CN1577953A - 滤波电路和层叠滤波器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种滤波电路和层叠滤波器，在人们要求便携式电话等通信装置的多样化的情况下，作为层叠滤波器，也要求低频侧和高频侧的两者都有陡峭的衰减区的特性，但是，在现有的层叠滤波器中，存在只能在低频侧或者只能在高频侧形成衰减区的问题。本发明的层叠滤波器具有：配置在电介质层上的作为第1、第2和第3谐振元件的带状线图形(14a)；配置在上述第1和第2带状线图形(14a1、14a2)之间的电容性耦合图形(13b)；以及配置在上述第2、第3带状线图形(14a2、14a3)之间的电感性耦合图形(14c)。

Description

滤波电路和层叠滤波器

技术领域

本发明涉及在高频区域使用的滤波电路和层叠滤波器，特别是涉及在低频侧和高频侧的两者中具有衰减区的滤波电路和层叠滤波器。

背景技术

现有的带状线式滤波器的原理是将带状线配置在电介质层上，而且，使该带状线的一端短路，另一端开放。在这样的带状线式滤波器中，通过配置谐振器或附加电容耦合电极等，而成为电场耦合表现强的电场耦合型、或磁场耦合表现强的磁场耦合型的一种，在上述电场耦合强的滤波器的情况下成为低频衰减型倾向，另外，在磁场耦合强的滤波器的情况下成为高频衰减型倾向。

另外，作为现有例，有日本特开平8-23205号公报(公知例1)、日本特开2002-26607号公报(公知例2)、以及日本特开2002-76705号公报(公知例3)中公开的技术。

在上述现有例中的公知例1所公开的基本实施例，如其说明书中的图1所示，是一种由形成了共振电极12a、12b的第1电介质基板2，形成了内部接地电极22的第2电介质基板4，形成了外部接地电极16的第3电介质基板6，以及形成了电容耦合电极140的第4电介质基板8构成的滤波器，用作为上述内部接地电极22的M耦合电极，提高耦合度，调整频率特性，用电容耦合电极形成衰减极。而且，在该公知例1中，如图7所公开的那样，衰减极只在低频段形成。

上述现有例中的公知例2所公开的基本实施例，其特征在于：如其说明书中的图3所示，在表示层叠了电介质基板1c和1d的示意透视状态的附图即图3中，使谐振器电极11a、11b的中心间隔和开口电容电极4a、4b的中心间隔一致，在控制电磁场耦合量时，不变更该间隔，而通过变更电极共有部12的长度，就能控制电磁场耦合量。即，由开口电容电极4a、4b，形成公知例2的图8所示的衰减极，通过变更电极共有部12的长度，进行截止频带控制，但在该公知例2中，衰减极只在高频段形成。

上述现有例中的公知例3所公开的基本实施例，如其说明书中的图2所示，将电介质层4a～4d层叠起来，在电介质层4a的表面形成上面电极5b，在电介质层4d的背面形成端面电极5c，在电介质层4c的表面形成带状线1a、1b，同时在上述端面电极5c的大致全部区域上形成连接该带状线1a、1b的一端的短路电极10，另外，在电介质层4b的表面与上述带状线1a、1b正交地形成杂散电容电极9。而且，用杂散电容电极9进行衰减区的调整，用作为M耦合的短路电极5c，调整高频带宽，但在该公知例3中，衰减区也只在高频段形成。

上述的现有例中的任何一例，虽然都通过设置C耦合图形和M耦合图形两者，进行衰减区的控制，但在这些公知例中，衰减区只能控制低频侧(公知例1)、或只能控制高频侧(公知例2、3)。

[专利文献]

(1)日本特开平8-23205

(2)日本特开2002-26607

(3)日本特开2002-76705

发明内容

可是，在要求便携式电话等通信装置多样化的情况下，作为层叠滤波器，也要求低频侧和高频侧的两者都有陡峭的衰减区的特性，但如上所述，在现有的层叠滤波器中，存在只在低频侧或者只在高频侧形成衰减区的问题。

本发明就是解决上述问题的发明，其目的在于提供一种通过在低频侧和高频侧的两者中形成衰减区，能适应多样化的通信装置的滤波电路和层叠滤波器。

本发明的滤波电路是要达到上述目的的滤波电路，其第1方案的特征在于：在具有第1～第3谐振元件、第1和第3谐振元件与输入输出线连接的滤波电路中，具有在上述第1谐振元件和第2谐振元件之间形成的电容性并联谐振电路；以及在上述第2谐振元件和第3谐振元件之间形成的电感性并联谐振电路。

第2方案的特征在于：在上述第1方案中，在上述电容性并联谐振电路和上述电感性并联谐振电路之间连接了电容性或电感性的多路径。

另外，本发明层叠滤波器的第3方案，具有配置在电介质层上的作为第1、第2和第3谐振元件的带状线图形；配置在上述第1、第2带状线图形之间的电容性耦合(C耦合)图形；以及配置在上述第2、第3带状线图形之间的电感性耦合(M耦合)图形。

第4方案的特征在于：在上述第3方案中，在上述电容性耦合图形上形成了向上述第3带状线图形侧突出的突出部。

第5方案，具有配置在电介质层上的作为第1～第4谐振元件的带状线图形；配置在上述第1、第2带状线图形之间的第1电容性耦合(C耦合)图形；配置在上述第3、第4带状线图形之间的第2电容性耦合(C耦合)图形；以及配置在上述第2、第3带状线图形之间的电感性耦合(M耦合)图形。

第6方案是这样的方案，在上述第5方案中，具有配置在上述第2和第3带状线图形之间的电容性耦合(C耦合)图形；以连接在上述第1和第2带状线图形之间的状态配置的第1电感性耦合(M耦合)图形；以及配置在上述第3和第4带状线图形之间的第2电感性耦合(M耦合)图形。

第7方案的特征在于：在上述第6方案中，在上述电容性耦合(C耦合)图形上形成了向上述第1带状线图形侧和第4带状线图形侧突出的突出部。

第8方案是这样的方案，在具有在第1电介质层上形成的成为第1～第3谐振元件的带状线图形和在第2电介质层上形成的成为第4～第6谐振元件的带状线图形、该各带状线图形夹着上述第1或者第2电介质层地相对配置的层叠滤波器中，具有：在配置在上述各带状线图形之间的第3电介质层上，与上述第1、第2、第4和第6谐振元件相对地形成的电容性耦合(C耦合)图形；以及分别配置在上述第2和第3、以及第5和第6之间的电感性耦合(M耦合)图形。

第9方案的特征在于：在上述第8方案中，还具有夹着上述第1～第3带状线图形和第2电容性耦合(C耦合)图形配置的作为第7～第9谐振元件的带状线图形，而且具有配置在该第8和第9之间的第3电感性耦合(M耦合)图形。

第10方案具有：配置在电介质层上的作为第1、第2和第3谐振元件的微带状线图形；配置在上述第1、第2微带状线图形之间的电容性耦合(C耦合)图形；以及配置在上述第2、第3微带状线图形之间的电感性耦合(M耦合)图形。

附图说明

图1是本发明的层叠滤波器的外观立体图。

图2是表示上述层叠滤波器的层叠结构的说明性立体图。

图3是图1的A-A线剖面图。

图4A～图4B是表示图2中各图形的位置关系的透视图。

图5表示等效电路图。

图6是本发明的等效电路的频率特性图。

图7表示等效电路图。

图8是表示第2实施方式的图形的位置关系的透视图。

图9是表示第3实施方式的图形的位置关系的透视图。

图10是表示第4实施方式的图形的位置关系的透视图。

图11是表示第5实施方式的层叠结构的说明平面图。

图12是表示第6实施方式的层叠结构的说明平面图。

具体实施方式

以下，参照图1～图5说明本发明层叠滤波器的第1实施方式。图1是外观立体图，图2是表示上述层叠滤波器的层叠结构的说明性立体图，图3是图1的A-A线剖面图，图4A～图4B是表示各图形的位置关系的透视图，图5表示等效电路图，图6表示由本发明的层叠滤波器获得的频率特性。

如图1所示，1是将形成了预定的导体图形的多个电介质层11～16层叠起来构成了一体结构的层叠滤波器，各电介质层11～16由例如BaTiO₃类的具有介电性的陶瓷烧结体构成。在各电介质层12～16上形成有以下所述的图形。

如图2所示，11是兼作保护层的第1电介质层；12是几乎在整个面积上形成了接地图形12a的第2电介质层；13是形成了一端从长边露出的三个内部接地图形13a、以及在离开了该内部接地图形13a的位置与长边平行的C耦合图形13b的第3电介质层；14是形成了一端从与上述长边相对的长边侧露出的兼作谐振器的3个平行的带状线图形14a，一端与该带状线图形14a的第1带状线图形14a₁和第3带状线图形14a₃连接、另一端从左右短边露出的输入输出图形14b，以及连接在上述带状线图形14a₂、14a₃之间的M耦合图形14c的第4电介质层；15是与上述第3电介质层13一样地形成了内部接地图形15a的第5电介质层；16是与上述的第2电介质层12一样地形成了内部接地图形16a的第6电介质层。

另外，如图1所示，这些电介质层11～16用公知的方法层叠起来而形成一体。另外，第2电介质层12的接地图形12a、第3电介质层13的接地图形13a、第5电介质层15的接地图形15a、以及第6电介质层16的接地图形16a在层叠后的状态下，在长边方向的侧面，成为外部接地导体层16。

另外，第2电介质层12的接地图形12a、第4电介质层14的带状线图形14a、以及第6电介质层16的接地图形16a在层叠后的状态下，在长边方向的侧面成为外部接地导体层18，另外，第4电介质层14的输入输出图形14b在层叠后的状态下，在短边方向的侧面成为输入输出导体层19。

透视层叠上述图2的电介质层11～16后的状态下的各图形的位置关系，如图4所示。在该图中C耦合图形13b成为与带状线图形14a₁、14a₂重叠的状态，而且，C耦合图形13b的长度是稍微从带状线图形14a₁、14a₂伸出一些的长度。特别是C耦合图形13b形成了从带状线图形14a₂向带状线图形14a₃侧突出的突出部13b₁，该突出部13b₁成为后面所述的等效电路的多路径并联谐振元件(电容成分C3)。

其次，图5中示出了图4A的等效电路。M耦合图形14c成为等效电路中的电感L₁，图4A～图4B中左侧的输入输出图形14b成为电感L₂，同样右侧的输入输出图形14b成为电感L₃，由C耦合图形13b和带状线图形14a₁、14₂产生的电容为C₁、C₂，另外，因C耦合图形13b的突出部和带状线图形14a₃夹着电介质层相对置而产生的电容成分成为多路径C₃。由带状线图形14a₁、14a₂形成由电容和电感构成的Q₁₂，另外，由带状线图形14a₂、14a₃形成由电容和电感构成的Q₂₃。

另外，图4B是将上述的图4A中的M耦合图形14c的形状从直线状变为“コ”字状后的图，其它结构完全相同，所以说明从略。另外，由带状线图形14a₁～14a₃构成第1谐振器～第3谐振器。

在这样构成的层叠滤波器中，虽然能获得图5所示那样的等效电路，但由C1、C2和Q12构成的电容性并联谐振电路是由在第1和第2谐振器之间产生的电容性成分为主导的等效电抗构成的电路，由于并联谐振电路的谐振频率f₀为

$f_0=1/\left(2\mathrm{\π}\sqrt{\mathrm{LC}}\right),$

因此形成图6所示的频率特性中的低频带的第1陷波点。

另外，由电感器L1和Q23构成的电感性并联谐振电路形成高频带的第3陷波点。并且，通过在上述电容性并联谐振电路中加入多路径并联谐振元件C3，因此形成第2陷波点，通过调整该第2陷波电路的频率，能使低频、高频的弱侧更陡峭。

另外，多路径并联谐振元件可以如上述实施方式那样采用C耦合(层间电容耦合)，也可以由L耦合(由图形连接)构成。这样，在本发明中，由于在高频侧和低频侧2处形成了陷波点，因此在要确保频带两侧的衰减量的情况下，本发明是有效的。

另外，上述多路径并联谐振元件可以认为与图7所示的电路等效，所以，多路径并联谐振元件是，通过与其它常数相比、不对其它常数产生影响地使其变化，从而能进行陷波点位置的调整的元件。另外，如本发明所述，在将图7所示的一边做成M耦合为主导的M的情况下，在高频侧出现陷波点，但在将所有边都做成C的情况下，在低频侧出现陷波点，所以变成在低频和高频的两者都不出现陷波点的现有的情况。

其次，参照图8说明第2实施方式。并且，与上述的第1实施方式相同的图形标以相同的符号，说明从略。

在图8所示的实施方式中，形成作为第4谐振元件的第4带状线图形14a₄，横跨第1和第2带状线图形14a₁、14a₂地在不同层的电介质层上形成第1C耦合图形13b，另外，横跨第4和第3带状线图形14a₄、14a₃地在不同层的电介质层上形成第2C耦合图形13c，并且，还形成了连接第2和第4带状线图形14a₂、14a₄的M耦合图形14c。

在这样构成的层叠滤波器中，也与上述图6所示的频率特性图一样，在低频和高频的两者中产生第1～第3陷波点，在要确保频带两侧的衰减量的情况下是有效。

其次，与图9一起说明第3实施方式。并且，与上述第2实施方式相同的图形标以相同的符号，说明从略。

在图9所示的实施方式中，C耦合图形横跨第2和第4带状线图形14a₂、14a₄地形成在不同层的电介质上，另外，还形成了连接在第1和第2带状线图形14a₁、14a₂之间，以及第4和第3带状线图形14a₄、14a₃之间的第1M耦合图形14c和第2M耦合图形14d。

其次，与图10一起说明第4实施方式。并且，与上述第3实施方式相同的图形标以相同的符号，说明从略。

在图10所示的实施方式中，形成有图9中的C耦合图形13b的、与第1带状线图形14a₁和第3带状线图形14a₃相对地突出的突出部13b₁，在该突出部13b₁和第1带状线图形14a₁及第3带状线图形14a₃之间，作为多路径并联谐振元件而发挥作用。这样，通过将突出部设置在两侧，形成两个多路径，所以能形成和控制更多样的极。

其次，与图11一起说明第5实施方式。并且，与上述第1实施方式相同的图形标以相同的符号，说明从略。

在图11所示的实施方式中，在上述第1实施方式中的图2所示的第3电介质层13的上面侧，将形成了与第4电介质层14相同的图形的第7电介质层17，以与各共振图形相对的形式层叠起来。

即，在第7电介质层17上形成有作为带状线图形17a的第4～第6带状线图形17a₁～17a₃，在第4和第6带状线图形17a₁和17a₃上形成有输入输出图形17b，另外，还形成有连接在第2和第3带状线图形17a₂和17a₃之间的第1M耦合图形17c。此外，在第1～第3带状线图形和第4～第6带状线图形之间，设有形成了C耦合图形13b的电介质层13。

这样，通过在被夹于相对置的带状线图形之间的位置设置C耦合图形，能得到有效的电容耦合，而且，通过在电介质层14和电介质层17的两者上设置M耦合图形，在这样的对置形式的层叠滤波器中，也能使低频、高频的两者都有效地衰减。另外，在本发明中，并不否定只在单侧的电介质层上设置M耦合图形。

其次，与图12一起说明第6实施方式。并且，与上述的第5实施方式相同的图形标以相同的符号，说明从略。

在图12所示的实施方式中，在上述第5实施方式的第4电介质层14的下侧，配置具有在与图2所示的第3电介质层13的C耦合图形13b相同的位置上形成的第2C耦合图形18b的第8电介质层18，另外，在该第8电介质层18的下侧，层叠了第9电介质层19，该第9电介质层19形成有图形与第4和第7电介质层14、17相同的作为带状线图形19a的第7～第9带状线图形19a₁～19a₃、以及输入输出图形19b和第3M耦合图形19c。

而且，在这些第3～第6实施方式所示的层叠滤波器中，与图6所示的频率特性图一样，在低频和高频的两者中产生第1～第3陷波点，在要确保频带两侧的衰减量的情况下是有效的。

另外，在上述实施例中，以层叠滤波器为例进行了说明，但本发明也能适用于在印刷基板上构成的滤波电路、或通过在多层基板上形成微带线图形而构成的微带型滤波器。

本发明，如上所述，在第1～第3谐振元件与输入输出线相连接的滤波电路中，通过由在上述第1谐振元件和第2谐振元件之间形成的电容性并联谐振电路、以及在上述第2谐振元件和第3谐振元件之间形成的电感性并联谐振电路来构成，在低频侧和高频侧的两者中形成衰减区，所以能适用于要确保频带两侧的衰减量的通信装置。

Claims (10)

1.一种滤波电路，具有第1～第3谐振元件，第1和第3谐振元件与输入输出线连接，其特征在于：包括

在上述第1谐振元件和第2谐振元件之间形成的电容性并联谐振电路；以及

在上述第2谐振元件和第3谐振元件之间形成的电感性并联谐振电路。

2.根据权利要求1所述的滤波电路，其特征在于：

在上述电容性并联谐振电路和上述电感性并联谐振电路之间连接了电容性或电感性的多路径。

3.一种层叠滤波器，其特征在于：包括

配置在电介质层上的作为第1、第2和第3谐振元件的带状线图形；

配置在上述第1、第2带状线图形之间的电容性耦合图形；以及

配置在上述第2、第3带状线图形之间的电感性耦合图形。

4.根据权利要求3所述的层叠滤波器，其特征在于：

在上述电容性耦合图形上形成了向上述第3带状线图形侧突出的突出部。

5.一种层叠滤波器，其特征在于：包括

配置在电介质层上的作为第1～第4谐振元件的带状线图形；

配置在上述第1、第2带状线图形之间的第1电容性耦合图形；

配置在上述第3、第4带状线图形之间的第2电容性耦合图形；以及

配置在上述第2、第3带状线图形之间的电感性耦合图形。

6.根据权利要求5所述的层叠滤波器，其特征在于：包括

配置在上述第2、第3带状线图形之间的电容性耦合图形；

以连接在上述第1、第2带状线图形之间的状态配置的第1电感性耦合图形；以及

配置在上述第3、第4带状线图形之间的第2电感性耦合图形。

7.根据权利要求6所述的层叠滤波器，其特征在于：

在上述电容性耦合图形上形成了向上述第1带状线图形侧和第4带状线图形侧突出的突出部。

8.一种层叠滤波器，具有在第1电介质层上形成的成为第1～第3谐振元件的带状线图形，以及在第2电介质层上形成的成为第4～第6谐振元件的带状线图形；上述各带状线图形夹着上述第1或第2电介质层相对配置，其特征在于：包括

在配置在上述各带状线图形之间的第3电介质层上，与上述第1、第2、第4和第6谐振元件相对地形成的电容性耦合图形；以及

分别配置在上述第2和第3、以及第5和第6之间的电感性耦合图形。

9.根据权利要求8所述的层叠滤波器，其特征在于：

还具有夹着上述第1～第3带状线图形和第2电容性耦合图形配置的作为第7～第9谐振元件的带状线图形，并且，具有配置在上述第8和第9之间的第3电感性耦合图形。

10.一种层叠滤波器，其特征在于：包括

配置在电介质层上的作为第1、第2和第3谐振元件的微带状线图形；

配置在上述第1、第2微带状线图形之间的电容性耦合图形；以及

配置在上述第2、第3微带状线图形之间的电感性耦合图形。

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