JP2000101377A - フィルタ装置およびアンテナ装置 - Google Patents

フィルタ装置およびアンテナ装置

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JP2000101377A
JP2000101377A JP10267077A JP26707798A JP2000101377A JP 2000101377 A JP2000101377 A JP 2000101377A JP 10267077 A JP10267077 A JP 10267077A JP 26707798 A JP26707798 A JP 26707798A JP 2000101377 A JP2000101377 A JP 2000101377A
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metal
patch
hole
antenna
layer
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JP10267077A
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Toshihiro Seki
智弘 関
Toshikazu Hori
俊和 堀
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ビアホールまたはスルーホールを利用して、
フィルタ回路におけるコイルの占有面積を縮小可能にす
る。 【解決手段】 少なくとも2層以上の誘電体基板11ま
たはレイヤの層方向の同一対応部位に設けられた金属パ
ッチ14と、誘電体基板11またはレイヤの金属部間を
金属パッチ14を介して接続するビアホール19または
スルーホールとを有し、金属パッチ14と同一平面内に
スロット15を介して金属地板16を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、2層以上の誘電
体多層基板を用いて帯域制限回路を実現するフィルタ装
置およびこのフィルタ装置を有するアンテナ装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】図5はシー.ダブリュ.ポバンツ アン
ド ティー.イトー:“ア コンフォーマル レトロデ
ィレクティブ アレイ フォー レーダ アプリケーシ
ョンズユージング ア ヘテロダイン フェイズド ス
キャタリング エレメント,”イン アイイーイーイー
エムティティ−エス インターナショナルマイクロウ
ェーブ シンポジウム ダイジェスト1995,905
−908ページ(C.W.Pobanz and T.
Itoh:“A Conformal Retrodi
rective Array for Radar A
pplications Using a Heter
odyne Phased Scattering E
lrment,”in IEEE MTT−S In
t.Microwave Symp.Dig.,199
5,PP.905−908)に示された従来の半導体デ
バイスと平面アンテナとを一体化したアンテナ装置を示
し、同図において、1は入力端子、2はこの入力端子1
に接続されたバンドパスフィルタ回路部、3はこのバン
ドパスフィルタ回路部2の一端に接続されたラットレー
ス回路部、4はこのラットレース回路部3内に設けられ
たミキサー用ダイオード、5,6はラットレース回路3
に一定の距離をおいて接続された一対のローパスフィル
タ、7,8はこれらのローパスフィルタ5,6端に接続
されて、素子アンテナとしてのアンテナパッチ9の各一
の給電端子を接続するマイクロストリップ線路である。
【0003】かかる構成のアンテナ装置では、入力端子
1に供給された入力信号をバンドパスフィルタ回路2を
通して所定周波数領域の信号を取り出し、これをミキサ
ー用ダイオード3に入力して周波数変換処理し、この周
波数変換した信号のうち不要な高次高調波を除く信号を
ローパスフィルタ6により取り出し、この信号をアンテ
ナパッチ9に給電している。ところで、前記アンテナ装
置は一枚の基板上に平面的に構成されており、従って、
水平方向の占有空間が大きくなり、製品としてのアンテ
ナ装置の形態が大形化するという不都合があった。
【0004】一方、かかる平面構造のアンテナ装置に対
して、複数のLC共振器を容量結合により並列接続した
シャントアーム型のバンドパスフィルタ回路を多層基板
に実装した小形化可能なフィルタ装置が、例えば特開平
4−284606号公報に示されている。このフィルタ
装置は、フィルタ回路を構成する各要素が、各レイヤ内
にスパイラル等により構成された誘導性部品と各レイヤ
間に金属パッドを向かい合わせて構成した容量性部品と
からなるものとしている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
従来の多層構造のアンテナ装置にあっては、コイルの形
成に自由度がある点で有利であるが、2ターンずつのコ
イルをスパイラル形成するのに、各基板上に幾分広い占
有領域を確保する必要があり、このため、アンテナ装置
全体の小形化が不十分であるという課題があった。
【0006】この発明は前記課題を解決するものであ
り、コイルとしての誘導性部品はビアホールまたはスル
ーホールを利用して構成することで、フィルタ回路にお
けるコイルの占有面積を抑えることができ、これにより
全体としての形状の小形化を図りながら、ローコストに
形成できるフィルタ装置およびこのフィルタ装置を持っ
たアンテナ装置を得ることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】前記目的達成のため、請
求項1の発明にかかるフィルタ装置は、少なくとも2層
以上の誘電体基板またはレイヤの層方向の同一対応部位
に設けられた金属パッチと、前記誘電体基板またはレイ
ヤの金属部間を前記金属パッチを介して接続するビアホ
ールまたはスルーホールとを有し、前記金属パッチと同
一平面内にスロットを介して金属地板を設け、前記ビア
ホールまたはスルーホールにより誘導性部品を構成し、
前記金属パッチ、スロットおよび金属地板により容量性
部品を構成したものである。
【0008】また、請求項2の発明にかかるフィルタ装
置は、前記金属パッチをビアホールまたはスルーホール
のアラインメント保障に利用するようにしたものであ
る。
【0009】また、請求項3の発明にかかるアンテナ装
置は、少なくとも2層以上の誘電体基板またはレイヤの
層方向の同一対応部位に設けられた金属パッチと、前記
誘電体基板またはレイヤの金属部間を前記金属パッチを
介して接続するビアホールまたはスルーホールと、前記
金属パッチと同一平面内にスロットを介して設けられた
金属地板とを有し、最外層の前記誘電体基板またはレイ
ヤに、前記ビアホール端またはスルーホール端を給電点
とするアンテナパッチを設けたものである。
【0010】また、請求項4の発明にかかるフィルタ装
置は、前記金属パッチの直上に前記アンテナパッチを位
置させるようにしたものである。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
図1を参照して説明する。11は5層の誘電体基板で、
最下層の誘電体基板11の下面には入力端子12を一端
に有するマイクロストリップ線路13が設けられてい
る。また、各誘電体基板11,11間には、これらの積
層方向であって、互いに対向する位置に金属パッチとし
てのビア(Via)用パッチ14が設けられるととも
に、これらのビア用パッチ14の周辺に、スロット15
を介して金属地板16が設けられている。17は最上層
の誘電体基板11の上面に設けられて、出力端子18を
一端に有するマイクロストリップ線路である。そして、
前記各誘電体基板11には、前記マイクロストリップ線
路13端、各ビア用パッチ14の中心部およびマイクロ
ストリップ線路17の一端を接続するビアホール(また
はスルーホール)19が設けられている。
【0012】また、ビア用パッチ14はビアホール19
のアラインメント保障のために設けられるとともに、金
属地板16との間にスロット15が介在されることで、
容量性部品(コンデンサ)を構成している。さらに、前
記ビアホール19は細い線路の誘電性部品(コイル)と
して利用可能とされ、従って、この誘電性部品設置のた
めに、誘電体基板11上に大きな占有面積を確保する必
要がなくなる。従って、フィルタ回路の小形化が可能に
なり、同時に、レイヤ移動も可能となる。図2はこのよ
うな構成のフィルタ装置の等価回路図であり、3個の前
記容量性部品としてのコンデンサCと、4個の誘電性部
品としてのコイルLとを、入力端子12および出力端子
18間に接続したものからなり、これがバンドパスフィ
ルタ特性を呈する。
【0013】図3は図1のようなフィルタ装置を備えた
アンテナ装置を示す。これについて説明すると、11は
5層の誘電体基板で、最下層の誘電体基板11の下面に
は入力端子12を一端に有するマイクロストリップ線路
13が設けられ、前記各誘電体基板11,11間には、
これらの積層方向であって、互いに対向する位置にビア
用パッチ14が設けられている。これらのビア用パッチ
14の周辺には、スロット15を介して金属地板16が
設けられている。
【0014】また、20は最上層の誘電体基板11の上
面であって、前記各ビアホール19およびビア用パッチ
の誘電体基板積層方向に対応する位置に設けられたアン
テナパッチである。このアンテナパッチ20は最上位の
ビアホール19との接続点を給電点21として信号電力
を設け、信号電波を放射するように機能する。この場合
においても、ビア用パッチ14はビアホール19のアラ
インメント保障のために設けられるとともに、金属地板
16との間にスロット15が介在されることで、コンデ
ンサを構成している。さらに、前記ビアホールは細い線
路のコイルとして利用可能とされている。また、図4は
このような構成のアンテナ装置の等価回路図であり、一
つのコイルL端に設けた給電点21にアンテナ(パッ
チ)20を接続した構成を示す。
【0015】従って、かかるアンテナ装置では、前記フ
ィルタ装置から直接アンテナパッチ20にローパス出力
の給電を行えるようになる。ここで、特に、このアンテ
ナ装置を、能動素子をアンテナ直下すなわちアンテナか
らの最短距離に持つアクティブアンテナとして利用する
場合において、通信時の高調波抑圧のためのフィルタ回
路を設置する必要があるとき、アンテナ装置全体の小形
化の実現と相俟って、線路損失の低減を図れるととも
に、低雑音指数特性を容易に実現できるという効果が得
られる。
【0016】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、少な
くとも2層以上の誘電体基板またはレイヤの層方向の同
一対応部位に設けられた金属パッチと、前記誘電体基板
またはレイヤの金属部間を前記金属パッチを介して接続
するビアホールまたはスルーホールとを有し、前記金属
パッチと同一平面内にスロットを介して金属地板を設
け、前記ビアホールまたはスルーホールが誘導性部品を
構成し、前記金属パッチ、スロットおよび金属地板が容
量性部品を構成するようにしたので、コイルとしての誘
導性部品はビアホールまたはスルーホールを利用して構
成することで、フィルタ回路におけるコイルの占有面積
を抑えることができ、これにより全体としての形状の小
形化を図るほか、フィルタ装置およびアンテナ装置とし
て構成の簡素化およびローコスト化を実現することがで
きる。
【0017】また、この発明によれば最外層の前記誘電
体基板またはレイヤに、前記ビアホール端またはスルー
ホール端を給電点とするアンテナパッチを設けるように
構成としたので、アンテナに対し最短距離でフィルタ回
路を接続でき、これにより信号電力の低損失化並びに雑
音指数の低下により送信効率の向上を実現できるという
効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の一形態によるフィルタ装置
を示す概念図である。
【図2】 図1に示すフィルタ装置の等価回路図であ
る。
【図3】 この発明の実施の一形態によるアンテナ装置
を示す概念図である。
【図4】 図3に示すアンテナ装置の等価回路図であ
る。
【図5】 従来のアンテナ装置を示す平面図である。
【符号の説明】
11 誘電体基板 14 ビア用パッチ(金属パッチ) 15 スロット 16 金属地板 19 ビアホール(またはスルーホール) 20 マイクロストリップアンテナ(アンテナパッチ) 21 給電点
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5J024 AA01 BA02 CA09 DA04 DA28 DA32 DA35 EA03 FA01 5J045 AA01 AA04 AA05 AA27 AB05 DA10 EA08 FA02 GA05 GA06 HA03 LA01 MA07 NA01 NA06

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも2層以上の誘電体基板または
    レイヤの層方向の同一対応部位に設けられた金属パッチ
    と、 前記誘電体基板またはレイヤの金属部間を前記金属パッ
    チを介して接続するビアホールまたはスルーホールと、 前記金属パッチと同一平面内にスロットを介して設けら
    れた金属地板とを備え、 前記ビアホールまたはスルーホールが誘導性部品を構成
    し、前記金属パッチ、スロットおよび金属地板が容量性
    部品を構成することを特徴とするフィルタ装置。
  2. 【請求項2】 前記金属パッチがビアホールまたはスル
    ーホールのアラインメント保障に利用されていることを
    特徴とする請求項1に記載のフィルタ装置。
  3. 【請求項3】 少なくとも2層以上の誘電体基板または
    レイヤの層方向の同一対応部位に設けられた金属パッチ
    と、 前記誘電体基板またはレイヤの金属部間を前記金属パッ
    チを介して接続するビアホールまたはスルーホールと、 前記金属パッチと同一平面内にスロットを介して設けら
    れた金属地板とを有し、 最外層の前記誘電体基板またはレイヤに、前記ビアホー
    ル端またはスルーホール端を給電点とするアンテナパッ
    チを設けたことを特徴とするアンテナ装置。
  4. 【請求項4】 前記金属パッチの直上に前記アンテナパ
    ッチが位置することを特徴とする請求項3に記載のアン
    テナ装置。
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