高周波用誘電体磁器組成物、電子部品、誘電体共振器、誘電体フィルタ、誘電体デュプレクサ、および通信機装置
【課題】εｒが１５以下で、１０ＧＨｚでのＱが１０００以上、共振周波数温度特性（τｆ）が±１５ｐｐｍ／℃の、高周波用の誘電体共振器に用いるのに好適な高周波用誘電体磁器組成物、それを用いた電子部品や通信機装置を提供する。
【解決手段】 フォルステライト（Ｍｇ2ＳｉＯ4）、チタン酸カルシウム（ＣａＴｉＯ3）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ3）、チタン酸マグネシウム（ＭｇＴｉＯ3）を含む高周波用誘電体磁器組成物であって、その成分比が、
６５重量％≦Ｍｇ2ＳｉＯ4≦８７．５重量％
５重量％≦（ＣａＴｉＯ3＋ＳｒＴｉＯ3）≦１５重量％
２．５重量％≦ＭｇＴｉＯ3≦２０重量％
の条件を満たし、
ＣａＴｉＯ3とＳｒＴｉＯ3の合計に対するＣａＴｉＯ3の重量比が、
０．２５≦｛ＣａＴｉＯ3／（ＣａＴｉＯ3＋ＳｒＴｉＯ3）｝≦０．６３
の条件を満たすようにする。
【解決手段】 フォルステライト（Ｍｇ2ＳｉＯ4）、チタン酸カルシウム（ＣａＴｉＯ3）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ3）、チタン酸マグネシウム（ＭｇＴｉＯ3）を含む高周波用誘電体磁器組成物であって、その成分比が、
６５重量％≦Ｍｇ2ＳｉＯ4≦８７．５重量％
５重量％≦（ＣａＴｉＯ3＋ＳｒＴｉＯ3）≦１５重量％
２．５重量％≦ＭｇＴｉＯ3≦２０重量％
の条件を満たし、
ＣａＴｉＯ3とＳｒＴｉＯ3の合計に対するＣａＴｉＯ3の重量比が、
０．２５≦｛ＣａＴｉＯ3／（ＣａＴｉＯ3＋ＳｒＴｉＯ3）｝≦０．６３
の条件を満たすようにする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロ波やミリ波などの高周波領域において利用される高周波用誘電体磁器組成物、ならびにそれを用いて構成される電子部品、誘電体共振器、誘電体フィルタ、誘電体デュプレクサ、および通信機装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
移動体通信に用いられる周波数は高周波化される傾向にあり、それに用いられる共振器などについても高周波に対応したものが要求されている。
【０００３】
しかしながら、従来の誘電体（例えば、比誘電率（εｒ）＝２１程度の誘電体）を用いて、１／４波長型のＴＥＭモードの共振器を設計すると、周波数が７ＧＨｚの場合、誘電体共振器の軸方向寸法は約２．３ｍｍと短くなり、加工や実装に不具合が生じるという問題点がある。
【０００４】
このような問題を解決するには、εｒが低くて、Ｑ値が大きく、さらに共振周波数温度特性（τｆ）が±１５ｐｐｍ／℃程度の特性を有する高周波用の誘電体材料が必要である。この観点から、ｘＭｇＯ−ｙＳｉＯ2（４０≦ｘ≦８５、１５≦ｙ≦６０、ｘ＋ｙ＝１００）で表される組成を有する磁器組成物に、バリウムもしくはストロンチウムの一方または両方を、それぞれＢａＣＯ3もしくはＳｒＣＯ3に換算して、その合計が０．３〜３．０重量％になるような割合で添加した高周波用磁器組成物が提案されている（特許文献１参照）。
【０００５】
この高周波用磁器組成物は、フォルステライト（Ｍｇ2ＳｉＯ4）を主成分としたものであり、εｒが６〜８程度で、しかもＱの値が高いという特徴を有している。
そして、特許文献１では、高周波用誘電体磁器組成物の組成を、フォルステライトの化学量論比からずらすとともに、バリウムおよびストロンチウムの一方もしくは両方を添加することにより、焼結性を改善し１３００〜１４００℃の低温での焼結を可能にしている。
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示された高周波用磁器組成物は、共振周波数温度特性（τｆ）が−７０ｐｐｍ／℃程度で、温度特性の変化率が大きいため、誘電体共振器の用途には適していないという問題点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第３４４６２４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するものであり、比誘電率（εｒ）が１５以下で、１０ＧＨｚでのＱが１０００以上、共振周波数温度特性（τｆ）が±１５ｐｐｍ／℃の、高周波用の誘電体共振器に用いるのに好適な高周波用誘電体磁器組成物，それを用いた電子部品、誘電体共振器、誘電体フィルタ、誘電体デュプレクサ、および通信機装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明(請求項１)の高周波用誘電体磁器組成物は、
フォルステライト（Ｍｇ2ＳｉＯ4）、チタン酸カルシウム（ＣａＴｉＯ3）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ3）、チタン酸マグネシウム（ＭｇＴｉＯ3）を含む高周波用誘電体磁器組成物であって、
その成分比が、
６５重量％≦Ｍｇ2ＳｉＯ4≦８７．５重量％
５重量％≦（ＣａＴｉＯ3＋ＳｒＴｉＯ3）≦１５重量％
２．５重量％≦ＭｇＴｉＯ3≦２０重量％
の条件を満たし、
ＣａＴｉＯ3とＳｒＴｉＯ3の合計に対するＣａＴｉＯ3の重量比が、
０．２５≦｛ＣａＴｉＯ3／（ＣａＴｉＯ3＋ＳｒＴｉＯ3）｝≦０．６３
の条件を満たすことを特徴としている。
【００１０】
また、本発明（請求項２）の電子部品は、請求項１に記載の高周波用誘電体磁器組成物を誘電体として用いたものであることを特徴としている。
【００１１】
また、本発明（請求項３）の誘電体共振器は、誘電体磁器が入出力端子に電磁界結合して作動するものである誘電体共振器であって、前記誘電体磁器が、請求項１に記載の高周波用誘電体磁器組成物からなるものであることを特徴としている。
【００１２】
また、本発明(請求項４)の誘電体フィルタは、請求項３に記載の誘電体共振器と、前記誘電体共振器の入出力端子に接続される外部結合手段とを備えていることを特徴としている。
【００１３】
また、本発明（請求項５）の誘電体デュプレクサは、少なくとも２つの誘電体フィルタと、前記誘電体フィルタのそれぞれに接続される入出力接続手段と、前記誘電体フィルタに共通に接続されるアンテナ接続手段とを備える誘電体デュプレクサであって、前記誘電体フィルタの少なくとも１つが請求項４に記載の誘電体フィルタであることを特徴としている。
【００１４】
また、本発明（請求項６）の通信機装置は、請求項５に記載の誘電体デュプレクサと、前記誘電体デュプレクサの少なくとも１つの入出力接続手段に接続される送信用回路と、前記送信用回路に接続される前記入出力手段とは異なる少なくとも１つの入出力接続手段に接続される受信用回路と、前記誘電体デュプレクサのアンテナ接続手段に接続されるアンテナとを備えていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明（請求項１）の高周波用誘電体磁器組成物は、Ｍｇ2ＳｉＯ4、ＣａＴｉＯ3、ＳｒＴｉＯ3、およびＭｇＴｉＯ3を含む高周波用誘電体磁器組成物であって、その成分比が、
６５重量％≦Ｍｇ2ＳｉＯ4≦８７．５重量％
５重量％≦（ＣａＴｉＯ3＋ＳｒＴｉＯ3）≦１５重量％
２．５重量％≦ＭｇＴｉＯ3≦２０重量％
の条件を満たし、
ＣａＴｉＯ3とＳｒＴｉＯ3の合計に対するＣａＴｉＯ3の重量比が、
０．２５≦｛ＣａＴｉＯ3／（ＣａＴｉＯ3＋ＳｒＴｉＯ3）｝≦０．６３
の条件を満たすようにしているので、εｒが１５以下、１０ＧＨｚでのＱが１０００以上、共振周波数温度特性（τｆ）が±１５ｐｐｍ／℃の、特に高周波用の誘電体共振器に好適な高周波用誘電体磁器組成物を提供することができる。
【００１６】
すなわち、フォルステライト（Ｍｇ2ＳｉＯ4）単体は、共振周波数温度特性（τｆ）が−７０ｐｐｍ／℃と負側に大きいため、τｆが±１５ｐｐｍ／℃以内であることが要求される誘電体共振器用途には適していないが、フォルステライト（Ｍｇ2ＳｉＯ4）とは逆に、共振周波数温度特性（τｆ）が正側に大きい材料であるＣａＴｉＯ3（εｒ＝１７０，τｆ＝８００ｐｐｍ／℃）およびＳｒＴｉＯ3（εｒ＝２５５，τｆ＝１６７０ｐｐｍ／℃）を添加することにより、τｆを補正することが可能になる。
【００１７】
特に、ＳｒＴｉＯ3は、τｆがＣａＴｉＯ3の約２倍であるのに対し、εｒは１．５倍しかないため、ＣａＴｉＯ3単体で添加した場合よりεｒを高めることなく、τｆを正側へシフトさせることができる。ただし、ＳｒＴｉＯ3はＣａＴｉＯ3よりＱ値が低いため、εｒ，Ｑ値，τｆの全てを誘電体共振器用に適した材料とするためには、本発明の高周波用誘電体磁器組成物のように、ＳｒＴｉＯ3とＣａＴｉＯ3とを共存させることが必要である。
したがって、上述のような本発明の構成とすることにより、εｒが１５以下、１０ＧＨｚでのＱが１０００以上、共振周波数温度特性（τｆ）が±１５ｐｐｍ／℃の、特に高周波用の誘電体共振器に好適な高周波用誘電体磁器組成物を提供することが可能になる。
【００１８】
また、本発明の電子部品は、請求項１に記載の高周波用誘電体磁器組成物を誘電体として用いるようにしているので、εｒが１５以下、１０ＧＨｚでのＱが１０００以上、共振周波数温度特性（τｆ）が±１５ｐｐｍ／℃という高周波用誘電体磁器組成物の特性を利用した、高周波特性に優れた電子部品を提供することが可能になる。
【００１９】
また、本発明の誘電体共振器は、誘電体磁器が入出力端子に電磁界結合して作動する誘電体共振器において、誘電体磁器として、上記の請求項１記載の高周波用誘電体磁器組成物からなる誘電体磁器（すなわち、εｒが１５以下で、１０ＧＨｚでのＱが１０００以上、共振周波数温度特性（τｆ）が±１５ｐｐｍ／℃である誘電体磁器）を用いるようにしているので、高周波用の誘電体共振器を設計する場合にも、軸方向寸法を過度に小さくする必要がなく、加工や実装が容易で、特性に優れた誘電体共振器を提供することが可能になる。
【００２０】
また、本発明の誘電体フィルタは、請求項３に記載の誘電体共振器と、該誘電体共振器の入出力端子に接続される外部結合手段とを備えているので、良好な特性を備えた誘電体フィルタを提供することが可能になる。
【００２１】
また、本発明の誘電体デュプレクサは、少なくとも２つの誘電体フィルタと、誘電体フィルタのそれぞれに接続される入出力接続手段と、誘電体フィルタに共通に接続されるアンテナ接続手段とを備える誘電体デュプレクサであって、誘電体フィルタの少なくとも１つとして、請求項４記載の誘電体フィルタを用いているので、良好な特性を備えた誘電体デュプレクサを提供することが可能になる。
【００２２】
また、本発明の通信機装置は、請求項５記載の誘電体デュプレクサと、誘電体デュプレクサの少なくとも１つの入出力接続手段に接続される送信用回路と、送信用回路に接続される入出力手段とは異なる少なくとも１つの入出力接続手段に接続される受信用回路と、誘電体デュプレクサのアンテナ接続手段に接続されるアンテナとを備えているので、良好な特性を備えた通信機装置を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の高周波用誘電体磁器組成物を用いて形成された、本発明の実施例にかかる誘電体共振器を示す図であり、(ａ)は斜視図、(ｂ)は正面断面図である。
【図２】本発明の実施例にかかる誘電体フィルタを示す斜視図である。
【図３】本発明の実施例にかかる誘電体デュプレクサを示す斜視図である。
【図４】本発明の実施例にかかる通信機装置を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下に本発明の実施例を示して、本発明の特徴とするところをさらに詳しく説明する。
【実施例１】
【００２５】
［高周波用誘電体磁器組成物の作製］
(１)出発原料として、フォルステライト（Ｍｇ2ＳｉＯ4）、チタン酸カルシウム（ＣａＴｉＯ3）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ3）、チタン酸マグネシウム（ＭｇＴｉＯ3）の各粉末を用意した。そして、これらの原料粉末を表１〜３に示す割合で秤量、配合した。
(２)それから、この混合粉末に、適量のバインダを添加して造粒し、プレス成形して、直径１２ｍｍ、厚み９ｍｍの成形体を得た。
(３)次に、この成形体を、大気雰囲気中、１２００〜１３００℃、４時間保持の条件で焼成することにより、焼結体である各高周波用誘電体磁器（試料）を得た。
【００２６】
［特性の測定・評価］
それから、得られた高周波用誘電体磁器（以下単に「誘電体磁器」ともいう）について、１０〜１２ＧＨｚにおける誘電特性（Ｑ値および比誘電率（εｒ））を誘電体共振器法により測定した。
なお、誘電体共振器法では、共振周波数におけるＱ値が測定されることから、共振周波数ｆ（ＧＨｚ）にＱ値を掛け合わせたｆ×Ｑの値を求めた後、１０ＧＨｚにおける値に換算するため、その値を１０で除算して、Ｑ（１０ＧＨｚ）の値を求めた。
また、測定した共振周波数から、＋２５〜＋５５℃の温度範囲における共振周波数の温度係数（τｆ）を求めた。
各試料の組成と特性の測定結果を表１〜３に示す。なお、表１〜３には，各原料の割合に加えて、「ＣａＴｉＯ3＋ＳｒＴｉＯ3の合計量」の割合、および、「ＣａＴｉＯ3／（ＣａＴｉＯ3＋ＳｒＴｉＯ3）」の値を併せて示している。
【００２７】
【表１】
【００２８】
【表２】
【００２９】
【表３】
【００３０】
以下、表１〜３を参照しつつ、各試料の組成と特性との関係について説明する。
(１)表１の試料番号１〜４の誘電体磁器について
表１の試料番号１〜４の誘電体磁器は、原料として、ＭｇＴｉＯ3を配合せずに、Ｍｇ2ＳｉＯ4、ＣａＴｉＯ3、ＳｒＴｉＯ3の３種類の原料のみを配合した高周波用誘電体磁器組成物を焼成して得たものである。なお、試料番号１〜４の誘電体磁器は、ＣａＴｉＯ3とＳｒＴｉＯ3の割合を重量比で１：１に固定し、高周波用誘電体磁器組成物中のＣａＴｉＯ3とＳｒＴｉＯ3の合計量の割合を増加させていったものである。
【００３１】
この試料番号１〜４の誘電体磁器の場合、表１に示すように、共振周波数温度特性τｆが、Ｍｇ2ＳｉＯ4（フォルステライト）単体の場合の−７０ｐｐｍ／℃と比べて改善されていることがわかる。
しかし、試料番号１および試料番号２の誘電体磁器は、共振周波数温度特性τｆが負側に大きくなっており、好ましくないことが確認された。
なお、試料番号１〜４における共振周波数温度特性τｆの傾向からして、ＣａＴｉＯ3＋ＳｒＴｉＯ3の割合が試料番号１の場合よりも小さくなる（すなわち、２．５重量％未満になる）と、共振周波数温度特性τｆがさらに負側へ大きくなることは明白であり、好ましくない。
【００３２】
また、試料番号３および試料番号４の誘電体磁器は、共振周波数温度特性τｆ±１５ｐｐｍ／℃以内という条件を満足するが、Ｑ（１０ＧＨｚ）が４００未満と低いため、好ましくない。
【００３３】
また、試料番号１〜４におけるＱ値の傾向からして、ＣａＴｉＯ3＋ＳｒＴｉＯ3の割合が試料番号４より多くなっても、Ｑ値の改善の見込みはない。
【００３４】
通常、高周波用の誘電体共振器への用途には、Ｑ（１０ＧＨｚ）は少なくとも１０００以上は必要であることから，この試料番号１〜４の高周波用誘電体磁器組成物はそのような用途には適していない。
【００３５】
これらの結果から、原料として、ＭｇＴｉＯ3を配合せずに、Ｍｇ2ＳｉＯ4、ＣａＴｉＯ3、ＳｒＴｉＯ3の３種類の原料のみを配合した高周波用誘電体磁器組成物を焼成することにより得られる試料番号１〜４の誘電体磁器では、τｆとＱ値を両立できないことが確認された。
【００３６】
(２)表２の試料番号５〜２３の誘電体磁器について
表２の試料番号５〜２３の誘電体磁器は、Ｍｇ2ＳｉＯ4、ＣａＴｉＯ3、ＳｒＴｉＯ3の３種類の原料にさらにＭｇＴｉＯ3を配合したものであり、Ｍｇ2ＳｉＯ4の一部をＭｇＴｉＯ3で置換した誘電体磁器である。
【００３７】
Ｍｇ2ＳｉＯ4の一部をＭｇＴｉＯ3に置換した表２の試料番号５〜２３の誘電体磁器は、いずれもＱ（１０ＧＨｚ）が大幅に改善されており、試料番号２０の誘電体磁器を除いて、誘電体共振器の用途に必要とされるＱ（１０ＧＨｚ）≧１０００の要件を満足することが確認された。
【００３８】
また、この表２の試料番号７〜１２，１４，１５，１８，１９、および２３の誘電体磁器は、τｆ＝±１５ｐｐｍ／℃以内という条件を満足することが確認された。
【００３９】
さらに、試料番号７，８，９，１０の誘電体磁器の場合、比誘電率εｒが１０以下と非常に小さく、かつ、Ｑ（１０ＧＨｚ）、τｆともに良好な値が得られており、特に優れた誘電体磁器であることが確認された。
(３)表３の試料番号２４〜３１の誘電体磁器について
表３の試料番号２４〜３１の誘電体磁器は、基本的には、Ｍｇ2ＳｉＯ4，ＣａＴｉＯ3，ＳｒＴｉＯ3，およびＭｇＴｉＯ3を配合した高周波用誘電体磁器組成物であって、ＣａＴｉＯ3とＳｒＴｉＯ3の合計に対するＣａＴｉＯ3の重量比を変動させたものを焼成することにより得られる誘電体磁器である。なお、表３には、表２に示した試料番号１１の誘電体磁器（ＣａＴｉＯ3とＳｒＴｉＯ3の合計に対するＣａＴｉＯ3の重量比：０．５の誘電体磁器）のデータについても、表３に併せて示している。
【００４０】
表３より、試料番号２６，２７，および２８の誘電体磁器においては（試料番号１１の誘電体磁器を含めて）、Ｑ（１０ＧＨｚ）、τｆともに良好な値が得られていることがわかる。
なお、ＣａＴｉＯ3とＳｒＴｉＯ3の合計に対するＣａＴｉＯ3の重量比と特性の関係についてみると、ＣａＴｉＯ3／（ＣａＴｉＯ3＋ＳｒＴｉＯ3）＝０．２５〜０．６３の範囲で良好な電気特性が得られていることがわかる。
【００４１】
また、ＣａＴｉＯ3／（ＣａＴｉＯ3＋ＳｒＴｉＯ3）＝０．２５〜０．６３の範囲ではεｒはほとんど変動していないことから、ＣａＴｉＯ3／（ＣａＴｉＯ3＋ＳｒＴｉＯ3）により、τｆを独立して自由に制御することが可能であことがわかる。
【００４２】
以上の結果より、フォルステライト（Ｍｇ2ＳｉＯ4）単体は、共振周波数温度特性（τｆ）が−７０ｐｐｍ／℃と負側に大きいため、±１５ｐｐｍ／℃以内が要求される誘電体共振器用途には適していないが、フォルステライト（Ｍｇ2ＳｉＯ4）とは逆に、共振周波数温度特性（τｆ）が正側に大きい材料であるＣａＴｉＯ3（εｒ＝１７０，τｆ＝８００ｐｐｍ／℃）およびＳｒＴｉＯ3（εｒ＝２５５，τｆ＝１６７０ｐｐｍ／℃）を添加することにより、τｆを補正できることが確認された。
【００４３】
また、τｆがＣａＴｉＯ3の約２倍であるのに対し、εｒが１．５倍しかないＳｒＴｉＯ3とＣａＴｉＯ3とを共存させることにより、εｒ，Ｑ値，τｆの全ての特性が，高周波用の誘電体共振器に適した誘電体磁器が得られることが確認された。
【実施例２】
【００４４】
図１は本発明の高周波用誘電体磁器組成物（例えば、表２の試料番号８の高周波用誘電体磁器組成物）を用いて作製した誘電体共振器を示す図であり、(ａ)は斜視図、(ｂ)は正面断面図である。
【００４５】
この誘電体共振器１０は、誘電体磁器が入出力端子に電磁界結合して作動するタイプの誘電体共振器であって、図１(ａ)，(ｂ)に示すように、貫通孔１２を有する直方体形状の誘電体ブロック（誘電体磁器）１１と、誘電体ブロック１１の外周面に形成された外導体１３と、誘電体ブロック１１の貫通孔１２の内周面に形成された内導体１４とを備えている。なお、誘電体ブロック１１の一方端面１５には外導体１３が形成されているが、一方端面１５と対向する他方端面１６には、外導体は形成されておらず、誘電体セラミックが露出した構造を有している。
また、この実施例２の誘電体共振器１０では、内導体１４および外導体１３の構成材料として卑金属のＣｕが用いられている。
【００４６】
そして、この誘電体共振器１０においては、貫通孔１２の内周面に形成された内導体１４、あるいは誘電体ブロック１１の外周面に形成された外導体１３をレーザ加工する（内導体１４および／または外導体１３の一部領域を除去する）ことにより特性の調整（例えば共振周波数の調整）が行われるように構成されている。
【実施例３】
【００４７】
図２は本発明の高周波用誘電体磁器組成物（例えば、表２の試料番号８の高周波用誘電体磁器組成物など）を用いて作製した誘電体フィルタを示す斜視図である。
【００４８】
この誘電体フィルタ２０は、図２に示すように、複数の貫通孔２２を有する直方体形状の誘電体ブロック（誘電体磁器）２１と、誘電体ブロック２１の外周面に形成された外導体２３と、誘電体ブロック２１の貫通孔２２の内周面に形成された内導体２４と、上面２８から前側端面２９ａにかけて形成された外部結合手段２７ａ，上面２８から後側端面２９ｂにかけて形成された外部結合手段２７ｂを備えている。なお、誘電体ブロック２１の一方端面（右側端面）２５には外導体２３が形成されているが、一方端面（右側端面）２５と対向する他方端面（左側端面）２６には、外導体は形成されておらず、誘電体セラミックが露出した構造を有している。
また、この実施例３の誘電体フィルタ２０においても、内導体２４と外導体２３の構成材料として卑金属のＣｕが用いられている。
【００４９】
そして、この誘電体フィルタ２０においては、貫通孔２２の内周面に形成された内導体２４、あるいは誘電体ブロック２１の外周面に形成された外導体２３をレーザ加工することにより特性の調整（例えばフィルタ波形の調整）が行われるように構成されている。
【実施例４】
【００５０】
図３は本発明の高周波用誘電体磁器組成物（例えば、表２の試料番号８の高周波用誘電体磁器組成物）を用いて作製した誘電体デュプレクサを示す斜視図である。
【００５１】
この誘電体デュプレクサ３０は、図３に示すように、複数（４つ）の貫通孔３２を有する直方体形状の誘電体ブロック３１と、誘電体ブロック３１の外周面に形成された外導体３３と、誘電体ブロック３１の貫通孔３２の内周面に形成された内導体３４と、上面３９から左側端面３９ｂに回り込むように形成された入力接続手段３６，出力接続手段３７，アンテナ接続手段３８を備えている。なお、誘電体ブロック３１の一方端面（右側端面）３９ａには外導体３３が形成されているが、一方端面（右側端面）３９ａと対向する他方端面（左側端面）３９ｂには、外導体は形成されておらず、誘電体セラミックが露出した構造を有している。
また、この実施例４の誘電体デュプレクサ３０においても、内導体３４と外導体３３の構成材料として卑金属のＣｕが用いられている。
【００５２】
この誘電体デュプレクサ３０においては、貫通孔３２の内周面に形成された内導体３４、あるいは誘電体ブロック３１の外周面に形成された外導体３３をレーザ加工することにより特性の調整が行われるように構成されている。
【実施例５】
【００５３】
図４は、図１に示した上記実施例２の誘電体共振器１０を用いて構成された通信機装置の一例を示すブロック図である。
【００５４】
図４に示す通信機装置４０は、誘電体デュプレクサ４２、送信用回路４４、受信用回路４６およびアンテナ４８を備えている。
送信用回路４４は、誘電体デュプレクサ４２の入力接続手段５０に接続され、受信用回路４６は、誘電体デュプレクサ４２の出力接続手段５２に接続されている。
また、アンテナ４８は、誘電体デュプレクサ４２のアンテナ接続手段５４に接続されている。
【００５５】
通信機装置４０を構成する誘電体デュプレクサ４２は、２つの誘電体フィルタ５６、５８を備えている。誘電体フィルタ５６、５８は、本発明の誘電体共振器１０に外部結合手段６０を接続することにより構成されるものである。図４に示す実施例では、誘電体共振器１０に設けた入出力端子にそれぞれ外部結合手段６０を接続することにより、誘電体フィルタ５６および５８のそれぞれが構成されている。
【００５６】
そして、一方の誘電体フィルタ５６は、入力接続手段５０と他方の誘電体フィルタ５８との間に配設され、他方の誘電体フィルタ５８は、一方の誘電体フィルタ５６と出力接続手段５２との間に配設されている。
【００５７】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、高周波用誘電体磁器組成物への微量添加物の添加の有無や具体的な焼成条件、誘電体共振器、誘電体フィルタ、誘電体デュプレクサ、および通信機装置の具体的な構成などに関し、発明の範囲内において、種々の応用、変形を加えることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
上述のように、本発明によれば、εｒが１５以下で、１０ＧＨｚでのＱが１０００以上、共振周波数温度特性（τｆ）が±１５ｐｐｍ／℃で、高周波用の誘電体共振器に用いるのに好適な高周波用誘電体磁器組成物を提供することが可能になるとともに、この高周波用誘電体磁器組成物を用いることにより、小型で、優れた特性を有する誘電体共振器、誘電体フィルタ、誘電体デュプレクサ、通信機装置などを有利に構成することが可能になる。
したがって、本発明は、誘電体共振器、誘電体フィルタ、誘電体デュプレクサなどの電子部品、および通信機装置などの分野に広く利用することができる。
【符号の説明】
【００５９】
１０ 誘電体共振器
１１ 誘電体ブロック（誘電体磁器）
１２ 貫通孔
１３ 外導体
１４ 内導体
１５ 一方端面
１６ 他方端面
２０ 誘電体フィルタ
２１ 誘電体ブロック（誘電体磁器）
２２ 貫通孔
２３ 外導体
２４ 内導体
２５ 誘電体ブロックの一方端面（右側端面）
２６ 誘電体ブロックの他方端面（左側端面）
２７ａ、２７ｂ 外部結合手段
２８ 誘電体ブロックの上面
２９ａ 誘電体ブロックの前側端面
２９ｂ 誘電体ブロックの後側端面
３０ 誘電体デュプレクサ
３１ 誘電体ブロック
３２ 貫通孔
３３ 外導体
３４ 内導体
３６ 入力接続手段
３７ 出力接続手段
３８ アンテナ接続手段
３９ 誘電体デュプレクサの上面
３９ａ 誘電体デュプレクサ一方端面（右側端面）
３９ｂ 誘電体デュプレクサ他方端面（左側端面）
４０ 通信機装置
４２ 誘電体デュプレクサ
４４ 送信用回路
４６ 受信用回路
４８ アンテナ
５０ 入力接続手段
５２ 出力接続手段
５４ アンテナ接続手段
５６、５８ 誘電体フィルタ
６０ 外部結合手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロ波やミリ波などの高周波領域において利用される高周波用誘電体磁器組成物、ならびにそれを用いて構成される電子部品、誘電体共振器、誘電体フィルタ、誘電体デュプレクサ、および通信機装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
移動体通信に用いられる周波数は高周波化される傾向にあり、それに用いられる共振器などについても高周波に対応したものが要求されている。
【０００３】
しかしながら、従来の誘電体（例えば、比誘電率（εｒ）＝２１程度の誘電体）を用いて、１／４波長型のＴＥＭモードの共振器を設計すると、周波数が７ＧＨｚの場合、誘電体共振器の軸方向寸法は約２．３ｍｍと短くなり、加工や実装に不具合が生じるという問題点がある。
【０００４】
このような問題を解決するには、εｒが低くて、Ｑ値が大きく、さらに共振周波数温度特性（τｆ）が±１５ｐｐｍ／℃程度の特性を有する高周波用の誘電体材料が必要である。この観点から、ｘＭｇＯ−ｙＳｉＯ2（４０≦ｘ≦８５、１５≦ｙ≦６０、ｘ＋ｙ＝１００）で表される組成を有する磁器組成物に、バリウムもしくはストロンチウムの一方または両方を、それぞれＢａＣＯ3もしくはＳｒＣＯ3に換算して、その合計が０．３〜３．０重量％になるような割合で添加した高周波用磁器組成物が提案されている（特許文献１参照）。
【０００５】
この高周波用磁器組成物は、フォルステライト（Ｍｇ2ＳｉＯ4）を主成分としたものであり、εｒが６〜８程度で、しかもＱの値が高いという特徴を有している。
そして、特許文献１では、高周波用誘電体磁器組成物の組成を、フォルステライトの化学量論比からずらすとともに、バリウムおよびストロンチウムの一方もしくは両方を添加することにより、焼結性を改善し１３００〜１４００℃の低温での焼結を可能にしている。
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示された高周波用磁器組成物は、共振周波数温度特性（τｆ）が−７０ｐｐｍ／℃程度で、温度特性の変化率が大きいため、誘電体共振器の用途には適していないという問題点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第３４４６２４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するものであり、比誘電率（εｒ）が１５以下で、１０ＧＨｚでのＱが１０００以上、共振周波数温度特性（τｆ）が±１５ｐｐｍ／℃の、高周波用の誘電体共振器に用いるのに好適な高周波用誘電体磁器組成物，それを用いた電子部品、誘電体共振器、誘電体フィルタ、誘電体デュプレクサ、および通信機装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明(請求項１)の高周波用誘電体磁器組成物は、
フォルステライト（Ｍｇ2ＳｉＯ4）、チタン酸カルシウム（ＣａＴｉＯ3）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ3）、チタン酸マグネシウム（ＭｇＴｉＯ3）を含む高周波用誘電体磁器組成物であって、
その成分比が、
６５重量％≦Ｍｇ2ＳｉＯ4≦８７．５重量％
５重量％≦（ＣａＴｉＯ3＋ＳｒＴｉＯ3）≦１５重量％
２．５重量％≦ＭｇＴｉＯ3≦２０重量％
の条件を満たし、
ＣａＴｉＯ3とＳｒＴｉＯ3の合計に対するＣａＴｉＯ3の重量比が、
０．２５≦｛ＣａＴｉＯ3／（ＣａＴｉＯ3＋ＳｒＴｉＯ3）｝≦０．６３
の条件を満たすことを特徴としている。
【００１０】
また、本発明（請求項２）の電子部品は、請求項１に記載の高周波用誘電体磁器組成物を誘電体として用いたものであることを特徴としている。
【００１１】
また、本発明（請求項３）の誘電体共振器は、誘電体磁器が入出力端子に電磁界結合して作動するものである誘電体共振器であって、前記誘電体磁器が、請求項１に記載の高周波用誘電体磁器組成物からなるものであることを特徴としている。
【００１２】
また、本発明(請求項４)の誘電体フィルタは、請求項３に記載の誘電体共振器と、前記誘電体共振器の入出力端子に接続される外部結合手段とを備えていることを特徴としている。
【００１３】
また、本発明（請求項５）の誘電体デュプレクサは、少なくとも２つの誘電体フィルタと、前記誘電体フィルタのそれぞれに接続される入出力接続手段と、前記誘電体フィルタに共通に接続されるアンテナ接続手段とを備える誘電体デュプレクサであって、前記誘電体フィルタの少なくとも１つが請求項４に記載の誘電体フィルタであることを特徴としている。
【００１４】
また、本発明（請求項６）の通信機装置は、請求項５に記載の誘電体デュプレクサと、前記誘電体デュプレクサの少なくとも１つの入出力接続手段に接続される送信用回路と、前記送信用回路に接続される前記入出力手段とは異なる少なくとも１つの入出力接続手段に接続される受信用回路と、前記誘電体デュプレクサのアンテナ接続手段に接続されるアンテナとを備えていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明（請求項１）の高周波用誘電体磁器組成物は、Ｍｇ2ＳｉＯ4、ＣａＴｉＯ3、ＳｒＴｉＯ3、およびＭｇＴｉＯ3を含む高周波用誘電体磁器組成物であって、その成分比が、
６５重量％≦Ｍｇ2ＳｉＯ4≦８７．５重量％
５重量％≦（ＣａＴｉＯ3＋ＳｒＴｉＯ3）≦１５重量％
２．５重量％≦ＭｇＴｉＯ3≦２０重量％
の条件を満たし、
ＣａＴｉＯ3とＳｒＴｉＯ3の合計に対するＣａＴｉＯ3の重量比が、
０．２５≦｛ＣａＴｉＯ3／（ＣａＴｉＯ3＋ＳｒＴｉＯ3）｝≦０．６３
の条件を満たすようにしているので、εｒが１５以下、１０ＧＨｚでのＱが１０００以上、共振周波数温度特性（τｆ）が±１５ｐｐｍ／℃の、特に高周波用の誘電体共振器に好適な高周波用誘電体磁器組成物を提供することができる。
【００１６】
すなわち、フォルステライト（Ｍｇ2ＳｉＯ4）単体は、共振周波数温度特性（τｆ）が−７０ｐｐｍ／℃と負側に大きいため、τｆが±１５ｐｐｍ／℃以内であることが要求される誘電体共振器用途には適していないが、フォルステライト（Ｍｇ2ＳｉＯ4）とは逆に、共振周波数温度特性（τｆ）が正側に大きい材料であるＣａＴｉＯ3（εｒ＝１７０，τｆ＝８００ｐｐｍ／℃）およびＳｒＴｉＯ3（εｒ＝２５５，τｆ＝１６７０ｐｐｍ／℃）を添加することにより、τｆを補正することが可能になる。
【００１７】
特に、ＳｒＴｉＯ3は、τｆがＣａＴｉＯ3の約２倍であるのに対し、εｒは１．５倍しかないため、ＣａＴｉＯ3単体で添加した場合よりεｒを高めることなく、τｆを正側へシフトさせることができる。ただし、ＳｒＴｉＯ3はＣａＴｉＯ3よりＱ値が低いため、εｒ，Ｑ値，τｆの全てを誘電体共振器用に適した材料とするためには、本発明の高周波用誘電体磁器組成物のように、ＳｒＴｉＯ3とＣａＴｉＯ3とを共存させることが必要である。
したがって、上述のような本発明の構成とすることにより、εｒが１５以下、１０ＧＨｚでのＱが１０００以上、共振周波数温度特性（τｆ）が±１５ｐｐｍ／℃の、特に高周波用の誘電体共振器に好適な高周波用誘電体磁器組成物を提供することが可能になる。
【００１８】
また、本発明の電子部品は、請求項１に記載の高周波用誘電体磁器組成物を誘電体として用いるようにしているので、εｒが１５以下、１０ＧＨｚでのＱが１０００以上、共振周波数温度特性（τｆ）が±１５ｐｐｍ／℃という高周波用誘電体磁器組成物の特性を利用した、高周波特性に優れた電子部品を提供することが可能になる。
【００１９】
また、本発明の誘電体共振器は、誘電体磁器が入出力端子に電磁界結合して作動する誘電体共振器において、誘電体磁器として、上記の請求項１記載の高周波用誘電体磁器組成物からなる誘電体磁器（すなわち、εｒが１５以下で、１０ＧＨｚでのＱが１０００以上、共振周波数温度特性（τｆ）が±１５ｐｐｍ／℃である誘電体磁器）を用いるようにしているので、高周波用の誘電体共振器を設計する場合にも、軸方向寸法を過度に小さくする必要がなく、加工や実装が容易で、特性に優れた誘電体共振器を提供することが可能になる。
【００２０】
また、本発明の誘電体フィルタは、請求項３に記載の誘電体共振器と、該誘電体共振器の入出力端子に接続される外部結合手段とを備えているので、良好な特性を備えた誘電体フィルタを提供することが可能になる。
【００２１】
また、本発明の誘電体デュプレクサは、少なくとも２つの誘電体フィルタと、誘電体フィルタのそれぞれに接続される入出力接続手段と、誘電体フィルタに共通に接続されるアンテナ接続手段とを備える誘電体デュプレクサであって、誘電体フィルタの少なくとも１つとして、請求項４記載の誘電体フィルタを用いているので、良好な特性を備えた誘電体デュプレクサを提供することが可能になる。
【００２２】
また、本発明の通信機装置は、請求項５記載の誘電体デュプレクサと、誘電体デュプレクサの少なくとも１つの入出力接続手段に接続される送信用回路と、送信用回路に接続される入出力手段とは異なる少なくとも１つの入出力接続手段に接続される受信用回路と、誘電体デュプレクサのアンテナ接続手段に接続されるアンテナとを備えているので、良好な特性を備えた通信機装置を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の高周波用誘電体磁器組成物を用いて形成された、本発明の実施例にかかる誘電体共振器を示す図であり、(ａ)は斜視図、(ｂ)は正面断面図である。
【図２】本発明の実施例にかかる誘電体フィルタを示す斜視図である。
【図３】本発明の実施例にかかる誘電体デュプレクサを示す斜視図である。
【図４】本発明の実施例にかかる通信機装置を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下に本発明の実施例を示して、本発明の特徴とするところをさらに詳しく説明する。
【実施例１】
【００２５】
［高周波用誘電体磁器組成物の作製］
(１)出発原料として、フォルステライト（Ｍｇ2ＳｉＯ4）、チタン酸カルシウム（ＣａＴｉＯ3）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ3）、チタン酸マグネシウム（ＭｇＴｉＯ3）の各粉末を用意した。そして、これらの原料粉末を表１〜３に示す割合で秤量、配合した。
(２)それから、この混合粉末に、適量のバインダを添加して造粒し、プレス成形して、直径１２ｍｍ、厚み９ｍｍの成形体を得た。
(３)次に、この成形体を、大気雰囲気中、１２００〜１３００℃、４時間保持の条件で焼成することにより、焼結体である各高周波用誘電体磁器（試料）を得た。
【００２６】
［特性の測定・評価］
それから、得られた高周波用誘電体磁器（以下単に「誘電体磁器」ともいう）について、１０〜１２ＧＨｚにおける誘電特性（Ｑ値および比誘電率（εｒ））を誘電体共振器法により測定した。
なお、誘電体共振器法では、共振周波数におけるＱ値が測定されることから、共振周波数ｆ（ＧＨｚ）にＱ値を掛け合わせたｆ×Ｑの値を求めた後、１０ＧＨｚにおける値に換算するため、その値を１０で除算して、Ｑ（１０ＧＨｚ）の値を求めた。
また、測定した共振周波数から、＋２５〜＋５５℃の温度範囲における共振周波数の温度係数（τｆ）を求めた。
各試料の組成と特性の測定結果を表１〜３に示す。なお、表１〜３には，各原料の割合に加えて、「ＣａＴｉＯ3＋ＳｒＴｉＯ3の合計量」の割合、および、「ＣａＴｉＯ3／（ＣａＴｉＯ3＋ＳｒＴｉＯ3）」の値を併せて示している。
【００２７】
【表１】
【００２８】
【表２】
【００２９】
【表３】
【００３０】
以下、表１〜３を参照しつつ、各試料の組成と特性との関係について説明する。
(１)表１の試料番号１〜４の誘電体磁器について
表１の試料番号１〜４の誘電体磁器は、原料として、ＭｇＴｉＯ3を配合せずに、Ｍｇ2ＳｉＯ4、ＣａＴｉＯ3、ＳｒＴｉＯ3の３種類の原料のみを配合した高周波用誘電体磁器組成物を焼成して得たものである。なお、試料番号１〜４の誘電体磁器は、ＣａＴｉＯ3とＳｒＴｉＯ3の割合を重量比で１：１に固定し、高周波用誘電体磁器組成物中のＣａＴｉＯ3とＳｒＴｉＯ3の合計量の割合を増加させていったものである。
【００３１】
この試料番号１〜４の誘電体磁器の場合、表１に示すように、共振周波数温度特性τｆが、Ｍｇ2ＳｉＯ4（フォルステライト）単体の場合の−７０ｐｐｍ／℃と比べて改善されていることがわかる。
しかし、試料番号１および試料番号２の誘電体磁器は、共振周波数温度特性τｆが負側に大きくなっており、好ましくないことが確認された。
なお、試料番号１〜４における共振周波数温度特性τｆの傾向からして、ＣａＴｉＯ3＋ＳｒＴｉＯ3の割合が試料番号１の場合よりも小さくなる（すなわち、２．５重量％未満になる）と、共振周波数温度特性τｆがさらに負側へ大きくなることは明白であり、好ましくない。
【００３２】
また、試料番号３および試料番号４の誘電体磁器は、共振周波数温度特性τｆ±１５ｐｐｍ／℃以内という条件を満足するが、Ｑ（１０ＧＨｚ）が４００未満と低いため、好ましくない。
【００３３】
また、試料番号１〜４におけるＱ値の傾向からして、ＣａＴｉＯ3＋ＳｒＴｉＯ3の割合が試料番号４より多くなっても、Ｑ値の改善の見込みはない。
【００３４】
通常、高周波用の誘電体共振器への用途には、Ｑ（１０ＧＨｚ）は少なくとも１０００以上は必要であることから，この試料番号１〜４の高周波用誘電体磁器組成物はそのような用途には適していない。
【００３５】
これらの結果から、原料として、ＭｇＴｉＯ3を配合せずに、Ｍｇ2ＳｉＯ4、ＣａＴｉＯ3、ＳｒＴｉＯ3の３種類の原料のみを配合した高周波用誘電体磁器組成物を焼成することにより得られる試料番号１〜４の誘電体磁器では、τｆとＱ値を両立できないことが確認された。
【００３６】
(２)表２の試料番号５〜２３の誘電体磁器について
表２の試料番号５〜２３の誘電体磁器は、Ｍｇ2ＳｉＯ4、ＣａＴｉＯ3、ＳｒＴｉＯ3の３種類の原料にさらにＭｇＴｉＯ3を配合したものであり、Ｍｇ2ＳｉＯ4の一部をＭｇＴｉＯ3で置換した誘電体磁器である。
【００３７】
Ｍｇ2ＳｉＯ4の一部をＭｇＴｉＯ3に置換した表２の試料番号５〜２３の誘電体磁器は、いずれもＱ（１０ＧＨｚ）が大幅に改善されており、試料番号２０の誘電体磁器を除いて、誘電体共振器の用途に必要とされるＱ（１０ＧＨｚ）≧１０００の要件を満足することが確認された。
【００３８】
また、この表２の試料番号７〜１２，１４，１５，１８，１９、および２３の誘電体磁器は、τｆ＝±１５ｐｐｍ／℃以内という条件を満足することが確認された。
【００３９】
さらに、試料番号７，８，９，１０の誘電体磁器の場合、比誘電率εｒが１０以下と非常に小さく、かつ、Ｑ（１０ＧＨｚ）、τｆともに良好な値が得られており、特に優れた誘電体磁器であることが確認された。
(３)表３の試料番号２４〜３１の誘電体磁器について
表３の試料番号２４〜３１の誘電体磁器は、基本的には、Ｍｇ2ＳｉＯ4，ＣａＴｉＯ3，ＳｒＴｉＯ3，およびＭｇＴｉＯ3を配合した高周波用誘電体磁器組成物であって、ＣａＴｉＯ3とＳｒＴｉＯ3の合計に対するＣａＴｉＯ3の重量比を変動させたものを焼成することにより得られる誘電体磁器である。なお、表３には、表２に示した試料番号１１の誘電体磁器（ＣａＴｉＯ3とＳｒＴｉＯ3の合計に対するＣａＴｉＯ3の重量比：０．５の誘電体磁器）のデータについても、表３に併せて示している。
【００４０】
表３より、試料番号２６，２７，および２８の誘電体磁器においては（試料番号１１の誘電体磁器を含めて）、Ｑ（１０ＧＨｚ）、τｆともに良好な値が得られていることがわかる。
なお、ＣａＴｉＯ3とＳｒＴｉＯ3の合計に対するＣａＴｉＯ3の重量比と特性の関係についてみると、ＣａＴｉＯ3／（ＣａＴｉＯ3＋ＳｒＴｉＯ3）＝０．２５〜０．６３の範囲で良好な電気特性が得られていることがわかる。
【００４１】
また、ＣａＴｉＯ3／（ＣａＴｉＯ3＋ＳｒＴｉＯ3）＝０．２５〜０．６３の範囲ではεｒはほとんど変動していないことから、ＣａＴｉＯ3／（ＣａＴｉＯ3＋ＳｒＴｉＯ3）により、τｆを独立して自由に制御することが可能であことがわかる。
【００４２】
以上の結果より、フォルステライト（Ｍｇ2ＳｉＯ4）単体は、共振周波数温度特性（τｆ）が−７０ｐｐｍ／℃と負側に大きいため、±１５ｐｐｍ／℃以内が要求される誘電体共振器用途には適していないが、フォルステライト（Ｍｇ2ＳｉＯ4）とは逆に、共振周波数温度特性（τｆ）が正側に大きい材料であるＣａＴｉＯ3（εｒ＝１７０，τｆ＝８００ｐｐｍ／℃）およびＳｒＴｉＯ3（εｒ＝２５５，τｆ＝１６７０ｐｐｍ／℃）を添加することにより、τｆを補正できることが確認された。
【００４３】
また、τｆがＣａＴｉＯ3の約２倍であるのに対し、εｒが１．５倍しかないＳｒＴｉＯ3とＣａＴｉＯ3とを共存させることにより、εｒ，Ｑ値，τｆの全ての特性が，高周波用の誘電体共振器に適した誘電体磁器が得られることが確認された。
【実施例２】
【００４４】
図１は本発明の高周波用誘電体磁器組成物（例えば、表２の試料番号８の高周波用誘電体磁器組成物）を用いて作製した誘電体共振器を示す図であり、(ａ)は斜視図、(ｂ)は正面断面図である。
【００４５】
この誘電体共振器１０は、誘電体磁器が入出力端子に電磁界結合して作動するタイプの誘電体共振器であって、図１(ａ)，(ｂ)に示すように、貫通孔１２を有する直方体形状の誘電体ブロック（誘電体磁器）１１と、誘電体ブロック１１の外周面に形成された外導体１３と、誘電体ブロック１１の貫通孔１２の内周面に形成された内導体１４とを備えている。なお、誘電体ブロック１１の一方端面１５には外導体１３が形成されているが、一方端面１５と対向する他方端面１６には、外導体は形成されておらず、誘電体セラミックが露出した構造を有している。
また、この実施例２の誘電体共振器１０では、内導体１４および外導体１３の構成材料として卑金属のＣｕが用いられている。
【００４６】
そして、この誘電体共振器１０においては、貫通孔１２の内周面に形成された内導体１４、あるいは誘電体ブロック１１の外周面に形成された外導体１３をレーザ加工する（内導体１４および／または外導体１３の一部領域を除去する）ことにより特性の調整（例えば共振周波数の調整）が行われるように構成されている。
【実施例３】
【００４７】
図２は本発明の高周波用誘電体磁器組成物（例えば、表２の試料番号８の高周波用誘電体磁器組成物など）を用いて作製した誘電体フィルタを示す斜視図である。
【００４８】
この誘電体フィルタ２０は、図２に示すように、複数の貫通孔２２を有する直方体形状の誘電体ブロック（誘電体磁器）２１と、誘電体ブロック２１の外周面に形成された外導体２３と、誘電体ブロック２１の貫通孔２２の内周面に形成された内導体２４と、上面２８から前側端面２９ａにかけて形成された外部結合手段２７ａ，上面２８から後側端面２９ｂにかけて形成された外部結合手段２７ｂを備えている。なお、誘電体ブロック２１の一方端面（右側端面）２５には外導体２３が形成されているが、一方端面（右側端面）２５と対向する他方端面（左側端面）２６には、外導体は形成されておらず、誘電体セラミックが露出した構造を有している。
また、この実施例３の誘電体フィルタ２０においても、内導体２４と外導体２３の構成材料として卑金属のＣｕが用いられている。
【００４９】
そして、この誘電体フィルタ２０においては、貫通孔２２の内周面に形成された内導体２４、あるいは誘電体ブロック２１の外周面に形成された外導体２３をレーザ加工することにより特性の調整（例えばフィルタ波形の調整）が行われるように構成されている。
【実施例４】
【００５０】
図３は本発明の高周波用誘電体磁器組成物（例えば、表２の試料番号８の高周波用誘電体磁器組成物）を用いて作製した誘電体デュプレクサを示す斜視図である。
【００５１】
この誘電体デュプレクサ３０は、図３に示すように、複数（４つ）の貫通孔３２を有する直方体形状の誘電体ブロック３１と、誘電体ブロック３１の外周面に形成された外導体３３と、誘電体ブロック３１の貫通孔３２の内周面に形成された内導体３４と、上面３９から左側端面３９ｂに回り込むように形成された入力接続手段３６，出力接続手段３７，アンテナ接続手段３８を備えている。なお、誘電体ブロック３１の一方端面（右側端面）３９ａには外導体３３が形成されているが、一方端面（右側端面）３９ａと対向する他方端面（左側端面）３９ｂには、外導体は形成されておらず、誘電体セラミックが露出した構造を有している。
また、この実施例４の誘電体デュプレクサ３０においても、内導体３４と外導体３３の構成材料として卑金属のＣｕが用いられている。
【００５２】
この誘電体デュプレクサ３０においては、貫通孔３２の内周面に形成された内導体３４、あるいは誘電体ブロック３１の外周面に形成された外導体３３をレーザ加工することにより特性の調整が行われるように構成されている。
【実施例５】
【００５３】
図４は、図１に示した上記実施例２の誘電体共振器１０を用いて構成された通信機装置の一例を示すブロック図である。
【００５４】
図４に示す通信機装置４０は、誘電体デュプレクサ４２、送信用回路４４、受信用回路４６およびアンテナ４８を備えている。
送信用回路４４は、誘電体デュプレクサ４２の入力接続手段５０に接続され、受信用回路４６は、誘電体デュプレクサ４２の出力接続手段５２に接続されている。
また、アンテナ４８は、誘電体デュプレクサ４２のアンテナ接続手段５４に接続されている。
【００５５】
通信機装置４０を構成する誘電体デュプレクサ４２は、２つの誘電体フィルタ５６、５８を備えている。誘電体フィルタ５６、５８は、本発明の誘電体共振器１０に外部結合手段６０を接続することにより構成されるものである。図４に示す実施例では、誘電体共振器１０に設けた入出力端子にそれぞれ外部結合手段６０を接続することにより、誘電体フィルタ５６および５８のそれぞれが構成されている。
【００５６】
そして、一方の誘電体フィルタ５６は、入力接続手段５０と他方の誘電体フィルタ５８との間に配設され、他方の誘電体フィルタ５８は、一方の誘電体フィルタ５６と出力接続手段５２との間に配設されている。
【００５７】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、高周波用誘電体磁器組成物への微量添加物の添加の有無や具体的な焼成条件、誘電体共振器、誘電体フィルタ、誘電体デュプレクサ、および通信機装置の具体的な構成などに関し、発明の範囲内において、種々の応用、変形を加えることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
上述のように、本発明によれば、εｒが１５以下で、１０ＧＨｚでのＱが１０００以上、共振周波数温度特性（τｆ）が±１５ｐｐｍ／℃で、高周波用の誘電体共振器に用いるのに好適な高周波用誘電体磁器組成物を提供することが可能になるとともに、この高周波用誘電体磁器組成物を用いることにより、小型で、優れた特性を有する誘電体共振器、誘電体フィルタ、誘電体デュプレクサ、通信機装置などを有利に構成することが可能になる。
したがって、本発明は、誘電体共振器、誘電体フィルタ、誘電体デュプレクサなどの電子部品、および通信機装置などの分野に広く利用することができる。
【符号の説明】
【００５９】
１０ 誘電体共振器
１１ 誘電体ブロック（誘電体磁器）
１２ 貫通孔
１３ 外導体
１４ 内導体
１５ 一方端面
１６ 他方端面
２０ 誘電体フィルタ
２１ 誘電体ブロック（誘電体磁器）
２２ 貫通孔
２３ 外導体
２４ 内導体
２５ 誘電体ブロックの一方端面（右側端面）
２６ 誘電体ブロックの他方端面（左側端面）
２７ａ、２７ｂ 外部結合手段
２８ 誘電体ブロックの上面
２９ａ 誘電体ブロックの前側端面
２９ｂ 誘電体ブロックの後側端面
３０ 誘電体デュプレクサ
３１ 誘電体ブロック
３２ 貫通孔
３３ 外導体
３４ 内導体
３６ 入力接続手段
３７ 出力接続手段
３８ アンテナ接続手段
３９ 誘電体デュプレクサの上面
３９ａ 誘電体デュプレクサ一方端面（右側端面）
３９ｂ 誘電体デュプレクサ他方端面（左側端面）
４０ 通信機装置
４２ 誘電体デュプレクサ
４４ 送信用回路
４６ 受信用回路
４８ アンテナ
５０ 入力接続手段
５２ 出力接続手段
５４ アンテナ接続手段
５６、５８ 誘電体フィルタ
６０ 外部結合手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フォルステライト（Ｍｇ2ＳｉＯ4）、チタン酸カルシウム（ＣａＴｉＯ3）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ3）、チタン酸マグネシウム（ＭｇＴｉＯ3）を含む高周波用誘電体磁器組成物であって、
その成分比が、
６５重量％≦Ｍｇ2ＳｉＯ4≦８７．５重量％
５重量％≦（ＣａＴｉＯ3＋ＳｒＴｉＯ3）≦１５重量％
２．５重量％≦ＭｇＴｉＯ3≦２０重量％
の条件を満たし、
ＣａＴｉＯ3とＳｒＴｉＯ3の合計に対するＣａＴｉＯ3の重量比が、
０．２５≦｛ＣａＴｉＯ3／（ＣａＴｉＯ3＋ＳｒＴｉＯ3）｝≦０．６３
の条件を満たすことを特徴とする高周波用誘電体磁器組成物。
【請求項２】
請求項１に記載の高周波用誘電体磁器組成物を誘電体として用いたものであることを特徴とする電子部品。
【請求項３】
誘電体磁器が入出力端子に電磁界結合して作動するものである誘電体共振器であって、前記誘電体磁器が、請求項１に記載の高周波用誘電体磁器組成物からなるものであることを特徴とする誘電体共振器。
【請求項４】
請求項３に記載の誘電体共振器と、前記誘電体共振器の入出力端子に接続される外部結合手段とを備えていることを特徴とする誘電体フィルタ。
【請求項５】
少なくとも２つの誘電体フィルタと、前記誘電体フィルタのそれぞれに接続される入出力接続手段と、前記誘電体フィルタに共通に接続されるアンテナ接続手段とを備える誘電体デュプレクサであって、前記誘電体フィルタの少なくとも１つが請求項４に記載の誘電体フィルタであることを特徴とする誘電体デュプレクサ。
【請求項６】
請求項５に記載の誘電体デュプレクサと、前記誘電体デュプレクサの少なくとも１つの入出力接続手段に接続される送信用回路と、前記送信用回路に接続される前記入出力手段とは異なる少なくとも１つの入出力接続手段に接続される受信用回路と、前記誘電体デュプレクサのアンテナ接続手段に接続されるアンテナとを備えていることを特徴とする通信機装置。
【請求項１】
フォルステライト（Ｍｇ2ＳｉＯ4）、チタン酸カルシウム（ＣａＴｉＯ3）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ3）、チタン酸マグネシウム（ＭｇＴｉＯ3）を含む高周波用誘電体磁器組成物であって、
その成分比が、
６５重量％≦Ｍｇ2ＳｉＯ4≦８７．５重量％
５重量％≦（ＣａＴｉＯ3＋ＳｒＴｉＯ3）≦１５重量％
２．５重量％≦ＭｇＴｉＯ3≦２０重量％
の条件を満たし、
ＣａＴｉＯ3とＳｒＴｉＯ3の合計に対するＣａＴｉＯ3の重量比が、
０．２５≦｛ＣａＴｉＯ3／（ＣａＴｉＯ3＋ＳｒＴｉＯ3）｝≦０．６３
の条件を満たすことを特徴とする高周波用誘電体磁器組成物。
【請求項２】
請求項１に記載の高周波用誘電体磁器組成物を誘電体として用いたものであることを特徴とする電子部品。
【請求項３】
誘電体磁器が入出力端子に電磁界結合して作動するものである誘電体共振器であって、前記誘電体磁器が、請求項１に記載の高周波用誘電体磁器組成物からなるものであることを特徴とする誘電体共振器。
【請求項４】
請求項３に記載の誘電体共振器と、前記誘電体共振器の入出力端子に接続される外部結合手段とを備えていることを特徴とする誘電体フィルタ。
【請求項５】
少なくとも２つの誘電体フィルタと、前記誘電体フィルタのそれぞれに接続される入出力接続手段と、前記誘電体フィルタに共通に接続されるアンテナ接続手段とを備える誘電体デュプレクサであって、前記誘電体フィルタの少なくとも１つが請求項４に記載の誘電体フィルタであることを特徴とする誘電体デュプレクサ。
【請求項６】
請求項５に記載の誘電体デュプレクサと、前記誘電体デュプレクサの少なくとも１つの入出力接続手段に接続される送信用回路と、前記送信用回路に接続される前記入出力手段とは異なる少なくとも１つの入出力接続手段に接続される受信用回路と、前記誘電体デュプレクサのアンテナ接続手段に接続されるアンテナとを備えていることを特徴とする通信機装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１０−２８５３１９（Ｐ２０１０−２８５３１９Ａ）
【公開日】平成２２年１２月２４日（２０１０．１２．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１４１０９７（Ｐ２００９−１４１０９７）
【出願日】平成２１年６月１２日（２００９．６．１２）
【出願人】（０００００６２３１）株式会社村田製作所 (3,635)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１２月２４日（２０１０．１２．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月１２日（２００９．６．１２）
【出願人】（０００００６２３１）株式会社村田製作所 (3,635)
【Ｆターム（参考）】
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