滤波器装置和滤波器特性的调整方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及利用电介质谐振元件的滤波器装置及其特性调整方法。
【背景技术】
[0002]电介质谐振元件通过在设有贯通孔的电介质块的外表面形成外导体并在贯通孔的内表面形成内导体来构成。电介质谐振元件构成为λ/4谐振器、λ/2谐振器，λ/4谐振器的内导体和外导体在贯通孔的一端侧分离并在另一端侧短路，λ/2谐振器的内导体和外导体在贯通孔的两端分别分离。此外，电介质谐振元件形成为仅设有1组贯通孔和内导体的单体型结构(下面，将该结构的电介质谐振元件称作离散谐振元件(discrete resonantelement))、设有多组贯通孔和内导体的多级型结构(下面，将该结构的电介质谐振元件称作块状谐振元件(bulk resonant element)) ο
[0003]在构成λ/4谐振器的离散谐振元件中，在内导体和外导体短路的短路端的附近发生电流集中从而Q值下降，为了使电流集中得到缓和，将短路端附近的外导体增厚。(例如，参照专利文献1)
此外，一般而言，利用多级型块状谐振元件来构成滤波器装置的情况下，通过在电介质块的内部产生的内导体间的互电容来实现谐振器间的耦合。另一方面，利用单体型离散谐振元件来构成滤波器装置的情况下，从贯通孔的开放端侧向贯通孔插入端子器具、经由端子器具将内导体与电容元件等其它电路元件进行连接，从而实现谐振器间的耦合。
[0004]这样，利用电介质谐振元件和端子器具来构成滤波器装置的情况下，具有如下特征:通过将任意电路元件进行组合来设定所希望的滤波特性变得容易，且滤波器装置的设计自由度较高。
[0005]此外，利用电介质谐振元件和端子器具来构成滤波器装置的情况下，为了防止由连接至端子器具的焊料、端子器具将开放端附近的内导体和外导体导通，通常在电介质谐振元件的端面设置将内导体和外导体进行分离的电极非形成部。而且，该情况下会在电介质谐振元件的表面露出未被外导体覆盖的部位，因此，离散谐振元件容易受到外部影响。于是，通常设置屏蔽构件以将离散谐振元件覆盖。此外，通常将屏蔽构件设置成露出一部分的离散谐振元件，以便进行离散谐振元件的外导体和/或内导体的局部修整(trimming)操作。
现有技术文献专利文献
[0006]专利文献1:日本专利特开平11-340713号公报
【发明内容】
发明所要解决的技术问题
[0007]近年来，无线通信频带的高频化正不断发展。由此，无线通信中利用从前未利用过的例如5GHz频带等频带。因此，希望将使用电介质谐振元件和端子器具的滤波器装置也与高频化了的频带进行对应。
[0008]然而，将使用电介质谐振元件和端子器具的滤波器装置与高频化了的频带进行对应时，需要将电介质谐振元件的尺寸相比现有尺寸大幅缩小。由此，不易实现各电路元件，进而难以将滤波器装置与高频化了的频带进行对应。
[0009]例如，若大幅缩小如专利文献1那样的构成λ/4谐振器的离散谐振元件，则作为将电介质谐振元件彼此进行耦合的耦合电容而所需的电容值显著减小。因此，为了实现所需耦合电容，在连接至端子器具的电路元件(电容元件)方面需要进行电极面积的微小化、特殊材料的使用等大幅度的设计变更，不易用一般的结构和/或简单的结构来实现电路元件(电容元件)。
[0010]此外，若将例如专利文献1那样的构成λ /4谐振器的离散谐振元件大幅缩小，则需要将屏蔽构件也缩小。于是，电介质谐振元件不易露出至外部，因此，难以进行滤波器装置的特性调整操作。
[0011]从而，本发明的目的在于提供滤波器装置及其特性调整方法，该滤波器装置在与比现有频带要高的高频化了的频带进行对应时，也能以一般的结构和/或简单的结构来实现电路元件，而且防止因高频化而易受到外部影响的情况。
解决技术问题所采用的技术方案
[0012]本发明的滤波器装置包括:电介质谐振元件，该电介质谐振元件具有电介质块、夕卜导体及内导体，该电介质块具有第一端面、第二端面及外周面且设有在所述第一端面和所述第二端面进行开口的贯通孔，所述外导体覆盖所述外周面，所述内导体覆盖所述贯通孔的内表面；端子器具，该端子器具从所述第一端面侧插入于所述电介质谐振元件的所述贯通孔；电路元件，该电路元件经由所述端子器具与所述电介质谐振元件进行电连接；以及基板，该基板搭载所述电介质谐振元件和所述电路元件。而且，所述外导体设置为覆盖所述外周面和所述第二端面，所述电介质谐振元件具有:在所述第一端面将所述内导体和所述外导体进行分离的第一电极非形成部；及在所述贯通孔或在所述第二端面将所述内导体和所述外导体进行分离的第二电极非形成部。
[0013]在该结构中，在插入端子器具的电介质谐振元件的第一端面设有第一电极非形成部，因此，端子器具防止内导体和外导体发生短路，并且能经由端子器具与任意电路元件相连接。因而，容易实现所希望的滤波特性。而且，在贯通孔或在第二端面设置第二电极非形成部，因此，能在电介质谐振元件构成λ/2谐振器。λ/2谐振器与λ/4谐振器的谐振频率相同的情况下，λ/2谐振器也可将电介质块的尺寸增大至约2倍。此外，λ/2谐振器与λ/4谐振器的谐振频率相同的情况下，λ/2谐振器所需耦合电容的电容值较大。因而，SP使滤波器装置与相对于以往高频化了的频带进行对应，也能以通常的结构和/或简单的结构来实现电容元件等电路元件。此外，在λ /2谐振器中外导体和内导体完全分离，因此，能避免外导体中发生电流集中，能实现比λ /4谐振器要高的Q值。
[0014]此外，在该结构中，通过调整端子器具插入于电介质谐振元件的插入量，能变更电介质谐振元件的配置。于是，通过适当地设定电介质谐振元件的配置，能使得不易受到外部影响。此外，即便在电介质谐振元件的第二端面侧设置第二电极非形成部，由于在电介质谐振元件的第二端面设置外导体，因此仍能使得在第二端面侧不易受到外部影响。
[0015]此外，优选将本发明的所述第二电极非形成部的至少一部分设于所述贯通孔。由此，能防止内导体在第二端面露出。
因而，能使得在滤波器装置的第二端面侧不易受到外部影响。此外，通过调整贯通孔内部的第二电极非形成部的宽度和/或位置等形状，从而能对内导体的长度(谐振器长度)进行调整。若如上所述那样调整端子器具的插入量，电介质谐振元件的谐振器长度也发生变化，但通过调整端子器具的插入量并且调整第二电极非形成部的形状，能实现任意的谐振器长度，并且通过适当设定电介质谐振元件的位置，能使得不易受到外部影响。
[0016]此外，优选为本发明的所述滤波器装置还包括屏蔽构件，该屏蔽构件覆盖所述电介质谐振元件的所述第一端面。由此，能使得在第一端面侧不易受到外部影响。
[0017]此外，本发明的所述屏蔽构件优选为将所述电介质谐振元件的第二端面侧的端部露出。由此，通过调整端子器具插入于电介质谐振元件的插入量、调整第二电极非形成部的形状、对电介质谐振元件的第二端面进行修整，从而能进行电介质谐振元件的特性调整操作。
[0018]此外，本发明的所述屏蔽构件优选为将所述电介质谐振元件的第一端面侧的端部露出。由此，通过调整端子器具插入于电介质谐振元件的插入量、对电介质谐振元件的第一端面进行修整，从而能进行电介质谐振元件的特性调整操作。
[0019]此外，本发明的所述电介质谐振元件可在所述第一端面和所述第二端面中仅在所述第一端面具有修整痕。在这种情况下，第二端面被外导体覆盖的面积不会因修整痕而减小，能使得在第二端面侧不易受到外部影响。
[0020]此外，本发明的所述电介质谐振元件可在所述第一端面和所述第二端面中仅在所述第二端面具有修整痕。在该情况下，屏蔽构件不一定设有将电介质谐振元件的第一端面侧露出的开口部，因此，能使得在第一端面侧不易受到外部影响。
[0021]此外，本发明的所述电介质谐振元件可在所述外周面具有修整痕。尤其，所述修整痕重叠于所述第一端面与所述第二端面之间的中心位置。在这种情况下，与对第一端面和第二端面实施修整操作的情况相比，谐振器长度和谐振频率的调整灵敏度较高，能将谐振器长度和/或谐振频率大幅调整。因而，通过对外周面进行修整操作来大幅调整谐振频率之后，对第一端面和/或第二端面进行修整操作，从而能对谐振频率进行微调。
[0022]此外，本发明的所述电路元件优选为包含与所述端子器具和所述基板相接触的板状电路元件，该板状电路元件的厚度大致等于所述端子器具与所述基板之间的间隔。由此，与电介质谐振元件相连接的电路元件能兼用作端子与基板之间的连接器具，能简化结构。此外，即便将电介质谐振元件与高频化了的频带进行对应，所需耦合电容也不会大幅减小，因此，这种板状电路元件也能实现所需耦合电容。
[0023]此外，本发明的所述电介质谐振元件优选为仅设有1组所述贯通孔和所述内导体，即，优选为是所谓离散谐振元件。一般而言，电介质谐振元件利用TEM(横向电磁模式:Transverse Electro Magnetic mode)模式的谐振，但也可作为副振荡模式而发生TE(横向电模式:Transverse Electricmode)模式的谐振。
该TE模式的谐振频率具有根据电介质块的外形尺寸来决定的特征，在实现带通滤波特性的情况下，多级型块状谐振元件具有如下趋势，S卩，因TE模式的谐振频率接近通过频带从而其频率特性容易劣化。不同于此，在单体型离散谐振元件实现带通滤波特性的情况下，具有TE模式的谐振频率远离通过