JP2006157277A

JP2006157277A - 高調波抑制用フィルタ及びその製造方法

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Publication number: JP2006157277A
Application number: JP2004342716A
Authority: JP
Inventors: Morihiro Yamamuro; 守広山室; Hideshi Hanshiyou; 秀史繁昌; Kenichi Harada; 憲一原田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2004-11-26
Filing date: 2004-11-26
Publication date: 2006-06-15

Abstract

【課題】小型で第５次高調波まで抑制して送受信モジュールからのスプリアスの発生を抑制する。
【解決手段】所定の幅を有する複数のＬＴＣＣ２を多層に構成し、インダクタ成分を形成するために各層のＬＴＴＣ２にＶｉａを空けて繋ぎ合わせて同軸の内導体３を構成し、容量成分を形成するために各層のＬＴＣＣ２上に導体１を構成し、多層に構成されたＬＴＣＣ２の周囲を外導体４で囲んだ高調波抑制用フィルタ。
【選択図】図１

Description

この発明は、送受信モジュールに使用する高調波抑制用フィルタ、特に、第５次までの高調波抑制を目的とした広帯域で小型の高調波抑制用フィルタ及びその製造方法に関するものである。

従来の送受信モジュール用の高調波抑制用フィルタとしては、インタディジタルフィルタやコムラインフィルタが使用されている。これらのフィルタは、第５次高調波まで抑制できる従来の同軸フィルタと比較して小型であり、かつ接続部が同軸コネクタではなくマイクロストリップ線路なので、送受信モジュール内の伝送線路において、マイクロストリップ線路−同軸線路変換部を必要とせず、送受信モジュールの小型化にも有効である。しかし、インタディジタルフィルタは第２次高調波までしか抑制できず、コムラインフィルタは第３次高調波までしか抑制できない。

一方、従来の同軸フィルタは広帯域阻止フィルタを実現することが可能であるが、同軸コネクタを使用することと、内導体の誘電体の誘電率が、例えばテフロン（登録商標）の誘電率で２．０と、低いために波長短縮率を大きくできず小型化が困難である。

また、高誘電率の誘電体を使用した広帯域阻止フィルタとして、特許文献１には、誘電率が２１〜２６０と高いＬＴＣＣ（低温焼成多層セラミック）を使用した広帯域阻止フィルタが記載されている。

特開２００３−１９８３０５号公報（段落００１３）

従来の高調波抑制用フィルタは以上のように構成されているので、インタディジタルフィルタやコムラインフィルタでは、第２次高調波や第３次高調波までしか抑制できず、より高次の高調波を抑制できないので、送受信モジュールからスプリアスが発生する可能性があるという課題があった。

一方、同軸フィルタを使用した従来の高調波抑制用フィルタは、第５次高調波まで抑制できるが、大型であり、接続部が同軸コネクタなので、ＲＦモジュール内でマイクロストリップ線路−同軸線路変換部を必要とし、送受信モジュールを小型化できないという課題があった。

この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、小型で送受信モジュールも小型化することができ、かつ、第５次高調波まで抑制して送受信モジュールからのスプリアスの発生を抑制することができる高調波抑制用フィルタ及びその製造方法を得ることを目的とする。

この発明に係る高調波抑制用フィルタは、所定の幅を有する複数のＬＴＣＣを多層に構成し、インダクタ成分を形成するために各層のＬＴＴＣにＶｉａを空けて繋ぎ合わせて同軸の内導体を構成し、容量成分を形成するために各層のＬＴＣＣ上に導体を構成し、多層に構成されたＬＴＣＣの周囲を外導体で囲んだものである。

この発明により、小型で送受信モジュールも小型化することができ、かつ、第５次高調波まで抑制し、送受信モジュールからのスプリアスの発生を抑制することができるという効果が得られる。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による高調波抑制用フィルタの実装例を示す図である。この高調波抑制用フィルタは、第５次高調波まで抑制できる従来の同軸フィルタを小型化するために、高誘電率の複数のＬＴＣＣ２を円形に構成し、高調波抑制用フィルタのインダクタ成分を形成するために円形の各ＬＴＣＣ２の円の中心にＶｉａ（接触孔）を空けて繋ぎ合わせて同軸の内導体３を構成し、高調波抑制用フィルタの容量成分を形成するために円形のＬＴＣＣ２上に円形の導体１を構成する。そして、円形の複数のＬＴＣＣ２を多層に積み重ねて円柱体を構成し、円柱体の円周方向の周囲を外導体４で囲んで同軸フィルタとして構成している。ここで、円形のＬＴＣＣ２は誘電率が２１〜２６０と高誘電率であるため、波長短縮率が大きくなり、理論上、従来の同軸フィルタの９％のサイズまで小型化することが可能である。

このように、同軸フィルタとして構成された高調波抑制用フィルタを送受信モジュールに実装するには、はんだ７により円柱体の両端の円形の導体１を基板５上のマイクロストリップ線路６にそれぞれ接続し、はんだ７により外導体４をグランドと導通しているパッド８に接続する。

図２は図１のように実装された高調波抑制用フィルタの等価回路を示す図であり、ローパスフィルタの回路構成となっている。円形の導体１により図２の容量成分を形成し、内導体３により図２のインダクタ成分を形成している。このとき、各層において所定の厚さａが異なる円形のＬＴＣＣ２を使用することにより、内導体３のインダクタンス成分を変化させ、高調波抑制用フィルタの周波数特性を変化させることが可能である。

円形のＬＴＣＣ２として誘電率が最大の２６０のものを使用した場合、この高調波抑制用フィルタの直径は１．５ｍｍ、長手方向の長さは１５ｍｍ、円形の導体１の直径は１．２ｍｍ、厚さは０．２ｍｍ、円形のＬＴＣＣ２の直径は１．４ｍｍ、厚さは０．４〜１．５ｍｍと小型に高調波抑制用フィルタを構成することができる。

図１において、信号をマイクロストリップ線路６から入力することにより、高調波抑制用フィルタが第５次までの高調波を抑制し、送受信モジュールにおける高調波によるスプリアスを抑制することが可能である。

以上のように、この実施の形態１によれば、小型で送受信モジュールも小型化することができ、かつ、第５次高調波まで抑制し、送受信モジュールからのスプリアスの発生を抑制することができるという効果が得られる。

実施の形態２．
図３はこの発明の実施の形態２による高調波抑制用フィルタの実装例を示す図である。この高調波抑制用フィルタは、第５次高調波まで抑制できる従来の同軸フィルタを小型化するために、高誘電率の複数のＬＴＣＣ１２を四角形に構成し、高調波抑制用フィルタのインダクタ成分を形成するために四角形の各ＬＴＣＣ１２の中心にＶｉａを空けて繋ぎ合わせて同軸の内導体３を構成し、高調波抑制用フィルタの容量成分を形成するために四角形のＬＴＣＣ１２上に四角形の導体１１を構成する。そして、四角形の複数のＬＴＣＣ１２を多層に積み重ねて角柱体を構成し、角柱体の長手方向の周囲を外導体１４で囲んで同軸フィルタとして構成している。ここで、四角形のＬＴＣＣ１２は誘電率が２１〜２６０と高誘電率であるため、波長短縮率が大きくなり、理論上、従来の同軸フィルタの９％のサイズまで小型化することが可能である。

このように、同軸フィルタとして構成された高調波抑制用フィルタを送受信モジュールに実装するには、はんだ７により角柱体の両端の四角形の導体１１を基板５上のマイクロストリップ線路６にそれぞれ接続し、はんだ７により外導体１４をグランドと導通しているパッド８に接続する。

図３のように実装された高調波抑制用フィルタの等価回路を示す図は図２と同じであり、ローパスフィルタの回路構成となっている。四角形の導体１１により図２の容量成分を形成し、内導体３により図２のインダクタ成分を形成している。このとき、各層において所定の厚さａが異なる四角形のＬＴＣＣ１２を使用することにより、内導体３のインダクタンス成分を変化させ、高調波抑制用フィルタの周波数特性を変化させることが可能である。

四角形のＬＴＣＣ１２として誘電率が最大の２６０のものを使用した場合、この高調波抑制用フィルタの断面の一辺は１．５ｍｍ、長手方向の長さは１５ｍｍ、四角形の導体１１の一辺は１．２ｍｍ、厚さは０．２ｍｍ、四角形のＬＴＣＣ１２の一辺は１．４ｍｍ、厚さは０．４〜１．５ｍｍと小型に高調波抑制用フィルタを構成することができる。

図３において、信号をマイクロストリップ線路６から入力することにより、高調波抑制用フィルタが第５次までの高調波を抑制し、送受信モジュールにおける高調波によるスプリアスを抑制することが可能である。

以上のように、この実施の形態２によれば、小型で送受信モジュールも小型化することができ、かつ、第５次高調波まで抑制し、送受信モジュールからのスプリアスの発生を抑制することができるという効果が得られる。

実施の形態３．
図４はこの発明の実施の形態３による高調波抑制用フィルタの実装例を示す図である。この高調波抑制用フィルタは、実施の形態１の図１に示す高調波抑制用フィルタから円柱体の両端の円形の導体１を削除し、送受信モジュールに実装するには、はんだ７により円柱体の両端の内導体３をすだれ状の接触部９を介して基板５上のマイクロストリップ線路６にそれぞれ接続する点が図１に示す高調波抑制用フィルタと異なっている。その他の高調波抑制用フィルタの構成及び送受信モジュールへの実装方法は図１と同じである。このように、内導体３をすだれ状の接触部９を介して基板５上のマイクロストリップ線路６に接続することにより、送受信モジュールへの実装を容易に行うことができる。

この実施の形態３では、実施の形態１と同様に円形のＬＴＣＣ２と円形の導体１を使用しているが、実施の形態２と同様に四角形のＬＴＣＣ１２と四角形の導体１１を使用しても良い。

以上のように、この実施の形態３によれば、実施の形態１と同様の効果が得られると共に、送受信モジュールへの実装を容易に行うことができるという効果が得られる。

実施の形態４．
図５はこの発明の実施の形態４による高調波抑制用フィルタの製造例を示す図である。図５（ａ）に示す所定の厚さを有する板状のＬＴＴＣのグリーンシート２１にインダクタ成分の形成を目的とした内導体を設けるために、図５（ｂ）に示すようにＶｉａ２２を複数個空け、さらに、図５（ｃ）に示すように、グリーンシート２１のＶｉａ２２の周囲にキャパシタ成分の形成を目的として円形の導体２３をプリントする。同様にして、所定の厚さが異なる板状のＬＴＴＣのグリーンシート２１に、Ｖｉａ２２を複数個空けて、円形の導体２３をプリントする。このように、所定の厚さが異なるグリーンシート２１を使用することにより、内導体のインダクタンス成分を変化させ、高調波抑制用フィルタの周波数特性を変化させることが可能である。

次に図５（ｄ）に示すように、多段フィルタの形成を目的として、Ｖｉａ２２が設けられ円形の導体２３がプリントされた所定の厚さが異なる複数のグリーンシート２１を積み重ねてプレスして多層化する。そして、図５（ｅ）に示すように、同軸の形状を作成するために多層化された複数のグリーンシート２１を円柱状に切り出す。そして、図５（ｆ）に示すように、円柱状に切り出された多層化された複数のグリーンシート２１を金属板２４で周囲を囲んで外導体を構成し、図５（ｇ）に示すような高調波抑制用フィルタを製造する。

このようにして製造された高調波抑制用フィルタの送受信モジュールへの実装方法は実施の形態１と同様である。また、この実施の形態４では、グリーンシート２１のＶｉａ２２の周囲に円形の導体２３をプリントし、多層化された複数のグリーンシート２１を円柱状に切り出しているが、グリーンシート２１のＶｉａ２２の周囲に四角形の導体をプリントし、多層化された複数のグリーンシート２１を角柱状に切り出しても良い。

以上のように、この実施の形態４によれば、実施の形態１と同様の効果が得られると共に、高調波抑制用フィルタを容易に製造することができるという効果が得られる。

この発明の実施の形態１による高調波抑制用フィルタの実装例を示す図である。図１に示す高調波抑制用フィルタの等価回路を示す図である。この発明の実施の形態２による高調波抑制用フィルタの実装例を示す図である。この発明の実施の形態３による高調波抑制用フィルタの実装例を示す図である。この発明の実施の形態４による高調波抑制用フィルタの製造例を示す図である。

符号の説明

１円形の導体、２円形のＬＴＣＣ、３内導体、４外導体、５基板、６マイクロストリップ線路、７はんだ、８パッド、９すだれ状の接触部、１１四角形の導体、１２四角形のＬＴＣＣ、１４外導体、２１グリーンシート、２２Ｖｉａ、２３円形の導体、２４金属板。

Claims

所定の厚さを有する複数のＬＴＣＣ（低温焼成多層セラミック）を多層に構成し、インダクタ成分を形成するために各層のＬＴＴＣにＶｉａを空けて繋ぎ合わせて同軸の内導体を構成し、容量成分を形成するために各層のＬＴＣＣ上に導体を構成し、多層に構成されたＬＴＣＣの周囲を外導体で囲んだ高調波抑制用フィルタ。
多層に構成された複数のＬＴＣＣの両端に構成された導体が、送受信モジュールのマイクロストリップ線路に接続され、外導体が送受信モジュールのグランドと導通しているパッドに接続されることを特徴とする請求項１記載の高調波抑制用フィルタ。
各層において所定の厚さが異なるＬＴＣＣを使用することにより、内導体のインダクタ成分を変化させて周波数特性を変化させることを特徴とする請求項１記載の高調波抑制用フィルタ。
ＬＴＣＣを円形又は四角形に構成し、導体を円形又は四角形に構成することを特徴とする請求項１記載の高調波抑制用フィルタ。
多層に構成された複数のＬＴＣＣの両端の内導体が、すだれ状の接続部を介して、送受信モジュールのマイクロストリップ線路に接続され、外導体が送受信モジュールのグランドと導通しているパッドに接続されることを特徴とする請求項１記載の高調波抑制用フィルタ。
所定の厚さを有する板状のＬＴＣＣのグリーンシートにインダクタンス成分の形成を目的とした内導体を設けるためにＶｉａを空け、上記グリーンシートのＶｉａの周囲にキャパシタ成分の形成を目的として導体をプリントし、上記Ｖｉａが設けられ上記導体がプリントされた複数のグリーンシートを、多段フィルタの形成を目的として積み重ねてプレスして多層化し、同軸の形状を作成するために多層化されたグリーンシートを柱状に切り出し、柱状に切り出された多層化されたグリーンシートを金属板で周囲を囲んで外導体を構成する高調波抑制用フィルタの製造方法。
所定の厚さが異なる数のグリーンシートを積み重ねてプレスして多層化することを特徴とする請求項６記載の高調波抑制用フィルタの製造方法。