CN102027632A - 左手系谐振器和使用其的左手系滤波器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种左手系谐振器具备:将电感器与电容器串联连接的串联体;将电感器与电容器并联连接的并联体,串联体的一侧与并联体的一侧连接,并且并联体的另一侧接地,串联体的另一侧接地。利用此种结构,仅使用一个由串联体和并联体构成的单位单元,能够激励-1次的模式,因此能够将左手系谐振器的形状小型化。
Description
技术领域
本发明涉及高频装置中使用的左手系谐振器和使用其的左手系滤波器、左手系天线及电子设备。
背景技术
图60是以往的左手系谐振器的结构图。图60中,以往的左手系谐振器101具备多个单位单元103,且该单位单元103由与分路接地连接的电容器、串联连接的电感器、与该电感器串联连接的电容器、和分路接地连接的电感器构成。此外,搭载有该左手系谐振器101的电介质基板102具备禁带宽度104、105,且该禁带宽度104、105设置在配置于端部的单位单元103的旁边。利用上述的禁带宽度104、105,能够将左手系谐振器101和与其连接的传送路(未图示)疎耦合。这是为了明确测定左手系谐振器101中的谐振现象。进而,在电介质基板102上,在设有左手系谐振器101的面的背面形成有接地导体。此外,作为与该申请相关的在先技术文献信息,例如已知有专利文献1。
在此种以往的左手系谐振器101中,两端均为开放端或者为短路端,因此需要谐振频率的1/2波长量的长度。因此,形状大,具有相当量的导体损失,无负载Q值不会变大。
【在先技术文献】
【专利文献】
【专利文献1】美国专利申请公开第2006/0066422号说明书
发明内容
本发明使左手系谐振器的形状小型化。
本发明的左手系谐振器的特征在于,具备:将电感器与电容器串联连接的串联体;将电感器与电容器并联连接的并联体,串联体的一侧与并联体的一侧连接,并且并联体的另一侧接地,串联体的另一侧接地。
利用此种结构,仅使用一个由串联体和并联体构成的单位单元,能够激励-1次的模式,因此能够将左手系谐振器的形状小型化。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式涉及的左手系谐振器中的左手系传送线路的等效电路图。
图2是右手系传送线路的等效电路。
图3是左手系传送线路的等效电路。
图4是通常的左手系谐振器的频率特性图。
图5是表示通常的左手系谐振器的电压驻波的特性图。
图6是使用了本发明的第一实施方式中的-1次模式的左手系谐振器的结构图。
图7是表示本发明的第一实施方式涉及的左手系谐振器的构造的分解立体图。
图8是表示本发明的第一实施方式涉及的左手系谐振器的其它的构造的分解立体图。
图9是第二实施方式中的左手系滤波器的等效电路图。
图10是表示本发明的第二实施方式的左手系滤波器的构造的分解立体图。
图11是表示本发明的第三实施方式涉及的左手系天线的构造的分解立体图。
图12是本发明的第四实施方式涉及的左手系滤波器的等效电路图。
图13是该第四实施方式涉及的左手系滤波器的频率特性图。
图14是表示图13中的左手系滤波器的通过特性为0dB附近的区域的区域X的放大图。
图15A是将构成本发明的第四实施方式涉及的左手系滤波器的电介质层叠基板按每个电介质基板分解,并从上依次表示了电介质基板的图案的分解图。
图15B是将构成本发明的第四实施方式涉及的左手系滤波器的电介质层叠基板按每个电介质基板分解,并从上依次表示了电介质基板的图案的分解图。
图15C是将构成本发明的第四实施方式涉及的左手系滤波器的电介质层叠基板按每个电介质基板分解,并从上依次表示了电介质基板的图案的分解图。
图15D是将构成本发明的第四实施方式涉及的左手系滤波器的电介质层叠基板按每个电介质基板分解,并从上依次表示了电介质基板的图案的分解图。
图15E是将构成本发明的第四实施方式涉及的左手系滤波器的电介质层叠基板按每个电介质基板分解,并从上依次表示了电介质基板的图案的分解图。
图15F是将构成本发明的第四实施方式涉及的左手系滤波器的电介质层叠基板按每个电介质基板分解,并从上依次表示了电介质基板的图案的分解图。
图15G是将构成本发明的第四实施方式涉及的左手系滤波器的电介质层叠基板按每个电介质基板分解,并从上依次表示了电介质基板的图案的分解图。
图16A是将构成本发明的第四实施方式涉及的其他左手系滤波器的电介质层叠基板按每个电介质基板分解,并从上依次表示了电介质基板的图案的分解图。
图16B是将构成本发明的第四实施方式涉及的其他左手系滤波器的电介质层叠基板按每个电介质基板分解,并从上依次表示了电介质基板的图案的分解图。
图16C是将构成本发明的第四实施方式涉及的其他左手系滤波器的电介质层叠基板按每个电介质基板分解,并从上依次表示了电介质基板的图案的分解图。
图16D是将构成本发明的第四实施方式涉及的其他左手系滤波器的电介质层叠基板按每个电介质基板分解,并从上依次表示了电介质基板的图案的分解图。
图16E是将构成本发明的第四实施方式涉及的其他左手系滤波器的电介质层叠基板按每个电介质基板分解,并从上依次表示了电介质基板的图案的分解图。
图16F是将构成本发明的第四实施方式涉及的其他左手系滤波器的电介质层叠基板按每个电介质基板分解,并从上依次表示了电介质基板的图案的分解图。
图16G是将构成本发明的第四实施方式涉及的其他左手系滤波器的电介质层叠基板按每个电介质基板分解,并从上依次表示了电介质基板的图案的分解图。
图16H是将构成本发明的第四实施方式涉及的其他左手系滤波器的电介质层叠基板按每个电介质基板分解,并从上依次表示了电介质基板的图案的分解图。
图16I是将构成本发明的第四实施方式涉及的其他左手系滤波器的电介质层叠基板按每个电介质基板分解,并从上依次表示了电介质基板的图案的分解图。
图16J是将构成本发明的第四实施方式涉及的其他左手系滤波器的电介质层叠基板按每个电介质基板分解,并从上依次表示了电介质基板的图案的分解图。
图16K是将构成本发明的第四实施方式涉及的其他左手系滤波器的电介质层叠基板按每个电介质基板分解,并从上依次表示了电介质基板的图案的分解图。
图16L是将构成本发明的第四实施方式涉及的其他左手系滤波器的电介质层叠基板按每个电介质基板分解,并从上依次表示了电介质基板的图案的分解图。
图17是表示第六实施方式涉及的左手系滤波器的等效电路图。
图18是表示本发明的第六实施方式涉及的左手系滤波器的构造的分解立体图。
图19是表示第七实施方式涉及的左手系滤波器的等效电路图。
图20是表示本发明的第七实施方式涉及的左手系滤波器的构造的分解立体图。
图21是本发明的第八实施方式涉及的左手系滤波器的等效电路图。
图22是本发明的第八实施方式涉及的左手系滤波器中的第1电感器和第2电感器未磁场耦合的情况的频率特性图。
图23是本发明的第八实施方式涉及的左手系滤波器中的第1电感器和第2电感器发生磁场耦合的情况下的频率特性图。
图24是本发明的第八实施方式涉及的其他的左手系滤波器的等效电路图。
图25是表示本发明的第八实施方式涉及的左手系滤波器的构造的分解立体图。
图26是表示本发明的第九实施方式涉及的左手系滤波器的等效电路。
图27是表示本发明的第九实施方式涉及的左手系滤波器的构造的分解立体图。
图28是表示本发明的第十实施方式涉及的左手系滤波器的等效电路图。
图29是表示本发明的第十实施方式涉及的左手系滤波器的构造的分解立体图。
图30是表示第十一实施方式涉及的左手系滤波器的等效电路图。
图31是表示本发明的第十一实施方式涉及的左手系滤波器的构造的分解立体图。
图32是该第十一实施方式涉及的左手系滤波器的频率特性图。
图33是表示本发明的第十二实施方式涉及的左手系滤波器的等效电路图。
图34是表示本发明的第十二实施方式涉及的左手系滤波器的构造的分解立体图。
图35是表示本发明的第十三实施方式涉及的左手系滤波器的等效电路图。
图36是表示本发明的第十三实施方式涉及的左手系滤波器的构造的分解立体图。
图37是本发明的第十三实施方式涉及的左手系滤波器的频率特性图。
图38是表示本发明的第十四实施方式涉及的左手系滤波器的等效电路图。
图39是表示本发明的第十四实施方式涉及的左手系滤波器的构造的分解立体图。
图40是本发明的第十四实施方式涉及的左手系滤波器的频率特性图。
图41是本发明的第十五实施方式涉及的左手系滤波器的等效电路图。
图42是本发明的第十五实施方式涉及的左手系滤波器中未发生磁场耦合的情况下的频率特性图。
图43是本发明的第十五实施方式涉及的左手系滤波器中发生磁场耦合的情况下的频率特性图。
图44A是从上依次表示构成本发明的第十五实施方式涉及的左手系滤波器中的电介质层叠基板的电介质基板的图案的分解图。
图44B是从上依次表示构成本发明的第十五实施方式涉及的左手系滤波器中的电介质层叠基板的电介质基板的图案的分解图。
图44C是从上依次表示构成本发明的第十五实施方式涉及的左手系滤波器中的电介质层叠基板的电介质基板的图案的分解图。
图44D是从上依次表示构成本发明的第十五实施方式涉及的左手系滤波器中的电介质层叠基板的电介质基板的图案的分解图。
图44E是从上依次表示构成本发明的第十五实施方式涉及的左手系滤波器中的电介质层叠基板的电介质基板的图案的分解图。
图44F是从上依次表示构成本发明的第十五实施方式涉及的左手系滤波器中的电介质层叠基板的电介质基板的图案的分解图。
图44G是从上依次表示构成本发明的第十五实施方式涉及的左手系滤波器中的电介质层叠基板的电介质基板的图案的分解图。
图44H是从上依次表示构成本发明的第十五实施方式涉及的左手系滤波器中的电介质层叠基板的电介质基板的图案的分解图。
图44I是从上依次表示构成本发明的第十五实施方式涉及的左手系滤波器中的电介质层叠基板的电介质基板的图案的分解图。
图44J是从上依次表示构成本发明的第十五实施方式涉及的左手系滤波器中的电介质层叠基板的电介质基板的图案的分解图。
图45是本发明的第十六实施方式涉及的左手系谐振器的左手系传送线路的等效电路图。
图46是表示本发明的第十六实施方式涉及的左手系谐振器的构造的分解立体图。
图47是从箭头B方向观察沿着图46的线47-47的剖面时的剖面图。
图48是表示本发明的第十六实施方式涉及的其他的左手系谐振器的构造的分解立体图。
图49是从箭头D方向观察沿着图48的线49-49的剖面时的剖面图。
图50是表示本发明的第十六实施方式涉及的左手系滤波器的等效电路图。
图51是表示本发明的第十六实施方式涉及的左手系滤波器的元件的等效电路图。
图52是表示本发明的第十六实施方式涉及的左手系滤波器的元件的其他的等效电路图。
图53是本发明的第十六实施方式涉及的左手系滤波器的电纳的频率特性图。
图54是表示本发明的第十六实施方式涉及的左手系滤波器的构造的分解立体图。
图55是从箭头F的方向观察沿着图54中线55-55的剖面时的剖面图。
图56是本发明的第十七实施方式涉及的左手系谐振器的等效电路图。
图57是本发明的第十七实施方式涉及的左手系谐振器的整体立体图。
图58是本发明的第十七实施方式涉及的左手系谐振器的谐振特性图。
图59是本发明的第十七实施方式涉及的其他的左手系谐振器的整体立体图。
图60是以往的左手系谐振器的结构图。
具体实施方式
(第一实施方式)
首先,参照图1对本发明中使用的“单位单元”(unit cell)这一概念进行说明。图1是本发明的第一实施方式涉及的左手系谐振器中的左手系传送线路的等效电路图。图1中,单位单元3包括串联体1和并联体2,其中所述串联体1由电容器1A和电感器1B构成,所述并联体2由在该串联体的一端和接地导体之间连接的电容器2A和电感器2B构成。该单位单元3成为被称为超材料(metamaterial)的右手系/左手系复合线路的最小单位构造。另外,电容器1A与电感器1B的前后关系相反也无妨。
接着,对该超材料进行说明。通常,自然界中存在的物质带有正的介电常数和正的导磁率,将其称为右手系介质。在此,“右手系”是指电磁波的电场方向、磁场方向、波行进方向(相位传播方向)这三者呈右手的拇指、食指、中指的位置关系。
与此相反,将介电常数、导磁率两者同时为负的介质称为左手系物质或者超材料。在此,“左手系”是指电磁波的电场方向、磁场方向、波行进方向(相位传播方向)这三者呈左手的拇指、食指、中指的位置关系。
这之前,仅发现介电常数为负的物质或者仅导磁率为负的物质的存在。例如前者为等离子体,后者为铁素体。但是,并未在自然界中发现介电常数与导磁率两者同时变为负的物质。因此,通过人工地使用制作微细构造,并将表观上的介电常数与导磁率形成为负,从而做出此种介质。将其称为人工介质。
接下来,对传送线路形超材料的动作原理进行说明。
图2是右手系传送线路的等效电路。图2中,通常的右手系的传送线路的电特性可以通过连接无限个由串联连接的电感器1B和与分路接地连接的电容器2A构成的无限微小区间的等效电路来考虑。将该构造称为纯粹的右手系传送线路(Pure right-handed transmission line;PRH TL)。
与此相反,图3是左手系传送线路的等效电路。图3中,左手系的传送线路的电特性可以通过连接无限个由串联的电容器1A和与分路接地连接的电感器2B构成的无限微小区间的等效电路来考虑。将该构造称为纯粹的左手系传送线路(Pure left-handed transmission line;PLH TL)。
但是,若制作图3所示的串联的电容器1A,则由于具有物理体积,必然产生作为寄生成分的如图1所示的右手系的串联电感器1B。此外,若制作图3所示的并联的电感器2B,则由于具有物理体积,必然产生作为寄生成分的如图1所示的右手系的并联电容器2A。
从而,如图1所示,实际能够实现的人工介质的超材料具备:将电感器1B与电容器1A串联连接的串联体1、和将电感器2B与电容器2A并联连接的并联体2,成为串联体1的一侧与并联体2的一侧连接,并且并联体2的另一侧接地的结构,即复合右手系左手系传送线路(Compositeright/left-handed transmission line;CRLH TL)。
该CRLH传送线路兼具有左手系和右手系两者的性质。即,在频率高的区域中具有右手系的性质,在频率低的区域中具有左手系的性质。而且,由图1所示的左手系的电容器1A(CL)和右手系的电感器1B(LR)构成的串联体1形成以角频率ωse=1/(CL*LR)谐振的串联谐振电路,由左手系的电感器2B(LL)和右手系的电容器2A(CR)构成的并联体2成为以角频率ωsh=1/(LL*CR)反谐振的并联谐振电路。在此,将ωse=ωsh的情况称为平衡状况,右手系的频域与左手系的频域连续相连。另一侧面,将ωse≠ωsh的情况称为非平衡状况,右手系的频域与左手系的频域之间产生禁带宽度(gap),在该区域中,成为电磁波不能传播的衰减带域。
在CRLH传送线路的输入输出端构成微小禁带宽度等并形成输入输出耦合电容时,CRLH以与右手系的有限长线路相同的方式来作为谐振器动作。可知在右手系的有限长线路谐振器中,成为二分之一波长的最低次的谐振和其整数倍的高次谐波的谐振。
与此相反,在通常的左手系谐振器中,由单元数确定固有的谐振频率的数目。例如,考虑由图60所示的单位单元103来实现图1所示的单位单元3,并连接7个单位单元,且以微小禁带宽度104、105夹着的单元数n=7的通常的左手系谐振器101。
图4是通常的左手系谐振器的频率特性图。图4中,从附有二分之一波长的驻波的+1次的谐振至+6次的谐振作为右手系的谐振而存在。此外,作为返波的谐振,从附有二分之一波长的驻波的-1次的谐振至-6次的谐振作为左手系的谐振而存在。进而,存在所谓的全部的单元以相同电位同步振动的0次模式。
图5是表示通常的左手系谐振器的电压驻波的特性图。图5中,在0次模式下,驻波不成立,但该模式可以看作是波长变得无限大的特殊的谐振模式。在通常的左手系谐振器中,在如图5所示观察驻波的分布时,+1次和-1次的谐振模式相同。从而,右手系的前进波和左手系的返波的相位速度的绝对值在左手系低的频率下相同,左手系的谐振频率必然降低。
因此,本发明是着眼于这一点的超小型谐振器。通常,为了构成带有左手系谐振的谐振器,仅需要配置必要数量的单位单元3,用以激励某一特定的左手系谐振模式的1/2波长的驻波。但是,在本发明的结构中,使用级间耦合元件,构成带有多个谐振器的多级左手系滤波器。
图6是本发明的第一实施方式中使用了-1次模式的左手系谐振器的结构图。图6中,该第一实施方式中的左手系谐振器7具备:将电感器1B与电容器1A串联连接的串联体1、和将电感器2B与电容器2A并联连接的并联体2,串联体1的一侧与并联体2的一侧连接,且并联体2的另一侧接地,串联体1的另一侧接地。
通过该结构,能够以与激励左手系的最低次数谐振即0次的模式情况相同的单位单元数来激励-1次的模式。由此,构成第一实施方式的左手系谐振器7的单元数变为以往用于激励-1次的模式所需要的单元数的一半,其结果,提高无负荷Q值,能够使形状小型化。
在通常的左手系谐振器中,连接7个如图60所示的单位单元103,由此使如图5所示的1/2波长的左手系谐振得到-1次至-7次。该左手系谐振的数目与单位单元的个数相。因此,例如为了得到-1次谐振,最低需要两个单位单元。
在-1次谐振中,在两个单位单元的谐振器上分布有1/2波长的电场分布(电压驻波)。而且,在两个单位单元的连接点,电场分布的振幅为0。由此,这次通过发明者的研究明确了即使在该点短路而仅由一个单元构成谐振器,也产生-1次的谐振。
进而,为了激励1/4波长的模式,将一端短路后的左手系谐振器7能够抑制全部的单元在相同电位同步振动的0次模式,并能够在左手系谐振中提供带有-1次模式的左手系谐振器。由此,若使用该谐振器来制作将-1次的谐振频率作为通带的滤波器,则在0次的谐振频率下,能够抑制信号的通过。
图7是表示本发明的第一实施方式涉及的左手系谐振器的构造的分解立体图。图7中,单位单元3(参照图6)具有以电介质10来充满相互对置配置的接地导体8、9间的构造。此外,导体图案11与图1所示的电感器1B对应。进而,导体图案11经由通孔导体13而与导体图案14、15连接,并以被上述导体图案14、15夹着的方式来配置导体图案12。利用该导体图案12与导体图案14间的耦合、和导体图案12与导体图案15间的耦合,构成图1所示的电容器1A。
导体图案11经由通孔导体16而与接地导体9连接。利用该导体图案12,构成图1所示的电感器2B。进而,主要利用导体图案14、与该导体图案14相对的接地导体8、导体图案15、与该导体图案15相对的接地导体9,构成图1所示的电容器2A。此外,导体图案11、12与接地导体8、9所形成的耦合也有助于电容器2A。
此外,图6所示的单位单元3的一端6的接地通过在图7中使导体图案12经由通孔导体17与接地导体9连接来实现。此时,为了形成相同电位,接地导体8、9优选经由侧面电极22、23来连接。
此外,电介质10的介质损耗角正切优选为0.1%以下。由此,能够提高左手系谐振子7的无负荷Q值。进而,电介质10的比介电常数优选10~100。由此,能够将左手系谐振器7的形状小型化。
此外,在本第一实施方式中,为了明确抽出谐振现象,表示由导体图案19、20夹着导体图案18和导体图案11,并将导体图案18经由通孔导体21与端子电极22A连接的构造。
图8是表示本发明的第一实施方式涉及的左手系谐振器的其他的构造的分解立体图。图8中,也可将与图7的导体图案12对应的导体图案24经由侧面电极25而与接地导体9连接。在此种构造中,在实现了左手系谐振器7的情况下,带有图7所示的通孔导体17的电感成分消失,图1所示的电感器1B变小,能够使1次模式向高频侧移动。
例如,将图6所示的左手系谐振器7的谐振频率设计为约2.5GHz的情况下,电容器1A变为约4.45pF、电感器2B变为约0.33nH。另一方面,右手系的电容器与电感器的并联谐振器中的谐振频率设计为约2.5GHz的情况下,其值分别变为约12pF、约0.33nH。
如此,在将该右手系谐振器中的元件值与本申请的左手系谐振器7的元件值相比较的情况下,左手系谐振器7的电容器小即可。
(第二实施方式)
图9是第二实施方式中的左手系滤波器的等效电路图。图9中,本第二实施方式中的左手系滤波器为具有输入端27和输入端28的滤波器,在输入端27和输出端28之间设有级间耦合元件31。而且,在输入端27和级间耦合元件31之间,电连接有左手系谐振器7A的一端29,在输出端28与级间耦合元件31之间电连接有左手系谐振器7B的一端30。此外,左手系谐振器7A、7B的结构为与第一实施方式表示的左手系谐振器7同样的结构。此外,左手系滤波器为在左手系谐振器7A的一端29与输入端27之间设有输入耦合元件32,在左手系谐振器7B的一端30与输出端28之间设有输出耦合元件33的结构。
利用该结构,左手系谐振器7A、7B作为谐振的频率、即-1次的模式时产生通带的左手系滤波器来动作。其结果,能够实现比右手系滤波器更小型的滤波器。
此外,输入耦合元件32、输出耦合元件33由电容器来图示,但上述输入耦合元件32、输出耦合元件33的值例如为8pF,且通带为2GHz时,电容器的阻抗认为小到大致0Ω,因此去除各耦合元件32、33也无妨。即,根据通带与电容器的值,可以去除耦合元件32、33。
图10是表示本发明的第二实施方式的左手系滤波器的构造的分解立体图。图10中,该左手系滤波器具有以电介质36来填满相互对置配置的接地导体34、35间的构造。左手系谐振器7A由导体图案37、38及将导体图案38与接地导体35连接的通孔导体39来构成。此外,左手系谐振器7B由导体图案39、40及将导体图案40与接地导体35连接的通孔导体41来构成。
级间耦合元件31由导体图案42与导体图案38、40的耦合来构成,输入端27、输出端28分别由端子电极43、44来构成。如上所述,输入耦合元件32、输出耦合元件33需要大的容量值,且电容器的阻抗小到大致0Ω,因此通过分别使通孔导体45、46直接与导体图案38、40连接,实现左手系滤波器。
此外,通过将本申请涉及的左手系滤波器与电子设备(未图示)等信号处理回路(未图示)连接,能够实现电子设备的小型化。
(第三实施方式)
以下,参照附图,对本发明的第三实施方式中的左手系天线进行说明。
本实施方式所示的左手系天线可以由与第一实施方式中表示的左手系谐振器7相同的结构来表现,因此省略等效电路的说明。通过使用第一实施方式所示的左手系谐振器7来构成天线,能够提供小型的天线。
图11是表示本发明的第三实施方式所涉及的左手系天线的构造的分解立体图。在图11中,电容器49与图6所示的电容器1A对应,且该电容器49在电介质基板47的上表面将导体图案配置成梳齿状,并且所述电介质基板47在底面上配置有接地导体48。此外,该电容器49带有的寄生电感器与图6所示的电感器1B对应。进而,该电容器49与接地导体48之间带有的寄生电容器与图6所示的电容器2A对应。此外,经由通孔导体51将与电容器49电连接的导体图案50同接地导体48连接,由此构成图6所示的电感器2B。而且,经由通孔导体53将与电容器49的一侧连接的导体图案52与接地导体48连接,由此实现左手系天线。此外,在本第三实施方式中,为了获得通过上述结构实现的左手系天线与信号源的匹配,经由电容器54将左手系天线与信号源连接。
此外,通过将本申请的左手系天线插入电子设备(未图示)等的信号处理回路(未图示),能够实现电子设备的小型化。
(第四实施方式)
图12是本发明的第四实施方式涉及的左手系滤波器的等效电路图。图12中,该第四实施方式中的左手系滤波器100具备:输入端13和第1输出端14A、与输入端13及第1输出端14A电连接的级间耦合元件15。还具备:连接在输入端13与级间耦合元件15之间的第1左手系谐振器10A、连接在第1输出端14A与级间耦合元件15之间的第2左手系谐振器10B、连接于第2输出端14B的第3左手系谐振器10C。
对于第1左手系谐振器10A,一端与输入端13及级间耦合元件15的一端连接,另一端接地。此外,对于第2左手系谐振器10B,一端与第1输出端14A及级间耦合元件15的另一端连接,另一端接地。此外,对于第3左手系谐振器10C,一端与第2输出端14B连接,另一端接地,另外,第1左手系谐振器10A、第2左手系谐振器10B、第3左手系谐振器10C分别由一个左手系谐振器来构成,但也可由多个左手系谐振器串联连接来构成。
第1左手系谐振器10A具备:由并联连接的电容器121A和电感器121B构成的第1并联体121、由串联连接的电容器111A和电感器111B构成的第1串联体111。对于第1并联体121,一端与输入端13及级间耦合元件15的一端连接。对于第1串联体111,一端与输入端13、级间耦合元件15及第1并联体121的另一端连接,另一端接地。
第2左手系谐振器10B具备:由并联连接的电容器122A和电感器122B构成的第2并联体122、由串联连接的电容器112A和电感器112B构成的第2串联体112。对于第2并联体122,一端与第1输出端14A级间耦合元件15的另一端连接。对于第2串联体112,其一端与第1输出端14A、级间耦合元件15的另一端及第2并联体122的另一端连接,其另一端接地。
第3左手系谐振器10C具备:由并联连接的电容器123A和电感器123B构成的第3并联体123、由串联连接的电容器113A和电感器113B构成的第3串联体113。第3并联体123的一端与第2输出端14B连接。第3串联体113的一端与第2输出端14B及第3并联体123的另一端连接,另一端接地。
此外,在该第四实施方式中,对于第1左手系谐振器10A所具有的第1串联体111来说,形成电感器111B与第1并联体121连接,电容器111A接地的结构。但是,也可以为电容器111A与第1并联体121连接,电感器111B接地的结构。此外,对于第2左手系谐振器10B、第3左手系谐振器10C也同样,串联体所具有的电感器和电容器的顺序成为相反的结构也可。
以能够使第1并联体121所具有电感器121B与第3并联体123所具有的电感器123B磁场耦合的方式来调整配置关系。即,当电感器121B与电感器123B的间隔接近时,电感器121B与电感器123B的磁场耦合度变大。另一方面,当电感器121B与电感器123B远离时,电感器121B与电感器123B的磁场耦合的耦合度变小。
由此,从经由级间耦合元件15耦合的第1左手系谐振器10A和第2左手系谐振器10B所构成的滤波器向第1输出端14A输出的信号、与从经由电感器121B和电感器123B而磁场耦合的第1左手系谐振器10A和第3左手系谐振器10C构成的滤波器向第2输出端14B输出的信号的相位差为180度,能够得到差动输出。
在此,对于本第四实施方式的左手系滤波器100的特性进行说明。
图13是本第四实施方式涉及的左手系滤波器100的频率特性图。图14是表示图13中的左手系滤波器100的通过特性在0dB附近的区域的区域X的放大图。如图13、图14可知,对于用于无线LAN的2.4~2.5GHz的频带,能够得到良好的通过特性。
而且,也可在输入端13与级间耦合元件15之间设有输入耦合元件。在该情况下,在第1输出端与级间耦合元件15之间设有第1输出耦合元件,在第2输出端与第3左手系谐振器10C之间设有第2输出耦合元件。
图15A~图15G是对构成本发明的第四实施方式涉及的左手系滤波器的电介质层叠基板30按每个电介质基板分解,从上依次表示电介质基板的图案的分解图。图15A~图15G中,各电介质基板的图案相互平行地设置。以下,为了方便,对于图15A~图15G所示的电介质基板,从上依次标注30a~30g的符号。
电介质基板30a~30g具备:输入端31、第1输出端32a、第2输出端32b、侧面电极33a、33b。如图15A所示,电介质基板30a具备第1地线电极34。如图15G所示,电介质基板30g具备第2地线电极35。第1地线电极34、第2地线电极35与侧面电极33a、33b连接而保持等电位。输入端31、第1输出端32a与第1地线电极34、第2地线电极35、侧面电极33a、33b绝缘。
如图15C~图15G所示,输入端31经由通孔导体36而与电介质基板30e上的导体图案37及电介质基板30c上的导体图案38连接。导体图案37经由通孔导体39而与第2地线电极35连接。此外,导体图案37与第1地线电极34及第2地线电极35相对配置。导体图案40在与配置有导体图案38的电介质基板相同的电介质基板上连接。导体图案41配置在电介质基板30d上,该电介质基板30d与配置有导体图案40的电介质基板不同,且导体图案41隔着电介质与导体图案40相对配置。
第1输出端32a经由通孔导体42而与电介质基板30f上的导体图案43连接。导体图案43经由通孔导体44与电介质基板30e上的导体图案45、及配置有该导体图案45的电介质基板和电介质基板30c上的导体图案46连接。导体图案45经由通孔导体47与第1地线电极34连接。此外,导体图案45与第1地线电极34及第2地线电极35相对配置。导体图案48在与配置有导体图案46的电介质基板相同的电介质基板30c上连接。导体图案49配置在电介质基板30d上,该电介质基板30d与配置有导体图案48的电介质基板不同,且导体图案49隔着电介质与导体图案48相对配置。
第2输出端32b经由通孔导体50而与电介质基板30d上的导体图案51及与配置有该导体图案51的电介质基板不同的电介质基板30b上的导体图案52连接。导体图案51经由通孔导体53与第1地线电极34连接。此外,导体图案51与第1地线电极34及第2地线电极35相对配置。导体图案54在与配置有导体图案52的电介质基板相同的电介质基板30b上连接。导体图案55配置在电介质基板30c上,该电介质基板30c与配置有导体图案54的电介质基板不同,且导体图案55隔着电介质与导体图案54相对配置。
如图15B、图15C所示,导体图案56配置在电介质基板30b上,且与导体图案38及导体图案46相对配置。
接下来,对构成图15A~图15G中所示的左手系滤波器的电介质层叠基板30与图12所示的左手系谐振器10A的结构的对应关系进行说明。
图12所示的第1左手系谐振器10A所具有第1串联体111中包含的电容器111A由导体图案40、和与该导体图案40对置配置的导体图案41来构成。第1左手系谐振器10A所具有的第1串联体111中包含的电感器111B主要由导体图案38及导体图案40和导体图案41的长度成分来构成。第1左手系谐振器10A所具有的第1并联体121中包含的电容器121A主要由导体图案37、和与该导体图案37对置配置的第1地线电极34及第2地线电极35来构成。第1左手系谐振器10A所具有的第1并联体121中包含的电感器121B由通孔导体36和导体图案37的长度成分来构成。
接下来,对于构成图15A~图15G中所示的左手系滤波器的电介质层叠基板30、和图12所示的第2左手系谐振器10B的构成的对应关系进行说明。
图12所示的第2左手系谐振器10B所具有的第2串联体112中包含的电容器112A由导体图案48、与该导体图案48对置配置的导体图案49来构成。第2左手系谐振器10B所具有的第2串联体112中包含的电感器112B主要由导体图案48和导体图案49的长度成分来构成。第2左手系谐振器10B所具有的第2并联体122中包含的电容器122A主要由导体图案45、与该导体图案45对置配置的第1地线电极34及第2地线电极35来构成。第2左手系谐振器10B所具有的第2并联体122中包含的电感器122B由通孔导体47和导体图案45的长度成分来构成。
接下来,对于构成图15A~图15G中所示的左手系滤波器的电介质层叠基板30、与图12所示的第3左手系谐振器10C的结构的对应关系进行说明。
图12所示的第3左手系谐振器10C所具有的第3串联体113中包含的电容器113A由导体图案54、和与该导体图案54对置配置的导体图案55来构成。第3左手系谐振器10C所具有的第3串联体113中包含的电感器113B主要由导体图案54和导体图案55的长度成分来构成。第3左手系谐振器10C所具有的第3并联体123中包含的电容器123A主要由导体图案51、和与该导体图案51对置配置的第1地线电极34及第2地线电极35来构成。图4所示的第3左手系谐振器10C所具有的第3并联体123中包含的电感器123B由通孔导体53和导体图案51的长度成分来构成。
因此,左手系滤波器形成为第1左手系谐振器10A、第2左手系谐振器10B、第3左手系谐振器10C内置于电介质层叠基板30的构造。
接下来,对于构成图15A~图15G中所示的左手系滤波器的电介质层叠基板30、与图12所示的级间耦合元件15的构成及由电感器121B和电感器123B所形成的磁场耦合的对应关系进行说明。
图12所示的级间耦合元件15由导体图案56隔着电介质与导体图案38及导体图案46对置的构造来构成。电感器121B与电感器123B的磁场耦合对应于层叠的导体图案37的长度成分和导体图案51的长度成分磁场耦合。而且,其耦合度通过调节层叠电介质基板30d和电介质基板30e间的厚度而能够控制。
由此,在无线LAN中使用的2.4~2.5GHz的频带中,能够得到良好的平衡不平衡滤波器的通过特性。
(第五实施方式)
图16A~图16L是对构成本发明的第四实施方式涉及的其他的左手系滤波器的电介质层叠基板130按每个电介质基板分解,并从上依次表示电介质基板的图案的分解图。在图16A~图16L中,各电介质基板的图案相互平行地设置。以下,为了方便,对于图16A~图16L中所示的电介质基板,从上依次标注130a~130L的符号。
如图16A~图16L所示,电介质基板130a~130L具备:输入端131、第1输出端132a、第2输出端132b、侧面电极133a、133b、133c、133d(133a、133b、133d相互绝缘)。
在图16A中,电介质基板130a具备第1地线电极134a。此外,在图16B中,电介质基板130b具备第2地线电极134b。进而,图16K中,电介质基板130k具备第3地线电极134k,图16L中,电介质基板130L具备第4地线电极134L。
第1地线电极134a、第2地线电极134b、第3地线电极134k、第4地线电极134L分别与侧面电极133c、133d电连接,并确保等电位。此外,第1输出端132a与侧面电极133a电连接、第2输出端132b与侧面电极133b电连接。
如图16A~图16L所示,输入端131经由通孔导体135向电介质基板130b上的导体图案136连接,导体图案136经由通孔导体137与电介质基板130c上的导体图案138连接。而且,导体图案138经由侧面电极133c而与第1地线电极134a、第2地线电极134b、第3地线电极134k、第4地线电极134L连接,并且经由通孔导体139而与电介质基板130e上的导体图案140连接。
导体图案140与电介质基板130d上的导体图案141对置,导体图案141与侧面电极133c连接。此外,导体图案140也与电介质基板130f上的导体图案142对置,导体图案142与侧面电极133c连接。
进而,导体图案140与电介质基板130f上的导体图案143的一侧对置,导体图案143的另一侧与电介质基板130e上的导体图案144对置。而且,导体图案144与电介质基板130d上的导体图案145对置,导体图案145与侧面电极133c连接。此外,导体图案144也与电介质基板130f上的导体图案146对置,导体图案146与侧面电极133c连接。
导体图案144经由通孔导体147而与电介质基板130c上的导体图案148连接,导体图案148与侧面电极133c连接。进而,导体图案148经由通孔导体149而与电介质基板130b上的导体图案150连接,导体图案150经由通孔导体151向第2输出端132b连接。
与导体图案142对置配置的电介质基板130g上的导体图案152也与电介质基板130k 的导体图案153对置,并且导体图案152的一端与侧面电极133c连接。进而,导体图案153也与电介质基板130i上的导体图案154对置,导体图案154的一端与侧面电极133c连接。
导体图案153经由通孔导体155而与电介质基板130j上的导体图案156连接,导体图案156在其端部与侧面电极133c连接。此外,导体图案156经由通孔导体157而与电介质基板130k上的导体图案158连接,导体图案158与侧面电极133a连接。进而,导体图案158经由通孔导体159而与第1输出端132a连接。
第1地线电极134a与第2地线电极134b经由通孔导体160连接,并且第3地线电极134k与第4地线电极134L经由通孔导体161连接。
接下来,对于构成图16A~图16L中所示的左手系滤波器的电介质层叠基板130、与图12所示的左手系谐振器10A的构成的对应关系进行说明。
图12所示的第1左手系谐振器10A所具有的第1串联体111中包含的电容器111A由导体图案140、与该导体图案140对置配置的导体图案141、142来构成。第1左手系谐振器10A所具有的第1串联体111中包含的电感器111B主要由导体图案140的长度成分来构成。第1左手系谐振器10A所具有的第1并联体121中包含的电容器121A主要由导体图案138、与该导体图案138对置配置的第2地线电极134b来构成。第1左手系谐振器10A所具有的第1并联体121中包含的电感器121B由导体图案138的长度成分来构成。
接下来,对于构成图16A~图16L中所示的左手系滤波器的电介质层叠基板30、与图12所示的第2左手系谐振器10B的构成的对应关系进行说明。
图12所示的第2左手系谐振器10B所具有的第2串联体112中包含的电容器112A由导体图案144、与该导体图案144对置配置的导体图案145、146来构成。第2左手系谐振器10B所具有的第2串联体112中包含的电感器112B主要由导体图案144的长度成分来构成。第2左手系谐振器10B所具有的第2并联体122中包含的电容器122A主要由导体图案148、与该导体图案148对置配置的第2地线电极134b来构成。第2左手系谐振器10B所具有的第2并联体122中包含的电感器122B由导体图案148的长度成分来构成。
接下来,对于构成图16A~图16L中所示的左手系滤波器的电介质层叠基板30、与图12所示的第3左手系谐振器10C的构成的对应关系进行说明。
图12所示的第3左手系谐振器10C所具有的第3串联体113中包含的电容器113A主要由导体图案153、与该导体图案153对置配置的导体图案152、154来构成。第3左手系谐振器10C所具有的第3串联体113中包含的电感器113B主要由导体图案153的长度成分来构成。第3左手系谐振器10C所具有的第3并联体123中包含的电容器123A主要由导体图案157、和与该导体图案157对置配置的第3地线电极134k来构成。第3左手系谐振器10C所具有的第3并联体123中包含的电感器123B主要由导体图案156的长度成分来构成。
因此,左手系滤波器形成为第1左手系谐振器10A、第2左手系谐振器10B、第3左手系谐振器10C内置于电介质层叠基板30的构造。
接下来,对于构成图16A~图16L中所示的左手系滤波器的电介质层叠基板130、与图12所示的级间耦合元件15的构成、及由电感器121B和电感器123B所形成的磁场耦合的对应关系进行说明。
图12所示的级间耦合元件15由导体图案143隔着电介质与导体图案140及导体图案144相对的构造来构成。电感器121B与电感器123B的磁场耦合与导体图案138的长度成分与导体图案156的长度成分磁场耦合相对应。而且,该耦合度可以通过调节层叠电介质基板30d与电介质基板30e间的厚度来控制。
此外,图12的输入端13与图16A的输入端131对应,图12的第1输出端14A与图16A的第1输出端132a对应,进而,图12的第2输出端14B与图16A的第2输出端132b对应。
图16A~图16L所示的左手系滤波器为在第1左手系谐振器10A的上方配置有第3左手系谐振器10C的结构,因此能够实现小型的左手系滤波器。
此外,在图16A~图16L所示的左手系滤波器中,采用图12的电容器111A与电容器113A上下层叠的结构。当电容器111A与电容器113A耦合时,相对于向输入端13供给的信号,从第1输出端14A输出的信号以-90度的相位差输出,从第2输出端14B输出的信号以+90度的相位差输出,这样的设计变得困难。
但是,在本发明涉及的第五实施方式中,图4的电容器111A由以与侧面电极133c(与地线连接的电极)连接的导体图案141、142夹着图16E的导体图案140的结构来实现,同样地,图12的电容器113A由以与侧面电极133c(与地线连接的电极)连接的导体图案145、146夹着图16E的导体图案144的结构来实现,因此能够减小电容器间的耦合,并能够实现设计上容易的左手系滤波器。
由此,在用于无线LAN的2.4~2.5GHz的频带中,能够得到良好的平衡不平衡滤波器的通过特性。
(第六实施方式)
图17是表示本第六实施方式涉及的左手系滤波器的等效电路图。图17中,本第七实施方式中的左手系滤波器为具有输入端613和输出端614的滤波器,在输入端613和输出端614之间设有级间耦合元件617。由电容器611A和电感器611B构成的第1串联体611的一端在连接点615电连接于输入端613与级间耦合元件617之间。由电容器6110A和电感器6110B构成的第2串联体6110的一端在连接点616电连接于输出端614与级间耦合元件617之间。由电容器612A和电感器612B构成的第1并联体612的一端电连接于第1串联体611的另一端。在第2串联体6110的另一端电连接有由电容器6120A与电感器6120B构成的第2并联体6120的一端。第1并联体612的另一端与地线电连接。第2并联体6120的另一端与地线电连接。而且,利用第1串联体611和第1并联体612来构成第1单元610A,利用第2串联体6110和第2并联体6120来构成第2单元610B。此外,在级间耦合元件617与输入端613之间设置输入耦合元件618,在级间耦合元件617与输出端614之间设置输出耦合元件619。而且,构成为该单位单元610A及610B相互电磁场耦合。
进而,第1并联体612的一端经由作为第1寄生成分的电感器653而与地线连接,第2并联体6120的一端经由作为第2寄生成分的电感器654而与地线连接。
利用此种结构,级间耦合元件617和电磁场耦合后的第1单元610A、第2单元610B等效地构成并联谐振电路。因此,从输入侧或者输出侧观察的滤波器的阻抗变为0,信号存在流过地线的频率,能够在通带内增加一个极,作为其结果,能够提高衰减特性。
本发明的第六实施方式涉及的左手系滤波器的第1并联体612、第2并联体6120具有与地线直接连接的电感器612B、612B,因此在上述电感器612B、6120B中流动比右手系滤波器更大的高频电流。其结果,与右手系滤波器相比,能够增大单位单元610A、610B间的电磁场耦合的强度,在通带内增加衰减极,并且容易控制其频率。
进而,通过调节输入耦合元件618与级间耦合元件617、输出耦合元件619的容量值,能够容易地控制2个单位单元610A、610B的0次谐振的耦合。由此,能够构成以0次的谐振来形成通带的左手系滤波器。此外,能够配置并控制由单位单元610A、610B的电磁场耦合与级间耦合元件617产生的衰减极,因此能够提供滤波器特性比通常的左手系滤波器优良的左手系滤波器。此外,输入耦合元件618、级间耦合元件617、输出耦合元件619也可不使用电容器,而使用电感器也无妨。
图18是表示本发明的第六实施方式涉及的左手系滤波器的构造的分解立体图。图18中,左手系滤波器具有以电介质622来填满相互对置配置的接地导体620、621间的构造。导体图案623与图17所示的电感器611B相对应。进而导体图案623及导体图案627构成为被经由通孔导体626而连接的导体图案624、625夹着。由此,构成图17所示的电容器611A。
导体图案627经由通孔导体628而与接地导体621连接。由此,构成图17所示的电感器612B。进而利用导体图案627与接地导体620、621,构成电容器612A。以上与单位单元610A对应。
图17所示的单位单元610B与单位单元610A是指在图18中相对于线段A-A’构成镜面对称,导体图案629与电感器6110B对应。进而导体图案629及导体图案633构成为被经由通孔导体632连接的导体图案630、631夹着。由此,构成电容器6110A。导体图案633经由通孔导体634而与接地导体621连接。由此构成电感器6120B。进而,利用导体图案633和接地导体620、621,构成电容器6120A。以上与单位单元610B对应。
图17所示的输入耦合元件618利用从输入端子635经由通孔导体636连接的导体图案637、与电感器611B对应的导体图案623来构成。而且,级间耦合元件617利用构成单位单元610A的一部分的导体图案623和构成单位单元610B的一部分的导体图案629和导体图案638来构成。此外,输出耦合元件619利用从输出端子639经由通孔导体640连接的导体图案641和与电感器611B对应的导体图案629来构成。
进而,构成为转接体664设置在导体图案627与接地导体621之间,并且转接体671设置在导体图案633与接地导体621之间。
利用此种结构,从输入侧或者输出侧观察的滤波器的阻抗变为0且存在信号流过地线的频率,能够在通带内增加一个极,作为其结果,能够提高衰减特性。此外,通过由图17的电感器653和单位单元610A来激励1/4波长的模式,能够以与激励0次模式的情况相同的单位单元数来激励-1次模式。由此,能够以以往的一半的单元数来激励-1次的模式,其结果,能够提高无负荷Q值并且能够实现小型化。
另外,实施例中,输入耦合元件618、输出耦合元件619以如图17所示的电容器来表现。但是,在各自的容量变为10pF以上的情况下,去除输入耦合元件618、输出耦合元件619而直接连接也无妨。
此外,本发明的左手系滤波器具有能够提高衰减特性的效果,且在便携电话等各种电子设备中是有用的。
(第七实施方式)
图19是表示本第七实施方式涉及的左手系滤波器的等效电路图。图19中,本第七实施方式中的左手系滤波器为具有输入端713和输出端714的滤波器,且输入端713与输出端714之间设有级间耦合元件717。在输入端713与级间耦合元件717之间电连接有由电容器712A和电感器712B构成的第1并联体712的一端。在输出端714与级间耦合元件717之间电连接有由电容器7120A和电感器7120B构成的第2并联体7120的一端。在第1并联体712的一端电连接有由电容器711A和电感器711B构成的第1串联体711的一端。在第2并联体7120的一端电连接有由电容器7110A和电感器7110B构成的第2串联体7110的一端。第1并联体712的另一端与地线电连接。第2并联体7120的另一端与地线电连接。而且构成为,利用第1并联体712和第1串联体711来构成第1单元710A,并利用第2并联体7120和第2串联体7110来构成第2单元710B,第1单元710A与第2单元710B电磁场耦合。此外构成为,在级间耦合元件717与输入端713之间设有输入耦合元件718,在级间耦合元件717与输出端714之间设有输出耦合元件719。
进而,第1串联体711的另一端经由作为第1寄生成分的电感器753而与地线连接,第2串联体7110的另一端经由作为第2寄生成分的电感器754而与地线连接。
利用此种结构,从输入侧观察输出侧的滤波器的阻抗变得无限大,能够在通带内增加一个极。其结果,能够提高衰减特性。此外,通过由图19的电感器753和单位单元710A来激励1/4波长的模式,能够以与激励0次模式的情况相同的单位单元数来激励-1次模式。由此,能够以以往的一半的单元数来激励-1次模式。其结果,能够提高无负荷Q值,并且实现小型化。
进而,利用此种结构,成为第1并联体712与第1串联体711、第2并联体7120与第2串联体7110分别构成并联电路的结构。由此,能够将滤波器的通带向低域侧移动,能够形成更小型的滤波器。
此外,利用此种结构,级间耦合元件717与电磁场耦合后的第1单元710A、第2单元710B构成等效的并联谐振电路。因此,从输入侧、或者输出侧观察的滤波器的阻抗变为0,且存在信号流过地线的频率,能够在通带内增加一个极,作为其结果,能够提高衰减特性。
进而,通过调节输入耦合元件718与级间耦合元件717、输出耦合元件719的容量值,能够容易地控制2个单位单元710A、710B的0次谐振的耦合。由此,能够构成以0次的谐振来形成通带的左手系滤波器。此外,能够配置并控制由单位单元710A、710B的电磁场耦合与级间耦合元件717产生的衰减极,因此与通常的左手系滤波器相比,能够提供滤波器特性优良的左手系滤波器。
本发明的第七实施方式涉及的左手系滤波器的第1并联体712、第2并联体7120具有与地线直接连接的电感器712B、712B,因此在上述电感器712B、7120B中流过与右手系滤波器相比更大的高频电流。其结果,与右手系滤波器相比,能够增大单位单元710A、710B间的电磁场耦合的强度,且在通带内增加衰减极,控制其频率变得容易。此外,输入耦合元件718、级间耦合元件717、输出耦合元件719不使用电容器而使用电感器来构成也无妨。
图20是表示本发明的第七实施方式涉及的左手系滤波器的构造的分解立体图。图20中,左手系滤波器具有以电介质722来充满相互对置配置的接地导体720、721间的构造。导体图案723与图19所示的电感器711B对应。进而,导体图案723及导体图案727构成为被经由通孔导体726而连接的导体图案724、725夹着。由此,构成图19所示的电容器711A。
导体图案727经由通孔导体728而与接地导体721连接。由此,构成图19所示的电感器712B。进而利用导体图案727和接地导体720、721来构成电容器712A。以上与单位单元710A对应。
图19所示的单位单元710B与单位单元710A是指在图20中相对于线段A-A’构成为镜面对称,且导体图案729与电感器7110B对应。进而导体图案729及导体图案733构成为被经由通孔导体732连接的导体图案730、731夹着。由此,构成电容器7110A。导体图案733经由通孔导体734而与接地导体721连接。由此构成电感器7120B。进而由导体图案733和接地导体720、721来构成电容器7120A。以上与单位单元710B对应。
图19所示的输入耦合元件718由从输入端子735经由通孔导体736连接的导体图案737和与电感器712B对应的导体图案727来构成。而且,级间耦合元件717由构成单位单元710A的一部分的导体图案727和构成单位单元710B的一部分的导体图案733和导体图案738来构成。此外,输出耦合元件719由从输出端子739经由通孔导体740连接的导体图案741、和与电感器712B对应的导体图案733来构成。
进而,转接体764设置在导体图案723与接地导体721之间,并且转接体771设置在导体图案729与接地导体721之间。
利用此种结构,单位单元710A形成并联谐振电路,且该单位单元710A包括:转接体764和构成图19所示的电感器711B的导体图案723、构成电容器711A的导体图案723、724、725、727及通孔导体726、构成电感器712B的导体图案727及通孔导体728、构成电容器712A的导体图案727和接地导体720、721。此外,单位单元710B形成并联谐振电路,且该单位单元710B包括:转接体771和构成电感器7110B的导体图案729、构成电容器7110A的导体图案729、730、731、733及通孔导体32、构成电感器7120B的导体图案733及通孔导体734、构成电容器7120A的导体图案723和接地导体720、721。因此,能够使滤波器的通带向低域侧移动,能够形成更小型的滤波器。
此外,在该实施例中,输入耦合元件718、输出耦合元件719如图4所示由电容器来表现,但各自的容量变为10pF以上的情况下,去除输入耦合元件718、输出耦合元件719而直接连接也无妨。
(第八实施方式)
图21是本发明的第八实施方式涉及的左手系滤波器的等效电路图。图21中,本第八实施方式中的左手系滤波器8100具备:输入端813和输出端814、与输入端813及输出端814电连接的级间耦合元件817、与级间耦合元件817连接的谐振器810A及谐振器810B。此外,还具备:连接在输入端813、级间耦合元件817和谐振器810A之间的第1电感器818、连接在输出端814、级间耦合元件817和谐振器810B之间的第2电感器819。
对于谐振器810A,其一端与级间耦合元件817的一端连接,其另一端接地。在此,将谐振器810A的一端与级间耦合元件817的一端相连接的点定义为连接点815。此外,对于谐振器810B,其一端与级间耦合元件817的另一端连接,其另一端接地。在此,将谐振器810B的一端与级间耦合元件817的另一端相连接的点定义为连接点816。
而且,在本第八实施方式中,谐振器810A、810B的另一端分别接地,但也可开放。此外,谐振器810A、810B分别由一个谐振器来构成,但也可将多个谐振器串联连接来构成。
谐振器810A具备:由并联连接的电容器812A和电感器812B构成的并联体812、由串联连接的电容器811A和电感器811B构成的串联体811。串联体811的一端与级间耦合元件817的一端815连接。并联体812的一端与串联体811的另一端连接,并联体812的另一端接地。谐振器810B为与谐振器810A相同的构造,因而在此省略说明。
而且,在本第八实施方式中,谐振器810A所具有的串联体811构成为电感器811B与并联体812连接,电容器811A与连接点815连接的结构。但是,也可构成为电容器811A与并联体812连接,电感器811B与连接点815连接。对于谐振器810B也可形成为同样的构成的。
第1电感器818连接在连接点815与输入端813之间。第2电感器819连接在连接点816与输出端814之间。调节第1电感器818和第2电感器819的配置关系,以使第1电感器818与第2电感器819能够磁场耦合。即,第1电感器818与第2电感器819之间的间隔接近。当第1电感器818与第2电感器819接近到某一定的距离以下时,第1电感器818与第2电感器819磁场耦合。另一方面,当第1电感器818与第2电感器819离开某一定的距离时,第1电感器818与第2电感器819不磁场耦合。
在此,对于第1电感器818与第2电感器819磁场耦合情况下的左手系滤波器8100的特性进行说明。
图22是本发明的第八实施方式涉及的左手系滤波器中的第1电感器818与第2电感器819未磁场耦合的情况下的频率特性图。图23是本发明的第八实施方式涉及的左手系滤波器中的第1电感器818与第2电感器819磁场耦合情况下的频率特性图。在图22、图23中,在第1电感器818与第2电感器819磁场耦合的情况下,在左手系滤波器8100中,在通带内新产生衰减极。因此,通过使第1电感器818与第2电感器819磁场耦合,能够增加左手系滤波器8100中产生的衰减极。进而,通过调节第1电感器818与第2电感器819之间的间隔,能够将包括左手系滤波器8100原有的衰减极的所有的衰减极配置在任意的频率。因此,根据第八实施方式的左手系滤波器,能够使衰减特性的提高和衰减特性的调节并存。
而且,在本第八实施方式中,在输入端813与输出端814之间并联连接的左手系谐振器为谐振器810A和谐振器810B这两个,但并联连接的左手系谐振器也可为三个以上。在该情况下,在各左手系谐振器之间,分别各连接一个级间耦合元件。而且,第1电感器818连接在输入端813、最靠近输入端813侧的左手系谐振器、和最靠近输入端813侧的级间耦合元件之间。此外,第2电感器819连接在输出端814、最靠近输出端814侧的左手系谐振器、最靠近输出端814侧的级间耦合元件之间。
图24是本发明的第八实施方式涉及的其他的左手系滤波器的等效电路图。在图24中,除了表示第八实施方式的图21的结构,左手系滤波器8200还具备:连接在第1电感器818和连接点815之间的输入耦合元件820、连接在第2电感器819和连接点816之间的输出耦合元件821。利用此种结构,能够容易地使衰减特性的提高和衰减特性的调节并存。
图25是表示本发明的第八实施方式涉及的左手系滤波器的构造的分解立体图。在图25中,左手系滤波器8300形成为由电介质824来填满相互对置配置的接地导体822、823间的构造。在与接地导体823相同的平面上,设有与接地导体823绝缘的输入端825及输出端826。此外,输入端825与输出端826相互绝缘。在输入端825上经由通孔导体827连接导体图案828。导体图案828分别与导体图案829和导体图案830连接,并且配置在相互同一平面上。导体图案828经由电介质824而与导体图案831对置。导体图案829经由电介质824而与导体图案32对置。导体图案30经由通孔导体33而与接地导体823连接。在输出端826上经由通孔导体834连接导体图案835。导体图案835分别与导体图案836和导体图案837连接,相互配置在同一平面上。即,导体图案828、829、830、835、836、837分别配置在同一平面上。导体图案835隔着电介质824而与导体图案831相对。导体图案836隔着电介质824而与导体图案838相对。导体图案837经由通孔导体839而与接地导体823连接。此外,导体图案831、832、838分别配置在同一平面上。接地导体822、823与侧面电极840、841连接。因此,接地导体822的电位与接地导体823的电位保持为同电位。
接下来,对于图25所示的左手系滤波器8300的构造和图21所示的谐振器810A的构成的对应关系进行说明。
图21中,电容器811A由导体图案829和与该导体图案829对置配置的导体图案832来构成。此外,电感器811B由上述的导体图案829、832所具有的寄生电感器来构成。电感器812B由与接地导体823连接的通孔导体833所具有的寄生电感器来构成。此外,电容器812A主要由导体图案829、830、832、和与上述导体图案829、830、832对置配置的接地导体822、823来构成。谐振器810B以线段A-A’与谐振器810A配置为线对称,其结构与谐振器810A相同,故而在此省略。
接下来,对于图25所示的左手系滤波器8300的构造、和图21所示的级间耦合元件817的构成的对应关系进行说明。
级间耦合元件817构成为,导体图案828与导体图案831隔着电介质824相对的构造、及导体图案835与导体图案831隔着电介质824相对的构造。
接下来,对于图25所示的左手系滤波器8300的构造、和图21所示的第1电感器818的构成及第2电感器819的构成的对应关系进行说明。
第1电感器818由通孔导体827所具有的寄生电感器来构成。此外,第2电感器819由通孔导体834所具有的寄生电感器来构成。通过调节层叠该通孔导体827与通孔导体834之间的间隔,能够将包括左手系滤波器8300原有的衰减极的全部的衰减极配置在任意的频率。
在左手系滤波器8300以此种结构实现层叠构造的情况下,不需要调节已经设计的左手系滤波器的构成元件。而且,能够仅通过新设置电感器来确保通带,同时增加左手系滤波器8300中产生的衰减极。进而,通过仅调节通孔导体间的距离,能够将包括左手系滤波器8300原有的衰减极在内的所有的衰减极配置在任意的频率。因此,不需要重新进行设计。进而,能够将由通孔导体形成的电感器收纳在已经由设计确定了的空间内,故而无需确保新的空间。由此,能够抑制制造成本,在维持左手系滤波器的小型化的同时确保通带,同时增加产生的衰减极,并控制包括左手系滤波器原有的衰减极在内的所有的衰减极。
此外,左手系滤波器8300的构造没有与图24所示的输入耦合元件820或输出耦合元件821相当的结构。输入耦合元件820或输出耦合元件821通常是需要大的空间的元件,妨碍小型化。因此,如图6所示,利用除了相当于输入耦合元件820或输出耦合元件821的结构以外的左手系滤波器8300,不仅能够抑制制造成本,在维持左手系滤波器的小型化的同时确保通带,同时增加产生的衰减极,并控制包括左手系滤波器原有的衰减极在内的所有的衰减极,还能够进一步实现小型化。
本发明的第八实施方式涉及的左手系滤波器能够抑制制造成本,维持左手系滤波器的小型化,且确保通带,同时增加产生的衰减极,并控制包括左手系滤波器原有的衰减极在内的所有的衰减极,在便携电话等各种电子设备中是有用的。
(第九实施方式)
图26是表示本发明的第九实施方式涉及的左手系滤波器的等效电路。图26中,第九实施方式中的左手系滤波器为具有输入端915和输出端916的滤波器,输入端915与输出端916之间设有级间耦合元件919,由电容器911A和电感器911B构成的第1串联体911的一端在连接点917电连接在输入端915与级间耦合元件919之间。此外,由容器9110A和电感器9110B构成的第2串联体9110的一端在连接点918电连接在输出端916和级间耦合元件919之间。第1串联体911的另一端电连接有由电容器912A和电感器912B构成的第1并联体912的一端。第2串联体9110的另一端电连接有由电容器9120A和电感器9120B构成的第2并联体9120的一端。第1并联体912的另一端与地线电连接。第2并联体9120的另一端与地线电连接。而且,利用第1串联体911和第1并联体912来构成第1单元910A,利用第2串联体9110和第2并联体9120来构成第2单元9100A。进而,第1串联体911的另一端与由电容器913A和电感器913B构成的第3串联体913的一端连接。第2串联体9110的另一端与由电容器9130A和电感器9130B构成的第4串联体9130的一端连接。第3串联体913的另一端电连接有由电容器914A和电感器914B构成的第3并联体914的一端。第4串联体9130的另一端电连接有由电容器9140A和电感器9140B构成的第4并联体9140的一端。第3并联体914的另一端与地线电连接。第4并联体9140的另一端与地线电连接。而且,由第3串联体913和第3并联体914来构成第3单元910B,利用第4串联体9130和第4并联体9140来构成第四单元9100B。
此外,在级间耦合元件919与输入端915之间设置输入耦合元件920,在级间耦合元件919与输出端916之间设置输出耦合元件921。而且,由单位单元910A及910B构成的第一CRLH谐振器922和由单位单元9100A及9100B构成的第2CRLH谐振器923构成为相互电磁场耦合。
利用此种结构,通过级间耦合元件919、和第一CRLH谐振器922与第2CRLH谐振器923的电磁场耦合,从输入侧、或者输出侧观察的滤波器的阻抗变为0,存在信号流过地线的频率,能够在通带内增加一个极,作为其结果,能够提高衰减特性。
进而,通过调节输入耦合元件920与级间耦合元件919、输出耦合元件921的容量值,能够容易地控制2个CRLH谐振器922、923的-1次谐振的耦合。由此,能够构成以-1次的谐振形成通带的左手系滤波器。此外,能够配置并控制由CRLH谐振器922、923的电磁场耦合与级间耦合元件915所产生的衰减极,因此与通常的左手系滤波器相比,能够提供滤波器特性优良的左手系滤波器。
本发明的第九实施方式涉及的左手系滤波器的第1并联体912、第2并联体9120、第3并联体914、第4并联体9140具有与地线直接连接的电感器912B、9120B、914B、9140B。从而,在上述电感器912B、9120B、914B、9140B中流过比右手系滤波器更大的高频电流。其结果,与右手系滤波器相比,能够增大CRLH谐振器922、923间的电磁场耦合的强度,在通带内增加衰减极,并且容易控制其频率。而且,输入耦合元件920、级间耦合元件919、输出耦合元件921不使用电容器,而使用电感器来构成也无妨。
图27是表示本发明的第九实施方式涉及的左手系滤波器的构造的分解立体图。图27中,左手系滤波器具有以电介质926来充满相互对置配置的接地导体924、925间的构造,导体图案927与图26所示的电感器911B相对应。进而导体图案927及导体图案928构成为被经由通孔导体929连接的导体图案930、931夹着。从而构成电容器912A。导体图案928经由通孔导体932而与接地导体925连接。从而构成电感器912B。进而利用导体图案928和接地导体924、925来构成电容器912A。以上与单位单元910A对应。
导体图案928也与图26所示的电感器913B相对应。进而,导体图案928及导体图案933构成为被经由通孔导体934连接的导体图案935、936夹着。由此构成电容器913A。导体图案933经由通孔导体937而与接地导体925连接。由此构成电感器914B。进而,利用导体图案933和接地导体924、925来构成图26所示的电容器914A。以上与单位单元910B相对应。该单位单元910A与910B构成第一CRLH谐振器922。
图26所示的第一CRLH谐振器922与第二CRLH谐振器923构成为在图27中相对于线段A-A’镜面对称,导体图案938与电感器9110B相对应。进而导体图案938及导体图案939构成为被经由通孔导体940连接的导体图案941、942夹着。从而构成电容器9110A。导体图案939经由通孔导体943而与接地导体925连接。从而构成电感器9120B。进而利用导体图案939与接地导体924、925来构成电容器9120A。以上与单位单元9100A相对应。
导体图案939与图26所示的电感器9130B相对应。进而导体图案939及导体图案947构成为被经由通孔导体944连接的导体图案945、946夹着。从而构成电容器9130A。导体图案947经由通孔导体948而与接地导体925连接。由此构成电感器9140B。进而利用导体图案947和接地导体924、925来构成电容器9140A。以上与单位单元9100B相对应。该单位单元9100A与9100B构成第二CRLH谐振器923。
图26所示的输入耦合元件920由从输入端子949经由通孔导体950连接的导体图案951、和与电感器911B对应的导体图案927来构成。级间耦合元件919由构成单位单元910A的一部分的导体图案927和构成单位单元9100A的一部分的导体图案938以及导体图案952来构成。输出耦合元件921表现为由从输出端子953经由通孔导体954连接的导体图案955、和与电感器9110B对应的导体图案938来构成。
如本第九实施方式,通过内置在电介质926内,能够使第一CRLH谐振器922、第二CRLH谐振器923彼此电磁场耦合。在该情况下,利用其电磁场耦合与级间耦合元件919的谐振,能够如图9所示新设置衰减极,并能够提高衰减特性。此时,优选接地导体924、925在侧面电极956、957连接。
而且,在本实施例中,如图26所示,输入耦合元件920、输出耦合元件921以电容器来表现,但在各自的容量变为10pF以上的情况下,去除输入耦合元件920、输出耦合元件921而直接连接也无妨。
(第十实施方式)
图28是表示本发明的第十实施方式涉及的左手系滤波器的等效电路图。图28中,对于本第十实施方式所示的左手系滤波器,第3并联体1014的一端经由作为第1寄生成分的电感器1058而与地线连接,第4并联体10140的一端经由作为第2寄生成分的电感器1059而与地线连接这一点上与第九实施方式不同。而且,对于与第九实施方式同样的结构,标注同一符号,并省略其说明。
图29是表示本发明的第十实施方式涉及的左手系滤波器的构造的分解立体图。图29中,通孔导体1060设置在导体图案1033与接地导体1025之间,并且通孔导体1061设置在导体图案1047与接地导体1025之间。利用此种结构,能够使形成不需要的通带的0次谐振向高频侧移动。
本发明的左手系滤波器具有能够提高衰减特性的效果,在便携电话等各种电子设备中是有用的。
(第十一实施方式)
图30是表示本第十一实施方式涉及的左手系滤波器的等效电路图。图30中,本第十一实施方式中的左手系滤波器为具有输入端1115和输出端1116的滤波器,在输入端1115和输出端1116之间设置级间耦合元件1119,由电容器1112A和电感器1112B构成的第1并联体1112的一端在连接点1117电连接于输入端1115与级间耦合元件1119之间。此外,由电容器11120A和电感器11120B构成的第2并联体11120的一端在连接点1118电连接于输出端1116与级间耦合元件1119之间。第1并联体1112的一端电连接有由电容器1111A和电感器1111B构成的第1串联体1111的一端。第2并联体11120的一端电连接有由电容器11110A和电感器11110B构成的第2串联体11110的一端。第1并联体1112的另一端与地线电连接。第2并联体11120的另一端与地线电连接。而且,利用第1串联体1111和第1并联体1112来构成第1单元1110A,利用第2串联体11110和第2并联体11120来构成第2单元11100A。进而,第1串联体1111的另一端与由电容器1114A和电感器1114B构成的第3并联体1114的一端连接。第2串联体11110的另一端与由电容器11140A和电感器11140B构成的第4并联体11140的一端连接。第3并联体1114的一端电连接有由电容器1113A和电感器1113B构成的第3串联体1113的一端。第4并联体11140的一端电连接有由电容器11130A和电感器11130B构成的第4串联体11130的一端。第3并联体1114的另一端与地线电连接。第4并联体11140的另一端与地线电连接。而且,利用第3串联体1113和第3并联体1114来构成第3单元1110B,并利用第4串联体11130和第4并联体11140来构成第四单元11100B。
此外,在级间耦合元件1119和输入端1115之间设置输入耦合元件1120,在级间耦合元件1119和输出端1116之间设置输出耦合元件1121。而且,由单位单元1110A及1110B构成的第一CRLH谐振器1122与由单位单元11100A及11100B构成的第二CRLH谐振器1123构成为相互电磁场耦合。
利用此种结构,级间耦合元件1119与电磁场耦合后的第一CRLH谐振器1122、第二CRLH谐振器1123等效地构成并联谐振电路,因此从输入侧、或者输出侧观察的滤波器的阻抗变为0,且存在信号流过地线的频率。由此,在通带内能够增加一个极,作为其结果,能够提高衰减特性。
进而,通过调节输入耦合元件1120与级间耦合元件1119、输出耦合元件1121的容量值,能够容易地控制2个CRLH谐振器1122、1123的-1次谐振的耦合。由此,能够构成以-1次的谐振来形成通带的左手系滤波器。此外,能够配置并控制由CRLH谐振器1122、1123的电磁场耦合与级间耦合元件1119产生的衰减极,因此与通常的左手系滤波器相比,能够提供滤波器特性更优良的左手系滤波器。
本发明的第十一实施方式涉及的左手系滤波器的第1并联体1112、第2并联体11120、第3并联体1114、第4并联体11140具有与地线直接连接的电感器1112B、1112B,因此上述电感器1112B、11120B、1114B、11140B中流过比右手系滤波器更大的高频电流。其结果,与右手系滤波器相比,能够增大CRLH谐振器1122、1123间的电磁场耦合的强度,且在通带内增加衰减极,并且容易控制其频率。而且,输入耦合元件1120、级间耦合元件1119、输出耦合元件1121也可不由电容器,而由电感器来构成也无妨。
图31是表示本发明的第十一实施方式涉及的左手系滤波器的构造的分解立体图。图31中,左手系滤波器具备以电介质1126来充满相互对置配置的接地导体1124、1125间的构造,导体图案1127经由通孔导体1132而与接地导体1125连接。这与图30所示的电感器1112B对应。进而,导体图案1127由接地导体1124、1125来构成电容器1112A。导体图案1127及导体图案1128构成为被经由通孔导体1129连接的导体图案1130、1131夹着。由此,构成电容器1111A。此外,导体图案1128与图30所示的电感器1111B对应。以上与单位单元1110A对应。
导体图案1128经由通孔导体1137而与接地导体1125连接。从而构成图30所示的电感器1114B。导体图案1128进一步由导体图案1133和接地导体1124、1125来构成电容器1114A。导体图案1128及导体图案1133构成为被经由通孔导体1134连接的导体图案1135、1136夹着。从而构成电容器1113A。导体图案1133与电感器1113B对应。以上与单位单元1110B对应。该单位单元1110A和1110B构成第一CRLH谐振器1122。
图30所示的第一CRLH谐振器1122与第一CRLH谐振器1123在图31中构成为相对于线段A-A’镜面对称,导体图案1138经由通孔导体1143而与接地导体1125。这与电感器11120B对应。进而导体图案1138利用接地导体1124、1125来构成电容器11120A。导体图案1138及导体图案1139构成为被经由通孔导体1140连接的导体图案1141、1142夹着。从而构成电容器11110A。此外,导体图案1139与电感器11110B对应。以上与单位单元11100A对应。
导体图案1139经由通孔导体1148而与接地导体1125连接。从而构成图30所示的电感器11140B。进而利用导体图案1139与接地导体1124、1125来构成电容器11140A。导体图案1139及导体图案1147构成为被经由通孔导体1144连接的导体图案1145、1146夹着。由此构成电容器11130A。导体图案1147与电感器11130B对应。以上与单位单元11100B对应。该单位单元11100A与11100B构成第二CRLH谐振器1123。
图30所示的输入耦合元件1120由从输入端子1149经由通孔导体1150连接的导体图案1151、和与电感器1112B对应的导体图案1127来构成。级间耦合元件1119由构成单位单元1110A的一部分的导体图案1127和构成单位单元11100A的一部分的导体图案1138和导体图案1152来构成。图30所示的输出耦合元件1121表现为由从输出端子1153经由通孔导体1154连接的导体图案1155、和与电感器11120B对应的导体图案1138来构成。
图32是本第十一实施方式涉及的左手系滤波器的频率特性图。图32中,当通过内置于电介质1126内,使第一CRLH谐振器1122、第二CRLH谐振器1123彼此电磁场耦合时,能够利用该电磁场耦合与级间耦合元件1119的谐振而设置新的衰减极,从而能够提高衰减特性。此时,接地导体1124、1125优选在侧面电极1156、1157连接。
而且,本实施方式中,输入耦合元件1120、输出耦合元件1121如图30所示以电容器来表现,但在各自的容量变为10pF以上的情况下,去除输入耦合元件20、输出耦合元件21而直接连接也无妨。
(第十二实施方式)
图33是表示本发明的第十二实施方式涉及的左手系滤波器的等效电路图。图33中,对于本第十二实施方式所示的左手系滤波器来说,第3串联体1213的另一端经由作为第1寄生成分的电感器1258而与地线连接、第4串联体12130的另一端经由作为第2寄生成分的电感器1259而与地线连接这一点与第十一实施方式不同。而且,对于与第十一实施方式同样的结构标注同一符号,并省略其说明。
图34表示本发明的第十二实施方式涉及的左手系滤波器的构造的分解立体图。图34中,通孔导体1260设置在导体图案1233与接地导体1225之间,并且通孔导体1261设置在导体图案1247与接地导体1225之间。
利用此种结构,兼具第十一实施方式的特性并且能够使形成不需要的通带的0次谐振向高频侧移动。
(第十三实施方式)
图35是表示本发明的第十三实施方式涉及的左手系滤波器的等效电路图。图35中,本第十三实施方式中的左手系滤波器为具有输入端1315、第1输出端1316A和第2输出端1316B的滤波器,输入端1315与第1输出端1316A之间设有级间耦合元件1319A,由电容器1311A和电感器1311B构成的第1串联体1311的一端在连接点1317电连接于输入端1315与级间耦合元件1319A之间。此外,由电容器13110A和电感器13110B构成的第2串联体13110的一端在连接点1318电连接在第1输出端1316A与级间耦合元件1319A之间。第1串联体1311的一端电连接有由电容器1312A和电感器1312B构成的第1并联体1312的一端。第2串联体13110的一端电连接有由电容器13120A和电感器13120B构成的第2并联体13120的一端。第1并联体1312的另一端与地线电连接。第2并联体13120的另一端与地线电连接。而且,利用第1串联体1311和第1并联体1312来构成第1单元1310A,并利用第2串联体13110和第2并联体13120来构成第2单元13100A。
进而,第1串联体1311的另一端与由电容器1313A和电感器1313B构成的第3串联体1313的一端连接。此外,第2串联体13110的另一端与由电容器13130A和电感器13130B构成的第4串联体13130的一端连接。第3串联体1313的一端电连接有由电容器1314A和电感器1314B构成的第3并联体1314的一端。第4串联体13130的一端电连接有由电容器13140A和电感器13140B构成的第4并联体13140的一端。第3并联体1314的另一端与地线电连接。第4并联体13140的另一端与地线电连接。而且,利用第3串联体1313和第3并联体1314来构成第3单元1310B,利用第4串联体13130和第4并联体13140来构成第四单元13100B。
此外,级间耦合元件1319A与输入端1315之间设有输入耦合元件1320。进而,在级间耦合元件1319A与第1输出端1316A之间设有输出耦合元件1321A。在第3单元1310B的另一端与第四单元13100B的另一端之间设有级间耦合元件1319B。而且,在第四单元13100B的另一端与第2输出端1316B之间设有输出耦合元件1321B。
利用此种结构,构成CRLH谐振器的单元数为2单元,因此产生0次和-1次的左手系的谐振。作为其结果,当以差动取出信号时,以同电位振动的0次的谐振相抵消,能够仅得到以在谐振器的两端使电位的振幅变为逆相的方式振动的-1次的谐振。
除此以外,形成为由单位单元1310A及1310B构成的第一CRLH谐振器1322和由单位单元13100A及13100B构成的第二CRLH谐振器1323相互电磁场耦合的结构。级间耦合元件1319A、1319B、与电磁场耦合后的第一CRLH谐振器1322、第二CRLH谐振器1323构成为等效的并联谐振电路,因此从输入侧、或者输出侧观察的滤波器的阻抗变为0。由此,存在信号流过地线的频率,能够在通带内增加一个极。作为其结果,能够提高衰减特性。
进而,通过调节输入耦合元件1320与级间耦合元件1319A、1319B、输出耦合元件1321A、1321B的容量值,能够容易地控制2个CRLH谐振器1322、1323的-1次谐振的耦合。由此,能够构成以-1次的谐振形成通带的左手系滤波器。此外,能够配置并控制由CRLH谐振器1322、1323的电磁场耦合与级间耦合元件1315产生的衰减极。从而,能够提供滤波器特性比通常的左手系滤波器更优良的左手系滤波器。
本发明的第十三实施方式涉及的左手系滤波器的第1并联体1312、第2并联体13120、第3并联体1314、第4并联体13140具有与地线直接连接的电感器1312B、1312B。由此,在上述电感器1312B、13120B、1314B、13140B中流动比右手系滤波器更大的高频电流。其结果,与右手系滤波器相比,能够增大CRLH谐振器1322、1323间的电磁场耦合的强度,且在通带内增加衰减极,并且容易控制其频率。而且,输入耦合元件1320、级间耦合元件1319A、1319B、输出耦合元件1321A、1321B也可不由电容器,而由电感器构成也无妨。
图36是表示本发明的第十三实施方式涉及的左手系滤波器的构造的分解立体图。图36中,左手系滤波器具有以电介质1326来充满相互对置配置的接地导体1324、1325间的构造,且导体图案1327与图35所示的电感器1311B对应。此外,导体图案1327及导体图案1328构成为被经由通孔导体1329连接的导体图案1330、1331夹着。从而构成电容器1311A。导体图案1328经由通孔导体1332而与接地导体1325连接。这与电感器1312B对应。进而导体图案1328由接地导体1324、1325来构成图35所示的电容器1312A。以上与单位单元1310A对应。
导体图案1328与图35所示的电感器1313B对应。导体图案1328及导体图案1333构成为被经由通孔导体1334连接的导体图案1335、1336夹着。从而构成电容器1313A。导体图案1333经由通孔导体1337而与接地导体1325连接。从而构成电感器1314B。进而利用导体图案1333和接地导体1324、1325来构成电容器1314A。以上与单位单元1310B对应。该单位单元1310A与1310B构成第一CRLH谐振器1322。
图35所示的第一CRLH谐振器1322与第一CRLH谐振器1323在图36中构成为相对于线段A-A’成镜面对称,导体图案1338与电感器13110B对应。此外,导体图案1338及导体图案1339构成为被经由通孔导体1340连接的导体图案1341、1342夹着。从而构成电容器13110A。导体图案1339经由通孔导体1348而与接地导体1325连接。其与电感器13120B对应。进而导体图案1339利用接地导体1324、1325来构成电容器13120A。以上与单位单元13100A对应。
导体图案1339与图35所示的电感器13130B对应。导体图案1339及导体图案1347构成为被经由通孔导体1344连接的导体图案1345、1346夹着。从而构成电容器13130A。导体图案1347经由通孔导体1348而与接地导体1325连接。从而构成电感器13140B。进而利用导体图案1347和接地导体1324、1325来构成电容器13140A。以上与单位单元13100B对应。该单位单元13100A与13100B构成第二CRLH谐振器1323。
图35所示的输入耦合元件1320由从输入端子1354经由通孔导体1355连接的导体图案1356、和与电感器13120B对应的导体图案1338来构成。级间耦合元件1319A由构成单位单元1310A的一部分的导体图案1327和构成单位单元13100A的一部分的导体图案1338和导体图案1352来构成。级间耦合元件1319B由与电感器1314B对应的导体图案1333和与电感器13140B对应的导体图案1347和导体图案1353来构成。输出耦合元件1321A由从第1输出端子1349经由通孔导体1350连接的导体图案1351、和与电感器1312B对应的导体图案1327来构成。输出耦合元件1321B表现为由从第2输出端子1357经由通孔导体1358连接的导体图案1359、和与电感器13140B对应的导体图案1347来构成。
图37是本发明的第十三实施方式涉及的左手系滤波器的频率特性图。图37中,通过内置在电介质1326内,当使第一CRLH谐振器1322、第二CRLH谐振器1323彼此电磁场耦合时,利用该电磁场耦合与级间耦合元件1319的谐振,能够设置新的衰减极,并能够提高衰减特性。此时,优选接地导体1324、1325在侧面电极1360、1361连接。
而且,在本实施方式中,输入耦合元件1320、输出耦合元件1321A、1321B如图35所示以电容器来表现,但当各自的容量变为10pF以上的情况下,去除输入耦合元件1320、输出耦合元件1321A、1321B而直接连接也无妨。
本发明的左手系滤波器具有能够提高衰减特性的效果,在便携电话等各种电子设备中有用。
(第十四实施方式)
图38是表示本发明的第十四实施方式涉及的左手系滤波器的等效电路图。图38中,本第十四实施方式中的左手系滤波器为具有输入端1415和第1输出端1416A和第2输出端1416B的滤波器,在输入端1415和第1输出端1416A之间设置级间耦合元件1419A,由电容器1411A和电感器1411B构成的第1串联体1411的一端在连接点1417电连接在输入端1415和级间耦合元件1419A之间。此外,由电容器14110A和电感器14110B构成的第2串联体14110的一端在连接点1418电连接于第1输出端1416A和级间耦合元件1419A之间。在第1串联体1411的一端电连接有由电容器1412A和电感器1412B构成的第1并联体1412的一端。第2串联体14110的一端电连接有由电容器14120A和电感器14120B构成的第2并联体14120的一端。第1并联体1412的另一端与地线电连接。第2并联体14120的另一端与地线电连接。而且,利用第1串联体1411和第1并联体1412来构成第1单元1410A,利用第2串联体14110和第2并联体14120来构成第2单元14100A。
进而,第1串联体1411的另一端与由电容器1413A和电感器1413B构成的第3串联体1413的一端连接。第2串联体14110的另一端与由电容器14130A和电感器14130B构成的第4串联体14130的一端连接。第3串联体1413的一端电连接有由电容器1414A和电感器1414B构成的第3并联体1414的一端。第4串联体14130的一端电连接有由电容器14140A和电感器14140B构成的第4并联体14140的一端。第3并联体1414的另一端与地线电连接。第4并联体14140的另一端与地线电连接。而且,利用第3串联体1413和第3并联体1414来构成第3单元1410B,利用第4串联体14130和第4并联体14140来构成第四单元14100B。
此外,在级间耦合元件1419A与输入端1415之间设置输入耦合元件1420。在级间耦合元件1419A与第1输出端1416A之间设置输出耦合元件1421A。在第3单元1410B的另一端与第四单元14100B的另一端之间设置级间耦合元件1419B。而且,第四单元14100B的另一端与第2输出端1416B之间设置输出耦合元件1421B。
利用此种结构,构成CRLH谐振器的单元数为2个单元,产生0次和-1次的左手系的谐振。作为其结果,当以差动取出信号时,以同电位振动的0次的谐振抵消,仅能够得到在谐振器的两端以电位的振幅逆相的方式振动的-1次的谐振。
除此以外,当形成由单位单元1410A及1410B构成的第一CRLH谐振器1422与由单位单元14100A及14100B构成的第二CRLH谐振器1423相互电磁场耦合的结构时,级间耦合元件1419A、1419B、与电磁场耦合后的第一CRLH谐振器1422、第二CRLH谐振器1423构成等效的并联谐振电路。由此,从输入侧、或者输出侧观察的滤波器的阻抗变为0,且存在信号流过地线的频率。从而能够在通带内增加一个极,作为其结果,能够提高衰减特性。
进而,通过调节输入耦合元件1420与级间耦合元件1419A、1419B、输出耦合元件1421A、1421B的容量值,能够容易控制两个CRLH谐振器1422、1423的-1次谐振的耦合。由此,能够构成以-1次的谐振形成通带的左手系滤波器。此外,能够配置并控制由CRLH谐振器1422、1423的电磁场耦合和级间耦合元件1419A、1419B产生的衰减极,因此能够提供滤波器特性比通常的左手系滤波器更优良的左手系滤波器。
本发明的第十四实施方式涉及的左手系滤波器的第1并联体1412、第2并联体14120、第3并联体1414、第4并联体14140具有与地线直接连接的电感器1412B、1412B,因此上述电感器1412B、14120B、1414B、14140B中流动比右手系滤波器更大的高频电流。其结果,与右手系滤波器相比,能够增大CRLH谐振器1422、1423间的电磁场耦合的强度,在通带内增加衰减极,并容易控制其频率。而且,输入耦合元件1420、级间耦合元件1419A、1419B、输出耦合元件1421A、1421B也可不是电容器,而由电感器来构成也无妨。
图39是表示本发明的第十四实施方式涉及的左手系滤波器的构造的分解立体图。图39中,左手系滤波器具有以电介质1426来充满相互对置配置的接地导体1424、1425间的构造,导体图案1427经由通孔导体1432而与接地导体1425连接。这与图38所示的电感器1412B对应。进而导体图案1427利用接地导体1424、1425来构成电容器1412A。导体图案1427及导体图案1428构成为被经由通孔导体1429连接的导体图案1430、1431夹着。由此构成电容器1411A。此外,导体图案1428与电感器1411B对应。以上与单位单元1410A对应。
导体图案1428经由通孔导体1437而与接地导体1425连接。由此构成图38所示的电感器1414B。导体图案1428进而由导体图案1433和接地导体1424、1425来构成电容器1414A。导体图案1428及导体图案1433构成为被经由通孔导体1434连接的导体图案1435、1436夹着。从而构成电容器1413A。导体图案1433与电感器1413B对应。以上与单位单元1410B对应。该单位单元1410A和1410B构成第一CRLH谐振器1422。
图38所示的第一CRLH谐振器1422与第一CRLH谐振器1423在图39中构成为相对于线段A-A’镜面对称,导体图案1438经由通孔导体1443而与接地导体1425连接。其与电感器14120B对应。进而导体图案1438利用接地导体1424、1425来构成电容器14120A。导体图案1438及导体图案1439构成为被经由通孔导体1440连接的导体图案1441、1442夹着。从而构成电容器14110A。此外,导体图案1439与电感器14110B对应。以上与单位单元14100A对应。
导体图案1439经由通孔导体1448而与接地导体1425连接。从而构成图38所示的电感器14140B。进而利用导体图案1439和接地导体1424、1425来构成电容器14140A。导体图案1439及导体图案1447构成为被经由通孔导体1444连接的导体图案1445、1446夹着。从而构成电容器14130A。导体图案1447与电感器14130B对应。以上与单位单元14100B对应。该单位单元14100A与14100B构成第二CRLH谐振器1423。
图38所示的输入耦合元件1420由从输入端子1449经由通孔导体1450连接的导体图案1451、和与电感器1412B对应的导体图案1427来构成。此外,级间耦合元件1419A由构成单位单元1410A的一部分的导体图案1427和构成单位单元14100A的一部分的导体图案1438和导体图案1452来构成。级间耦合元件1419B由与电感器1413B对应的导体图案1433和与电感器14130B对应的导体图案1447和导体图案1453来构成。输出耦合元件1421A由从第1输出端子1454经由通孔导体1455连接的导体图案1456、和与电感器14120B对应的导体图案1438来构成。输出耦合元件1421B表现为由从第2输出端子1457经由通孔导体1458连接的导体图案1459、和与电感器14130B对应的导体图案1447来构成。
图40是本发明的第十四实施方式涉及的左手系滤波器的频率特性图。图40中,当通过内置在电介质1426内而使第一CRLH谐振器1422、第二CRLH谐振器1423彼此电磁场耦合时,能够利用该电磁场耦合和级间耦合元件1419的谐振而设置新的衰减极,能够提高衰减特性。此时,优选接地导体1424、1425在侧面电极1460、1461连接。
而且,在本实施方式中,输入耦合元件1420、输出耦合元件1421A、1421B如图38所示以电容器来表现,但当各自的容量达到10pF以上的情况下,去除输入耦合元件1420、输出耦合元件1421A、1421B而直接连接也无妨。
本发明的左手系滤波器具有能够提高衰减特性的效果,在便携电话等各种电子设备中是有用的。
(第十五实施方式)
图41是本发明的第十五实施方式涉及的左手系滤波器的等效电路图。图41中,本第十五实施方式中的左手系滤波器15100具备:输入端1513和输出端1514、与输入端1513及输出端1514电连接的第1级间耦合元件1517、第2级间耦合元件1520、第3级间耦合元件1521。此外,具备:第1左手系谐振器1510A、第2左手系谐振器1510B和第3左手系谐振器1510C,所述第1左手系谐振器1510A与第1级间耦合元件1517及第2级间耦合元件1520连接,所述第2左手系谐振器1510B与第1级间耦合元件1517及第3级间耦合元件1521连接,所述第3左手系谐振器1510C与第2级间耦合元件1520及第3级间耦合元件1521连接。还具备:第1电感器1518和第2电感器1519,所述第1电感器1518连接在输入端1513、第1级间耦合元件1517、第2级间耦合元件1520和第1左手系谐振器1510A之间,所述第2电感器1519连接在输出端1514、第1级间耦合元件1517、第3级间耦合元件1521和第2左手系谐振器1510B之间。
对于第1左手系谐振器1510A来说,其一端与第1级间耦合元件1517的一端及第2级间耦合元件1520的一端连接,其另一端接地。在此,将第1左手系谐振器1510A的一端与第1级间耦合元件1517的一端及第2级间耦合元件1520的一端相连接的点定义为连接点1515。此外,对于第2左手系谐振器1510B来说,其一端与第1级间耦合元件1517的另一端及第3级间耦合元件1521的一端连接,其另一端接地。在此,将第2左手系谐振器1510B的一端与第1级间耦合元件1517的另一端及第3级间耦合元件1521的一端连接的点定义为连接点1516。此外,对于第3左手系谐振器1510C来说,其一端与第2级间耦合元件1520的另一端及第3级间耦合元件1521的另一端连接,其另一端接地。
而且,在本第十五实施方式中,第1左手系谐振器1510A、第2左手系谐振器1510B、第3左手系谐振器1510C的另一端分别接地,但也可开放。此外,第1左手系谐振器1510A、第2左手系谐振器1510B、第3左手系谐振器1510C分别由一个左手系谐振器来构成,但也可使多个左手系谐振器串联连接来构成。
第1左手系谐振器1510A具备:由并联连接的电容器15121A和电感器15121B构成的并联体15121、和由串联连接的电容器15111A和电感器15111B构成的串联体15111。对于串联体15111来说,其一端与第1级间耦合元件1517的一端及第2级间耦合元件1520的一端连接。对于并联体15121来说,其一端与串联体15111的另一端连接,其另一端接地。
第2左手系谐振器1510B具备:由并联连接的电容器15122A和电感器15122B构成的并联体15122、由串联连接的电容器15112A和电感器15112B构成的串联体15112。对于串联体15112来说,其一端与第1级间耦合元件1517的另一端及第3级间耦合元件1521的一端连接。对于并联体15122来说,其一端与串联体15112的另一端连接,其另一端接地。
第3左手系谐振器1510C具备:由并联连接的电容器15123A和电感器15123B构成的并联体15123、由串联连接的电容器15113A和电感器15113B构成的串联体15113。对于串联体15113来说,其一端与第2级间耦合元件1520的另一端及第3级间耦合元件1521的另一端连接。对于并联体15123来说,其一端与串联体15113的另一端连接,其另一端接地。
而且,在本第十五实施方式中,对于第1左手系谐振器1510A所具有的串联体15111形成电感器15111B与并联体15121连接、电容器15111A与连接点1515连接的结构。但是,也可形成为电容器15111A与并联体15121连接,电感器15111B与连接点1515连接的结构。对于第2左手系谐振器1510B、第3左手系谐振器1510C也形成同样的结构。
第1电感器1518连接在连接点1515与输入端1513之间。第2电感器1519连接在连接点1516与输出端1514之间。调整第1电感器1518、第2电感器1519和第3左手系谐振器1510C的并联体15123的电感器15123B的配置关系,以能够使第1电感器1518、第2电感器1519和第3左手系谐振器1510C的并联体15123的电感器15123B分别磁场耦合。当第1电感器1518、第2电感器1519和第3左手系谐振器1510C的并联体15123的电感器15123B分别接近时,第1电感器1518、第2电感器1519与第3左手系谐振器1510C的并联体15123的电感器15123B的各自的磁场耦合度变大。另一方面,当第1电感器1518、第2电感器1519和第3左手系谐振器1510C的并联体15123的电感器15123B远离配置时,第1电感器1518、第2电感器1519和第3左手系谐振器1510C的并联体15123的电感器15123B的磁场耦合度变小。
图42是本发明的第十五实施方式涉及的左手系滤波器中未磁场耦合的情况下的频率特性图。图43是本发明的第十五实施方式涉及的左手系滤波器中磁场耦合的情况下的频率特性图。在图42、图43中,在第1电感器1518、第2电感器1519和第3左手系谐振器1510C的并联体15123的电感器15123B磁场耦合的情况下,在左手系滤波器15100中,在通带内产生新的衰减极。因此,通过第1电感器1518、第2电感器1519和第3左手系谐振器1510C的并联体15123的电感器15123B磁场耦合,能够增加左手系滤波器15100中产生的衰减极。
进而,通过分别调整第1电感器1518、第2电感器1519和第3左手系谐振器1510C的并联体15123的电感器15123B之间的间隔,能够将包括左手系滤波器15100原有的衰减极的所有的衰减极配置在任意的频率。因此,根据本第十五实施方式的左手系滤波器,能够使衰减特性的提高和衰减特性的调整并存。尤其是,如图43的区域X所示,能够在W-LAN中使用的2.4GHz~2.5GHz的频带中衰减30dB以上,且在便携电话的发送接收用的1.9GHz~2.2GHz的频带中不衰减。由此,能够不引起由于频域相互接近的W-LAN与便携电话的发送接收而导致信号混合的情况。
而且,在本第十五实施方式中,在输入端1513和输出端1514之间并联连接的左手系谐振器为第1左手系谐振器1510A、第2左手系谐振器1510B、第3左手系谐振器1510C这三个,并联连接的左手系谐振器为三个以上也可。在该情况下,在各左手系谐振器之间分别各连接一个级间耦合元件。而且,第1电感器1518与第1级间耦合元件的一端和第2级间耦合元件的一端连接。此外,第2电感器1519与第1级间耦合元件的另一端和第3级间耦合元件的一端连接。此外,本第十五实施方式中,进而也可还具备:在第1电感器1518和连接点1515之间连接的输入耦合元件、以及在第2电感器1519和连接点1516之间连接的输出耦合元件。
图44A~图44J是对构成本发明的第十五实施方式涉及的左手系滤波器中的电介质层叠基板的电介质基板的图案从上依次表示的分解图。在图44A~图44J中,各电介质基板的图案相互平行地设置。以下,为了方便,对于图44A~图44J所示的电介质基板,从上依次标注1530a~1530j的符号。
电介质基板1530a~1530j具备:输入端1531、输出端1532、侧面电极1533a、1533b。如图44A、图44J所示,输入端1531与输出端1532沿着电介质层叠基板1530的侧面延伸到电介质层叠基板1530的上表面和下表面。如图44A所示,电介质基板1530a具备第1地线电极1534。如图44J所示,电介质基板1530j具备第2地线电极1535。第1地线电极1534、第2地线电极1535与侧面电极1533a、1533b连接而保持等电位。输入端1531、输出端1532与第1地线电极1534、第2地线电极1535、侧面电极1533a、1533b绝缘。
如图44H~图44J所示,输入端1531经由通孔导体1536而与导体图案1537连接。输出端1532经由通孔导体1538而与导体图案1539连接。导体图案1537经由通孔导体1540而与导体图案1541。导体图案1539经由通孔导体1542而与导体图案1543连接。
如图44G~图44I所示,导体图案1541经由通孔导体1544而与导体图案1545连接。此外,导体图案1543经由通孔导体1546而与导体图案1547连接。导体图案1545的一端和导体图案1547的一端连接于侧面电极1533b。此外,导体图案1545和导体图案1547与第1地线电极1534及第2地线电极1535相对配置。
如图44E~图44G所示,导体图案1545经由通孔导体1548而与导体图案1549连接。此外,导体图案1547经由通孔导体1550而与导体图案1551连接。导体图案1549在相同的电介质基板上与其他的导体图案1552连接。此外,导体图案1551在相同的电介质基板上与其他的导体图案1553连接。
如图44E、图44F所示,导体图案1554与导体图案1552相对配置。此外,导体图案1555与导体图案1553相对并配置在与导体图案1554相同的电介质基板上。此外,导体图案1556配置在与导体图案1554、1555相同的电介质基板上。如图44D、图44E所示,导体图案1557与导体图案1549、1551相对配置。如图44A、图44B、图44D、图44J所示,导体图案1558与导体图案1557、第1地线电极1534、第2地线电极1535相对配置。如图44B、图44C所示,导体图案1559与导体图案1558相对配置。如图44B~图44J所示,导体图案1558经由通孔导体1560而与第2地线电极1535连接。
图41所示的第1左手系谐振器1510A的串联体15111中包含的电容器15111A由导体图案1552、和与该导体图案1552对置配置的导体图案1554来构成。此外,第1左手系谐振器1510A的串联体15111中包含的电感器15111B主要由导体图案1552和导体图案1554的进深方向成分来构成。第1左手系谐振器1510A的并联体15121中包含的电容器15121A主要由导体图案1545、和与该导体图案1545对置配置的第1地线电极1534及第2地线电极1535来构成。第1左手系谐振器1510A的并联体15121中包含的电感器15121B由导体图案1545的进深成分来构成。
图41所示的第2左手系谐振器1510B的串联体15112中包含的电容器15112A由导体图案1553、和与该导体图案1553对置配置的导体图案1555来构成。此外,第2左手系谐振器1510B的串联体15112中包含的电感器15112B主要由导体图案1553和导体图案1555的进深方向成分来构成。第2左手系谐振器1510B的并联体15122中包含的电容器15122A主要由导体图案1547、和与该导体图案1547对置配置的第1地线电极1534及第2地线电极1535来构成。第2左手系谐振器1510B的并联体15122中包含的电感器15122B由导体图案1547的进深成分来构成。
图41所示的第3左手系谐振器1510C的串联体15113中包含的电容器15113A由导体图案1558、和与该导体图案1558对置配置的导体图案1559来构成。此外,第3左手系谐振器1510C的串联体15113中包含的电感器15113B主要由导体图案1558和导体图案1559的进深方向成分来构成。第3左手系谐振器1510C的并联体15123中包含的电容器15123A主要由导体图案1558、和与该导体图案1558对置配置的第1地线电极1534及第2地线电极1535来构成。第3左手系谐振器1510C的并联体15123中包含的电感器15123B由通孔导体1560来构成。
第1级间耦合元件1517通过使导体图案1556及导体图案1557隔着电介质与导体图案1549及导体图案1551对置的构造来构成。第2级间耦合元件1520主要通过使导体图案1557隔着电介质与导体图案1549及导体图案1558对置的构造来构成。第3级间耦合元件1521主要通过使导体图案1557隔着电介质与导体图案1551及导体图案1558对置的构造来构成。
第1电感器1518由导体图案1537、与该导体图案1537连接的通孔导体1540、与该通孔导体1540连接的导体图案1541和与该导体图案1541连接的通孔导体1544所具有的寄生电感器来构成。第2电感器1519由导体图案1539、与该导体图案1539连接的通孔导体1542、与该通孔导体1542连接的导体图案1543和与该导体图案1543连接的通孔导体1546所具有的寄生电感器来构成。
通过调节并层叠导体图案1537、1539、1541、1543及通孔导体1544、通孔导体1546、通孔导体1560的间隔,能够将包括有左手系滤波器原来具有的衰减极的全部的衰减极配置在任意的频率。
在通过此种结构使左手系滤波器实现层叠构造的情况下,可以不调节已经设计的左手系滤波器的构成元件,在左手系滤波器增加新的衰减极,并控制该衰减极。即,仅通过调节作为电感器动作的导体图案及通孔导体间的距离,能够将包括左手系滤波器原有的衰减极的全部的衰减极配置在任意的频率。进而,相对于类似构造的第1左手系谐振器1510A和第2左手系谐振器1510B,通过使用由通孔导体1560来表现电感器的第3左手系谐振器1510C,能够与第1左手系谐振器1510A和第2左手系谐振器1510B层叠地配置第3左手系谐振器1510C。由此,不需要在平面上确保新的空间。
由此,能够抑制制造成本,维持左手系滤波器的小型化并确保通带,同时增加产生的衰减极,能够控制包括左手系滤波器原有的衰减极的所有的衰减极。
本发明的左手系滤波器能够抑制制造成本,维持左手系滤波器的小型化并确保通带,同时增加产生的衰减极,能够控制包括左手系滤波器原有的衰减极的所有的衰减极,且在便携电话等各种电子设备中是有用的。
(第十六实施方式)
图45是本发明的第十六实施方式涉及的左手系谐振器的左手系传送线路的等效电路图。在图45中,本第十六实施方式中的左手系谐振器16100由第1单元16101、和与该第1单元16101连接的第2单元16102来构成。第1单元16101包括:由电容器16110a和电感器16110b构成的第1串联体16110、由电容器16120a和电感器16120b构成的第1并联体16120。第1并联体16120的一端与输入输出端16170连接,第1并联体16120的另一端与地线连接。即、电容器16120a的一端和电感器16120b的一端与输入输出端16170连接。而且,电容器16120a的另一端和电感器16120b的另一端与地线连接。此外,第1并联体16120的一端连接有第1串联体16110的一端。即、在电容器16120a的一端和电感器16120b的一端连接有电容器16110a的一端和电感器16110b的一端。而且,在输入输出端16170上先连接第1并联体16120的一端,该第1并联体16120的一端连接有第1串联体16110的一端。但是,也可以相反的顺序来连接。
第2单元16102包括:由电容器16130a和电感器16130b构成的第2串联体16130、由电容器16140a和电感器16140b构成的第2并联体16140。第2并联体16140的一端与第1串联体16110的另一端连接,且第2并联体16140的另一端与地线连接。即、电容器16140a的一端和电感器16140b的一端连接于电容器16110a的另一端和电感器16110b的另一端。而且,电容器16140a的另一端和电感器16140b的另一端与地线连接。此外,第2并联体16140的一端连接有第2串联体16130的一端。即、在电容器16140a的一端和电感器16140b的一端上连接电容器16130a的一端和电感器16130b的一端。而且,在相当于第1单元16101的另一端的第1串联体16110的另一端上先连接有第2并联体16140的一端,且在该第2并联体16140的另一端上连接有第2串联体16130的一端。但是,也可由相反的顺序来连接。
对于电容器16150,其一端经由输入输出端16170而与第1单元16101连接,其另一端与地线16160连接。通过与左手系谐振器16100并联地连接电容器16150,该电容器16150的电纳成分被增加到左手系谐振器16100的电纳成分。其结果,左手系谐振器16100带有的电纳成分的零点向低频率侧移动,且在其附近的左手系谐振器16100所带有的电纳成分的变化量变为小值。
而且,第2串联体16130的另一端也可经由作为寄生成分的电感器与地线连接。利用此种结构,谐振器仅激励左手系及右手系的奇数次谐振。因此,能够使谐振器相对于频率的电纳成分的变化量平缓。
图46是表示本发明的第十六实施方式涉及的左手系谐振器的构造的分解立体图。图47是从箭头B的方向观察沿图46的线47-47的剖面时的剖面图。对图46、图47所示的左手系谐振器16200的连接关系进行说明。
左手系谐振器16200形成为以电介质16203来充满相互对置配置的接地导体16201、16202间的构造。在与接地导体16202相同的平面上,设有与接地导体16202绝缘的输入输出端16204。该输入输出端16204经由通孔导体16205连接有导体图案16206。设有隔着电介质16203而与该导体图案16206相对的导体图案16207。此外,导体图案16208隔着电介质16203而与导体图案16207相对。该导体图案16208经由通孔导体16209而与接地导体16201连接。此外,导体图案16208经由通孔导体16210而与导体图案16211连接。此外,导体图案16208经由通孔导体16212而与导体图案16213连接。隔着电介质16203与该导体图案16213相对的导体图案16214经由通孔导体16215而与接地导体16202连接。此外,导体图案16216隔着电介质16203被导体图案16211和导体图案16213夹着。该导体图案16216经由通孔导体16217而与接地导体16201连接。导体图案16216经由通孔导体16218连接导体图案16219。此外,导体图案16216经由通孔导体16220连接导体图案16221。导体图案16222隔着电介质16203被导体图案16219和导体图案16221夹着。而且,利用导体图案16206、16207、16208,能够增大左手系谐振器16200谐振时的输出的衰减,且能够使输出的变化明瞭。此外,接地导体16201、16202在侧面电极16223、16224连接。因此,能够将接地导体16201的电位和接地导体16202的电位保持在同电位。
接下来,对于图46、图47所示的左手系谐振器16200的构造与图45所示的左手系谐振器16100的构成的对应关系进行说明。
图45所示的电容器16110a通过使导体图案16211与导体图案16216隔着电介质16203相对的构造、以及使导体图案16213与导体图案16216隔着电介质16203相对的构造来形成。电感器16110b主要由导体图案16216的进深方向来构成。电容器16120a主要通过使导体图案16211与接地导体16201隔着电介质16203相对的构造来形成。电感器16120b由通孔导体16209来构成。
图45所示的电容器16130a通过使导体图案16219与导体图案16222隔着电介质16203相对的构造、以及使导体图案16221与导体图案16222隔着电介质16203相对的构造来形成。电感器16130b主要由导体图案16216的进深方向来构成。电容器16140a主要通过使导体图案16219与接地导体16201隔着电介质16203相对的构造来形成。电感器16140b由通孔导体16217来构成。
图45所示的电容器16150通过使导体图案16213与导体图案16214隔着电介质16203相对的构造来形成。如此,在将左手系谐振器16200层叠构造的情况下,能够使用左手系谐振器16200的一部分来设置电容器16150,因此不需要确保用于设置电容器16150的新的空间。因此,能够以少的制造成本,不改变左手系谐振器的大小而扩展带宽。
图48是表示本发明的第十六实施方式涉及的其他的左手系谐振器的构造的分解立体图。图49是从箭头D的方向观察沿着图48的线49-49的剖面时的剖面图。对于图48、图49所示的左手系谐振器16300的连接关系进行说明。
左手系谐振器16300形成为以电介质16303来充满相互对置配置的接地导体16301、16302间的构造。在与接地导体16302相同的平面上,设有与接地导体16302绝缘的输入输出端16304。该输入输出端16304经由通孔导体16305与导体图案16306连接。设有隔着电介质16303与该导体图案16306相对的导体图案16307。此外,导体图案16308隔着电介质16303与导体图案16307相对。该导体图案16308经由通孔导体16309而与接地导体16301连接。此外,导体图案16308经由通孔导体16310而与导体图案16311连接。此外,导体图案16308经由通孔导体16312而与导体图案16313连接。此外,导体图案16308经由通孔导体16314而与导体图案16315连接。此外,导体图案16316隔着电介质16303被导体图案16313和导体图案16315夹着。该导体图案16316经由通孔导体16317而与接地导体16301连接。此外导体图案16316经由通孔导体16318连接导体图案16319。此外,导体图案16316经由通孔导体16320连接导体图案16321。导体图案16322隔着电介质16303被导体图案16319和导体图案16321夹着。而且,利用导体图案16306、16307、16308,能够增大左手系谐振器16300谐振时的出力的衰减,并使输出的变化明瞭。
接下来,对于图48、图49所示的左手系谐振器16300的构造与图45所示的左手系谐振器16100的构成的对应关系进行说明。
图45所示的电容器16110a通过使导体图案16313与导体图案16316隔着电介质16303相对的构造、以及使导体图案16315与导体图案16316隔着电介质16303相对的构造来形成。电感器16110b主要由导体图案16316的进深方向来构成。电容器16120a主要通过使导体图案16313与接地导体16301隔着电介质16303相对的构造来形成。电感器16120b由通孔导体16309来构成。
图45所示的电容器16130a通过使导体图案16319与导体图案16322隔着电介质16303相对的构造、以及使导体图案16321与导体图案16322隔着电介质16303相对的构造来形成。电感器16130b主要由导体图案16316的进深方向来构成。电容器16140a主要通过使导体图案16319与接地导体16301隔着电介质16303相对的构造来形成。电感器16120b由通孔导体16317来构成。
图45所示的电容器16150通过使导体图案16311与不是左手系谐振器16300的一部分的接地导体16302隔着电介质16303相对的构造来形成。接地导体16302的面积大,且不是左手系谐振器16300的一部分。因此,当构成电容器16150时,导体图案16311的面积大致原样变为电容器16150的面积,导体图案16311的配置不受左手系谐振器16300的尺寸影响。因此,能够以大的面积将电容器16150形成在左手系谐振器16300中。而且,优选接地导体16301、16302在侧面电极16323、16324连接。
接下来,对于本第十六实施方式涉及的左手系滤波器的全体结构进行说明。图50是表示本发明的第十六实施方式涉及的左手系滤波器的等效电路图。在图50中,左手系滤波器1620具备:输入端1613、输出端1614、与输入端1613及输出端1614连接的耦合元件组1615、与耦合元件组1615连接的元件组1616、与耦合元件组1615连接的电容器组1617、与电容器组1617连接的地线组1618。耦合元件组1615具备:一端与输入端1613连接的输入耦合元件1615a、一端与输入耦合元件1615a的另一端连接的级间耦合元件1615b、一端与级间耦合元件1615b的另一端连接、且另一端与输出端1614连接的输出耦合元件1615c。单元组1616具备第1单元的集合体1616a和第2单元的集合体1616b。
第1单元的集合体1616a的一端与设置在输入耦合元件1615a和级间耦合元件1615b之间的第1连接点1619a连接。第2单元的集合体1616b的一端与设置在级间耦合元件1615b和输出耦合元件1615c之间的第2连接点1619b连接。而且,第1单元的集合体1616a的另一端开放或者接地。此外,第2单元的集合体1616b的另一端开放或者接地。
图51是表示本发明的第十六实施方式涉及的左手系滤波器的元件的等效电路图。在图51中,第1单元的集合体1616a具备:一端与第1连接点1619a连接的单元16401、一端与该单元16401的另一端串联连接的单元16402。而且,在本第十六实施方式中,第1单元的集合体1616a由串联连接的两个单元16401、16402来构成,但也可使至少一个以上的单元串联连接来构成。而且,例如在使用-1次的谐振模式的情况下,在第1单元的集合体1616a由一个单元来构成的情况下,第1单元的集合体1616a的另一端接地。此外,在第1单元的集合体1616a由两个以上的单元构成的情况下,第1单元的集合体1616a的另一端开放。
单元16401具备:一端与第1连接点1619a连接的第1串联体16410;一端与第1连接点1619a连接且另一端与地线16420c连接的第1并联体16420。第1串联体16410具备:一端与第1连接点1619a连接的电感器16410b;一端与电感器16410b的另一端连接的电容器16410a。而且,电容器16410a与电感器16410b的配置相反也可。
第1并联体16420具备:一端与第1连接点1619a连接且另一端与地线16420c连接的电容器16420a;一端与第1连接点1619a连接且另一端与地线16420c连接的电感器16420b。单元16402具备:一端与电容器16410a的另一端连接的第2串联体16430;和一端与电容器16410a的另一端连接且另一端与地线16440c连接的第2并联体16440。
第2串联体16430具备:一端与电容器16410a的另一端连接的电感器16430b;一端与电感器16430b的另一端连接的电容器16430a。而且,电容器16430a与电感器16430b的配置相反也可。
第2并联体16440具备:一端与电容器16410a的另一端连接、且另一端与地线16440c连接的电容器16440a;一端与电容器16410a的另一端连接、且另一端与地线16440c连接的电感器16440b。
图52是表示本发明的第十六实施方式涉及的左手系滤波器的元件的其他的等效电路图。在图52中,第2单元的集合体1616b具备:一端与第2连接点1619b连接的单元16403;一端与该单元16403的另一端串联连接的单元16404。而且,第2单元的集合体1616b由串联连接的两个单元16403、16404来构成,但也可串联连接至少一个以上的单元来构成。
单元16403具备:一端与第2连接点1619b连接的第1串联体16450;一端与第2连接点1619b连接、另一端与地线16460c连接的第1并联体16460。第1串联体16450具备:一端与第2连接点1619b连接的电感器16450b、一端与电感器16450b的另一端连接的电容器16450a。而且,电容器16450a与电感器16450b的配置也可相反。
第1并联体16460具备:一端与第2连接点1619b连接、另一端与地线16460c连接的电容器16460a;一端与第2连接点1619b连接、另一端与地线16460c连接的电感器16460b。
单元16404具备:一端与电容器16450a的另一端连接的第2串联体16470;一端与电容器16450a的另一端连接、且另一端与地线16480c连接的第2并联体16480。
第2串联体16470具备:一端与电容器16450a的另一端连接的电感器16470b、一端与电感器16470b的另一端连接的电容器16470a。而且,电容器16470a与电感器16470b的配置相反也可。
第2并联体16480具备:一端与电容器16450a的另一端连接、且另一端与地线16480c连接的电容器16480a;一端与电容器16450a的另一端连接、另一端与地线16480c连接的电感器16480b。
而且,图50所示的电容器组1617具备:一端与第1连接点1619a连接且另一端与第1地线1618a连接的第1电容器1617a;一端与第1连接点1619b连接且另一端与第2地线1618b连接的第2电容器1617b。
图53是本发明的第十六实施方式涉及的左手系滤波器的电纳的频率特性图。如图53的实线所示,在各频带中,作为左手系谐振器的第1单元的集合体1616a、第2单元的集合体1616b的导纳中电纳成分上升,在电纳成分变为零附近处的频率变化变得平缓。由此,作为左手系谐振器的第1单元的集合体1616a、第2单元的集合体1616b能够获得大的带宽。因此,能够以比以往少的数量的谐振器来构成相同带宽的左手系滤波器,能够实现左手系滤波器的小型化或部件数的削减。
图54是表示本发明的第十六实施方式涉及的左手系滤波器的构造的分解立体图。图55是从箭头F的方向观察图54中线55-55的剖面时的剖面图。在图54、图55中,对于左手系滤波器16500的连接关系进行说明。左手系滤波器16500形成为以由电介质16503来充满相互对置配置的接地导体16501、16502间的构造。
在与接地导体16502相同的平面上,设有与接地导体16502绝缘的输入端16504a。该输入端16504a经由通孔导体16505a与导体图案16506a连接。该导体图案16506a设有隔着电介质16503对置的导体图案16507。此外,导体图案16506a经由通孔导体16508a而与接地导体16501连接。导体图案16506a经由通孔导体16509a而与导体图案16510a连接。导体图案16506a经由通孔导体16511a而与导体图案16512a连接。导体图案16506a经由通孔导体16513a而与导体图案16514a连接。
导体图案16515a隔着电介质16503与导体图案16512a对置。导体图案16515a隔着电介质16503与导体图案16514a对置。导体图案16515a经由通孔导体16516a而与接地导体16501连接。导体图案16515a经由通孔导体16517a而与导体图案16518a连接。导体图案16515a经由通孔导体16519a而与导体图案16520a连接。
导体图案16521a隔着电介质16503而与导体图案16518a对置。导体图案16521a隔着电介质16503而与导体图案16520a对置。而且,优选接地导体16501、16502在侧面电极16522、16523连接。
此外,在与接地导体16502相同的平面上,设有与接地导体16502绝缘的输出端16504b。该输出端16504b经由通孔导体16505b连接有导体图案16506b。该导体图案16506b与导体图案16507隔着电介质16503对置。此外,导体图案16506b经由通孔导体16508b而与接地导体16501连接。导体图案16506b经由通孔导体16509b而与导体图案16510b连接。导体图案16506b经由通孔导体16511b而与导体图案16512b连接。导体图案16506b经由通孔导体16513b而与导体图案16514b连接。
导体图案16515b隔着电介质16503而与导体图案16512b对置。导体图案16515b隔着电介质16503而与导体图案16514b对置。导体图案16515b经由通孔导体16516b而与接地导体16501连接。导体图案16515b经由通孔导体16517b而与导体图案16518b连接。导体图案16515b经由通孔导体16519b而与导体图案16520b连接。
导体图案16521b隔着电介质16503与导体图案16518b对置。导体图案16521b隔着电介质16503与导体图案16520b对置。而且,优选接地导体16501、16502在侧面电极16522、16523连接。
接下来,对于图54、图55所示的左手系滤波器16500的构造和图50所示的左手系滤波器1620的结构的对应关系进行说明。首先,对于图54、图55所示的左手系滤波器16500的构造中哪个构造与图51所示的第1单元的集合体1616a对应进行说明。
图51所示的电容器16410a通过使导体图案16512a和导体图案16515a隔着电介质16503对置的构造、以及使导体图案16514a与导体图案16515a隔着电介质16503对置的构造来形成。电感器16410b主要由导体图案16515a的进深方向来构成。电容器16420a主要使导体图案16512a和接地导体16501隔着电介质16503对置的构造来形成。电感器16420b由通孔导体16508a来构成。电容器16430a通过使导体图案16518a与导体图案16521a隔着电介质16503对置的构造、以及使导体图案16520a与导体图案16521a隔着电介质16503对置的构造来形成。电感器16430b主要由导体图案16515a的进深方向来构成。电容器16440a主要通过使导体图案16518a与接地导体16501隔着电介质16503对置的构造来形成。电感器16440b由通孔导体16516a来构成。
接下来,对于图54、图55所示的左手系滤波器16500的构造中哪个构造与图51所示的第2单元的集合体1616b对应进行说明。
图52所示的电容器16450a通过使导体图案16512b和导体图案16515b隔着电介质16503对置的构造、以及使导体图案16514b与导体图案16515b隔着电介质16503对置的构造来构成。电感器16450b主要由导体图案16515b的进深方向来构成。电容器16460a主要通过使导体图案16512b与接地导体16501隔着电介质16503对置的构造来形成。电感器16460b由通孔导体16508b来构成。电容器16470a通过使导体图案16518b与导体图案16521b隔着电介质16503对置的构造、以及使导体图案16520b与导体图案16521b隔着电介质16503对置的构造来形成。电感器16470b主要由导体图案16516b的进深方向来构成。电容器16480a主要通过使导体图案16518b与接地导体16501隔着电介质16503对置的构造来形成。电感器16480b由通孔导体16516b来构成。
接下来,对于图54、图55所示的左手系滤波器1620的构造中哪个构造与图50所示的耦合元件组1615对应进行说明。
图50所示的输入耦合元件1615a由通孔导体16505a来构成。此外,输出耦合元件1615c由通孔导体16505b来构成。当上述输入耦合元件1615a、输出耦合元件1615c的值例如为8pF左右且通带为2GHz左右时,输入耦合元件1615a、输出耦合元件1615c的阻抗小到认为大致0Ω。由此,也可根据通带和电容器的值而去除输入耦合元件1615a、输出耦合元件1615c。将其称为抽头(tap)供电,且在本实施方式中使用该抽头供电。因此,除去构成输入耦合元件1615a的电容器,通过将输入端16504a与导体图案16506a直接连接的通孔导体16505a来构成。此外,除去构成输出耦合元件1615c的电容器,通过将输出端16504b与导体图案16506b直接连接的通孔导体16505b来构成。进而,级间耦合元件1615b通过使导体图案16506a与导体图案16507隔着电介质16503对置的构造、以及使导体图案16506b与导体图案16507隔着电介质16503对置的构造来形成。
接下来,对于图54、图55所示的左手系滤波器1620的构造中哪个构造与图50所示的电容器组1617对应进行说明。
图50所示的电容器1617a通过使导体图案16510a与接地导体16502隔着电介质16503对置的构造来形成。此外,电容器1617b通过使导体图案16510b与接地导体16502隔着电介质16503对置的构造来形成。地线组1618由接地导体16502来构成。而且,优选接地导体16501、16502在侧面电极16522、16523连接。
利用此种结构,能够以层叠构造实现将作为左手系谐振器的第1单元的集合体1616a与第2单元的集合体1616b并联连接而构成的左手系滤波器1620。而且,通过在左手系谐振器中设置电容器1617a和电容器1617b,且所述电容器1617a为使导体图案16510a与接地导体16502隔着电介质16503对置的构造,所述电容器1617b为使导体图案16510b与接地导体16502隔着电介质16503对置的构造,从而能够使谐振频率的斜度平缓。因此,能够由数量更少的左手系谐振器来设计左手系滤波器,适于左手系滤波器的小型化。
而且,在本第十六实施方式中,如图54、图55所示,输入耦合元件1615a、输出耦合元件1615c表现为以通孔导体直接连接。但是,这是各自的容量变为10pF以上即通带中视为接地状态的情况。由此,当输入耦合元件1615a、输出耦合元件1615c小于上述值的情况下,实际上期望设置电容器。
而且,图50所示的第1单元的集合体1616a的另一端也可经由作为寄生成分的电感器而与地线连接。此外,第2单元的集合体1616b的另一端也可经由作为寄生成分的电感器而与地线连接。利用此种结构,谐振器仅激励左手系及右手系的奇数次谐振。由此,谐振器不对此前作为无用波而存在的偶数次(在此为0次)的谐振进行激励,因此能够改善通带外的衰减特性。
根据本发明,具有能够提高通过左手系谐振器的带宽,并提高左手系滤波器的滤波器特性的效果,在便携电话等各种电子设备中是有用的。
(第十七实施方式)
图56是本发明的第十七实施方式涉及的左手系谐振器的等效电路图。图56中,本第十七实施方式中的左手系谐振器17100具备:第1并联体17111、与1端口端子17101及第1并联体17111连接的第1串联体17121、与该第1串联体17121连接的电感器17131、与电感器17131连接的第2串联体17122、与第2串联体17122连接的第2并联体17112、与第2并联体17112及第2串联体17122连接的开放端17141。
作为确认该谐振器的特性的方法,例如举出,与1端口端子17101、输入输出耦合元件17102和第1并联体17111连接的方法,其中所述1端口端子17101带有输入和输出功能,所述输入输出耦合元件17102与1端口端子17101电连接,所述第1并联体17111与输入输出耦合元件17102连接。
第1并联体17111具备并联连接的第1电容器17111A及第1电感器17111b。对于第1电容器17111A及第1电感器17111b,其一端与1端口端子17101及第1串联体17121的一端连接,另一端接地。
第1串联体17121具备串联连接的第2电容器17121A及第2电感器17121b。对于第2电感器17121b,其一端与1端口端子17101及第1并联体17111连接,其另一端与第2电容器17121A的一端连接。此外,第2电容器17121A的另一端与电感器17131的一端连接。
第2并联体17112具备并联连接的第3电容器17112A及第3电感器17112B。对于第3电容器17112A及第3电感器17112B,其一端与开放端17141及第2串联体17122的另一端连接,其另一端接地。
第2串联体17122具备串联连接的第4电容器17122A及第4电感器17122B。对于第4电容器17122A,其一端与电感器17131的另一端连接,其另一端与第4电感器17122B的一端连接。此外,第4电感器17122B的另一端与第2并联体17112的一端及开放端17141连接。
第1串联体17121与第2串联体17122以能够电容耦合的方式来调整配置关系。即、第1串联体17121与第2串联体17122的间隔接近。当第1串联体17121与第2串联体17122接近到规定的距离以下时,第1串联体17121与第2串联体17122电容耦合。在此,至少第1串联体17121所具有的第2电容器17121A与第2串联体17122所具有的第4电容器17122A电容耦合。此外,使第1串联体17121所具有的第2电容器17121A及第2电感器17121b、与第2串联体17122所具有的第4电容器17122A及第4电感器17122B磁场耦合也可。
由此,能够将第1并联体17111及第1串联体17121与第2并联体17112及第2串联体17122配置在不同的平面上,因此能够实现左手系谐振器的小型化。
图57是本发明的第十七实施方式涉及的左手系谐振器的整体立体图。即、将左手系谐振器17200按每个导体图案和导体通孔的层分解后的分解立体图。图57中,左手系谐振器17200形成为以层叠的电介质17203来充满相互对置配置的第1地线电极17201、第2地线电极17202间的构造。第1地线电极17201与第2地线电极17202由未图示的侧面电极来连接,并保持为等电位。
在与第1地线电极17201相同平面上,设有与第1地线电极17201绝缘的端子17204。该端子17204用作实现输入端和输出端的功能的1端口端子。端子17204经由通孔导体17205连接导体图案17206。
在与该导体图案17206对置配置的导体图案17207上连接有导体图案17208。导体图案17208经由通孔导体17209而与第1地线电极17201连接。
导体图案17207经由通孔导体17210而与导体图案17211及导体图案17212连接。此外,导体图案17207在导体图案17211和导体图案17212之间,与导体图案17211和导体图案17212对置配置。
进而,导体图案17213在导体图案17211和导体图案17212之间与导体图案17211和导体图案17212对置配置。导体图案17213经由通孔导体17214而与导体图案17215连接。
该导体图案17215在导体图案17216和导体图案17217之间与导体图案17216和导体图案17217对置配置。导体图案17216和导体图案17217经由通孔导体17218连接。导体图案17217与导体图案17212绝缘,且与导体图案17212对置配置。此外,导体图案17219经由通孔导体17218而与导体图案17216和导体图案17217连接。而且,导体图案17219在导体图案17216和导体图案17217之间与导体图案17216和导体图案17217对置配置。此外,导体图案17219上连接有导体图案17220。该导体图案17220经由通孔导体17221而与第2地线电极17202连接。
图56所示的1端口端子17101由端子17204来构成。输入输出耦合元件17102由对置配置的导体图案17206及导体图案17207来构成。开放端17141由导体图案17219的前端部分17222来构成。
图56所示的第1电容器17111A由与导体图案17207和导体图案17208对置配置的第1地线电极17201、及与导体图案17207和导体图案17208对置配置的第2地线电极17202来构成。此外第1电感器17111b由导体图案17207、导体图案17208和通孔导体17209的长度成分来构成。
图56所示的第2电容器17121A由与导体图案17213对置配置的导体图案17211、及与导体图案17213对置配置的导体图案17212来构成。此外,第2电感器17121b由导体图案17211和导体图案17212的长度成分来构成。
图56所示的第3电容器17112A由与导体图案17219和导体图案17220对置配置的第1地线电极17201、及与导体图案17219和导体图案17220对置配置的第2地线电极17202来构成。此外,第3电感器17112B由导体图案17219、导体图案17220和通孔导体17221的长度成分来构成。
图56所示的第4电容器17122A由与导体图案17215对置配置的导体图案17217、及与导体图案17215对置配置的导体图案17216来构成。此外,第4电感器17122B由导体图案17217和导体图案17216的长度成分来构成。
图56所示的电感器17131由通孔导体17214的长度成分来构成。通过隔着电介质17203调节导体图案17212与导体图案17217的间隔,并层叠构成第2电容器17121A的导体图案17212和构成第4电容器17122A的导体图案17217,能够控制导体图案17212与导体图案17217的电容耦合量。
图58是本发明的第十七实施方式涉及的左手系谐振器的谐振特性图。图58中,如表示谐振特性的曲线X、Y、Z所示,随着导体图案17212与导体图案17217的间隔远离,从曲线X向曲线Y移动,进而从曲线Y向曲线Z移动。换言之,随着导体图案17212与导体图案17217的间隔远离,图57所示的左手系谐振器17200的构造的谐振特性向高频带域侧移动。
利用此种构造,不仅能够单纯地将左手系谐振器17200的面积形成为以往的一半左右,通过导体图案17212与导体图案17217的电容耦合,得到波长的缩短效果,进而能够减小左手系谐振器17200的面积。因此,能够实现左手系谐振器17200的小型化。
此外,在使用该左手系谐振器17200来构成平衡不平衡变换左手系滤波器的情况下,与以往的平衡不平衡变换左手系滤波器中使用的左手系谐振器相比,左手系谐振器的占有面积变小,因此能够实现左手系滤波器的小型化。此外,搭载有该左手系滤波器的便携电话等电子设备能够通过高集成化来提高处理速度等的性能。
而且,也可调整并层叠导体图案17212和导体图案17217和电感器17131的间隔,使导体图案17212和导体图案17217和电感器17131磁场耦合。在该情况下,进而,得到波长的缩短效果,能够使左手系谐振器17200更小型化。
而且,在本第十七实施方式中,从导体图案17207连接导体图案17208,且空开通孔导体17209与导体图案17207的间隔,将通孔导体17209与第1地线电极17201连接。但是,也可不设置导体图案17208,将通孔导体17210直接连接于导体图案17207,并与第1地线电极17201连接。在该情况下,能够抑制信号的损失。进而,从导体图案17219连接导体图案17220,并空开导体图案17219与通孔导体17221的间隔,将通孔导体17221与第2地线电极17202连接。但是,也可不设置导体图案17220,将通孔导体17221直接连接于导体图案17219,并与第2地线电极17202连接。在该情况下也可抑制信号的损失。
而且,在本第十七实施方式中使用了1端口输入端子17101,但也可单独设置输入端和输出端。在该情况下,在图57所示的左手系谐振器17200中,在与第1地线电极17201相同的平面上设有与第1地线电极17201绝缘的输入端、输出端,该输入端和输出端分别经由通孔导体连接有分别与导体图案17207对置配置的两个导体图案。
此外,在本第十七实施方式中,为了形成第2电容器17121A,使用与导体图案17213对置配置的导体图案17211、以及与导体图案17213对置配置的导体图案17212。但是,也可仅使用与导体图案17213对置配置的导体图案17212。进而,为了形成第4电容器17122A,使用与导体图案17215对置配置的导体图案17217、以及与导体图案17215对置配置的导体图案17216。但是,也可仅使用与导体图案17215对置配置的导体图案17217。由此,能够实现进一步的小型化以及消减成本。
图59是本发明的第十七实施方式涉及的其他的左手系谐振器的整体立体图。在图59中,导体图案17213经由通孔导体17214而与导体图案17219连接。而且,与导体图案17219连接的导体图案17220经由通孔导体17221而与第2地线电极17202连接。因此,导体图案17213与第2地线电极17202连接。此外,导体图案17215与其他的导体图案或通孔导体绝缘。而且,图56所示的开放端17141由该导体图案17215来构成。
本发明的滤波器具有能够实现小型化和滤波器中设定的规格的阻抗两者的效果,在便携电话等各种电子设备中是有用的。
【工业上的可利用性】
本发明涉及的左手系谐振器及左手系滤波器利用能够更小型化的结构,在便携电话等各种电子设备中是有用的。
【符号的说明】
1 串联体
1A,2A 电容器
1b,2b 电感器
2 并联体
3 单位单元
7 左手系谐振器
Claims (6)
1.一种左手系谐振器,其特征在于,
具备:将电感器与电容器串联连接的串联体;
将电感器与电容器并联连接的并联体,
所述串联体的一侧与所述并联体的一侧连接,并且
所述并联体的另一侧接地,
所述串联体的另一侧接地。
2.根据权利要求1所述的左手系谐振器,其特征在于,
所述左手系谐振器以-1次模式谐振。
3.一种左手系滤波器,其为具有三个权利要求1所述的左手系谐振器的左手系滤波器,该左手系滤波器的特征在于,具备:
输入端、第1和第2输出端、连接在所述输入端与所述第1输出端之间的级间耦合元件、
权利要求1所述的第1左手系谐振器,其具有第1串联体和第1并联体,所述第1串联体使电感器与电容器串联连接,所述第1并联体使电感器和电容器与该第1串联体并联连接,所述第1串联体及所述第1并联体连接在所述输入端和所述级间耦合元件的一端之间,
权利要求1所述的第2左手系谐振器,其具有第2串联体和第2并联体,所述第2串联体使电感器和电容器串联连接,所述第2并联体使电感器和电容器与该第2串联体并联连接,所述第2串联体及所述第2并联体连接在所述第1输出端和所述级间耦合元件的另一端之间,
权利要求1所述的第3左手系谐振器,其具有第3串联体和第3并联体,所述第3串联体使电感器和电容器串联连接,所述第3并联体使电感器和电容器与该第3串联体并联连接,所述第3串联体及所述第3并联体连接于所述第2输出端,
所述第1并联体所具有的电感器和所述第3并联体所具有的电感器磁场耦合。
4.一种左手系滤波器,其为具有输入端和输出端的滤波器,所述左手系滤波器的特征在于,
在所述输入端与所述输出端之间设置耦合元件,
在所述输入端与所述耦合元件之间电连接有由电容器和电感器构成的第1串联体的一端,
在所述第1串联体的一端与所述输入端之间电连接有输入耦合元件,
在所述输出端与所述耦合元件之间电连接有由电容器和电感器构成的第2串联体的一端,
在所述第2串联体的一端和所述输出端之间电连接有输出耦合元件,
所述第1串联体的另一端电连接有由电容器和电感器构成的第1并联体的一端,
所述第2串联体的另一端电连接有由电容器和电感器构成的第2并联体的一端,
所述第1并联体的另一端与地线电连接,
所述第2并联体的另一端与地线电连接,
利用所述第1串联体和所述第1并联体来构成第1单元,
利用所述第2串联体和所述第2并联体来构成第2单元,
所述第1单元与所述第2单元电磁场耦合。
5.如权利要求4所述的左手系滤波器,其特征在于,
代替与所述第1串联体的另一端电连接,所述第1并联体的一端与所述第1串联体的一端电连接,
代替与所述第2串联体的另一端电连接,所述第2并联体的一端与所述第2串联体的一端电连接。
6.一种左手系滤波器,其为具有两个以上权利要求1所述的左手系谐振器的左手系滤波器,所述左手系滤波器的特征在于,
具备:输入端和输出端、
在所述输入端和所述输出端之间并联连接的至少两个以上的权利要求1所述的左手系谐振器、
在所述左手系谐振器的一端和相邻的所述左手系谐振器的一端之间连接的至少一个以上的耦合元件,
该左手系滤波器还具备:在所述耦合元件中最靠近所述输入端侧的耦合元件和所述输入端之间连接的第1电感器、
在所述耦合元件中最靠近所述输出端侧的耦合元件和所述输出端之间连接的第2电感器,
所述第1电感器和所述第2电感器磁场耦合,并且
所述左手系谐振器的另一端接地。
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