｄ、Ｃｕなどを主成分とする導体材料からなり、積層体１０の一主面に形成されたグランド電極２１と、積層体１０の他主面に形成されたグランド電極２２と、積層体１０の端面全面に形成されたグランド電極２３とで構成されている。
【００１５】
ストリップライン３０は、誘電体層１１ａ〜１１ｈとなるセラミックグリーンシートにＡｇ、Ａｇ−Ｐｄ、Ｃｕなどを主成分とする導体材料をスクリーン印刷等によって印刷・塗布し、これを誘電体層と同時に焼成することによって形成される。
【００１６】
このようなストリップライン３０は、主伝送線路３１、副伝送線路３２、補助伝送線路３３及びビアホール導体３４ａ，３４ｂとで構成されており、その途中に折り返し構造を有している。
【００１７】
主伝送線路３１は、誘電体層１１ｄ、１１ｅ間に上下面グランド電極２１、２２に対向して形成され、その一端側は積層体端面のグランド電極２３に、他端側はビアホール導体３４ａに接続される。
【００１８】
また副伝送線路３２は、主伝送線路３１の他端側でビアホール導体３４ａと電気的に接続され、主伝送線路３１の一端側に向けて折り返すように配されている。
【００１９】
一方、補助伝送線路３３は、主伝送線路３１と積層体１０の一主面との間の誘電体層間に介在され、その一端側を積層体１０の端面でグランド電極２３と電気的に接続している。そして、このような補助伝送線路３３と先に述べた主伝送線路３１の双方の伝送線路３１，３３には、主伝送線路３１の一端寄りに埋設されているビアホール導体３４ｂが電気的に接続されており、かかるビアホール導体３４ｂの一端（図中の上端部）をグランド電極２１に接続させることなく積層体１０の一主面まで導出させてある。前記ビアホール導体３４ｂの導出部の周囲にはビアホール導体３４ｂとグランド電極２１とを電気的に分離するための環状の切り欠き等が設けられており、これによってビアホール導体３４ｂの一端側を積層体１０の一主面上で浮島電極状の開放端子となしている。
【００２０】
ここで、ビアホール導体３４ｂの導出部は、グランド電極２１と接続されていない開放端となっているため、この導出部をグランド電位に接続する場合に比し共振周波数を低下させることが可能となっている。
【００２１】
また、この時、周波数の低下量は、積層体１０の一主面から補助伝送線路３３間の距離ｄに依存し、距離ｄが大きくなるほど周波数の低下量も大きくなるようになっている。従って、事前のシミュレーション結果により、補助伝送線路３３の介在位置を適正な誘電体層間に選定することが重要である。
【００２２】
尚、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更・改良等が可能である。
【００２３】
例えば上述の実施形態では説明を簡略化するために１個のストリップラインを用いた誘電体共振器を例にとって説明したが、これに代えて、図４に示す如く２個のストリップラインを用いて構成したフィルタ回路等の誘電体共振器に本発明を適用する場合であっても上述の実施形態と同様の効果を得ることができ、更には３個以上のストリップラインを用いて構成した誘電体共振器にも本発明が適用可能であることは言うまでもない。
【００２４】
次に上述した誘電体共振器１における共振周波数の調整原理について図５を用いて説明する。
【００２５】
図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）において、ＳＬ１は主伝送線路３１の一端寄りに設けられたビアホ−ル導体３４ｂとの接続部から他端側のビアホ−ル導体３４ａとの接続部までの線路を、ＳＬ２はグランド電極２３と接続されている主伝送線路３１の一端部からビアホ−ル導体３４ｂとの接続部までの線路を、ＳＬ３はビアホ−ル導体３４ｂの主伝送線路接続部から補助伝送線路接続部までの線路を、ＳＬ４は補助伝送線路３３を、そしてＳＬ５はビアホ−ル導体３４ｂの補助伝送線路接続部から積層体１０の一主面までの線路に相当する。
【００２６】
ここで、まず、ビアホール導体３４ｂが、積層体１０の一主面上においてグランド電位に接続された状態は図５（ａ）の等価回路図で表すことができる。
本発明の誘電体共振器においてはビアホール導体３４ｂが、積層体１０の一主面上においてグランド電極２１と接続されることなく開放端子となっているため、図５（ｂ）に示すようにＳＬ５の一端側はグランド接続から開放状態となり、これは図５（ｃ）に示すようにＳＬ５をＣ５に置き換えた回路と等価になる。即ち、図５（ｄ）のＳＬ４の等価回路図に示すようにＳＬ４の誘導成分Ｌと容量成分Ｃに対して並列にＣ５が付加された形となっており、下記の数１で表される共振周波数ｆが低下する。
【００２７】
【数１】
2004032558.tif 000003
【００２８】
この時、Ｃ５の値は、積層体１０の一主面から補助伝送線路３３間の距離ｄに依存するため、距離ｄが大きくなるほどＣ５の値も大きくなり、それにつれて周波数の低下量も大きくなる。
【００２９】
このような原理により、ビアホール導体３４ｂを積層体１０の一主面上においてグランド電極２１と接続させず、補助伝送線路３３の位置を変えることで、図５（ｄ）の点線で示すように誘電体共振器の共振周波数を低下させることができる。
【００３０】
【発明の効果】
本発明の誘電体共振器によれば、補助伝送線路の位置を上下方向に変更して補助伝送線路を積層体の一主面から適性な距離にある誘電体層間に配置させるだけの簡単な設計変更により、共振周波数を低下させる方向に微調整することができ、誘電体層や主伝送線路等の他の構成要素の寸法等を変更することなく所望する周波数特性を得ることが可能となる。これにより、誘電体共振器の生産性が大幅に向上される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る誘電体共振器の外観斜視図である。
【図２】図１の誘電体共振器の上面図である。
【図３】図１のＡ−Ａ´線断面図である。
【図４】本発明の他の実施形態に係る誘電体共振器の上面図である。
【図５】（ａ）はＳＬ５がグランド電位に接続された状態を示す等価回路図、（ｂ）はＳＬ５がグランド電位に接続されない状態を示す等価回路図、（ｃ）はＳＬ５をＣ５として表した等価回路図、（ｄ）はＳＬ４をＬとＣで表した等価回路図である。
【図６】従来の積層型誘電体共振器の外観斜視図である。
【図７】図６の積層型誘電体共振器の上面図である。
【図８】図６のＢ−Ｂ´線断面図である。
【符号の説明】
１・・・誘電体共振器
１０・・・積層体
２１，２２，２３・・・グランド電極
３０・・・ストリップライン
３１・・・主伝送線路
３２・・・副伝送線路
３３・・・補助伝送線路
３４ａ，３４ｂ・・・ビアホール導体
【図１】
2004032558.tif 000004
【図２】
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【図３】
2004032558.tif 000006
【図４】
2004032558.tif 000007
【図５】
2004032558.tif 000008
【図６】
2004032558.tif 000009
【図７】
2004032558.tif 000010
【図８】
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