JP3344428B2 - 誘電体共振器および誘電体共振部品 - 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、誘電体共振器および
誘電体共振部品に関し、より特定的には、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
た構造の誘電体共振器および誘電体共振部品に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、高周波帯域（例えば、ＶＨＦ〜Ｓ
ＨＦ帯）で用いられる小型で高いＱ（低損失）の共振器
としては、同軸型の誘電体共振器が良く知られている。
図２２および図２３は、それぞれ特公平３−７０４０３
号公報に開示された従来の誘電体共振器の構成を示す図
である。なお、図２２（ａ），図２３（ａ）は、それぞ
れの誘電体共振器の縦断面図を示し、図２２（ｂ），図
２３（ｂ）は、それぞれの誘電体共振器の正面図を示し
ている。

【０００３】まず、図２２に示す誘電体共振器の構成を
説明する。図２２において、円柱状の誘電体ブロック１
の中心部には、軸方向に沿って延びる内導体形成孔５が
設けられている。内導体形成孔５の内周面には、その全
体に内導体２が形成されている。また、誘電体ブロック
１の外周面には、一方端面１ａを除く部分に外導体４が
形成されている。したがって、誘電体ブロック１の一方
端面１ａは内導体２と外導体４とが開放された開放端面
となっており、誘電体ブロック１の他方端面１ｂは内導
体２と外導体４とが短絡された短絡端面になっている。
また、図２２に示す誘電体共振器では、内導体形成孔５
の内部に段差部５１が設けられている。これによって、
段差部５１を境界として、互いに線路インピーダンスが
異なる２つの共振部ｒ１，ｒ２が形成される。そして、
開放端面１ａに近い側の共振部ｒ１の線路長Ｌ₁ と、短
絡端面１ｂに近い側の共振部ｒ２の線路長Ｌ₂ とは、互
いに等しい長さに選ばれている。なお、図２２に示す誘
電体共振器では、スプリアス共振周波数を基本共振周波
数の整数倍から外すことを目的として、段差部５１を設
けている。

【０００４】一方、図２３に示す誘電体共振器は、図２
２に示す誘電体共振器とほぼ同様の構成であり、相当す
る部分には同一の参照番号を付しておく。図２３に示す
誘電体共振器では、誘電体ブロック１の外周面に段差部
１０１が設けられている。この段差部１０１も前述の段
差部５１と同様の目的で設けられており、開放端面１ａ
に近い側の共振部ｒ１の線路長Ｌ₁ と、短絡端面１ｂに
近い側の共振部ｒ２の線路長Ｌ₂ とが互いに等しい長さ
に選ばれている。

【０００５】ところで、高周波帯域の無線通信装置等に
用いられる各種フィルタ（帯域通過フィルタ：ＢＰＦ，
帯域阻止フィルタ：ＢＥＦ等）や発振器等では、特性の
向上および装置の小型化を図るために、複数の誘電体共
振器により構成される誘電体共振部品を採用することが
多い。従来、このような誘電体共振部品は、例えば図２
２または図２３に示すような単体の誘電体共振器を複数
個準備し、それらを１つのケース内に並べて収納し、各
誘電体共振器を外部結合素子によって結合することによ
り、所望の周波数特性を得るようにしていた。しかしな
がら、このような構成では、部品点数が多くなり、また
重量も重くなってしまう。そのため、より一層小型化，
軽量化された誘電体共振部品の実現が要望されていた。
特に、最近の移動体通信機器（携帯電話，自動車電話
等）では、その用途の性質上、そこに用いられる共振部
品は小型，軽量であることが強く要請される。

【０００６】そこで、単一の誘電体ブロック内に複数の
誘電体共振器を一体的に形成することにより、さらに小
型化および軽量化を図った誘電体共振部品がすでに実現
されている。図２４は、そのような従来の誘電体共振部
品の構成を示す分解斜視図である。図２４において、略
六面体形状の誘電体ブロック１には、例えば３つの内導
体形成孔Ｈ１〜Ｈ３と、各内導体形成孔間に配置された
結合孔ｈ１，ｈ２とが設けられている。内導体形成孔Ｈ
１〜Ｈ３の各内面には内導体が形成され、開放端面１ａ
を除く誘電体ブロック１の外周には外導体４が形成され
ている。いわゆる樹脂ピンＰ１，Ｐ３は、それぞれ、樹
脂部分Ｐ１ａ，Ｐ３ａと、信号入出力端子Ｐ１ｂ，Ｐ３
ｂとを含む。これら２つの樹脂ピンＰ１，Ｐ３を、それ
ぞれ誘電体ブロック１の開放端面１ａ側から内導体形成
孔Ｈ１，Ｈ３に挿入することによって、信号入出力端子
Ｐ１ｂ，Ｐ３ｂが内導体形成孔Ｈ１，Ｈ３内の内導体と
容量結合する。カバー１００は、誘電体ブロック１およ
び樹脂ピンＰ１，Ｐ３を保持すると共に、電磁界リーク
防止のために誘電体ブロック１の開放端面１ａを覆う役
割を果たす。誘電体ブロック１に樹脂ピンＰ１，Ｐ３を
挿入し、カバー１００を被せた後、このカバー１００を
外導体４に半田付けすることにより全体を一体化する。
なお、カバー１００の突出部１００ａ，１００ｂは、上
記誘電体共振部品を回路基板に実装する際に、接地端子
として機能する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】図２２および図２３に
示す誘電体共振器では、誘電体ブロック１の開放端面１
ａに外導体４が存在しないため、この開放端面１ａから
電磁界リークが生じるという問題点があった。すなわ
ち、開放端面１ａに他の回路要素の導体が近接すると、
当該他の回路要素が悪影響を受ける。逆に、誘電体共振
器が外部の電磁界と結合して、誘電体共振器としての所
期の特性が得られなくなる。また、図２２および図２３
に示す誘電体共振器では、共振周波数を変えるために
は、誘電体ブロック１の軸長（Ｌ₁ ＋Ｌ₂ ）を変えなけ
ればならない。そのため、必要とされる共振周波数が異
なる毎に、サイズの異なる誘電体ブロックを準備しなけ
ればならず、部品の標準化が図れない。その結果、量産
性が低下し、製品のコストが高くなるという問題点もあ
った。

【０００８】一方、図２４に示す誘電体共振部品では、
誘電体ブロック１にカバー１００を被せることによって
開放端面１ａからの電磁界リークを低減するようにして
いるが、このようなカバー１００を設けても開放端面１
ａからの電磁界リークを完全に防止することはできな
い。そのため、開放端面１ａからの電磁界リークが依然
として発生し、他の回路要素との間で不都合が生じると
いう問題点があった。また、部品点数が増えるととも
に、カバー１００の厚みにより誘電体共振部品の低背化
が困難になるという問題点もあった。さらに、図２４に
示す誘電体共振部品では、図２２および図２３に示す誘
電体共振器と同様に、各誘電体共振器の共振周波数を変
えるためには、誘電体ブロック１のサイズを変えなけれ
ばならない。したがって、部品の標準化が図れず、製品
のコストが高くなるという問題点もあった。さらに、図
２４に示す誘電体共振部品では、誘電体ブロック１のサ
イズを変えることなく、各誘電体共振器間の結合度や結
合関係（誘導性結合か、容量性結合か）を変えるために
は、外付けの結合素子（コンデンサ，コイル等）を必要
とし、部品点数が増えるという問題点もあった。

【０００９】それゆえに、この発明の目的は、電磁界リ
ークの発生をほぼ完全に防止でき、特性の調整が容易
で、かつ小型の誘電体共振器を提供することである。こ
の発明の他の目的は、電磁界リークの発生をほぼ完全に
防止でき、特性の調整が容易で、かつ小型の誘電体共振
部品を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
その内部に内導体形成孔が設けられた誘電体ブロック
と、内導体形成孔の内周面に形成された内導体と、誘電
体ブロックの外周面に形成された外導体とを備える誘電
体共振器であって、内導体形成孔の内部の任意の位置に
は、段差部が設けられており、外導体は、誘電体ブロッ
クの外周面の全体を覆うように形成されており、内導体
形成孔の内部であって、内導体形成孔の内径が大きい側
の一端開口部の近傍には、内導体の非形成部が設けられ
ており、 段差部を境界として、互いに線路インピーダン
スが異なる２つの共振部が形成されていることを特徴と
する。

【００１１】請求項２に係る発明は、請求項１に係る発
明において、段差部を境界として形成される２つの共振
部は、それぞれの線路長が互いに異なる長さに選ばれて
いることを特徴とする。

【００１２】請求項３に係る発明は、その内部に複数の
内導体形成孔が設けられた誘電体ブロックと、各内導体
形成孔の内周面に形成された内導体と、誘電体ブロック
の外周面に形成された外導体とを備える誘電体共振部品
であって、各内導体形成孔の内部の任意の位置には、段
差部が設けられており、外導体は、誘電体ブロックの外
周面の全体を覆うように形成されており、各内導体形成
孔の内部であって、各内導体形成孔の内径の大きい側の
一端開口部の近傍には、内導体の非形成部が設けられて
おり、各内導体は、外導体と協働して、それぞれ個別に
誘電体共振器を構成しており、各誘電体共振器は、段差
部を境界として、互いに線路インピーダンスが異なる２
つの共振部を有することを特徴とする。

【００１３】

【００１４】

【作用】請求項１に係る発明においては、誘電体ブロッ
クの外周面の全体を覆うように外導体を形成し、内導体
形成孔の内部に内導体の非形成部を設けることにより、
共振器の開放端からの電磁界リークをほぼ完全に防止す
るようにいている。また、内導体形成孔の内部に内導体
の非形成部を設けたため、内導体の先端に先端容量が接
続される。その結果、誘電体ブロックの軸長を短くで
き、誘電体共振器の小型化が図れる。さらに、誘電体ブ
ロックの外形寸法を変えることなく、内導体の非形成部
の幅，形成位置や、段差部の高さ，形成位置等を変更す
るだけで、誘電体共振器の特性（共振周波数等）を変化
させることができる。したがって、部品の標準化が図
れ、製品のコストを下げることができる。

【００１５】請求項２に係る発明においては、段差部を
境界として形成される２つの共振部の線路長を互いに異
なる長さに選ぶことにより、誘電体ブロックの軸長をさ
らに短くしている。

【００１６】請求項３に係る発明においては、誘電体ブ
ロックの外周面の全体を覆うように外導体を形成し、各
内導体形成孔の内部に内導体の非形成部を設けることに
より、各誘電体共振器の開放端からの電磁界リークをほ
ぼ完全に防止するようにしている。また、従来の誘電体
共振部品のようなカバーを設ける必要がないため、部品
点数の削減化および低背化を図ることができる。さら
に、誘電体ブロックの外形寸法を変えることなく、また
外付けの結合素子による調整を行うことなく、内導体の
非形成部の幅，形成位置や、段差部の高さ，形成位置等
を変更するだけで、誘電体共振部品の特性（各誘電体共
振器の共振周波数，各誘電体共振器間の結合定数，各誘
電体共振器間の結合関係）を変化させることができる。
したがって、部品の標準化および部品点数の削減が図れ
る。

【００１７】

【００１８】

【実施例】図１は、この発明の一実施例の誘電体共振器
を中央の水平面で切断して分離した状態を示す切断斜視
図である。図２は、図１に示す誘電体共振器の切断面を
上から見た状態を示す断面図である。図１および図２に
おいて、略直方体形状の誘電体ブロック１には、互いに
対向する第１の端面１ｃから第２の端面１ｄに向けて貫
通する内導体形成孔５が設けられる。誘電体ブロック１
の外周面には、その六面全体を覆うように外導体４が焼
き付けまたは無電解メッキ等の手法により形成される。
内導体形成孔５の内部には、所定の位置に段差部５１が
設けられる。そのため、内導体形成孔５の内部では、誘
電体ブロック１の第１の端面１ｃから段差部５１までの
間の直径ｄ１が、第２の端面１ｄから段差部５１までの
直径ｄ２よりも大きくなっている（ｄ１＞ｄ２）。内導
体形成孔５の内周面には、焼き付けまたは電解メッキ等
の手法により、内導体２が形成される。当初、内導体２
は内導体形成孔５の内周面の全体に形成される。しか
し、その後、内導体形成孔５の内径が大きい側に係る一
端開口部の内導体２の一部分が削除される。これによっ
て、内導体形成孔５の内径が大きい側の一端開口部から
少し奥に入った位置には、内導体非形成部２ａが設けら
れる。なお、誘電体ブロック１の第１の端面１ｃに形成
された外導体４と連接する内導体２の一部が、先端導体
２０として、除去されずに残されている。これによっ
て、内導体２と先端導体２０との間で先端容量Ｃｓが発
生する。

【００１９】上記のように、図１および図２の誘電体共
振器では、誘電体ブロック１の外周面の全体が外導体４
によって覆われており、かつ内導体非形成部２ａが内導
体形成孔５の一端開口部から少し奥に入った位置に形成
されているため、誘電体共振器外部への電磁界リークを
ほぼ完全に防止できる。

【００２０】図３は、図１および図２に示す誘電体共振
器の等価回路図である。図３に示すように、外導体４は
接地され、入出力信号は内導体２の先端開放部から取り
出される。また、段差部５１を境界として、２つの共振
部ｒ１，ｒ２が形成される。第１の端面１ｃに近い側の
第１の共振部ｒ１の線路インピーダンスＺ₁ と、第２の
端面１ｄに近い側の第２の共振部ｒ２の線路インピーダ
ンスＺ₂ とは、互いに異なる値になっている（Ｚ₁ ≠Ｚ
₂ ）。また、第１の共振部ｒ１の実線路長Ｌ₁と、第２
の共振部ｒ２の実線路長Ｌ₂ とは、互いに異なる長さに
選ばれている（Ｌ₁ ≠Ｌ₂ ）。なお、第１の共振部ｒ１
の先端には、先端容量Ｃｓが結合されている。

【００２１】ここで、無損失とすると、第１および第２
の共振部ｒ１およびｒ２の全体としての入力インピーダ
ンスＺ_R は、 Ｚ_R ＝ｊＺ₁ （Ｚ₂ ｔａｎθ₂ ＋Ｚ₁ ｔａｎθ₁ ） ／（Ｚ₁ −Ｚ₂ ｔａｎθ₁ ｔａｎθ₂ ） …（１） となる。ただし、上式（１）において、θ₁ およびθ₂
は、それぞれ、第１および第２の共振部ｒ１およびｒ２
の電気長を示し、 θ₁ ＝Ｌ₁ ・ω（ε_r ）^1/2 ／Ｃ θ₂ ＝Ｌ₂ ・ω（ε_r ）^1/2 ／Ｃ となる。

【００２２】また、先端容量Ｃｓを含めた共振系全体の
入力インピーダンスＺ_inは、 Ｚ_in＝Ｚ_R ／（１＋ｊωＣｓＺ_R ） …（２） となる。

【００２３】上式（２）に上式（１）を代入して整理す
ると、 Ｚ_in＝ｊＺ₁ （Ｚ₂ ｔａｎθ₂ ＋Ｚ₁ ｔａｎθ₁ ） ／｛Ｚ₁ −Ｚ₂ ｔａｎθ₁ ｔａｎθ₂ −ωＣｓＺ₁ （Ｚ₂ ｔａｎθ₂ ＋Ｚ₁ ｔａｎθ₁ ）｝ …（３） となる。ここで、共振時にはＺ_in＝∞となることから、
上式（３）の分母を０と置いて、共振条件式を求める
と、 ω₀ Ｃｓ＝（Ｚ₁ −Ｚ₂ ｔａｎθ₁ ’ｔａｎθ₂ ’） ／Ｚ₁ （Ｚ₂ ｔａｎθ₂ ’＋Ｚ₁ ｔａｎ θ₁ ’） …（３） となる。上式（３）が成立する周波数ω₀ で、図１に示
す誘電体共振器は共振する。なお、上式（３）におい
て、θ₁ ’およびθ₂ ’は、それぞれ、 θ₁ ’＝Ｌ₁ ・ω₀ （ε_r ）^1/2 ／Ｃ θ₂ ’＝Ｌ₂ ・ω₀ （ε_r ）^1/2 ／Ｃ である。

【００２４】図４は、図１に示す本実施例の誘電体共振
器または図２２に示す従来の誘電体共振器が上式（３）
の共振条件を満たす場合において、各共振部の線路長比
Ｌ₁／Ｌ₂ と全線路長Ｌ（＝Ｌ₁ ＋Ｌ₂ ）との関係を示
すグラフである。図４を参照すると、本実施例の誘電体
共振器のように内導体２の先端に先端容量Ｃｓが付加さ
れた場合（先端容量Ｃｓが５ｐＦまたは１０ｐＦの場
合）、従来の誘電体共振器のように先端容量Ｃｓが付加
されない場合（先端容量Ｃｓが０ｐＦの場合）に比べ
て、全線路長Ｌが短縮されることが判る。その結果、誘
電体ブロック１のサイズが小さくなり、誘電体共振器が
小型化される。また、第１の共振部ｒ１の線路長Ｌ₁ と
第２の共振部ｒ２の線路長Ｌ₂ とが異なるとき（Ｌ₁ ≠
Ｌ₂ のとき）に、全線路長Ｌが最も短い長さＬ_min とな
ることが判る。本実施例の誘電体共振器は、全線路長Ｌ
が最も短い長さＬ_min となるように、各線路長Ｌ₁ ，Ｌ
₂ が互いに異なる長さに選ばれている。

【００２５】ところで、前式（３）から判るように、先
端容量Ｃｓの容量値を変えれば、共振周波数ω₀ が変化
する。ここで、先端容量Ｃｓは、内導体非形成部２ａの
幅を変えることによって調整が可能である。また、共振
周波数ω₀ は、各共振部ｒ１，ｒ２の線路インピーダン
スＺ₁ ，Ｚ₂ や線路長Ｌ₁ ，Ｌ₂ を変えることによって
も変化する。これら線路インピーダンスＺ₁ ，Ｚ₂ や線
路長Ｌ₁ ，Ｌ₂ は、内導体非形成部２ａの形成位置、段
差部５１の高さ，形成位置を変えることによって調整が
可能である。このように、本実施例の誘電体共振器は、
誘電体ブロック１の外形寸法を変えることなく特性の調
整が行える。したがって、異なる共振周波数間で部品を
共通化することが可能となり、量産性が向上する。その
結果、製品のコストを下げることができる。

【００２６】図５は、この発明の他の実施例の誘電体共
振器の構成を示す図であり、特に、図５（ａ）は誘電体
共振器の縦断面図を示し、図５（ｂ）は誘電体共振器の
正面図を示している。図５に示す実施例では、内導体形
成孔５の内部には段差部は設けられておらず、誘電体ブ
ロック１の外周面に段差部１０１が設けられている。図
５に示す実施例のその他の構成は、図１および図２に示
す実施例の構成と同様であり、相当する部分には同一の
参照番号を付し、その説明を省略する。このように、誘
電体ブロック１の外周面に段差部１０１を形成した場合
も、図１の実施例と同様に、段差部前後での線路インピ
ーダンスが変化する。したがって、段差部の位置や高さ
を変えることで、誘電体共振器の特性を変えることがで
きる。

【００２７】なお、他の変形実施例として、図６に示す
ように誘電体ブロック１の断面形状を円形状に変更して
もよく、また図７に示すように内導体形成孔５の断面形
状を正方形状に変更してもよい。さらに、誘電体ブロッ
ク１または内導体形成孔５は、その他の形状であっても
よい。

【００２８】図８は、この発明の一実施例に係る誘電体
共振部品の構成を示す外観斜視図である。図８におい
て、略六面体形状の誘電体ブロック１には、互いに対向
する第１の端面１ｃから第２の端面１ｄに向けて貫通す
る複数の（図示では２つの）内導体形成孔５ａ，５ｂが
設けられる。誘電体ブロック１の外周面には、略全体を
覆うように外導体４が、焼き付けまたは無電解メッキ等
の手法により形成されている。また、誘電体ブロック１
の外周面には、外導体４と電気的に絶縁された状態で、
２つの信号入出力電極９ａ，９ｂが、焼き付けまたは無
電解メッキ等の手法により形成されている。

【００２９】図９は、図８に示す誘電体共振部品の線Ａ
−Ａ’に沿う断面図である。図９に示すように、内導体
形成孔５ａ，５ｂの各内周面には、内導体２が焼き付け
または無電解メッキ等の手法により形成されている。内
導体形成孔５ａ，５ｂのそれぞれの内部には、段差部５
１が設けられている。これによって、内導体形成孔５
ａ，５ｂの内部では、誘電体ブロック１の第１の端面１
ｃから段差部５１までの間の直径ｄ１が、第２の端面１
ｄから段差部５１までの直径ｄ２よりも大きくなってい
る（ｄ１＞ｄ２）。内導体２は、内導体形成孔５ａ，５
ｂの内径が大きい側の各一端開口部近傍において、部分
的に削除されている。これによって、内導体形成孔５
ａ，５ｂの内径が大きい側の各一端開口部から少し奥に
入った位置に内導体非形成部２ａが設けられている。な
お、内導体形成孔５ａ，５ｂの各一端開口部に連接する
部分の内導体２が、先端導体２０として、除去されずに
残されている。これによって、内導体形成孔５ａ，５ｂ
内の各内導体２と先端導体２０との間で先端容量Ｃｓが
生じる。なお、内導体形成孔５ａ，５ｂ内の各内導体２
と信号入出力電極９ａ，９ｂとの間には、それぞれ外部
結合容量Ｃｅ（図１０参照）が生じる。

【００３０】図８および図９に示す誘電体共振部品は、
部品点数が極めて少ないため、小型でかつ軽量である。
また、回路基板への表面実装が可能である。さらに、誘
電体ブロック１の外周面の略全体が外導体４によって覆
われており、かつ内導体非形成部２ａが内導体形成孔５
ａ，５ｂの各一端開口部から少し奥に入った位置に形成
されているため、誘電体共振器外部への電磁界リークを
ほぼ完全に防止できる。

【００３１】図１０は、図８および図９に示す誘電体共
振部品の等価回路図である。図１０に示すように、図８
および図９に示す誘電体共振部品は、内導体形成孔５ａ
側の誘電体共振器Ｒ１と、内導体形成孔５ｂ側の誘電体
共振器Ｒ２とが、いわゆるコムライン結合された構成と
なっている。誘電体共振器Ｒ１，Ｒ２と接地された外導
体４との間には、それぞれ先端容量Ｃｓが生じる。ま
た、誘電体共振器Ｒ１と信号入出力電極９ａとの間、お
よび誘電体共振器Ｒ２と信号入出力電極９ｂとの間に
は、それぞれ外部結合容量Ｃｅが生じる。

【００３２】上記誘電体共振器Ｒ１，Ｒ２は、それぞれ
段差部５１を境界として、第１および第２の共振部ｒ１
およびｒ２を含む。図９に示すように、第１の共振部ｒ
１の線路長はＬ₁ であり、第２の共振部ｒ２の線路長は
Ｌ₂ である。図１に示す誘電体共振器と同様に、線路長
Ｌ₁ と線路長Ｌ₂ は異なる長さに選ばれている。これに
よって、誘電体ブロック１の軸長（各内導体形成孔５
ａ，５ｂの軸方向の長さ）を短くすることができる。

【００３３】ここで、第１の共振部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をそれぞれＺe₁
およびＺo₁とし、第２の共振部ｒ２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をそれぞれＺe₂およ
びＺo₂とすると、誘電体共振器Ｒ１，Ｒ２は、 Ｚe₁／Ｚe₂≠Ｚo₁／Ｚo₂ のときに互いに結合する。また、 Ｚe₁／Ｚe₂＞Ｚo₁／Ｚo₂ の場合は、容量性結合の傾向が強くなり、誘電体共振部
品の通過帯域は狭くなる。一方、 Ｚe₁／Ｚe₂＜Ｚo₁／Ｚo₂ の場合は、誘導性結合の傾向が強くなり、誘電体共振部
品の通過帯域は広くなる。

【００３４】図８および図９に示す実施例では、Ｌ₁ と
Ｌ₂ の比、ｄ１とｄ２の比等を変えることにより、各誘
電体共振器間の結合関係を、容量性結合，誘導性結合の
いずれにすることもでき、またその程度も調整すること
ができる。したがって、特性の変更のために誘電体ブロ
ック１の外形寸法を変える必要がなくなるので、部品の
標準化が図れ、量産性を向上できる。

【００３５】さらに、図８および図９に示す実施例で
は、内導体形成孔５ａ，５ｂの直径ｄ１を変えることに
より、前述の外部結合容量Ｃｅの容量値を変えることが
できる。例えば、直径ｄ１を大きくすると、各内導体２
と入出力電極９ａ，９ｂとの間の距離が接近するため、
外部結合容量Ｃｅが大きくなる。この場合、入出力電極
９ａ，９ｂのサイズを小さくすることができるため、電
磁界リークの発生をさらに抑制できる。また、外導体４
の削除面積が小さくなるため、特性の改善が図れる。さ
らに、上記実施例は、スプリアス共振周波数を誘電体共
振部品の基本共振周波数の整数倍から外すことができる
ため、スプリアス性ノイズを大幅に低減させることがで
きる。

【００３６】なお、図８および図９に示す実施例では、
内導体形成孔５ａ，５ｂの内部に段差部５１を設けた
が、図１１に示すように誘電体ブロック１の外周に段差
部１０１を設け、それによって段差部前後での線路イン
ピーダンスを異ならせるようにしてもよい。

【００３７】一般的に、単一の誘電体ブロック内で複数
の誘電体共振器を結合させた構成の誘電体共振部品（例
えば、図８および図９に示すような誘電体共振部品）
は、図１２に示すように、π型等価回路によって表現で
きる。ここで、直列枝Ｙ₁ が各誘電体共振器の結合に関
与している。この直列枝Ｙ₁ の周数特性が誘電体共振部
品の周波数特性に減衰極を発生させる原因となる。

【００３８】ところで、誘電体ブロックに設けられた各
内導体形成孔のすべてが段差部を有していないストレー
ト孔である場合、直列枝Ｙ₁ のアドミタンスが０となる
周波数と、並列枝Ｙ₂ のアドミタンスが０となる周波数
とは等しく、そのままでは結合しないが、各誘電体共振
器に付加された先端容量Ｃｓのため、並列枝Ｙ₂ のアド
ミタンスが０となる周波数が低くなって、通過帯域の高
域側に直列枝Ｙ₁ による減衰極Ｐ_H が発生する（図１３
参照）。すなわち、この場合、各誘電体共振器は誘導性
結合されている。

【００３９】一方、誘電体ブロックに設けられた各内導
体形成孔のすべてが段差部を有しているステップ孔であ
る場合、直列枝Ｙ₁ のアドミタンスが０となる周波数
は、元々並列枝Ｙ₂ のアドミタンスが０となる周波数よ
りも低い周波数であるため、先端容量Ｃｓが存在しない
場合でも通過帯域の低域側に減衰極Ｐ_L が発生する（図
１４参照）。すなわち、この場合、各誘電体共振器は容
量性結合されている。なお、この場合、各誘電体共振器
に先端容量Ｃｓが付加されると、並列枝Ｙ₂ のアドミタ
ンスが０となる周波数が低くなって、減衰極は中心周波
数ｆ₀ に近くなる。そして、先端容量Ｃｓがさらに大き
くなると、通過帯域の高域側に減衰極が発生する。

【００４０】上記のように、内導体形成孔として、スト
レート孔のみを設けた場合、またはステップ孔のみを設
けた場合、減衰極は通過帯域の高域側または低域側のい
ずれか片側にのみ現れることになる。そのため、波形の
対称性が悪くなり、誘電体共振部品を、高域側および低
域側の両方に減衰極が必要な用途（例えば、バンド・パ
ス・フィルタ）に適用することが困難になる。

【００４１】そこで、上記のような問題点を解消し得る
誘電体共振部品を以下に説明する。図１５は、この発明
のさらに他の実施例の誘電体共振部品の構成を示す断面
図である。図１５に示す実施例では、誘電体ブロック１
に内導体形成孔として、段差部５１を有するステップ孔
５ｃと、段差部を有しないストレート孔５ｄ，５ｅとが
設けられる。ストレート孔５ｄは誘電体ブロック１の中
央に配置され、その左右両側にステップ孔５ｃ，ストレ
ート孔５ｅが配置される。その他の構成は、図８および
図９に示す実施例と同様であり、相当する部分には同一
の参照番号を付し、その説明を省略する。上記のような
構成を有する図１５の誘電体共振部品では、ステップ孔
５ｃとストレート孔５ｄは、容量性の結合をし、低域に
減衰極を発生させる。一方、ストレート孔５ｄと５ｅ
は、誘導性の結合をし、高域に減衰極を発生させる。し
たがって、全体としての周波数特性は、図１６に示すよ
うに、通過帯域の低域側および高域側の両方に減衰極Ｐ
_L ，Ｐ_H が発生することになる。

【００４２】図１７は、この発明のさらに他の実施例の
誘電体共振部品の構成を示す断面図である。図１７に示
す実施例では、誘電体ブロック１に内導体形成孔とし
て、段差部５１を有するステップ孔５ｆ，５ｉと、段差
部を有しないストレート孔５ｇ，５ｈとが設けられる。
ストレート孔５ｇ，５ｈは、誘電体ブロック１の中央に
隣接して配置され、その左右両側にステップ孔５ｆ，５
ｉが配置される。その他の構成は、図８および図９に示
す実施例と同様であり、相当する部分には同一の参照番
号を付し、その説明を省略する。上記のような構成を有
する図１７の誘電体共振部品では、ステップ孔５ｆとス
トレート孔５ｇおよびステップ孔５ｉとストレート孔５
ｈは、それぞれ容量性の結合をし、低域に減衰極を発生
させる。一方、ストレート孔５ｇと５ｈは、誘導性の結
合をし、高域に減衰極を発生させる。したがって、全体
としての周波数特性は、図１８に示すように、通過帯域
の低域側に２つの減衰極Ｐ_L1，Ｐ_L2、高域側に１つの減
衰極Ｐ_H が発生することになる。そのため、図１７に示
す誘電体共振部品は、高域側に比べて低域側により大き
な減衰度が要求される用途に適する。

【００４３】図１９は、この発明のさらに他の実施例の
誘電体共振部品の構成を示す断面図である。図１９に示
す実施例では、誘電体ブロック１に内導体形成孔とし
て、段差部５１を有するステップ孔５ｊと、段差部を有
しないストレート孔５ｋ，５ｍ，５ｎとが設けられる。
ストレート孔５ｋ，５ｍは、誘電体ブロック１の中央に
隣接して配置され、その左右両側にステップ孔５ｊ，ス
トレート孔５ｎが配置される。その他の構成は、図８お
よび図９に示す実施例と同様であり、相当する部分には
同一の参照番号を付し、その説明を省略する。上記のよ
うな構成を有する図１９の誘電体共振部品では、ステッ
プ孔５ｊとストレート孔５ｋは容量性の結合をし、低域
に減衰極を発生させる。一方、ストレート孔５ｋと５ｍ
およびストレート孔５ｍと５ｎは、それぞれ誘導性の結
合をし、高域に減衰極を発生させる。したがって、全体
としての周波数特性は、図２０に示すように、通過帯域
の低域側に１つの減衰極Ｐ_L 高域側に２つの減衰極
Ｐ_H1，Ｐ_H2が発生することになる。そのため、図１８に
示す誘電体共振部品は、低域側に比べて高域側により大
きな減衰度が要求される用途に適する。

【００４４】図２１は、この発明のさらに他の実施例の
誘電体共振部品の構成を示す断面図である。図２１に示
す実施例では、誘電体ブロック１に内導体形成孔とし
て、段差部５１を有するステップ孔５ｐ，５ｒと、段差
部を有しないストレート孔５ｑとが設けられる。ストレ
ート孔５ｑは誘電体ブロック１の中央に配置され、その
左右両側にステップ孔５ｐ，５ｒが配置される。その他
の構成は、図８および図９に示す実施例と同様であり、
相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明を省
略する。図２１に示す誘電体共振部品では、ステップ孔
５ｐとストレート孔５ｑは容量性の結合をし、低域に減
衰極を発生させる。ここで、ステップ孔５ｒはストレー
ト孔５ｑと誘導性の結合をするように、段差部５１の形
成位置および先端容量Ｃｓの容量値が、ステップ孔５ｐ
のそれらと異なるように選ばれている。したがって、ス
テップ孔５ｒとストレート孔５ｑは高域に減衰極を発生
させる。その結果、全体としての周波数特性は、図１５
に示す誘電体共振部品と同様に、通過帯域の低域側およ
び高域側の両方に減衰極Ｐ_L ，Ｐ_H が発生することにな
る（図１６参照）。

【００４５】

【発明の効果】請求項１に係る発明によれば、誘電体ブ
ロックの外周面の全体を覆うように外導体を形成し、内
導体形成孔の内部に内導体の非形成部を設けるようにし
たので、共振器の開放端からの電磁界リークをほぼ完全
に防止することができる。また、内導体形成孔の内部に
内導体の非形成部を設けたことにより、内導体の先端に
先端容量が接続されるので、誘電体ブロックの軸長を短
くでき、誘電体共振器の小型化が図れる。さらに、誘電
体ブロックの外形寸法を変えることなく、内導体の非形
成部の幅，形成位置や、段差部の高さ，形成位置等を変
更するだけで、誘電体共振器の特性（共振周波数等）を
変化させることができるので、部品の標準化が図れ、製
品のコストを下げることができる。

【００４６】請求項２に係る発明によれば、段差部を境
界として形成される２つの共振部の線路長を互いに異な
る長さに選んでいるので、誘電体ブロックの軸長をさら
に短縮化できる。

【００４７】請求項３に係る発明によれば、誘電体ブロ
ックの外周面の全体を覆うように外導体を形成し、各内
導体形成孔の内部に内導体の非形成部を設けるようにし
たので、各誘電体共振器の開放端からの電磁界リークを
ほぼ完全に防止することができる。また、電磁界リーク
を防止するためにカバーを設ける必要がないため、部品
点数の削減化および低背化を図ることができる。さら
に、誘電体ブロックの外形寸法を変えることなく、また
外付けの結合素子による調整を行うことなく、内導体の
非形成部の幅，形成位置や、段差部の高さ，形成位置等
を変更するだけで、誘電体共振部品の特性（各誘電体共
振器の共振周波数，各誘電体共振器間の結合定数，各誘
電体共振器間の結合関係）を変化させることができるの
で、部品の標準化および外付け部品の削減化を図ること
ができる。

【００４８】

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例の誘電体共振器の構成を示
す切断分離斜視図である。

【図２】図１に示す誘電体共振器の断面図である。

【図３】図１に示す誘電体共振器の等価回路図である。

【図４】図１に示す誘電体共振器または図２２に示す従
来の誘電体共振器が所定の共振条件を満たす場合におい
て、各共振部の線路長比Ｌ₁ ／Ｌ₂ と全線路長Ｌ（＝Ｌ
₁ ＋Ｌ₂ ）との関係を示すグラフである。

【図５】この発明の他の実施例の誘電体共振器の断面お
よび正面を示す図である。

【図６】この発明のさらに他の実施例の誘電体共振器の
構成を示す正面図である。

【図７】この発明のさらに他の実施例の誘電体共振器の
構成を示す正面図である。

【図８】この発明の一実施例の誘電体共振部品の構成を
示す斜視図である。

【図９】図８に示す誘電体共振部品の断面図である。

【図１０】図８に示す誘電体共振部品の等価回路図であ
る。

【図１１】この発明の他の実施例の誘電体共振部品の構
成を示す断面図である。

【図１２】単一の誘電体ブロック内で複数の誘電体共振
器を結合させた構成の誘電体共振部品をπ型回路で表し
た等価回路図である。

【図１３】内導体形成孔としてストレート孔のみが設け
られた誘電体共振部品の周波数特性を示すグラフであ
る。

【図１４】内導体形成孔としてステップ孔のみが設けら
れた誘電体共振部品の周波数特性を示すグラフである。

【図１５】周波数特性が改善されたこの発明の他の実施
例の誘電体共振部品の構成を示す断面図である。

【図１６】図１５に示す誘電体共振部品の周波数特性を
示すグラフである。

【図１７】周波数特性が改善されたこの発明のさらに他
の実施例の誘電体共振部品の構成を示す断面図である。

【図１８】図１７に示す誘電体共振部品の周波数特性を
示すグラフである。

【図１９】周波数特性が改善されたこの発明のさらに他
の実施例の誘電体共振部品の構成を示す断面図である。

【図２０】図１９に示す誘電体共振部品の周波数特性を
示すグラフである。

【図２１】周波数特性が改善されたこの発明のさらに他
の実施例の誘電体共振部品の構成を示す断面図である。

【図２２】従来の誘電体共振器の一例の断面および正面
を示す図である。

【図２３】従来の誘電体共振器の他の例の断面および正
面を示す図である。

【図２４】従来の誘電体共振部品の構成の一例を示す分
解斜視図である。

【符号の説明】

１： 誘電体ブロック ２： 内導体 ２ａ： 内導体非形成部 ２０： 先端導体 ４： 外導体 ５，５ａ〜５ｒ： 内導体形成孔 ５１，１０１： 段差部 ９ａ，９ｂ： 信号入出力電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 北市 幸裕 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株 式会社村田製作所内 (72)発明者 寄田 忠弘 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株 式会社村田製作所内 (72)発明者 松本 治雄 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株 式会社村田製作所内 (72)発明者 毛利 久志 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株 式会社村田製作所内 (56)参考文献 特開 昭61−52003（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−183603（ＪＰ，Ａ) 特表 昭59−500198（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01P 1/205

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 その内部に内導体形成孔が設けられた誘
   電体ブロックと、内導体形成孔の内周面に形成された内
   導体と、誘電体ブロックの外周面に形成された外導体と
   を備える誘電体共振器であって、 前記内導体形成孔の内部の任意の位置には、段差部が設
   けられており、 前記外導体は、前記誘電体ブロックの外周面の全体を覆
   うように形成されており、 前記内導体形成孔の内部であって、前記内導体形成孔の
   内径の大きい側の一端開口部の近傍には、前記内導体の
   非形成部が設けられており、 前記段差部を境界として、互いに線路インピーダンスが
   異なる２つの共振部が形成されていることを特徴とす
   る、誘電体共振器。
2. 【請求項２】 前記段差部を境界として形成される２つ
   の共振部は、それぞれの線路長が互いに異なる長さに選
   ばれていることを特徴とする、請求項１に記載の誘電体
   共振器。
3. 【請求項３】 その内部に複数の内導体形成孔が設けら
   れた誘電体ブロックと、各内導体形成孔の内周面に形成
   された内導体と、誘電体ブロックの外周面に形成された
   外導体とを備える誘電体共振部品であって、各 前記内導体形成孔の内部の任意の位置には、段差部が
   設けられており、 前記外導体は、前記誘電体ブロックの外周面の全体を覆
   うように形成されており、 各前記内導体形成孔の内部であって、各前記内導体形成
   孔の内径の大きい側の一端開口部の近傍には、前記内導
   体の非形成部が設けられており、 各前記内導体は、前記外導体と協働して、それぞれ個別
   に誘電体共振器を構成しており、 各前記誘電体共振器は、前記段差部を境界として、互い
   に線路インピーダンスが異なる２つの共振部を有するこ
   とを特徴とする、誘電体共振部品。