JP2004266697A - 積層型バンドパスフィルタ - Google Patents
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Abstract
【課題】共振器の電極形状を変えずに共振器間の結合を変えることができ、ＢＰＦの通過帯域や減衰極周波数を容易に変えることができる積層型バンドパスフィルタを提供する。
【解決手段】磁界結合を調整するため、共振器電極層１４とは別の層１６に、両端側がＧＮＤに短絡されたコの字型形状の磁界結合電極２７を共振器電極２４，２５と対向する位置に設け、また、共振器電極層１４とは別の層である電界結合電極層１５に共振器電極２４，２５の開放端側に対向する位置に電界結合電極２６を設ける。そして、磁界結合電極２７の寸法や電界結合電極２６の寸法、およびそれらと共振器電極２４，２５の積層方向の位置関係を調整することにより、磁界結合と電界結合を別々に共振器の電極を変更することなく容易に調整できる。
【選択図】 図１
【解決手段】磁界結合を調整するため、共振器電極層１４とは別の層１６に、両端側がＧＮＤに短絡されたコの字型形状の磁界結合電極２７を共振器電極２４，２５と対向する位置に設け、また、共振器電極層１４とは別の層である電界結合電極層１５に共振器電極２４，２５の開放端側に対向する位置に電界結合電極２６を設ける。そして、磁界結合電極２７の寸法や電界結合電極２６の寸法、およびそれらと共振器電極２４，２５の積層方向の位置関係を調整することにより、磁界結合と電界結合を別々に共振器の電極を変更することなく容易に調整できる。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、携帯電話機等の無線機器における高周波回路に使用する積層型バンドパスフィルタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
多くの小型電子機器等に使用されている、表面実装用のチップ部品のうち、積層セラミックス部品は、通常、表面に所望のパターンを形成した複数枚のセラミックグリーンシート（単にグリーンシートともいう）を積層し、それをチップサイズに裁断した後、焼成して製造している。
【０００３】
トリプレート型の高周波積層型ＢＰＦとして、例えば、特許文献１や特許文献２に開示されている構造のものが知られている。これらのＢＰＦは、図１１に示すような内部電極構造を有しており、上下シールド電極で挟まれた誘電体内形成された片側短絡、片側開放の２つの共振器電極を結合させることによりＢＰＦ特性を得ている。図１１において、グリーンシート１０１〜１０５は、誘電体あるいは磁性体材料で形成されており、内部電極１１１〜１１７は、これらのシート上に印刷等の方法により、ＡｇあるいはＣｕ等の導電率の高い材料を主成分としたペーストで形成された電極である。
【０００４】
シート１０１は、最上面の保護層であり、そこには内部電極は形成されていない。シート１０２には、上部シールド電極１１１が形成されており、その手前側と奥側が露出して、図４にその外観を示すＢＰＦのＧＮＤ外部電極３０３，３０４にそれぞれ接続されている。また、シート１０３には、入出力電極１１２，１１４と電界結合電極１１３が形成されており、電極１１２，１１４は、図１１に示すように、その片側が露出して、図４の入出力外部電極３０１，３０２にそれぞれに接続されている。
【０００５】
シート１０３の下に位置するシート１０４には、２つの共振器電極１１５，１１６が互いに平行に形成され、その手前側が露出した構造になっていて、図４のＧＮＤ外部電極３０４に接続される。また、電極１１５，１１６の奥側は開放端となっており、これにより片側短絡のストリップライン共振器を形成している。そして、各共振器の電極の長さは、およそ通過帯域付近で共振するように調整されている。電極１１５，１１６のように、短絡側の線路の特性インピーダンスを、開放端側の線路の特性インピーダンスよりも高くすることにより、線路長をより短くすることが可能となる。このような共振器は、ステップインピーダンス共振器（ＳＩＲ）と呼ばれている。
【０００６】
上記の電界結合電極１１３は、これら２つの共振器の開放端側に対向するように配置されている。その電極配置を、図１２の透視図に示す。また、入出力電極１１２は共振器電極１１５に対向しており、入出力電極１１４は共振器電極１１６に対向している。
【０００７】
シート１０５には、下部シールド電極１１７が形成されている。この下部シールド電極１１７も、上部シールド電極１１１と同様、その手前側と奥側が露出しており、図４のＧＮＤ外部電極３０３，３０４にそれぞれ接続される。
【０００８】
このように、各グリーンシートに内部電極を形成した後、それらを積層し、チップ形状に切断、内部電極材料の融点以下の温度で焼成した後、スパッタ法、あるいは塗布により、外部電極３０１〜３０４を付け、焼き付け処理、あるいはメッキ処理等を行って、これらの外部電極を形成する。外部電極３０１〜３０４各々には、上述したように、その外部電極面に露出した内部電極パターンが電気的に接続され、図４に示すＢＰＦが完成する。
【０００９】
なお、図示はしていないが、各グリーンシートは、電極が形成されていないシートを数枚、積層することにより、その厚さを調整するようにしてもよい。
【００１０】
図１３は、上記の構成を有するＢＰＦの等価回路である。同図において、Ｃｐ１は、共振器電極１１５と上下シールド電極１１１，１１７間の分布容量を集中定数で表した等価共振容量であり、Ｃｐ２は、同じく共振器電極１１６の分布容量を集中定数で表した等価共振容量である。
【００１１】
Ｌｐ１は、共振器電極１１５の分布インダクタンスを集中定数で表した等価共振インダクタンスであり、Ｌｐ２は、同じく共振器電極１１６の分布インダクタンスを集中定数で表した等価共振インダクタンスである。また、並列共振回路Ｃｐ１，Ｌｐ１と、並列共振回路Ｃｐ２，Ｌｐ２は、およそＢＰＦの通過帯域で共振する。Ｍは、共振器１１５，１１６の磁界結合による相互インダクタンスを表し、Ｃｍ２は、電界結合による結合容量を表す。磁界結合は、共振器の短絡側Ｇ，Ｈ付近で強く生じている。一方、電界結合は、共振器の開放端側Ｅ，Ｆ付近で強く生じる。
【００１２】
Ｃｍ１は、共振器電極１１５と電界結合電極１１３が対向することにより形成される容量を示し、Ｃｍ３は、共振器電極１１６と電界結合電極１１３対向することにより形成される容量を示している。Ｃｏ１は、共振器電極１１５と入出力電極１１２が対向することにより形成される容量を表し、Ｃｏ２は、共振器電極１１６と入出力電極１１４が対向することにより形成される容量を表す。
【００１３】
図１３に示す等価回路から分かるように、これら２つの共振器によって２段のＢＰＦが構成され、その結合度は、磁界結合Ｍと電界結合Ｃｍ１、Ｃｍ２，Ｃｍ３により必要な帯域幅が得られるように調整される。
【００１４】
【特許文献１】
特許第２７０１７４６号公報
【００１５】
【特許文献２】
特許第２６０６０４４号公報
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のＢＰＦにおける電界結合は、電界結合電極１１３と共振器電極１１５，１１６の対向面積の変更、あるいは、シート１０３の厚さの変更で調整可能であるが、磁界結合は、共振器電極１１５，１１６の短絡側の距離（図１２におけるｄ２）や、幅（図１２におけるＷ１）を調整する必要があり、結果的に共振器電極の変更が必要となる。
【００１７】
すなわち、従来のＢＰＦにおいて磁界結合の調整を行うには、共振器電極の形状変更が必須となるため、その設計変更に時間がかかり、また、設計の自出度も少ないという問題がある。
【００１８】
なお、上下のシールド電極と共振器電極との距離を調整することによっても、磁界結合の調整は可能であるが、そうすると、共振器の無負荷Ｑや共振周波数が変化してしまう、という問題がある。
【００１９】
一方、ＢＰＦの減衰極は、通過帯域の結合が容量性の場合、通過帯域よりも低域側に形成され、通過帯域の結合が誘導牲の場合には、通過帯域より高域側に形成される。そして、その減衰極周波数も電界結合と磁界結合によって決定される。
【００２０】
そこで、通過帯域の結合が容量性の場合において、その周波数を中心周波数に近づけるために磁界結合を強めると、減衰極周波数は上がるものの、通過帯域での電界結合が抑制され、結合度が小さくなって帯域幅が狭くなる。これを補うには、さらに電界結合を強くする必要があり、電界結合と磁界結合を、減衰極周波数および帯域幅を見ながら目的とする仕様へ合わせ込むには時間がかかる。
【００２１】
すなわち、減衰極周波数の変更には、共振器電極形状の変更を必要とし、通過帯域に影響を与えることなく、容易に減衰極周波数のみを調整することができないという問題がある。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述した課題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、共振器の電極形状を変更しないで容易に共振器間の結合を変えることができる積層型バンドパスフィルタを提供することである。
【００２３】
本発明の他の目的は、通過帯域に影響を与えずに減衰極周波数の変更を容易に行える積層型バンドパスフィルタを提供することである。
【００２４】
かかる目的を達成し、上述した課題を解決する一手段として、例えば、以下の構成を備える。すなわち、本発明は、第１のアース電極と第２のアース電極の間に少なくとも誘電体または磁性体からなる複数の絶縁層を有し、それらの絶縁層の第１の層に一端が開放され他端がアースに短絡された第１の共振器電極と一端が開放され他端がアースに短絡された第２の共振器電極とが近接して形成された積層型バンドパスフィルタであって、上記絶縁層のうち上記第１の層とは異なる第２の層に上記第１の共振器電極と第２の共振器電極の上記短絡端に対向する位置に形成された磁界結合電極と、上記絶縁層のうち上記第１の層および第２の層とは異なる第３の層に上記第１の共振器電極と第２の共振器電極の上記開放端に対向する位置に形成された電界結合電極とを備えることを特徴とする。
【００２５】
上述した課題を解決する他の手段として、例えば、以下の構成を備える。すなわち、本発明は、第１のアース電極と第２のアース電極の間に少なくとも誘電体または磁性体からなる複数の絶縁層を有し、それらの絶縁層の第１の層に一端が開放され他端がアースに短絡された第１の共振器電極と一端が開放され他端がアースに短絡された第２の共振器電極とが近接して形成された積層型バンドパスフィルタであって、上記絶縁層のうち上記第１の層とは異なる第２の層に上記第１の共振器電極と第２の共振器電極の上記短絡端に対向する位置に磁界結合電極を形成するとともに、上記第２の層に上記第１の共振器電極と第２の共振器電極の上記開放端に対向する位置に電界結合電極を形成したことを特徴とする。
【００２６】
例えば、上記磁界結合電極と電界結合電極の相対的な位置を一定にしたまま、上記第１の共振器電極および第２の共振器電極と、上記磁界結合電極および電界結合電極との積層方向における相対的な位置を変化させても上記第１の共振器電極と第２の共振器電極の結合度が変わらない位置に上記磁界結合電極および上記電界結合電極が配置されていることを特徴とする。
【００２７】
また、例えば、上記第１の層の層厚を変えることによって積層方向における上記相対的な位置を変化させて、上記磁界結合電極による磁界結合および上記電界結合電極による電界結合を調整することを特徴とする。
【００２８】
例えば、上記磁界結合電極はコの字形状をしており、その両端が当該積層型バンドパスフィルタの外部接地電極に接続されていることを特徴とする。また、例えば、上記磁界結合電極の上記コの字形状の奥行き寸法を変えることによって上記磁界結合を調整することを特徴とする。
【００２９】
例えば、上記第１の層の層厚を変えることによって積層方向における上記相対的な位置を変化させて、当該積層型バンドパスフィルタの減衰極周波数を調整することを特徴とする。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明に係る実施の形態例を詳細に説明する。図１は、本実施の形態例に係る積層型バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）の層構成を示す分解斜視図である。同図に示すＢＰＦの層を構成するグリーンシート１１〜１７は、誘電体、あるいは磁性体材料で形成されており、内部電極２１〜２８は、これらのシート上に印刷法等の方法により、Ａｇ、あるいはＣｕ等の導電率の高い材料を主成分としたペーストで形成されている。
【００３１】
シート１１は、最上面の保護層であり、ここには内部電極は形成されていない。シート１２はシールド層であり、その上には上部シールド電極２１が形成されている。この電極２１の手前側と奥側は露出しており、図４のＧＮＤ外部電極３０３，３０４にそれぞれ接続される。また、シート１３は入出力電極層であり、入出力電極２２，２３が形成されている。これらの電極２２，２３は、図１に示すように片側が露出しており、図４の入出力外部電極３０１，３０２にそれぞれ接続されている。
【００３２】
シート１３の下部に位置する、共振器電極層であるシート１４には、２つの共振器電極２４，２５が互いに平行に形成されており、その手前側Ｃ，Ｄが露出した構造になっている。そして、この手前側Ｃ，Ｄが図４のＧＮＤ外部電極３０４に接続される。また、電極２４，２５の奥側Ａ，Ｂは開放端となっており、これにより、片側短絡のストリップライン共振器を形成している。
【００３３】
各共振器電極２４，２５の長さは、およそ通過帯域付近で共振するように調整されている。これらの電極２４，２５のように、短絡側の線路の特性インピーダンスを、開放端側の線路の特性インピーダンスよりも高くすることにより、線路長をより短くすることが可能となる。このような共振器は、ステップインピーダンス共振器（ＳＩＲ）と呼ばれている。
【００３４】
よって、図１に示す構造から分かるように、シート１３上の入出力電極２２は、シート１４上の共振器電極２４と対向しており、同じく、シート１３上の電極２３は、シート１４上の共振器電極２５と対向している。
【００３５】
シート１５は電界結合電極層であり、その上には電界結合電極２６が形成されている。この電極２６は、その上の層であるシート１４上の共振器電極２４，２５の開放端側に対向して配置されている。そして、シート１６は、磁界結合電極２７が形成された磁界結合電極層であり、本発明に係るＢＰＦの特徴である磁界結合電極２７が、上層に位置する共振器電極２４，２５の短絡側に対向する位置に形成されている。
【００３６】
なお、磁界結合電極２７の形状は、図１に示すようにコの字型である。そして、その両端Ｅ，Ｆは露出しており、図４に示すＧＮＰ外部電極３０４に接続されている。図２は、共振器２４，２５と電界結合電極２６、磁界結合電極２７の相互の配置を示しており、これらの電極を層方向の上面から見たときの平面透視図である。
【００３７】
最下層であるシート１７はシールド層であり、その上には下部シールド電極２８が形成されている。この下部シールド電極２８も、上部シールド電極２１と同様に、その手前側と奥側が露出しており、図４のＧＮＤ外部電極３０３，３０４にそれぞれ接続されている。
【００３８】
本実施の形態例に係るＢＰＦは、各グリーンシートに内部電極を形成した後、それらを積層し、チップ形状に切断して、内部電極材料の融点以下の温度によって焼成した後、スパッタ法、あるいは塗布により外部電極３０１〜３０４を付け、焼付け処理、あるいはメッキ処理等を行って、これらの電極形成をする。各外部電極３０１〜３０４には、上述したように、外部電極面に露出した内部電極パターンが電気的に接続されており、図４に示す外観を有するＢＰＦが完成する。
【００３９】
なお、図示はしていないが、電極が形成されていないシートを数枚、積層することにより、各グリーンシートの厚さの調整を行ってもよい。
【００４０】
図３は、本実施の形態例に係るＢＰＦの等価回路である。同図において、Ｃｐ１は、共振器電極２４と上下シールド電極２１，２８間の分布容量を集中定数で表した等価共振容量であり、同じくＣｐ２は、共振器電極２５の分布容量を集中定数で表した等価共振容量である。また、Ｌｐ１は、共振器電極２４の分布インダクタンスを集中定数で表した等価共振インダクタンスであり、Ｌｐ２は、同じく、共振器電極２５の分布インダクタンスを集中定数で表した等価共振インダクタンスである。並列共振回路Ｃｐ１，Ｌｐ１と、並列共振回路Ｃｐ２，Ｌｐ２は、およそＢＰＦの通過帯域で共振する。
【００４１】
Ｍ１は、共振器電極２４と磁界結合電極２７のＩ部における相互インダクタンスを表し、Ｍ２は、共振器電極２５と磁界結合電極２７のＪ部における相互インダクタンスを表している。また、Ｃｍ２は、共振器２４，２５の電界結合による結合容量を表す。この電界結合は、共振器の開放端側Ａ，Ｂ付近で強く生じる。Ｃｍ１は、共振器電極２４と電界結合電極２６が対向することにより形成される容量を示し、Ｃｍ３は、共振器電極２５と電界結合電極２６が対向することにより形成される容量を示している。
【００４２】
Ｃｏ１は、共振器電極２４と入出力電極２２が対向することにより形成される容量を表し、Ｃｏ２は、共振器電極２５と入出力電極２３が対向することにより形成される容量を表している。図３に示す等価回路から分かるように、本実施の形態例に係るＢＰＦは、２つの共振器によって構成される２段のＢＰＦとなっており、その結合度は、磁界結合Ｍ１，Ｍ２と電界結合Ｃｍ１，Ｃｍ２，Ｃｍ３により、必要な帯域幅が得られるように調整される。
【００４３】
次に、本実施の形態例に係るＢＰＦにおける結合度の調整（ＢＰＦの共振器間の結合度の調整方法）について説明する。本実施の形態例に係るＢＰＦでは、その電界結合を電界結合電極２６と共振器電極２４，２５の対向面積を変更したり、あるいは、図１に示すように、シート１４の厚さｔ１を変更することによって調整する。
【００４４】
これらの調整は、図３に示す等価回路におけるＣｍ１，Ｃｍ３を調整するのと等価である。特に、シート１４の厚さｔ１による調整は、電界結合電極２６の変更を必要としないので、その調整は容易である。
【００４５】
一方、磁界結合は、磁界結合電極２７の寸法ｄ１（図１参照）を変更する、つまり、両端側がＧＮＤに短絡されたコの字型形状の磁界結合電極２７において、コの字の奥行き寸法ｄ１を変えるか、あるいは、シート１５の厚さｔ２（図１参照）を変更することにより調整する。これは、図３の等価回路のＭ１，Ｍ２を調整するのと等価である。特に、シート１５の厚さｔ２による調整は、磁界結合電極２７の変更を必要としないので、その調整を容易に行うことができる。
【００４６】
次に、本実施の形態例に係るＢＰＦにおける減衰極周波数の調整について説明する。一般的に、ＢＰＦの通過帯域幅は、共振器電極間の結合度により、およそ決まり、それは電界結合と磁界結合の差により決定される。一方、減衰極は、通過帯域の結合が容量性である（つまり、電界結合の方が磁界結合よりも大きい）場合は、その減衰極は、通過帯域よりも低域側に形成される。また、通過帯域の結合が誘導牲である（つまり、磁界結合の方が電界結合よりも大きい）場合には、減衰極が高域側に形成される。その減衰極周波数も、電界結合と磁界結合により決定される。
【００４７】
従って、減衰極周波数を変更するために、電界結合、あるいは磁界結合を変更すると、通過帯域の結合度も変化してしまい、再度、通過帯域での結合度の調整が必要となる。上述したように、通過帯域の結合が容量性の場合には、通過帯域よりも低域側に減衰極が形成されるが、この周波数を中心周波数に近づけるために磁界結合を強めると、減衰極周波数は上がっても、通過帯域での電界結合が抑制されて結合度が小さくなり、帯域幅が狭くなる。
【００４８】
本実施の形態例に係るＢＰＦは、図１に示すように、共振器電極２４，２５の下側に電界結合電極２６と磁界結合電極２７が配置されている。そこで、シート１５の厚さｔ２を一定にして、シート１４の厚さｔ１のみを変更すると、電界結合と磁界結合の両方の結合が同方向に変化する。そのため、あらかじめ電界結合と磁界結合の大きさを調整しておけば、シートの厚さｔ１の変化に対する、ＢＰＦとしての結合度の変化は抑制され、減衰極周波数のみを変化させることが可能になる。
【００４９】
例えば、厚さｔ２を一定にして、厚さｔ１を薄くすると、電界結合電極２６も磁界結合電極２７も共振器電極２４，２５に近づくため、電界結合と磁界結合の両方が強くなる。そこで、あらかじめ電界結合と磁界結合の大きさを調整しておけば、ＢＰＦの結合度は大きく変化しないものの、減衰極は通過帯域に近づくことになる。
【００５０】
すなわち、電界結合電極２６と共振器電極２４，２５との対向面積や、シート１４の厚さｔ１による電界結合の調整と、磁界結合電極２７とシート１５の厚さｔ２による磁界結合の調整とを適切に行うことにより、シート１４の厚さｔ１の変更のみで、通過帯域特性に影響を与えることなく減衰極周波数を調整することができる。
【００５１】
次に、本実施の形態例に係るＢＰＦに関し、そのＢＰＦを容量結合型で設計して、電磁界シミュレーションにより得た特性について説明する。図５は、本実施の形態例に係るＢＰＦにおいて、そのシート１４の厚さｔ１とＢＰＦの結合度の変化を表すグラフである。同図において、点線は、ＢＰＦに電界結合電極２６を設けないときの、シート厚ｔ１と結合度の変化を表している。また、実線は、電界結合電極２６を設けたときのＢＰＦの結合度の変化を示すグラフである。
【００５２】
ただし、図５の横軸は、シート１４の厚さｔ１とシート１５の厚さｔ２の合計値となっている。図５において点線で示すグラフより、シート厚ｔ１が薄くなるに従い、磁界結合電極２７が共振器電極２４，２５に近づき、磁界結合が強くなり、電界結合が抑制されて、結合度が小さくなっているのが分かる。
【００５３】
一方、図５において実線で示す特性変化に注目すると、電界結合電極２６を設けていることにより、電界結合もシート厚ｔ１が薄くなるに従って強くなるため、結合度としては、ほとんど変化しないことが分かる。
【００５４】
図６および図７は、本実施の形態例に係るＢＰＦの周波数特性を示している。具体的には、図６は、本実施の形態例に係るＢＰＦにおいて、シート１４の厚さｔ１を変化させたときの伝送特性であり、図７は、本実施の形態例に係るＢＰＦにおいて、電界結合電極２６を設けないで、シート厚ｔ１を変化させたときの伝送特性である。
【００５５】
図７に示す特性より、シート厚ｔ１を薄くすることにより磁界結合か強くなり、減衰極周波数が通過帯域に近づくとともに、通過帯域が狭くなっているのが分かる。これに対して、図６に示す特性からは、電界結合電極２６を設けていることにより、図５において実線で示したように結合度がほとんど変化していないため、通過帯域特性が大きく崩れることなく、減衰極周波数が通過帯域に近づいているのが分かる。
【００５６】
以上説明したように、本実施の形態例によれば、ＢＰＦに対して新たに、共振器電極層とは別の層に磁界結合を調整するための、両端側がＧＮＤに短絡されたコの字型形状の磁界結合電極を共振器電極と対向する位置に設け、磁界結合電極と共振器電極の距離、すなわち、図１に示すシート厚ｔの寸法や、磁界結合電極のｄ１の寸法を変更することにより、容易にＢＰＦにおける磁界結合を変更することができる。
【００５７】
より具体的には、層の厚さｔを薄くすることにより、共振器と磁界結合電極の磁界結合が大きくなり、逆に層厚ｔを厚くすれば、磁界結合が小さくなる。同様に、ｄ１の寸法を変更することにより、共振器と磁界結合電極の磁界結合を変化させることができる。
【００５８】
従って、新たに磁界結合電極を設けることにより、共振器電極の形状を変更することなく磁界結合を変更することが可能となる。また、電界結合電極を、共振器電極から見て磁界結合電極と同じ方向に設ける（磁界結合電極が共振器電極に対して下部の層にあれば、電界結合電極も共振器よりも下部に設ける）ことにより、シートの厚さの変更のみで、通過帯域に影響を与えることなく、容易に減衰極周波数のみを調整することができる。
【００５９】
また、電界結合電極と磁界結合電極を共振器電極とは別の層に設けているため、それぞれの結合を適切に調整することにより、内部電極の形状を変更することなく、シートの厚さのみの変更で、通過帯域に影響を与えることなく減衰極周波数のみを調整することが可能になり、設計の自由度が増すとともに、通過帯域の設計変更が容易になる。同時に、通過帯域付近の減衰特牲を調整するための減衰極周波数の変更が、シート厚のみの変更で可能であるため、通過帯域付近の減衰特性の調整が容易である。
【００６０】
本発明は、上述の実施の形態例に限定されず、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変形が可能である。例えば、変形例１〜３として、図８〜１０に示す内部電極構造を有するＢＰＦとしてもよい。なお、図８〜１０に示す、変形例１〜３に係るＢＰＦにおいて、図１に示す、上述した実施の形態例に係るＢＰＦと同一構成要素には同一符号を付して、ここでは、それらの説明を省略する。
【００６１】
図８は、上述した実施の形態例の変形例１に係るＢＰＦの層構成を示す分解斜視図であり、同図に示すＢＰＦでは、電界結合電極２６を磁界結合電極２７と同一の層に設けてある。すなわち、変形例１に係るＢＰＦは、その電界結合電極層であるシート１５上に、図１に示すシート１５に形成された電界結合電極２６と同位置に同一形状の電界結合電極２６を配するとともに、図１のシート１６に形成された磁界結合電極２７と同位置に同一形状の磁界結合電極２７が配された構造を有する。
【００６２】
また、図９は、上述した実施の形態例の変形例２に係るＢＰＦの層構成を示す分解斜視図である。同図に示すＢＰＦは、例えば、共振器電極層であるシート１４上に２つの共振器電極２４，２５を形成するとともに、図９に示すように、各共振器２４，２５から入出力電極２２ａ，２３ａを直接、引き出す電極構造になっている。
【００６３】
さらに、図１０は、上述した実施の形態例の変形例３に係るＢＰＦの層構成を示す分解斜視図である。同図に示すＢＰＦでは、入出力電極層であるシート１３上に形成された共振器電極２４ａ，２５ａが、上述した実施の形態例のように直線的ではなく、曲がった構造の共振器となっており、その開放端が互いに向かい合うように配置されている。
【００６４】
また、共振器電極２４ａ，２５ａの形状に伴ない、電界結合電極層であるシート１５上の電界結合電極２６ａと、シート１６（磁界結合電極層）上に形成された磁界結合電極２７ａの形状も、図１に示す、上述した実施の形態例に係るＢＰＦにおける電界結合電極２６、および磁界結合電極２７と形状が異なっている。
【００６５】
なお、これらの変形例１〜３に係るＢＰＦはいずれも、上記の実施の形態例に係るＢＰＦと同等の電気的特性（バンドパスフィルタ特性）と技術的効果を傭えている。
【００６６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、共振器の電極形状を変更することなく電界結合、磁界結合を調整できるとともに、バンドパスフィルタの結合度の調整が可能となり、フィルタ設計の自由度が増す。
【００６７】
また、本発明によれば、磁界結合と電界結合を層の厚さの変更のみで変化させることで、フィルタの通過帯域の設計変更が容易になり、通過帯域付近の減衰特性の調整も容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態例に係る積層型バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）の層構成を示す分解斜視図である。
【図２】実施の形態例に係る共振器電極と電界結合電極および磁界結合電極との位置関係を示す図である。
【図３】実施の形態例に係るフィルタ（ＢＰＦ）の等価回路を示す図である。
【図４】積層型フィルタ（ＢＰＦ）の外観斜視図である。
【図５】実施の形態例に係るＢＰＦにおけるシート厚とＢＰＦの結合度の変化を表す図である
【図６】本実施の形態例に係る、電界結合電極を設けたＢＰＦの周波数特性を示す図である。
【図７】本実施の形態例に係る、電界結合電極を設けないときのＢＰＦの周波数特性を示す図である。
【図８】変形例１に係るＢＰＦの層構成を示す分解斜視図である。
【図９】変形例２に係るＢＰＦの層構成を示す分解斜視図である。
【図１０】変形例３に係るＢＰＦの層構成を示す分解斜視図である。
【図１１】従来の高周波積層ＢＰＦの内部電極構造を示す図である。
【図１２】従来の高周波積層ＢＰＦの電極配置を示す透視図である。
【図１３】従来の高周波積層ＢＰＦの等価回路を示す図である。
【符号の説明】
１１〜１７ グリーンシート
２１ 上部シールド電極
２２，２３ 入出力電極
２４，２５ 共振器（共振器電極）
２６ 電界結合電極
２７ 磁界結合電極
２８ 下部シールド電極
３０１，３０２ 入出力外部電極
３０３，３０４ ＧＮＤ外部電極
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、携帯電話機等の無線機器における高周波回路に使用する積層型バンドパスフィルタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
多くの小型電子機器等に使用されている、表面実装用のチップ部品のうち、積層セラミックス部品は、通常、表面に所望のパターンを形成した複数枚のセラミックグリーンシート（単にグリーンシートともいう）を積層し、それをチップサイズに裁断した後、焼成して製造している。
【０００３】
トリプレート型の高周波積層型ＢＰＦとして、例えば、特許文献１や特許文献２に開示されている構造のものが知られている。これらのＢＰＦは、図１１に示すような内部電極構造を有しており、上下シールド電極で挟まれた誘電体内形成された片側短絡、片側開放の２つの共振器電極を結合させることによりＢＰＦ特性を得ている。図１１において、グリーンシート１０１〜１０５は、誘電体あるいは磁性体材料で形成されており、内部電極１１１〜１１７は、これらのシート上に印刷等の方法により、ＡｇあるいはＣｕ等の導電率の高い材料を主成分としたペーストで形成された電極である。
【０００４】
シート１０１は、最上面の保護層であり、そこには内部電極は形成されていない。シート１０２には、上部シールド電極１１１が形成されており、その手前側と奥側が露出して、図４にその外観を示すＢＰＦのＧＮＤ外部電極３０３，３０４にそれぞれ接続されている。また、シート１０３には、入出力電極１１２，１１４と電界結合電極１１３が形成されており、電極１１２，１１４は、図１１に示すように、その片側が露出して、図４の入出力外部電極３０１，３０２にそれぞれに接続されている。
【０００５】
シート１０３の下に位置するシート１０４には、２つの共振器電極１１５，１１６が互いに平行に形成され、その手前側が露出した構造になっていて、図４のＧＮＤ外部電極３０４に接続される。また、電極１１５，１１６の奥側は開放端となっており、これにより片側短絡のストリップライン共振器を形成している。そして、各共振器の電極の長さは、およそ通過帯域付近で共振するように調整されている。電極１１５，１１６のように、短絡側の線路の特性インピーダンスを、開放端側の線路の特性インピーダンスよりも高くすることにより、線路長をより短くすることが可能となる。このような共振器は、ステップインピーダンス共振器（ＳＩＲ）と呼ばれている。
【０００６】
上記の電界結合電極１１３は、これら２つの共振器の開放端側に対向するように配置されている。その電極配置を、図１２の透視図に示す。また、入出力電極１１２は共振器電極１１５に対向しており、入出力電極１１４は共振器電極１１６に対向している。
【０００７】
シート１０５には、下部シールド電極１１７が形成されている。この下部シールド電極１１７も、上部シールド電極１１１と同様、その手前側と奥側が露出しており、図４のＧＮＤ外部電極３０３，３０４にそれぞれ接続される。
【０００８】
このように、各グリーンシートに内部電極を形成した後、それらを積層し、チップ形状に切断、内部電極材料の融点以下の温度で焼成した後、スパッタ法、あるいは塗布により、外部電極３０１〜３０４を付け、焼き付け処理、あるいはメッキ処理等を行って、これらの外部電極を形成する。外部電極３０１〜３０４各々には、上述したように、その外部電極面に露出した内部電極パターンが電気的に接続され、図４に示すＢＰＦが完成する。
【０００９】
なお、図示はしていないが、各グリーンシートは、電極が形成されていないシートを数枚、積層することにより、その厚さを調整するようにしてもよい。
【００１０】
図１３は、上記の構成を有するＢＰＦの等価回路である。同図において、Ｃｐ１は、共振器電極１１５と上下シールド電極１１１，１１７間の分布容量を集中定数で表した等価共振容量であり、Ｃｐ２は、同じく共振器電極１１６の分布容量を集中定数で表した等価共振容量である。
【００１１】
Ｌｐ１は、共振器電極１１５の分布インダクタンスを集中定数で表した等価共振インダクタンスであり、Ｌｐ２は、同じく共振器電極１１６の分布インダクタンスを集中定数で表した等価共振インダクタンスである。また、並列共振回路Ｃｐ１，Ｌｐ１と、並列共振回路Ｃｐ２，Ｌｐ２は、およそＢＰＦの通過帯域で共振する。Ｍは、共振器１１５，１１６の磁界結合による相互インダクタンスを表し、Ｃｍ２は、電界結合による結合容量を表す。磁界結合は、共振器の短絡側Ｇ，Ｈ付近で強く生じている。一方、電界結合は、共振器の開放端側Ｅ，Ｆ付近で強く生じる。
【００１２】
Ｃｍ１は、共振器電極１１５と電界結合電極１１３が対向することにより形成される容量を示し、Ｃｍ３は、共振器電極１１６と電界結合電極１１３対向することにより形成される容量を示している。Ｃｏ１は、共振器電極１１５と入出力電極１１２が対向することにより形成される容量を表し、Ｃｏ２は、共振器電極１１６と入出力電極１１４が対向することにより形成される容量を表す。
【００１３】
図１３に示す等価回路から分かるように、これら２つの共振器によって２段のＢＰＦが構成され、その結合度は、磁界結合Ｍと電界結合Ｃｍ１、Ｃｍ２，Ｃｍ３により必要な帯域幅が得られるように調整される。
【００１４】
【特許文献１】
特許第２７０１７４６号公報
【００１５】
【特許文献２】
特許第２６０６０４４号公報
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のＢＰＦにおける電界結合は、電界結合電極１１３と共振器電極１１５，１１６の対向面積の変更、あるいは、シート１０３の厚さの変更で調整可能であるが、磁界結合は、共振器電極１１５，１１６の短絡側の距離（図１２におけるｄ２）や、幅（図１２におけるＷ１）を調整する必要があり、結果的に共振器電極の変更が必要となる。
【００１７】
すなわち、従来のＢＰＦにおいて磁界結合の調整を行うには、共振器電極の形状変更が必須となるため、その設計変更に時間がかかり、また、設計の自出度も少ないという問題がある。
【００１８】
なお、上下のシールド電極と共振器電極との距離を調整することによっても、磁界結合の調整は可能であるが、そうすると、共振器の無負荷Ｑや共振周波数が変化してしまう、という問題がある。
【００１９】
一方、ＢＰＦの減衰極は、通過帯域の結合が容量性の場合、通過帯域よりも低域側に形成され、通過帯域の結合が誘導牲の場合には、通過帯域より高域側に形成される。そして、その減衰極周波数も電界結合と磁界結合によって決定される。
【００２０】
そこで、通過帯域の結合が容量性の場合において、その周波数を中心周波数に近づけるために磁界結合を強めると、減衰極周波数は上がるものの、通過帯域での電界結合が抑制され、結合度が小さくなって帯域幅が狭くなる。これを補うには、さらに電界結合を強くする必要があり、電界結合と磁界結合を、減衰極周波数および帯域幅を見ながら目的とする仕様へ合わせ込むには時間がかかる。
【００２１】
すなわち、減衰極周波数の変更には、共振器電極形状の変更を必要とし、通過帯域に影響を与えることなく、容易に減衰極周波数のみを調整することができないという問題がある。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述した課題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、共振器の電極形状を変更しないで容易に共振器間の結合を変えることができる積層型バンドパスフィルタを提供することである。
【００２３】
本発明の他の目的は、通過帯域に影響を与えずに減衰極周波数の変更を容易に行える積層型バンドパスフィルタを提供することである。
【００２４】
かかる目的を達成し、上述した課題を解決する一手段として、例えば、以下の構成を備える。すなわち、本発明は、第１のアース電極と第２のアース電極の間に少なくとも誘電体または磁性体からなる複数の絶縁層を有し、それらの絶縁層の第１の層に一端が開放され他端がアースに短絡された第１の共振器電極と一端が開放され他端がアースに短絡された第２の共振器電極とが近接して形成された積層型バンドパスフィルタであって、上記絶縁層のうち上記第１の層とは異なる第２の層に上記第１の共振器電極と第２の共振器電極の上記短絡端に対向する位置に形成された磁界結合電極と、上記絶縁層のうち上記第１の層および第２の層とは異なる第３の層に上記第１の共振器電極と第２の共振器電極の上記開放端に対向する位置に形成された電界結合電極とを備えることを特徴とする。
【００２５】
上述した課題を解決する他の手段として、例えば、以下の構成を備える。すなわち、本発明は、第１のアース電極と第２のアース電極の間に少なくとも誘電体または磁性体からなる複数の絶縁層を有し、それらの絶縁層の第１の層に一端が開放され他端がアースに短絡された第１の共振器電極と一端が開放され他端がアースに短絡された第２の共振器電極とが近接して形成された積層型バンドパスフィルタであって、上記絶縁層のうち上記第１の層とは異なる第２の層に上記第１の共振器電極と第２の共振器電極の上記短絡端に対向する位置に磁界結合電極を形成するとともに、上記第２の層に上記第１の共振器電極と第２の共振器電極の上記開放端に対向する位置に電界結合電極を形成したことを特徴とする。
【００２６】
例えば、上記磁界結合電極と電界結合電極の相対的な位置を一定にしたまま、上記第１の共振器電極および第２の共振器電極と、上記磁界結合電極および電界結合電極との積層方向における相対的な位置を変化させても上記第１の共振器電極と第２の共振器電極の結合度が変わらない位置に上記磁界結合電極および上記電界結合電極が配置されていることを特徴とする。
【００２７】
また、例えば、上記第１の層の層厚を変えることによって積層方向における上記相対的な位置を変化させて、上記磁界結合電極による磁界結合および上記電界結合電極による電界結合を調整することを特徴とする。
【００２８】
例えば、上記磁界結合電極はコの字形状をしており、その両端が当該積層型バンドパスフィルタの外部接地電極に接続されていることを特徴とする。また、例えば、上記磁界結合電極の上記コの字形状の奥行き寸法を変えることによって上記磁界結合を調整することを特徴とする。
【００２９】
例えば、上記第１の層の層厚を変えることによって積層方向における上記相対的な位置を変化させて、当該積層型バンドパスフィルタの減衰極周波数を調整することを特徴とする。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明に係る実施の形態例を詳細に説明する。図１は、本実施の形態例に係る積層型バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）の層構成を示す分解斜視図である。同図に示すＢＰＦの層を構成するグリーンシート１１〜１７は、誘電体、あるいは磁性体材料で形成されており、内部電極２１〜２８は、これらのシート上に印刷法等の方法により、Ａｇ、あるいはＣｕ等の導電率の高い材料を主成分としたペーストで形成されている。
【００３１】
シート１１は、最上面の保護層であり、ここには内部電極は形成されていない。シート１２はシールド層であり、その上には上部シールド電極２１が形成されている。この電極２１の手前側と奥側は露出しており、図４のＧＮＤ外部電極３０３，３０４にそれぞれ接続される。また、シート１３は入出力電極層であり、入出力電極２２，２３が形成されている。これらの電極２２，２３は、図１に示すように片側が露出しており、図４の入出力外部電極３０１，３０２にそれぞれ接続されている。
【００３２】
シート１３の下部に位置する、共振器電極層であるシート１４には、２つの共振器電極２４，２５が互いに平行に形成されており、その手前側Ｃ，Ｄが露出した構造になっている。そして、この手前側Ｃ，Ｄが図４のＧＮＤ外部電極３０４に接続される。また、電極２４，２５の奥側Ａ，Ｂは開放端となっており、これにより、片側短絡のストリップライン共振器を形成している。
【００３３】
各共振器電極２４，２５の長さは、およそ通過帯域付近で共振するように調整されている。これらの電極２４，２５のように、短絡側の線路の特性インピーダンスを、開放端側の線路の特性インピーダンスよりも高くすることにより、線路長をより短くすることが可能となる。このような共振器は、ステップインピーダンス共振器（ＳＩＲ）と呼ばれている。
【００３４】
よって、図１に示す構造から分かるように、シート１３上の入出力電極２２は、シート１４上の共振器電極２４と対向しており、同じく、シート１３上の電極２３は、シート１４上の共振器電極２５と対向している。
【００３５】
シート１５は電界結合電極層であり、その上には電界結合電極２６が形成されている。この電極２６は、その上の層であるシート１４上の共振器電極２４，２５の開放端側に対向して配置されている。そして、シート１６は、磁界結合電極２７が形成された磁界結合電極層であり、本発明に係るＢＰＦの特徴である磁界結合電極２７が、上層に位置する共振器電極２４，２５の短絡側に対向する位置に形成されている。
【００３６】
なお、磁界結合電極２７の形状は、図１に示すようにコの字型である。そして、その両端Ｅ，Ｆは露出しており、図４に示すＧＮＰ外部電極３０４に接続されている。図２は、共振器２４，２５と電界結合電極２６、磁界結合電極２７の相互の配置を示しており、これらの電極を層方向の上面から見たときの平面透視図である。
【００３７】
最下層であるシート１７はシールド層であり、その上には下部シールド電極２８が形成されている。この下部シールド電極２８も、上部シールド電極２１と同様に、その手前側と奥側が露出しており、図４のＧＮＤ外部電極３０３，３０４にそれぞれ接続されている。
【００３８】
本実施の形態例に係るＢＰＦは、各グリーンシートに内部電極を形成した後、それらを積層し、チップ形状に切断して、内部電極材料の融点以下の温度によって焼成した後、スパッタ法、あるいは塗布により外部電極３０１〜３０４を付け、焼付け処理、あるいはメッキ処理等を行って、これらの電極形成をする。各外部電極３０１〜３０４には、上述したように、外部電極面に露出した内部電極パターンが電気的に接続されており、図４に示す外観を有するＢＰＦが完成する。
【００３９】
なお、図示はしていないが、電極が形成されていないシートを数枚、積層することにより、各グリーンシートの厚さの調整を行ってもよい。
【００４０】
図３は、本実施の形態例に係るＢＰＦの等価回路である。同図において、Ｃｐ１は、共振器電極２４と上下シールド電極２１，２８間の分布容量を集中定数で表した等価共振容量であり、同じくＣｐ２は、共振器電極２５の分布容量を集中定数で表した等価共振容量である。また、Ｌｐ１は、共振器電極２４の分布インダクタンスを集中定数で表した等価共振インダクタンスであり、Ｌｐ２は、同じく、共振器電極２５の分布インダクタンスを集中定数で表した等価共振インダクタンスである。並列共振回路Ｃｐ１，Ｌｐ１と、並列共振回路Ｃｐ２，Ｌｐ２は、およそＢＰＦの通過帯域で共振する。
【００４１】
Ｍ１は、共振器電極２４と磁界結合電極２７のＩ部における相互インダクタンスを表し、Ｍ２は、共振器電極２５と磁界結合電極２７のＪ部における相互インダクタンスを表している。また、Ｃｍ２は、共振器２４，２５の電界結合による結合容量を表す。この電界結合は、共振器の開放端側Ａ，Ｂ付近で強く生じる。Ｃｍ１は、共振器電極２４と電界結合電極２６が対向することにより形成される容量を示し、Ｃｍ３は、共振器電極２５と電界結合電極２６が対向することにより形成される容量を示している。
【００４２】
Ｃｏ１は、共振器電極２４と入出力電極２２が対向することにより形成される容量を表し、Ｃｏ２は、共振器電極２５と入出力電極２３が対向することにより形成される容量を表している。図３に示す等価回路から分かるように、本実施の形態例に係るＢＰＦは、２つの共振器によって構成される２段のＢＰＦとなっており、その結合度は、磁界結合Ｍ１，Ｍ２と電界結合Ｃｍ１，Ｃｍ２，Ｃｍ３により、必要な帯域幅が得られるように調整される。
【００４３】
次に、本実施の形態例に係るＢＰＦにおける結合度の調整（ＢＰＦの共振器間の結合度の調整方法）について説明する。本実施の形態例に係るＢＰＦでは、その電界結合を電界結合電極２６と共振器電極２４，２５の対向面積を変更したり、あるいは、図１に示すように、シート１４の厚さｔ１を変更することによって調整する。
【００４４】
これらの調整は、図３に示す等価回路におけるＣｍ１，Ｃｍ３を調整するのと等価である。特に、シート１４の厚さｔ１による調整は、電界結合電極２６の変更を必要としないので、その調整は容易である。
【００４５】
一方、磁界結合は、磁界結合電極２７の寸法ｄ１（図１参照）を変更する、つまり、両端側がＧＮＤに短絡されたコの字型形状の磁界結合電極２７において、コの字の奥行き寸法ｄ１を変えるか、あるいは、シート１５の厚さｔ２（図１参照）を変更することにより調整する。これは、図３の等価回路のＭ１，Ｍ２を調整するのと等価である。特に、シート１５の厚さｔ２による調整は、磁界結合電極２７の変更を必要としないので、その調整を容易に行うことができる。
【００４６】
次に、本実施の形態例に係るＢＰＦにおける減衰極周波数の調整について説明する。一般的に、ＢＰＦの通過帯域幅は、共振器電極間の結合度により、およそ決まり、それは電界結合と磁界結合の差により決定される。一方、減衰極は、通過帯域の結合が容量性である（つまり、電界結合の方が磁界結合よりも大きい）場合は、その減衰極は、通過帯域よりも低域側に形成される。また、通過帯域の結合が誘導牲である（つまり、磁界結合の方が電界結合よりも大きい）場合には、減衰極が高域側に形成される。その減衰極周波数も、電界結合と磁界結合により決定される。
【００４７】
従って、減衰極周波数を変更するために、電界結合、あるいは磁界結合を変更すると、通過帯域の結合度も変化してしまい、再度、通過帯域での結合度の調整が必要となる。上述したように、通過帯域の結合が容量性の場合には、通過帯域よりも低域側に減衰極が形成されるが、この周波数を中心周波数に近づけるために磁界結合を強めると、減衰極周波数は上がっても、通過帯域での電界結合が抑制されて結合度が小さくなり、帯域幅が狭くなる。
【００４８】
本実施の形態例に係るＢＰＦは、図１に示すように、共振器電極２４，２５の下側に電界結合電極２６と磁界結合電極２７が配置されている。そこで、シート１５の厚さｔ２を一定にして、シート１４の厚さｔ１のみを変更すると、電界結合と磁界結合の両方の結合が同方向に変化する。そのため、あらかじめ電界結合と磁界結合の大きさを調整しておけば、シートの厚さｔ１の変化に対する、ＢＰＦとしての結合度の変化は抑制され、減衰極周波数のみを変化させることが可能になる。
【００４９】
例えば、厚さｔ２を一定にして、厚さｔ１を薄くすると、電界結合電極２６も磁界結合電極２７も共振器電極２４，２５に近づくため、電界結合と磁界結合の両方が強くなる。そこで、あらかじめ電界結合と磁界結合の大きさを調整しておけば、ＢＰＦの結合度は大きく変化しないものの、減衰極は通過帯域に近づくことになる。
【００５０】
すなわち、電界結合電極２６と共振器電極２４，２５との対向面積や、シート１４の厚さｔ１による電界結合の調整と、磁界結合電極２７とシート１５の厚さｔ２による磁界結合の調整とを適切に行うことにより、シート１４の厚さｔ１の変更のみで、通過帯域特性に影響を与えることなく減衰極周波数を調整することができる。
【００５１】
次に、本実施の形態例に係るＢＰＦに関し、そのＢＰＦを容量結合型で設計して、電磁界シミュレーションにより得た特性について説明する。図５は、本実施の形態例に係るＢＰＦにおいて、そのシート１４の厚さｔ１とＢＰＦの結合度の変化を表すグラフである。同図において、点線は、ＢＰＦに電界結合電極２６を設けないときの、シート厚ｔ１と結合度の変化を表している。また、実線は、電界結合電極２６を設けたときのＢＰＦの結合度の変化を示すグラフである。
【００５２】
ただし、図５の横軸は、シート１４の厚さｔ１とシート１５の厚さｔ２の合計値となっている。図５において点線で示すグラフより、シート厚ｔ１が薄くなるに従い、磁界結合電極２７が共振器電極２４，２５に近づき、磁界結合が強くなり、電界結合が抑制されて、結合度が小さくなっているのが分かる。
【００５３】
一方、図５において実線で示す特性変化に注目すると、電界結合電極２６を設けていることにより、電界結合もシート厚ｔ１が薄くなるに従って強くなるため、結合度としては、ほとんど変化しないことが分かる。
【００５４】
図６および図７は、本実施の形態例に係るＢＰＦの周波数特性を示している。具体的には、図６は、本実施の形態例に係るＢＰＦにおいて、シート１４の厚さｔ１を変化させたときの伝送特性であり、図７は、本実施の形態例に係るＢＰＦにおいて、電界結合電極２６を設けないで、シート厚ｔ１を変化させたときの伝送特性である。
【００５５】
図７に示す特性より、シート厚ｔ１を薄くすることにより磁界結合か強くなり、減衰極周波数が通過帯域に近づくとともに、通過帯域が狭くなっているのが分かる。これに対して、図６に示す特性からは、電界結合電極２６を設けていることにより、図５において実線で示したように結合度がほとんど変化していないため、通過帯域特性が大きく崩れることなく、減衰極周波数が通過帯域に近づいているのが分かる。
【００５６】
以上説明したように、本実施の形態例によれば、ＢＰＦに対して新たに、共振器電極層とは別の層に磁界結合を調整するための、両端側がＧＮＤに短絡されたコの字型形状の磁界結合電極を共振器電極と対向する位置に設け、磁界結合電極と共振器電極の距離、すなわち、図１に示すシート厚ｔの寸法や、磁界結合電極のｄ１の寸法を変更することにより、容易にＢＰＦにおける磁界結合を変更することができる。
【００５７】
より具体的には、層の厚さｔを薄くすることにより、共振器と磁界結合電極の磁界結合が大きくなり、逆に層厚ｔを厚くすれば、磁界結合が小さくなる。同様に、ｄ１の寸法を変更することにより、共振器と磁界結合電極の磁界結合を変化させることができる。
【００５８】
従って、新たに磁界結合電極を設けることにより、共振器電極の形状を変更することなく磁界結合を変更することが可能となる。また、電界結合電極を、共振器電極から見て磁界結合電極と同じ方向に設ける（磁界結合電極が共振器電極に対して下部の層にあれば、電界結合電極も共振器よりも下部に設ける）ことにより、シートの厚さの変更のみで、通過帯域に影響を与えることなく、容易に減衰極周波数のみを調整することができる。
【００５９】
また、電界結合電極と磁界結合電極を共振器電極とは別の層に設けているため、それぞれの結合を適切に調整することにより、内部電極の形状を変更することなく、シートの厚さのみの変更で、通過帯域に影響を与えることなく減衰極周波数のみを調整することが可能になり、設計の自由度が増すとともに、通過帯域の設計変更が容易になる。同時に、通過帯域付近の減衰特牲を調整するための減衰極周波数の変更が、シート厚のみの変更で可能であるため、通過帯域付近の減衰特性の調整が容易である。
【００６０】
本発明は、上述の実施の形態例に限定されず、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変形が可能である。例えば、変形例１〜３として、図８〜１０に示す内部電極構造を有するＢＰＦとしてもよい。なお、図８〜１０に示す、変形例１〜３に係るＢＰＦにおいて、図１に示す、上述した実施の形態例に係るＢＰＦと同一構成要素には同一符号を付して、ここでは、それらの説明を省略する。
【００６１】
図８は、上述した実施の形態例の変形例１に係るＢＰＦの層構成を示す分解斜視図であり、同図に示すＢＰＦでは、電界結合電極２６を磁界結合電極２７と同一の層に設けてある。すなわち、変形例１に係るＢＰＦは、その電界結合電極層であるシート１５上に、図１に示すシート１５に形成された電界結合電極２６と同位置に同一形状の電界結合電極２６を配するとともに、図１のシート１６に形成された磁界結合電極２７と同位置に同一形状の磁界結合電極２７が配された構造を有する。
【００６２】
また、図９は、上述した実施の形態例の変形例２に係るＢＰＦの層構成を示す分解斜視図である。同図に示すＢＰＦは、例えば、共振器電極層であるシート１４上に２つの共振器電極２４，２５を形成するとともに、図９に示すように、各共振器２４，２５から入出力電極２２ａ，２３ａを直接、引き出す電極構造になっている。
【００６３】
さらに、図１０は、上述した実施の形態例の変形例３に係るＢＰＦの層構成を示す分解斜視図である。同図に示すＢＰＦでは、入出力電極層であるシート１３上に形成された共振器電極２４ａ，２５ａが、上述した実施の形態例のように直線的ではなく、曲がった構造の共振器となっており、その開放端が互いに向かい合うように配置されている。
【００６４】
また、共振器電極２４ａ，２５ａの形状に伴ない、電界結合電極層であるシート１５上の電界結合電極２６ａと、シート１６（磁界結合電極層）上に形成された磁界結合電極２７ａの形状も、図１に示す、上述した実施の形態例に係るＢＰＦにおける電界結合電極２６、および磁界結合電極２７と形状が異なっている。
【００６５】
なお、これらの変形例１〜３に係るＢＰＦはいずれも、上記の実施の形態例に係るＢＰＦと同等の電気的特性（バンドパスフィルタ特性）と技術的効果を傭えている。
【００６６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、共振器の電極形状を変更することなく電界結合、磁界結合を調整できるとともに、バンドパスフィルタの結合度の調整が可能となり、フィルタ設計の自由度が増す。
【００６７】
また、本発明によれば、磁界結合と電界結合を層の厚さの変更のみで変化させることで、フィルタの通過帯域の設計変更が容易になり、通過帯域付近の減衰特性の調整も容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態例に係る積層型バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）の層構成を示す分解斜視図である。
【図２】実施の形態例に係る共振器電極と電界結合電極および磁界結合電極との位置関係を示す図である。
【図３】実施の形態例に係るフィルタ（ＢＰＦ）の等価回路を示す図である。
【図４】積層型フィルタ（ＢＰＦ）の外観斜視図である。
【図５】実施の形態例に係るＢＰＦにおけるシート厚とＢＰＦの結合度の変化を表す図である
【図６】本実施の形態例に係る、電界結合電極を設けたＢＰＦの周波数特性を示す図である。
【図７】本実施の形態例に係る、電界結合電極を設けないときのＢＰＦの周波数特性を示す図である。
【図８】変形例１に係るＢＰＦの層構成を示す分解斜視図である。
【図９】変形例２に係るＢＰＦの層構成を示す分解斜視図である。
【図１０】変形例３に係るＢＰＦの層構成を示す分解斜視図である。
【図１１】従来の高周波積層ＢＰＦの内部電極構造を示す図である。
【図１２】従来の高周波積層ＢＰＦの電極配置を示す透視図である。
【図１３】従来の高周波積層ＢＰＦの等価回路を示す図である。
【符号の説明】
１１〜１７ グリーンシート
２１ 上部シールド電極
２２，２３ 入出力電極
２４，２５ 共振器（共振器電極）
２６ 電界結合電極
２７ 磁界結合電極
２８ 下部シールド電極
３０１，３０２ 入出力外部電極
３０３，３０４ ＧＮＤ外部電極
Claims (7)
- 第１のアース電極と第２のアース電極の間に少なくとも誘電体または磁性体からなる複数の絶縁層を有し、それらの絶縁層の第１の層に一端が開放され他端が短絡された第１の共振器電極と一端が開放され他端が短絡された第２の共振器電極とが近接して形成された積層型バンドパスフィルタであって、
前記絶縁層のうち前記第１の層とは異なる第２の層に前記第１の共振器電極と第２の共振器電極の前記短絡端に対向する位置に形成された磁界結合電極と、
前記絶縁層のうち前記第１の層および第２の層とは異なる第３の層に前記第１の共振器電極と第２の共振器電極の前記開放端に対向する位置に形成された電界結合電極とを備えることを特徴とする積層型バンドパスフィルタ。 - 第１のアース電極と第２のアース電極の間に少なくとも誘電体または磁性体からなる複数の絶縁層を有し、それらの絶縁層の第１の層に一端が開放され他端が短絡された第１の共振器電極と一端が開放され他端が短絡された第２の共振器電極とが近接して形成された積層型バンドパスフィルタであって、
前記絶縁層のうち前記第１の層とは異なる第２の層に前記第１の共振器電極と第２の共振器電極の前記短絡端に対向する位置に磁界結合電極を形成するとともに、前記第２の層に前記第１の共振器電極と第２の共振器電極の前記開放端に対向する位置に電界結合電極を形成したことを特徴とする積層型バンドパスフィルタ。 - 前記磁界結合電極と電界結合電極の相対的な位置を一定にしたまま、前記第１の共振器電極および第２の共振器電極と、前記磁界結合電極および電界結合電極との積層方向における相対的な位置を変化させても前記第１の共振器電極と第２の共振器電極の結合度が変わらない位置に前記磁界結合電極および前記電界結合電極が配置されていることを特徴とする請求項１または２記載の積層型バンドパスフィルタ。
- 前記第１の層の層厚を変えることによって積層方向における前記相対的な位置を変化させて、前記磁界結合電極による磁界結合および前記電界結合電極による電界結合を調整することを特徴とする請求項３記載の積層型バンドパスフィルタ。
- 前記磁界結合電極はコの字形状をしており、その両端が当該積層型バンドパスフィルタの外部接地電極に接続されていることを特徴とする請求項３記載の積層型バンドパスフィルタ。
- 前記磁界結合電極の前記コの字形状の奥行き寸法を変えることによって前記磁界結合を調整することを特徴とする請求項５記載の積層型バンドパスフィルタ。
- 前記第１の層の層厚を変えることによって積層方向における前記相対的な位置を変化させて、当該積層型バンドパスフィルタの減衰極周波数を調整することを特徴とする請求項４記載の積層型バンドパスフィルタ。
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