CN106688179B - 低通滤波器 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供一种能够容易地进行衰减极点的间隔的调整的低通滤波器。本发明所涉及的低通滤波器的特征在于具备：第一导通孔导体，其与第一电感器的第一端部以及第二电感器的第三端部连接，且与第一电感器的第二端部以及第二电感器的第四端部相比延伸至层叠方向的另一方侧；以及第一电容器，其与第一电感器的至少一部分以及第二电感器的一部分并联连接，且由第一电容器导体层形成。

Description

低通滤波器
技术领域
本发明涉及低通滤波器，更特定而言，涉及具备两个LC并联谐振器的低通滤波器。
背景技术
作为与现有的低通滤波器相关的发明，已知有专利文献1所记载的低通滤波器。该低通滤波器具备第一电容器～第三电容器、第一电感器以及第二电感器。第一电容器以及第一电感器构成第一LC并联谐振器，第二电容器以及第二电感器构成第二LC并联谐振器。第一LC并联谐振器与第二LC并联谐振器串联。另外，第三电容器连接于第一LC并联谐振器和第二并联谐振器之间的部分与大地之间。
另外，在专利文献1所记载的低通滤波器中，难以对两个衰减极点的间隔进行调整。图6是表示具有与专利文献1所记载的低通滤波器同等的结构的比较例涉及的低通滤波器的通过特性|S21|以及反射特性|S11|的仿真结果的曲线图。纵轴表示通过特性以及反射特性，横轴表示频率。
如图6所示，在低通滤波器中，在比通带高的频率中形成两个衰减极点。并且，在低通滤波器中，存在通过对这些衰减极点的间隔进行调整来获得所希望的通过特性的需求。作为这样的衰减极点的间隔的调整方法，能够列举出改变第一电感器以及第二电感器的结构来对第一电感器与第二电感器之间的磁耦合的强度进行调整的方法。
然而，要对第一电感器导体与第二电感器导体之间的磁耦合进行调整，虽然能够通过物理分离它们的距离来进行改善，但是若进行这样的改变，则也存在滤波器整体的特性劣化的可能性，并且对于进行微调整而言并不是容易的方法。在此基础之上，由于改变结构，因Q值的劣化而导致无法得到希望的衰减特性。
专利文献1：日本特开2013-21449号公报
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种能够容易地进行衰减极点的间隔的调整的低通滤波器。
本发明的一个方式所涉及的低通滤波器的特征在于具备：层叠体，其通过多个绝缘体层沿层叠方向层叠而构成；第一LC并联谐振器，其包括具有上述层叠方向的一方侧的第一端部以及该层叠方向的另一方侧的第二端部且呈一边沿该层叠方向行进一边回旋的螺旋状的第一电感器；第二LC并联谐振器，其包括具有上述层叠方向的一方侧的第三端部以及该层叠方向的另一方侧的第四端部且呈一边沿该层叠方向行进一边回旋的螺旋状的第二电感器，并且，该第二LC并联谐振器与上述第一LC并联谐振器串联连接；第一导通孔导体，其与上述第一电感器的上述第一端部以及上述第二电感器的上述第三端部连接，且与该第一电感器的上述第二端部以及该第二电感器的上述第四端部相比延伸至该层叠方向的另一方侧；以及第一电容器，其与上述第一电感器的至少一部分以及上述第二电感器的一部分并联连接，且由第一电容器导体层形成。
根据本发明，能够容易地进行衰减极点的间隔的调整。
附图说明
图1是第一实施方式所涉及的低通滤波器10的等效电路图。
图2是低通滤波器10的分解立体图。
图3是表示低通滤波器10的通过特性|S21|以及反射特性|S11|的仿真结果的曲线图。
图4是第二实施方式所涉及的低通滤波器10a的等效电路图。
图5是低通滤波器10a的分解立体图。
图6是表示比较例所涉及的低通滤波器的通过特性|S21|以及反射特性|S11|的仿真结果的曲线图。
具体实施方式
以下，边参照附图边对本发明的实施方式所涉及的低通滤波器进行说明。
(第一实施方式)
(低通滤波器的结构)
以下，边参照附图边对本发明的第一实施方式所涉及的低通滤波器的结构进行说明。图1是第一实施方式所涉及的低通滤波器10的等效电路图。
如图1所示，低通滤波器10具备LC并联谐振器LC1、LC2、电感器L3、L4以及电容器C3～C6以及外部电极14a～14c。外部电极14a、14b是输入输出端子，外部电极14c是接地端子。
LC并联谐振器LC1、LC2(第一LC并联谐振器以及第二LC并联谐振器的一个例子)在外部电极14a与外部电极14b之间按照LC并联谐振器LC1、LC2的顺序串联连接。LC并联谐振器LC1包括电感器L1(第一电感器的一个例子)以及电容器C1(第三电容器的一个例子)。电感器L1与电容器C1互相并联连接。LC并联谐振器LC2包括电感器L2(第二电感器的一个例子)以及电容器C2。电感器L2与电容器C2互相并联连接。
电感器L3的一端连接于电感器L1与电感器L2之间的部分，电感器L3的另一端连接于电容器C1与电容器C2之间的部分。
电感器L4的一端与外部电极14c连接。电容器C3的一个电极与外部电极14a连接，电容器C3的另一个电极与电感器L4的另一端连接。电容器C4的一个电极与外部电极14b连接，电容器C4的另一个电极与电感器L4的另一端连接。
电容器C5(第二电容器的一个例子)的一个电极连接于电容器C1与电容器C2之间的部分，电容器C5的另一个电极与电感器L4的另一端连接。
电容器C6(第一电容器的一个例子)与电感器L1以及电感器L2的一部分并联连接。
接下来，边参照附图边对低通滤波器10的具体的结构进行说明。图2是低通滤波器10的分解立体图。以下，将低通滤波器10的层叠方向定义为上下方向，将从上侧俯视观察时低通滤波器10的长边延伸的方向定义为左右方向，将从上侧俯视观察时的低通滤波器10的短边延伸的方向定义为前后方向。上下方向、左右方向以及前后方向正交。
如图2所示，低通滤波器10具备层叠体12、外部电极14a～14c、电感器导体层18a～18h、20a～20h、40、电容器导体层22a、22b、24a、24b、26、30、32、34、接地导体层28(28a～28c)、连接导体层31、36、38以及导通孔导体v1～v9、v11～v16。
如图2所示，层叠体12以绝缘体层16a～16p(多个绝缘体层的一个例子)从上侧朝向下侧按照绝缘体层16a～16p的顺序排列的方式层叠而构成，层叠体12且呈长方体状。绝缘体层16是长方形状的电介质层。以下，将绝缘体层16的上侧的主面称为表面，将绝缘体层16的下侧的主面称为背面。
外部电极14a、14c、14b呈长方形状，并且被设置为在层叠体12的下面从左侧向右侧按照外部电极14a、14c、14b的顺序排列。外部电极14a～14c仅设置于层叠体12的下面，而不设置于层叠体12的前面、后面、左面以及右面。外部电极14a～14c通过在由银或铜构成的基地电极上实施镀镍以及镀锡或者镀金来制造。
电感器导体层18a～18h分别设置于绝缘体层16b～16i的表面的左半部分的区域，是长方形状的环状的一部分被切去的线状的导体层。在从上侧俯视观察时，电感器导体层18a～18h互相重叠而形成长方形状的环状的轨道。以下，将电感器导体层18a～18h的顺时针方向的上游侧的端部称为上游端，将电感器导体层18a～18h的顺时针方向的下游侧的端部称为下游端。
电感器导体层18a与电感器导体层18b呈相同的形状，在从上侧俯视观察时，以一致的状态重叠。电感器导体层18c与电感器导体层18d呈相同的形状，在从上侧俯视观察时，以一致的状态重叠。电感器导体层18e与电感器导体层18f呈相同的形状，在从上侧俯视观察时，以一致的状态重叠。电感器导体层18g与电感器导体层18h呈相同的形状，在从上侧俯视观察时，以一致的状态重叠。
导通孔导体v1在上下方向上贯通绝缘体层16b～16d，并连接电感器导体层18a、18b的上游端与电感器导体层18c、18d的下游端。导通孔导体v2在上下方向上贯通绝缘体层16d～16f，并连接电感器导体层18c、18d的上游端与电感器导体层18e、18f的下游端。导通孔导体v3在上下方向上贯通绝缘体层16f～16h，并连接电感器导体层18e、18f的上游端与电感器导体层18g、18h的下游端。由此，电感器导体层18a与电感器导体层18b并联连接，电感器导体层18c与电感器导体层18d并联连接，电感器导体层18e与电感器导体层18f并联连接，电感器导体层18g与电感器导体层18h并联连接。
如上所述的电感器导体层18a～18g以及导通孔导体v1～v3包含于电感器L1。在从上侧俯视观察时，电感器L1呈一边沿顺时针方向回旋一边从下侧向上侧行进的螺旋状。
电容器导体层22a、22b是设置于绝缘体层16l、16n的表面的左半部分的区域的长方形状的导体层。电容器导体层22a、22b呈相同的形状，在从上侧俯视观察时，以一致的状态重叠。
接地导体层28(第一接地导体层的一个例子)设置于绝缘体层16m的表面，是十字型的导体层。接地导体层28包括设置于绝缘体层16m的中央的长方形状的主体28a以及从主体分别向左右方向突出的带状的突出部28b、28c。电容器导体层22a与突出部28b隔着绝缘体层16l对置，电容器导体层22b与突出部28b隔着绝缘体层16m对置。如上所述电容器导体层22a、22b以及接地导体层28包含于电容器C3。电容器C3设置于比电感器L1、L2靠下侧。
连接导体层36设置于绝缘体层16o的表面的左半部分的区域，呈沿前后方向延伸的线状。
导通孔导体v5在上下方向上贯通绝缘体层16n，并连接电容器导体层22b与连接导体层36的后端。导通孔导体v6在上下方向上贯通绝缘体层16o、16p，并将连接导体层36的前端与外部电极14a连接。由此，电容器C3的一个电极(电容器导体层22a、22b)与外部电极14a连接。
导通孔导体v4在上下方向上贯通绝缘体层16h～16m，并连接电感器导体层18g、18h的上游端与电容器导体层22a、22b。由此，电感器L1与外部电极14a连接。
电感器导体层40设置于绝缘体层16o的表面的中央附近，呈长方形的一边被切除的形状。将电感器导体层40的逆时针方向的上游侧的端部称为上游端，将电感器导体层40的逆时针方向的下游侧的端部称为下游端。电感器导体层40包含于电感器L4。
导通孔导体v8在上下方向上贯通绝缘体层16m、16n，并将接地导体层28与电感器导体层40的上游端连接。由此，电容器C3的另一个电极(接地导体层28)与电感器L4连接。
导通孔导体v9在上下方向上贯通绝缘体层16o、16p，并连接电感器导体层40的下游端与外部电极14c。由此，电感器L4与外部电极14c连接。由此，接地导体层28经由导通孔导体v8、v9以及电感器导体层40与外部电极14c电连接。
电容器导体层26(第二电容器导体层的一个例子)是设置于绝缘体层16l的表面的中央的长方形状的导体层。在从上侧俯视观察时接地导体层28的主体28a与电容器导体层26隔着绝缘体层16l对置。由此，电容器导体层26以及接地导体层28包含于电容器C5。另外，电容器C5设置于比电感器L1、L2靠下侧。
电容器导体层30是设置于绝缘体层16k的表面的左半部分的区域的长方形状的导体层。在从上侧俯视观察时电容器导体层22a与电容器导体层30隔着绝缘体层16k对置。由此，电容器导体层22a、30包含于电容器C1。电容器C1设置于比电感器L1、L2靠下侧。
电感器导体层20a～20h、电容器导体层24a、24b、32、连接导体层38以及导通孔导体v11～v16分别与电感器导体层18a～18h、电容器导体层22a、22b、30、连接导体层36以及导通孔导体v1～v6成为关于绝缘体层16a～16o的中央(对角线的交点)点对称的关系。因此，省略对电感器导体层20a～20h、电容器导体层24a、24b、32、连接导体层38以及导通孔导体v11～v16的详细的说明。此外，电感器导体层18a的下游端与电感器导体层20a的上游端连接，电感器导体层18b的下游端与电感器导体层20b的上游端连接。即，电感器L1的上端与电感器L2的上端连接。由此，电感器L1与电感器L2串联连接。
电感器导体层20a～20g以及导通孔导体v11～v13包含于电感器L2。电容器导体层24a、24b以及接地导体层28包含于电容器C4。电容器导体层24a、32包含于电容器C2。
导通孔导体v7(第一导通孔导体的一个例子)在上下方向上贯通绝缘体层16b～16k，并连接电感器导体层18a、18b的下游端(即，电感器L1的上端及第一端部的一个例子)以及电感器导体层20a、20b的上游端(即，电感器L2的上端及第三端部的一个例子)与电容器导体层26。因此，导通孔导体v7与电感器L1的下端(第二端部的一个例子)以及电感器L2的下端(第四端部的一个例子)相比延伸至下侧。导通孔导体v7包含于电感器L3。由此，电感器L3的一端连接于电感器L1与电感器L2之间的部分。
连接导体层31设置于绝缘体层16k的表面，是沿左右方向延伸的线状的导体层。连接导体层31连接电容器导体层30与电容器导体层32。由此，电容器C1与电容器C2串联连接。
另外，连接导体层31与导通孔导体v7连接。由此，电感器L3的另一端连接于电容器C1与电容器C2之间的部分。此外，电容器C1与电感器L1并联连接，并且电容器C2与电感器L2并联连接。
电容器导体层34(第一电容器导体层的一个例子)设置于绝缘体层16j的表面，是沿左右方向延伸的线状的导体层。电容器导体层34的左端与导通孔导体v4连接。即，电容器导体层34的左端连接于电感器L1与电容器C1之间的部分。在从上侧俯视观察时电容器导体层34的右端与电感器L2(即，电感器导体层20e、20f)重叠。电容器导体层34包含于电容器C6。由此，电容器C6相对于电感器L1以及电感器L2的一部分并联连接。即，电容器C6通过电容器导体层34形成。
电感器导体层18a～18h、20a～20h、40、电容器导体层22a、22b、24a、24b、26、30、32、34、接地导体层28、连接导体层31、36、38以及导通孔导体v1～v9、v11～v16例如通过Cu等导电材料制造。
(效果)
根据本实施方式所涉及的低通滤波器10，能够容易地进行衰减极点的间隔的调整。图3是表示低通滤波器10的通过特性|S21|以及反射特性|S11|的仿真结果的曲线图。纵轴表示通过特性以及反射特性，横轴表示频率。此外，图6是表示比较例所涉及的低通滤波器的通过特性|S21|以及反射特性|S11|的仿真结果的曲线图。比较例所涉及的低通滤波器在未设置电容器导体层34这一点上与低通滤波器10不同。对于比较例所涉及的低通滤波器的各结构的参照附图标记，使用与低通滤波器10的各结构的参照附图标记相同的附图标记来进行说明。
在比较例所涉及的低通滤波器中，导通孔导体v7与电感器L1的上端以及电感器L2的上端连接，并与电感器L1的下端以及电感器L2的下端相比延伸至下侧。由于导通孔导体v7在上下方向上较长因此具有大的电感值，并构成电感器L3。因此，电感器L3使电感器L1与电感器L2強磁耦合。若电感器L1与电感器L2強磁耦合，则如图6所示，导致由LC并联谐振器LC1与LC并联谐振器LC2形成的两个衰减极点的间隔靠近。
因此，在低通滤波器10中，通过设置电容器导体层34，从而电容器C6与电感器L1以及电感器L2的一部分并联连接。由此，在低通滤波器10中，与比较例所涉及的低通滤波器相比，由于电感器L1与电感器L2之间的电容耦合的程度变大，所以相对而言，电感器L1与电感器L2之间的电感耦合的程度变小。因此，在低通滤波器10中，与比较例所涉及的低通滤波器相比，电感器L1与电感器L2的磁耦合变小。其结果是，如图3及图6所示，在低通滤波器10中，与比较例所涉及的低通滤波器相比，由LC并联谐振器LC1与LC并联谐振器LC2形成的两个衰减极点的间隔远离。而且，能够通过对电容器C6的电容值进行调整来对调整两个衰减极点的间隔。具体而言，由于电容器C6的电容值变大，所以两个衰减极点的间隔变大。由此，在低通滤波器10中，能够不改变电感器L1、L2的结构即可对两个衰减极点的间隔进行调整。综上所述，在低通滤波器10中，能够容易地进行衰减极点的间隔的调整。
(第二实施方式)
以下，边参照附图边对本发明的第二实施方式所涉及的低通滤波器的结构进行说明。图4是第二实施方式所涉及的低通滤波器10a的等效电路图。图5是低通滤波器10a的分解立体图。
低通滤波器10a的电路结构在电容器C6的连接部分中与低通滤波器10的电路结构不同。更加详细而言，在低通滤波器10a中，电容器C6与电感器L1的一部分以及电感器L2的一部分并联连接。低通滤波器10a的其他电路结构与低通滤波器10的电路结构相同因此省略说明。
对于低通滤波器10a的具体的构成而言，在电容器导体层34的结构中与低通滤波器10的具体的构成不同。更加详细而言，在低通滤波器10a中，电容器导体层34不与导通孔导体v4连接，并且不与其他导体连接。取而代之的，电容器导体层34的左端在从上侧俯视观察时与电感器L1(即，电感器导体层18e、18f)重叠。电容器导体层34的右端在从上侧俯视观察时与电感器L2(即，电感器导体层20e、20f)重叠。电容器导体层34包含于电容器C6。由此，电容器C6与电感器L1的一部分以及电感器L2的一部分并联连接。
根据低通滤波器10a，能够与低通滤波器10同样地，容易地进行衰减极点的间隔的调整。
另外，在低通滤波器10a中，电容器C6构成为形成于电感器L1与电容器导体层34之间的电容器同形成于电容器导体层34与电感器L2之间的电容器串联连接。因此，低通滤波器10a的电容器C6的电容值为低通滤波器10的电容器C6的电容值的一半。这样，能够根据电容器导体层34的连接方法来对电容器C6的电容值进行调整。由此，能够进行衰减极点的间隔的调整。
(其他实施方式)
本发明所涉及的低通滤波器不限定于低通滤波器10、10a，能够在其主旨的范围内进行变更。
此外，可以将低通滤波器10的结构与低通滤波器10a的结构组合为任意。
另外，电容器C6可以相对于电感器L1(第二电感器的一个例子)的一部分与电感器L2(第一电感器的一个例子)并联连接。
另外，在低通滤波器10中，电容器导体层34可以直接与电感器L1(即，电感器导体层18a～18h以及导通孔导体v1～v3)连接。
此外，低通滤波器10、10a在LC并联谐振器LC1、LC2的基础之上，还可以具备LC并联谐振器。
工业实用性
如上所述，本发明可适用于低通滤波器，尤其是在能够容易地进行衰减极点的间隔的调整这一点上卓越。
符号的说明：
10、10a…低通滤波器；12…层叠体；14a～14c…外部电极；16a～16p…绝缘体层；18a～18h、20a～20h、40…电感器导体层；22a、22b、24a、24b、26、30、32、34…电容器导体层；28…接地导体层；C1～C6…电容器；L1～L4…电感器；LC1、LC2…LC并联谐振器；v1～v9、v11～v16…导通孔导体。

Claims (3)

1.一种低通滤波器，其特征在于，具备：
层叠体，其由多个绝缘体层沿层叠方向层叠而构成；
第一LC并联谐振器，其包括第一电感器，所述第一电感器具有所述层叠方向的一方侧的第一端部以及该层叠方向的另一方侧的第二端部，并且所述第一电感器呈一边沿该层叠方向行进一边回旋的螺旋状；
第二LC并联谐振器，其包括第二电感器，所述第二电感器具有所述层叠方向的一方侧的第三端部以及该层叠方向的另一方侧的第四端部，并且所述第二电感器呈一边沿该层叠方向行进一边回旋的螺旋状，并且所述第二LC并联谐振器与所述第一LC并联谐振器串联连接；
第一导通孔导体，其与所述第一电感器的所述第一端部以及所述第二电感器的所述第三端部连接，且与该第一电感器的所述第二端部以及该第二电感器的所述第四端部相比延伸至该层叠方向的另一方侧；以及
第一电容器，其与所述第一电感器的至少一部分以及所述第二电感器的一部分并联连接，且由第一电容器导体层形成，
所述第一LC并联谐振器还包括与所述第一电感器并联连接的第三电容器，
所述第一电容器导体层的一端连接于所述第一电感器的所述第二端部与所述第三电容器之间或者连接于该第一电感器，并且所述第一电容器导体层的另一端在从所述层叠方向俯视观察时与所述第二电感器重叠。
2.根据权利要求1所述的低通滤波器，其特征在于，
还具备第二电容器，所述第二电容器设置于比所述第一电感器以及所述第二电感器靠所述层叠方向的另一方侧，且具有互相对置的第二电容器导体层以及第一接地导体层，
所述第一导通孔导体与所述第二电容器导体层连接。
3.根据权利要求2所述的低通滤波器，其特征在于，
还具备外部电极，所述外部电极设置于所述层叠体的所述层叠方向的另一方侧的面，
所述外部电极与所述第一接地导体层电连接。
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