CN101790844A - 谐振器和使用该谐振器的滤波器 - Google Patents

Abstract

一种谐振器，具有：与上面地电极(4)平行配置的平板状的第一高阻抗布线(7a)；与第一高阻抗布线(7a)相对配置的平板状的第二高阻抗布线(7b)；电连接第一高阻抗布线(7a)和第二高阻抗布线(7b)的第一柱状导体(9a)；配置在第一高阻抗布线(7a)和第二高阻抗布线(7b)之间的第一低阻抗布线(8a)；电连接第一高阻抗布线(7a)和第一低阻抗布线(8a)的第二柱状导体(9b)；配置在第一低阻抗布线(8a)和第二高阻抗布线(7b)之间的第二低阻抗布线(8b)；以及电连接第二高阻抗布线(7b)和第二低阻抗布线(8b)的第三柱状导体(9c)。利用此谐振器就能缩小谐振器的面积。

Description

谐振器和使用该谐振器的滤波器

技术领域

本发明涉及一种在携带电话等各种电子设备中使用的谐振器和使用了该谐振器的滤波器以及电子设备。

背景技术

图12是现有谐振器的顶视图。在图12中，在同一平面上配置有平板状的低阻抗布线部1a、1b和平板状的高阻抗布线部2a、2b。而且，将低阻抗布线部1a的一端侧和高阻抗布线部2a的一端侧电连接。此外，将低阻抗布线部1b的一端侧和高阻抗布线部2b的一端侧电连接。并且，将高阻抗布线部2a的另一端侧和高阻抗布线部2b的另一端侧电连接。再有，作为涉及本申请的在先技术文献信息，例如已知有专利文献1。

但是，在上述现有谐振器的结构中，由于在同一平面上配置平板状的低阻抗布线部1a、1b和平板状的高阻抗布线部2a、2b，所以此谐振器的面积为这4个布线部1a、1b、2a、2b的面积之和。因此，就很难缩小谐振器的面积。

专利文献1：JP特开平2-249303号公报

发明内容

本发明实现了谐振器的小面积化。

本发明的谐振器，具有：上面地电极；与上面地电极平行配置的平板状的第一高阻抗布线；与第一高阻抗布线相对配置的平板状的第二高阻抗布线；电连接第一高阻抗布线和第二高阻抗布线的第一柱状导体；配置在第一高阻抗布线和第二高阻抗布线之间的第一低阻抗布线；电连接第一高阻抗布线和第一低阻抗布线的第二柱状导体；配置在第一低阻抗布线和第二高阻抗布线之间的第二低阻抗布线；以及电连接第二高阻抗布线和第二低阻抗布线的第三柱状导体。通过此结构就能三维地构成谐振器。由于使谐振器的面积比第一高阻抗布线、第二高阻抗布线、第一低阻抗布线、第二低阻抗布线的面积之和更小，所以能实现谐振器的小面积化。

附图说明

图1是本发明的实施方式1的谐振器的斜视图。

图2A是本发明的实施方式1的谐振器的剖面图。

图2B是本发明的实施方式1的谐振器的剖面图一侧的一半的放大图。

图2C是从上面看图2B的剖面图。

图3是表示本发明的实施方式1的谐振器的特性评价用结构的一例的斜视图。

图4是本发明的实施方式1的谐振器的谐振特性图。

图5是本发明的实施方式1的谐振器的另一谐振特性图。

图6是本发明的实施方式1的另一谐振器的斜视图。

图7是表示本发明的实施方式1的谐振器的另一实施方式的斜视图。

图8是表示使用了本发明的实施方式1的谐振器的滤波器的斜视图。

图9是本发明的实施方式2的谐振器的斜视图。

图10是本发明的实施方式2的另一谐振器的斜视图。

图11是表示本发明的实施方式2的另一谐振器的斜视图。

图12是现有谐振器的顶视图。

符号说明

3、13电介质叠层基板

4、14上面地电极

5、15下面地电极

6a、6b、16a、16b  侧面地电极

7a、17a  第一高阻抗布线

7b、17b  第二高阻抗布线

8a、18a  第一低阻抗布线

8b、18b  第二低阻抗布线

9a、19a  第一柱状导体

9b、19b  第二柱状导体

9c、19c  第三柱状导体

10a、10b  输入输出端子

11a、11b  柱状导体

12a、12b  输入输出布线

20a、20b、21a、21b  负载(loading)电容

22虚拟地面

23级间耦合元件

24a、24b  输入耦合元件

25a、25b  输出耦合元件

具体实施方式

实施方式1

图1是本发明的实施方式1的谐振器的斜视图。在图1中，本实施方式1的谐振器，处于电介质叠层基板3的上面的上面地电极4和处于电介质叠层基板3的下面的下面地电极5被相对配置。在处于上面地电极4和下面地电极5之间的电介质叠层基板3的内部，内置有：第一高阻抗布线7a、第二高阻抗布线7b、第一低阻抗布线8a、第二低阻抗布线8b、第一柱状导体9a、第二柱状导体9b、第三柱状导体9c。第一高阻抗布线7a、第二高阻抗布线7b分别与上面地电极4、下面地电极5相对配置。同样地，第一低阻抗布线8a、第二低阻抗布线8b分别与上面地电极4、下面地电极5相对配置。

在上面地电极4的附近，与上面地电极4平行地配置第一高阻抗布线7a。在下面地电极5的附近，与下面地电极5平行地配置第二高阻抗布线7b。第一高阻抗布线7a和第二高阻抗布线7b是相对配置的。而且，在第一高阻抗布线7a和第二高阻抗布线7b的同一端侧连接有第一柱状导体9a。

在此，使第二柱状导体9b的长度和第三柱状导体9c的长度相等。此外，将第二柱状导体9b和第三柱状导体9配置为同一直线状。再有，第一柱状导体的长度比第二柱状导体的长度和第三柱状导体的长度之和更长。

第一高阻抗布线7a的另一端侧和与第一高阻抗布线7a相对配置的第一低阻抗布线8a的一端侧通过第二柱状导体9b连接。第一低阻抗布线8a的另一端侧不做任何连接，成为开放端。即，第一柱状导体9a和第一低阻抗布线8a未电连接。

第二低阻抗布线8b与第一低阻抗布线8a相对配置。而且，此第二低阻抗布线8b的另一端侧和上述第二高阻抗布线7b的另一端侧通过第三柱状导体9c连接。第一低阻抗布线8a和第二低阻抗布线8b未进行电连接。此外，此第二低阻抗布线8b的一端侧不做任何连接，成为开放端。即，第一柱状导体9a和第二低阻抗布线8b未电连接。

图2A是本发明的实施方式1的谐振器的剖面图。图2B是本发明的实施方式1的谐振器的剖面图的一侧的一半的放大图。图2C是从上面看图2B的剖面图。在图2A～图2C中，可以认为，在本发明的实施方式1的谐振器中，以第一低阻抗布线8a和第二低阻抗布线8b的相对距离的中心为界，存在由点划线所示的虚拟地面22。因此，相对于虚拟地面22，产生第一低阻抗布线8a、第二低阻抗布线8b的电力线(参照图2B)。因此，第一低阻抗布线8a的阻抗由第一低阻抗布线8a和虚拟地面22之间的距离决定。同样地，第二低阻抗布线8b的阻抗由第二低阻抗布线8b和虚拟地面22之间的距离决定。

另一方面，如图2B的虚线所示，相对于上面地电极4，产生第一高阻抗布线7a的电力线。由此，第一高阻抗布线7a的阻抗由第一高阻抗布线7a和上面地电极4之间的距离决定。同样地，相对于下面地电极5，产生第二高阻抗布线7b的电力线。由此，第二高阻抗布线7b的阻抗由第二高阻抗布线7b和下面地电极5之间的距离决定。

在第一高阻抗布线7a和第一低阻抗布线8a、第二高阻抗布线7b和第二低阻抗布线8b中，各自相互流过的电流的方向相反。但是，例如由于第一高阻抗布线7a的线路宽和第一低阻抗布线8a的线路宽不同，所以，在第一高阻抗布线7a中产生的电流和在第一低阻抗布线8a中产生的电流不能完全消除。因此，如图2C的实线所示，产生磁力线，给彼此的阻抗带来影响。

例如，也可以使第一高阻抗布线的线路宽比第一低阻抗布线的线路宽更细。此外，也可以使第二高阻抗布线的线路宽比第二低阻抗布线的线路宽更细。

如此，第一高阻抗布线7a的阻抗、第二高阻抗布线7b的阻抗由与各上面地电极4、下面地电极5的距离即第一柱状导体9a的导体长度决定。因此，能够控制本发明的实施方式1的谐振器的谐振频率。

并且，第一低阻抗布线8a和虚拟地面22相距的距离由第二柱状导体9b的导体长度决定。此外，第二低阻抗布线8b和虚拟地面22相距的距离由第三柱状导体9c的导体长度决定。因此，能够控制本发明的实施方式1的谐振器的谐振频率。

由于通过以上的结构，能三维地构成半波长谐振器，所以能使谐振器的面积比第一高阻抗布线7a、第二高阻抗布线7b、第一低阻抗布线8a、第二低阻抗布线8b的面积之和还小。因此，能实现谐振器的小面积化。

例如，设图1所示的电介质叠层基板3的相对介电常数(relativepermittivity)为57、电介质叠层基板3的面积为2500μm×2000μm、电介质叠层基板3的厚度为500μm。设上面地电极4、下面地电极5的电极厚度为10μm。设第一高阻抗布线7a、第二高阻抗布线7b的线路宽为200μm、线路长为775μm、线路厚度为10μm。设第一低阻抗布线8a、第二低阻抗布线8b的线路宽为600μm、线路长为1025μm、线路厚度为10μm。而且使此第一低阻抗布线8a和第二低阻抗布线8b的距离的中心与电介质叠层基板厚度的中心一致。此外，设第一柱状导体9a、第二柱状导体9b、第三柱状导体9c的直径全部都为100μm。

图3是表示本发明的实施方式1的谐振器的特性评价用结构的一例的斜视图。在图3中，从设置在下面地电极5侧的输入输出端子10a、10b开始通过柱状导体11a、11b设置输入输出布线12a、12b。配置输入输出布线12a、12b，使它们分别与第一低阻抗布线8a、第二低阻抗布线8b的开放端侧以20μm的间隔、200μm×100μm的面积进行电容耦合。

图4是本发明的实施方式1的谐振器的谐振特性图。在图4中，设第一柱状导体9a的导体长度可变为140、260、380μm。而且，140μm对应实线、260μm对应虚线、380μm对应点划线。此情况下，通过增长第一柱状导体9a的导体长度，就能提高谐振器的谐振频率。

图5是本发明的实施方式1的谐振器的另一谐振特性图。在图5中，将第一柱状导体9a的导体长度固定为380μm，第二柱状导体9b、第三柱状导体9c的导体长度可分别变为110μm、140μm。而且，110μm对应虚线、140μm对应点划线。此情况下，通过增长第二柱状导体9b及第三柱状导体9c，就能提高谐振器的谐振频率。

如此，通过调整第一柱状导体9a、第二柱状导体9b、第三柱状导体9c的导体长度，就能控制谐振频率。

图6是本发明的实施方式1的另一谐振器的斜视图。在图6中，在第一低阻抗布线8a和第一高阻抗布线7a之间，在第一低阻抗布线8a的开放端设置负载电容20a。此外，在第二低阻抗布线8b和第二高阻抗布线7b之间，在第二低阻抗布线8b的开放端设置负载电容20b。通过这样的结构，就能使谐振器的谐振频率进一步向低频侧偏移。

在本发明的实施方式1中，为了避免与其它的电子设备的电磁场耦合，优选将上面地电极4、下面地电极5都与侧面地电极6a、6b电连接。再有，即使替代侧面地电极6a、6b，使用柱状导体电连接上面地电极4、下面地电极5，也能得到同等的效果。

在本实施方式1中，由于第一高阻抗布线7a与第二高阻抗布线7b、第一低阻抗布线8a与第二低阻抗布线8b分别都是不相同形状，所以能更容易地设置输入输出耦合、级间耦合等耦合元件。此外，由于第二柱状导体9b、第三柱状导体9c的导体长度也不同，所以就能更容易地设置输入输出耦合、级间耦合等耦合元件。即，通过像这样采取非对称的结构，就能够修正由耦合元件产生的谐振器的阻抗的变动。

图7是表示本发明的实施方式1的谐振器的另一实施方式的斜视图。在图7中，通过扩大下面地电极5的形状，就能构成更稳定的接地面。

图8是表示使用了本发明的实施方式1的谐振器的滤波器的斜视图。在图8中，使用2个以上本发明的谐振器，用级间耦合元件23使它们电磁场耦合、连接，用输入耦合元件24a、24b与输出耦合元件25a、25b进行电磁场耦合。通过这样的结构，能进一步实现小型的滤波器。

此外，通过搭载此滤波器就能使搭载在便携式电话等中的电子设备更加小型化。

实施方式2

图9是本发明的实施方式2的谐振器的斜视图。在图9中，分别在电介质叠层基板13的上面和下面上相对配置上面地电极14和下面地电极15。在由上面地电极14和下面地电极15夹持的电介质叠层基板13的内部，内置：第一高阻抗布线17a、第二高阻抗布线17b、第一低阻抗布线18a、第二低阻抗布线18b、第一柱状导体19a、第二柱状导体19b、第三柱状导体19c。第一高阻抗布线17a、第二高阻抗布线17b与各上面地电极14、下面地电极15相对配置。同样地，第一低阻抗布线18a、第二低阻抗布线18b也与各上面地电极14、下面地电极15相对配置。

在靠近上面地电极14处，与上面地电极14平行地配置第一高阻抗布线17a。在靠近下面地电极15处，与下面地电极15平行地配置第二高阻抗布线17b。此外，相对配置第一高阻抗布线17a和第二高阻抗布线17b。而且，在第一高阻抗布线17a、第二高阻抗布线17b的同一端侧连接有第一柱状导体19a。

本发明的实施方式2与实施方式1的不同点如下。即，第一高阻抗布线17a的另一端侧通过第二柱状导体19b和与第一高阻抗布线17a平行、且不相对配置的第一低阻抗布线18a的某一端侧连接。同样地，第二高阻抗布线17b的另一端侧通过第三柱状导体19c和与第二高阻抗布线17b平行、且不相对配置的第二低阻抗布线18b的某一端侧连接。通过这样的结构，就能避免第一高阻抗布线17a和第一低阻抗布线18a的电磁场耦合。同样地，能够避免第二高阻抗布线17b和第二低阻抗布线18b的电磁场耦合。因此，谐振器的设计变容易。

再有，第二低阻抗布线18b与第一低阻抗布线18a相对配置。此外，第一低阻抗布线18a的另一端侧不做任何连接，成为开放端。同样地，第二低阻抗布线18b的另一端侧也不做任何连接，成为开放端。

本发明的实施方式2的谐振器的工作原理与实施方式1相同。即，通过调整第一柱状导体19a、第二柱状导体19b、第三柱状导体19c的导体长度就能调整谐振器的谐振频率。

由于通过这样的结构能三维地构成半波长谐振器，所以能使此谐振器面积小型化。

图10是本发明的实施方式2的另一谐振器的斜视图。在图10中，在第一低阻抗布线18a和第一高阻抗布线17a之间、并且在第一低阻抗布线18a的开放端侧设置有负载电容21a。同样地，在第二低阻抗布线18b和第二高阻抗布线17b之间、并且在第二低阻抗布线18b的开放端侧设置有负载电容21b。通过这样的结构就能使谐振器的谐振频率进一步向低频侧偏移。

在本发明的实施方式2中，为了避免与其它电子设备的电磁场耦合，优选电连接侧面地电极16a、16b，上面地电极14，下面地电极15。即使替代侧面地电极16a、16b使用柱状导体电连接上面地电极14和下面地电极15也能得到同等的效果。

在本发明的实施方式2中，由于第一高阻抗布线17a与第二高阻抗布线17b、第一低阻抗布线18a与第二低阻抗布线18b分别都是不相同形状，所以能更容易地设置输入输出耦合、级间耦合等耦合元件。此外，由于第二柱状导体19b、第三柱状导体19c的导体长度也不同，所以就能更容易地设置输入输出耦合、级间耦合等耦合元件。即，通过像这样采取非对称的结构，就能够修正由耦合元件产生的谐振器的阻抗的变动。

图11是表示本发明的实施方式2的另一谐振器的斜视图。在图11中，通过扩大下面地电极15的形状，就能构成更稳定的接地面。

并且，使用本发明的2个以上谐振器，通过使它们电磁场耦合就能构成比现有更小型的滤波器。通过搭载此滤波器就能使搭载在便携式电话等中的电子设备更加小型化。

工业实用性

本发明的谐振器具有能实现小面积化的效果，在便携式电话等各种电子设备中是有用的。

Claims (9)

1.一种谐振器，具有：

上面地电极；

与上述上面地电极平行配置的平板状的第一高阻抗布线；

与上述第一高阻抗布线相对配置的平板状的第二高阻抗布线；

电连接上述第一高阻抗布线和上述第二高阻抗布线的第一柱状导体；

配置在上述第一高阻抗布线和上述第二高阻抗布线之间的第一低阻抗布线；

电连接上述第一高阻抗布线和上述第一低阻抗布线的第二柱状导体；

配置在上述第一低阻抗布线和上述第二高阻抗布线之间的第二低阻抗布线；以及

电连接上述第二高阻抗布线和上述第二低阻抗布线的第三柱状导体。

2.根据权利要求1所述的谐振器，其特征在于，

上述第一柱状导体与上述第一高阻抗布线的一端侧连接，

并且，上述第二柱状导体与上述第一高阻抗布线的另一端侧连接。

3.根据权利要求2所述的谐振器，其特征在于，

上述第一柱状导体与上述第二高阻抗布线的一端侧连接，

并且，上述第三柱状导体与上述第二高阻抗布线的另一端侧连接。

4.根据权利要求1所述的谐振器，其特征在于，

使上述第一高阻抗布线的线路宽比上述第一低阻抗布线的线路宽更细。

5.根据权利要求4所述的谐振器，其特征在于，

使上述第二高阻抗布线的线路宽比上述第二低阻抗布线的线路宽更细。

6.根据权利要求1所述的谐振器，其特征在于，

使上述第二柱状导体的长度和上述第三柱状导体的长度相等。

7.根据权利要求1所述的谐振器，其特征在于，

将上述第二柱状导体和上述第三柱状导体配置成同一直线状。

8.根据权利要求1所述的谐振器，其特征在于，

使上述第一柱状导体的长度比上述第二柱状导体的长度与上述第三柱状导体的长度之和更长。

9.一种滤波器，使用权利要求1至8所述的谐振器的至少任意一个来构成。

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