JP2006311492A - Filter and filtering apparatus - Google Patents
Filter and filtering apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006311492A JP2006311492A JP2005343738A JP2005343738A JP2006311492A JP 2006311492 A JP2006311492 A JP 2006311492A JP 2005343738 A JP2005343738 A JP 2005343738A JP 2005343738 A JP2005343738 A JP 2005343738A JP 2006311492 A JP2006311492 A JP 2006311492A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- input
- line
- filter
- parallel resonant
- output terminal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
Description
本発明は、例えば携帯電話や無線LAN等の無線通信機器その他の各種通信機器等において使用されるフィルタ装置に関するものである。 The present invention relates to a filter device used in, for example, a wireless communication device such as a mobile phone and a wireless LAN, and other various communication devices.
近年、携帯電話機等の移動体通信機器等に使用されるフィルタ装置は、移動体通信機器等の薄型化、小型化の要求に伴い、誘電体同軸型共振器を用いたフィルタから分布定数回路を共振器に用いた積層ストリップラインフィルタへと進展してきている。 2. Description of the Related Art In recent years, filter devices used in mobile communication devices such as mobile phones have been distributed from a filter using a dielectric coaxial resonator to meet demands for thinning and miniaturization of mobile communication devices. Progress has been made in laminated stripline filters used in resonators.
また、これらの積層ストリップラインフィルタは、通過周波数帯域の低周波側および高周波側の減衰帯域にそれぞれ減衰極を備えて尖鋭な帯域通過特性を有し、無線通信機などにおいて、所望周波数帯域の信号のみを選択的に通過させるとともに、通過帯域の低周波側および高周波側に近接した信号帯域における不所望信号の混入を防止して、良質の通信を行ない得るようにするために利用されている。 Also, these multilayer stripline filters have sharp band pass characteristics with attenuation poles in the low frequency side and high frequency side attenuation bands of the pass frequency band, respectively. Is used in order to allow high-quality communication by selectively passing only the low-frequency side and the high-frequency side of the pass band and preventing unwanted signals from being mixed in the signal band close to the high-frequency side.
このような従来の積層ストリップラインフィルタとして、例えば、下記特許文献1に示されたものがある。特許文献1に示された従来の積層ストリップラインフィルタを、図9に回路構成図、図10に透視平面図、図11に断面図として示す。
As such a conventional multilayer stripline filter, for example, there is one disclosed in
図9に示すように、従来の積層ストリップラインフィルタは、先端短絡線路111〜115と、先端開放線路121〜125とで構成されている。そして、先端短絡線路111と、先端開放線路121とが並列に接続されることにより、並列共振線路B1が形成されている。また、片端短絡終端線路112と、先端開放線路122とが並列に接続されて、並列共振線路B2が形成されている。また、先端短絡線路113と、先端開放線路123とが並列に接続されて、並列共振線路B3が形成されている。また、先端短絡線路114と、先端開放線路124とが並列に接続されて、並列共振線路B4が形成されている。また、先端短絡線路115と、先端開放線路125とが並列に接続されて、並列共振線路B5が形成されている。
As shown in FIG. 9, the conventional multilayer stripline filter is composed of tip short-
そして、並列共振線路B2の一方の端子は、並列共振線路B1を介して接地されるとともに、入出力端子の一方が接続され、並列共振線路B2の他方の端子は、並列共振線路B3を介して接地されるとともに、並列共振線路B4の一方の端子が接続され、並列共振線路B4の他方の端子は、並列共振線路B5を介して接地されるとともに、入出力端子の他方が接続されてフィルタを構成している。 One terminal of the parallel resonant line B2 is grounded via the parallel resonant line B1, and one of the input / output terminals is connected, and the other terminal of the parallel resonant line B2 is connected via the parallel resonant line B3. While being grounded, one terminal of the parallel resonant line B4 is connected, and the other terminal of the parallel resonant line B4 is grounded via the parallel resonant line B5, and the other input / output terminal is connected to the filter. It is composed.
この構成において、一般に、フィルタの通過帯域を狭帯域化するためには、接地された並列共振線路B1,B3,B5を形成する先端短絡線路111,113,115の特性インピーダンスZL1b,ZL3b,ZL5bと先端開放線路121,123,125の特性インピーダンスZC1b,ZC3b,ZC5bを小さくするか、もしくは、入出力端子間に直列に接続された並列共振線路B2,B4を形成する先端短絡線路112,114の特性インピーダンスZL2b,ZL4bと先端開放線路122,124の特性インピーダンスZC2b,ZC4bを小さくする必要がある。
In this configuration, in general, in order to narrow the pass band of the filter, the characteristic impedances ZL1b, ZL3b, ZL5b of the short-
しかし、狭帯域な通過帯域の近傍の減衰極f1,f2を通過周波数帯域のより近傍に移動させるためには、接地された並列共振線路B1,B3,B5の特性インピーダンスを大きくし、または入出力端子間に直列に接続された並列共振線路B2,B4の特性インピーダンスを小さくする必要があり、接地された並列共振線路B1,B3,B5の特性インピーダンスは狭帯域化と相反する傾向にある。 However, in order to move the attenuation poles f1 and f2 in the vicinity of the narrow pass band closer to the pass frequency band, the characteristic impedance of the grounded parallel resonant lines B1, B3, and B5 is increased or the input / output is increased. It is necessary to reduce the characteristic impedance of the parallel resonant lines B2, B4 connected in series between the terminals, and the characteristic impedance of the grounded parallel resonant lines B1, B3, B5 tends to conflict with the narrowing of the band.
そこで、必要な通過帯域を確保した上でその近傍に減衰極を有する狭帯域化を実現するには、接地された並列共振線路の特性インピーダンスも入出力端子間に直列に接続された並列共振線路の特性インピーダンスも共に小さくし、それらの大きさを、そのフィルタ回路の入出力インピーダンスよりも十分小さくすることで、通過帯域の近傍に急峻な減衰極を有する狭帯域なフィルタを実現していた。
しかしながら、近年の情報伝送容量の増加に伴い、無線通信機器は従来の周波数帯域では足りなくなり、高周波化と広帯域化で、利用帯域幅を拡張し情報伝送容量を確保するようになってきている。そこで、通過帯域が広く、そして通過帯域の近傍に減衰極を有するフィルタが求められるようになってきている。 However, with an increase in information transmission capacity in recent years, wireless communication devices have become insufficient in the conventional frequency band, and the use bandwidth has been expanded and the information transmission capacity has been secured by increasing the frequency and bandwidth. Therefore, a filter having a wide pass band and having an attenuation pole in the vicinity of the pass band has been demanded.
このような状況において従来の積層ストリップラインフィルタでは、通過帯域を広帯域化し、近傍に減衰極を得ようとすると、接地された並列共振線路の特性インピーダンスを大きくする必要がある。そして、接地された並列共振線路の特性インピーダンスを大きくするには誘電体層131,133の厚みを厚くする必要がある。
In such a situation, in the conventional multilayer stripline filter, in order to widen the pass band and obtain an attenuation pole in the vicinity, it is necessary to increase the characteristic impedance of the grounded parallel resonant line. In order to increase the characteristic impedance of the grounded parallel resonant line, it is necessary to increase the thickness of the
図7に接地された線路の特性インピーダンスZ0と線路幅Wと誘電体厚みhの比との関係を示している。共振器を構成する線路の特性インピーダンスが大きくなると、構成する線路の厚みが厚くなり積層基板の厚み増大を招くという問題があった。 FIG. 7 shows the relationship between the characteristic impedance Z0 of the grounded line, the ratio of the line width W and the dielectric thickness h. When the characteristic impedance of the line constituting the resonator is increased, there is a problem that the thickness of the constituting line is increased and the thickness of the multilayer substrate is increased.
本発明は、上記問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的は、通過帯域の低周波側の近傍に第1の減衰極を、高周波側の近傍に第2の減衰極を有する周波数帯域特性を持つフィルタにおいて、フィルタの広帯域化によって、構成する線路の特性インピーダンスは増加する傾向にあるが、従来の構成と比較して線路の特性インピーダンスの増加を低減し、結果として厚みの増加を低減させ、小型化が容易なフィルタおよびフィルタ装置を提供することにある。 The present invention has been devised in view of the above problems, and has an object of having a first attenuation pole in the vicinity of the low frequency side of the passband and a second attenuation pole in the vicinity of the high frequency side. In a filter with frequency band characteristics, the characteristic impedance of the line to be constructed tends to increase due to the broadening of the filter band, but the increase in the characteristic impedance of the line is reduced compared to the conventional structure, resulting in an increase in thickness. It is an object to provide a filter and a filter device that can be easily reduced in size.
本発明のフィルタは、通過帯域の低周波側の近傍に第1の減衰極を、高周波側の近傍に第2の減衰極を有する周波数帯域特性を持つフィルタであって、第1および第2の入出力端子と、基準電位が供給される基準ノードと、前記第1の入出力端子と前記基準ノードとの間に接続された第1の並列共振線路と、前記第1の入出力端子と前記第2の入出力端子との間に直列接続され、前段から出力された信号が後段に入力される第2乃至第4の並列共振線路と、前記第2の入出力端子と前記基準ノードとの間に接続された第5の並列共振線路とを備えていることを特徴とするものである。 The filter of the present invention is a filter having a frequency band characteristic having a first attenuation pole in the vicinity of the low frequency side of the pass band and a second attenuation pole in the vicinity of the high frequency side. An input / output terminal; a reference node to which a reference potential is supplied; a first parallel resonant line connected between the first input / output terminal and the reference node; the first input / output terminal; A second to fourth parallel resonant line connected in series with the second input / output terminal, and a signal output from the previous stage is input to the subsequent stage, and the second input / output terminal and the reference node And a fifth parallel resonant line connected between them.
また、本発明のフィルタは、上記構成において好ましくは、前記第1の入出力端子と前記第2の入出力端子とをコンデンサを介して接続したことを特徴とするものである。 In the filter of the present invention, the first input / output terminal and the second input / output terminal are preferably connected via a capacitor.
本発明のフィルタ装置は、上記構成のフィルタを形成したフィルタ装置において、好ましくは、対向するように配置された第1および第2の接地電極と、前記第1および第2の接地電極間に積層された第1乃至第5の誘電体層と、該第1乃至第5の誘電体層の各層間に形成され、前記第1および第2の接地電極に電気的に接続された短絡端と開放端とを有する第1乃至第4の導体パターンとを備え、前記第1の並列共振線路が、前記第1の接地電極および前記第1の導体パターン間に形成され、前記第2乃至第4の並列共振線路が、前記第1乃至第4の導体パターンの各導体パターン間に形成され、前記第2の並列共振線路が、前記第2の接地電極および前記第4の導体パターン間に形成されていることを特徴とするものである。 The filter device of the present invention is a filter device in which the filter having the above-described configuration is formed. Preferably, the filter device is laminated between the first and second ground electrodes arranged to face each other and the first and second ground electrodes. First to fifth dielectric layers formed between the first to fifth dielectric layers and electrically connected to the first and second ground electrodes and open to the first and fifth dielectric layers. And the first parallel resonant line is formed between the first ground electrode and the first conductor pattern, and the second to fourth conductor patterns are provided between the first ground electrode and the first conductor pattern. A parallel resonant line is formed between the conductor patterns of the first to fourth conductor patterns, and the second parallel resonant line is formed between the second ground electrode and the fourth conductor pattern. It is characterized by being.
また、本発明のフィルタ装置は、上記構成において好ましくは、前記第1乃至第5の並列共振線路の長さ、または、前記第1乃至第4の導体パターンの短絡端から開放端までの長さが、通過帯域の中心周波数の波長の1/2以下であることを特徴とするものである。 The filter device of the present invention preferably has the length of the first to fifth parallel resonant lines or the length from the short-circuit end to the open end of the first to fourth conductor patterns in the above configuration. Is not more than ½ of the wavelength of the center frequency of the passband.
また、本発明のフィルタ装置は、上記構成において好ましくは、前記第1および第4の導体パターンは、前記第2および第3の導体パターンと平面視で重なるように配置されており、かつ、前記第2および第3の導体パターンより幅が広いことを特徴とするものである。 In the filter device of the present invention, preferably, the first and fourth conductor patterns are arranged so as to overlap the second and third conductor patterns in a plan view, and It is characterized by being wider than the second and third conductor patterns.
また、本発明のフィルタ装置は、上記構成のフィルタ装置において、好ましくは、前記第1および第2の接地電極と前記第1乃至第4の導体パターンの短絡端とが、前記第1乃至第5の誘電体層内に形成された貫通導体または前記第1乃至第5の誘電体層の側面に形成された側面導体により電気的に接続されていることを特徴とするものである。 In the filter device of the above-described configuration, preferably, the first and second ground electrodes and the short-circuit ends of the first to fourth conductor patterns are the first to fifth filters. It is electrically connected by a through conductor formed in the dielectric layer or a side conductor formed on the side surface of the first to fifth dielectric layers.
本発明のフィルタは、第1の入出力端子と基準ノードとの間に接続された第1の並列共振線路と、第1の入出力端子と第2の入出力端子との間に直列接続され、前段から出力された信号が後段に入力される第2乃至第4の並列共振線路と、第2の入出力端子と基準ノードとの間に接続された第5の並列共振線路とを備えていることにより、広帯域化による線路の特性インピーダンスの増加を低減でき、結果として厚みの増加を低減し、小型化が容易なフィルタ装置を提供することができる。 The filter of the present invention is connected in series between the first parallel resonant line connected between the first input / output terminal and the reference node, and between the first input / output terminal and the second input / output terminal. The second to fourth parallel resonant lines to which the signal output from the previous stage is input to the subsequent stage, and the fifth parallel resonant line connected between the second input / output terminal and the reference node. Therefore, it is possible to reduce the increase in characteristic impedance of the line due to the increase in bandwidth, and as a result, it is possible to provide a filter device that can reduce the increase in thickness and can be easily downsized.
また、本発明のフィルタは、第1の入出力端子と第2の入出力端子とをコンデンサを介して接続したことにより、第1および第2の入出力端子間を伝送される信号について、接続されたコンデンサにより位相を進ませることができる。したがって、通過帯域より高周波側の周波数において、位相を急激に変化させることができるため、通過帯域の高周波側のより近傍に第2の減衰極を設けることができるものとなる。このことから、広帯域化により通過帯域と高域側の第2の減衰極が近づいた(急峻度が増す)際に生じる、線路の特性インピーダンスの増加をより低減できるため、高インピーダンス化による厚みの増加をより効果的に低減し、更なる小型化が容易なフィルタ装置を提供することができる。 Further, the filter of the present invention connects the first input / output terminal and the second input / output terminal via a capacitor, so that the signal transmitted between the first and second input / output terminals is connected. The phase can be advanced by the connected capacitor. Therefore, since the phase can be changed abruptly at a frequency higher than the pass band, the second attenuation pole can be provided closer to the high frequency side of the pass band. From this, the increase in the characteristic impedance of the line, which occurs when the passband and the second attenuation pole on the high band side approach each other due to the broadening of the band (the steepness increases), can be further reduced. It is possible to provide a filter device that can reduce the increase more effectively and can be easily further reduced in size.
本発明のフィルタ装置は、第1の並列共振線路が、第1の接地電極および第1の導体パターン間に形成され、第2乃至第4の並列共振線路が、第1乃至第4の導体パターンの各導体パターン間に形成され、第5の並列共振線路が、第2の接地電極および第4の導体パターン間に形成されていることにより、小型化が容易なフィルタ装置を提供することができる。 In the filter device of the present invention, the first parallel resonance line is formed between the first ground electrode and the first conductor pattern, and the second to fourth parallel resonance lines are the first to fourth conductor patterns. By forming the fifth parallel resonance line between the second ground electrode and the fourth conductor pattern, it is possible to provide a filter device that can be easily reduced in size. .
また、本発明のフィルタ装置は、第1乃至第5の並列共振線路の長さ、または、第1乃至第4の導体パターンの短絡端から開放端までの長さが、通過帯域の中心周波数の波長の1/2以下であることから、小型化が容易なフィルタおよびフィルタ装置を提供することができる。 In the filter device of the present invention, the length of the first to fifth parallel resonant lines or the length from the short-circuit end to the open end of the first to fourth conductor patterns is the center frequency of the passband. Since it is 1/2 or less of the wavelength, it is possible to provide a filter and a filter device that can be easily downsized.
また、本発明のフィルタ装置は、第1および第4の導体パターンが、第2および第3の導体パターンと平面視で重なるように配置されており、かつ、第2および第3の導体パターンより幅が広いことから、特性劣化の原因となる浮遊容量を低減でき、高性能なフィルタ装置を提供することができる。 In the filter device of the present invention, the first and fourth conductor patterns are arranged so as to overlap the second and third conductor patterns in plan view, and moreover than the second and third conductor patterns. Since the width is wide, the stray capacitance causing the characteristic deterioration can be reduced, and a high-performance filter device can be provided.
本発明のフィルタ装置は、第1および第2の接地電極と第1乃至第4の導体パターンの短絡端とが、第1乃至第5の誘電体層内に形成された貫通導体または第1乃至第5の誘電体層の側面に形成された側面導体により電気的に接続されていることにより、積層された複数の誘電体層の内部に形成するフィルタ装置の設計自由度が向上するとともに、小型で高性能なフィルタ装置を提供することができる。 In the filter device according to the present invention, the first and second ground electrodes and the short-circuit ends of the first to fourth conductor patterns are formed in the first through fifth dielectric layers or the first through fifth conductor layers. By being electrically connected by the side conductor formed on the side surface of the fifth dielectric layer, the degree of freedom in designing the filter device formed inside the plurality of stacked dielectric layers is improved, and the size is reduced. And a high-performance filter device can be provided.
本発明のフィルタ及びフィルタ装置について以下に詳細に説明する。図1は、本発明のフィルタの実施形態を示す回路構成図である。図2〜図4は図1のフィルタを積層構造で構成したフィルタ装置の実施形態の一例である。また、図5及び図6は図1のフィルタを積層構造で構成したフィルタ装置の他の実施形態の一例である。図2は実施形態の一例であるフィルタ装置の透視斜視図、図3は実施形態の一例であるフィルタ装置を平面視した(積層方向から見た)透視平面図、図4(a)は図3におけるa−a’線断面図、図4(b)は図3におけるb−b’線断面図である。図5は他の実施形態の一例であるフィルタ装置を平面視した(積層方向から見た)透視平面図、図6(a)は図4におけるa−a’線断面図、図6(b)は図4におけるb−b’線断面図である。 The filter and filter device of the present invention will be described in detail below. FIG. 1 is a circuit configuration diagram showing an embodiment of a filter of the present invention. 2 to 4 show an example of an embodiment of a filter device in which the filter of FIG. 5 and 6 are examples of other embodiments of the filter device in which the filter of FIG. 2 is a perspective view of the filter device as an example of the embodiment, FIG. 3 is a perspective plan view of the filter device as an example of the embodiment (viewed from the stacking direction), and FIG. FIG. 4B is a cross-sectional view taken along the line bb ′ in FIG. 3. FIG. 5 is a perspective plan view of a filter device as an example of another embodiment (viewed from the stacking direction), FIG. 6A is a cross-sectional view taken along the line aa ′ in FIG. 4, and FIG. FIG. 5 is a sectional view taken along line bb ′ in FIG. 4.
図1において、11〜15は第1〜第5の先端短絡線路、21〜25は第1〜第5の先端開放線路であり、第1の先端短絡線路11と、第1の先端開放線路21とが並列に接続されて第1の並列共振線路A1が形成され、第2の先端短絡線路12と、第2の先端開放線路22とが並列に接続されて第2の並列共振線路A2が形成され、第3の先端短絡線路13と、第3の先端開放線路23とが並列に接続されて第3の並列共振線路A3が形成され、第4の先端短絡線路14と、第4の先端開放線路24とが並列に接続されて第4の並列共振線路A4が形成され、第5の先端短絡線路15と、第5の先端開放線路25とが並列に接続されて第5の並列共振線路A5が形成されている。
In FIG. 1, 11 to 15 are first to fifth tip short-circuited lines, 21 to 25 are first to fifth tip-opened lines, and a first tip short-circuited
1および2は第1および第2の入出力端子であり、3は基準電位が供給される基準ノードである。基準電位は、例えば、接地電位GND等である。
本発明のフィルタは、第1の入出力端子1と基準ノード3との間に接続された第1の並列共振線路A1と、第1の入出力端子1と第2の入出力端子2との間に直列接続され、前段から出力された信号が後段に入力される第2乃至第4の並列共振線路A2〜A4と、第2の入出力端子2と基準ノード3との間に接続された第5の並列共振線路A5とを備えている。そして、本発明のフィルタは、伝送線路を介して外部回路に電気的に接続され、第1の入出力端子1、第2の入出力端子2から高周波信号が入出力される。
The filter of the present invention includes a first parallel resonant line A1 connected between the first input /
第1および第2の入出力端子1,2は、高周波信号の入力および出力の端子として用いられる場合と、入力若しくは出力のどちらかに用いられる場合とがある。第1および第2の入出力端子1,2が、入力若しくは出力のどちらかに用いられる場合は、例えば、第1の入出力端子1から高周波信号が入力されて、第2の入出力端子2から信号が出力される。
The first and second input /
また、図2〜図4に示すように、31は第1の誘電体層、32は第1の誘電体層31の上に積層された第2の誘電体層、33は第2の誘電体層32の上に積層された第3の誘電体層、34は第3の誘電体層33の上に積層された第4の誘電体層、35は第4の誘電体層34の上に積層された第5の誘電体層である。41は第1の誘電体層31の下面に配された第1の接地電極、51ならびに61はそれぞれ第1および第2の誘電体層31,32の間に配された第1の先端短絡電極ならびに第1の先端開放電極、52ならびに62はそれぞれ第2および第3の誘電体層32,33の間に配された第2の先端短絡電極ならびに第2の先端開放電極、53ならびに63はそれぞれ第3および第4の誘電体層33,34の間に配された第3の先端短絡電極ならびに第3の先端開放電極、54ならびに64はそれぞれ第4および第5の誘電体層34,35の間に配された第4の先端短絡電極ならびに第4の先端開放電極、42は第5の誘電体層35の上面に配された第2の接地電極である。
2 to 4, 31 is a first dielectric layer, 32 is a second dielectric layer laminated on the
第1の接地電極41、第2の接地電極42は本発明のフィルタの基準ノード3に相当する。そして、第1〜第4の先端短絡電極51〜54の各先端は、ビア導体や側面導体などを介して第1および第2の接地電極41,42に電気的に接続されている。
The
また、第1の先端短絡電極51と第1の先端開放電極61との接続部には第1の入出力端子が接続され、第4の先端短絡電極54と第4の先端開放電極64との接続部には、第2の入出力端子が接続される。
A first input / output terminal is connected to a connection portion between the first tip short-
そして、第1の先端短絡電極51と、第1の先端開放電極61が接続されて短絡端と開放端とを有する第1の導体パターンM1が形成され、第2の先端短絡電極52と、第1の先端開放電極62が接続されて短絡端と開放端とを有する第2の導体パターンM2が形成され、第3の先端短絡電極53と、第3の先端開放電極63が接続されて短絡端と開放端とを有する第3の導体パターンM3が形成され、第4の先端短絡電極54と、第4の先端開放電極64が接続されて短絡端と開放端とを有する第4の導体パターンM4が形成されている。
And the 1st tip
図1に示した第1の並列共振線路A1が、第1の接地電極41および第1の導体パターンM1間に形成されており、第5の並列共振線路A5が、第2の接地電極42および第4の導体パターンM4間に形成されている。また、図1に示した第2乃至第4の並列共振線路A2〜A4が、第1乃至第4の導体パターンM1〜M4の各導体パターン間に形成されている。詳細には、第2の並列共振線路A2が第1の導体パターンM1および第2の導体パターンM2間に形成され、第3の並列共振線路A3が第2の導体パターンM2および第3の導体パターンM3間に形成され、第4の並列共振線路A4が第3の導体パターンM3および第4の導体パターンM4間に形成されている。
The first parallel resonant line A1 shown in FIG. 1 is formed between the
そして、第1の接地電極41および第1の先端短絡電極51は第1の誘電体層31を挟んで平面視で重なるように平行に配されて、第1の先端短絡線路11を構成し、第1および第2の先端短絡電極51,52は第2の誘電体層32を挟んで平面視で重なるように平行に配されて、第2の先端短絡線路12を構成し、第2および第3の先端短絡電極52,53は第3の誘電体層33を挟んで平面視で重なるように平行に配されて、第3の先端短絡線路13を構成し、第3および第4の先端短絡電極53,54は第4の誘電体層34を挟んで平面視で重なるように平行に配されて、第4の先端短絡線路14を構成し、第2の接地電極42および第4の先端短絡電極54は第5の誘電体層35を挟んで平面視で重なるように平行に配されて、第5の先端短絡線路15を構成している。
Then, the
また、第1の接地電極41および第1の先端開放電極61は第1の誘電体層31を挟んで平面視で重なるように平行に配されて、第1の先端開放線路21を構成し、第1および第2の先端開放電極61,62は第2の誘電体層32を挟んで平面視で重なるように平行に配されて、第2の先端開放線路22を構成し、第2および第3の先端開放電極62,63は第3の誘電体層33を挟んで平面視で重なるように平行に配されて、第3の先端開放線路23を構成し、第3および第4の先端開放電極63,64は第4の誘電体層34を挟んで平面視で重なるように平行に配されて、第4の先端開放線路24を構成し、第2の接地電極42および第4の先端開放電極64は第5の誘電体層35を挟んで平面視で重なるように平行に配されて、第5の先端開放線路25を構成している。
Also, the
図3では、第1〜第4の先端短絡電極51〜54と第1〜第4の先端開放電極61〜64についての構成を示すため、第1および第2の接地電極41,42を図示から省いている。
In FIG. 3, the first and
また、第1乃至第5の並列共振線路A1〜A5の長さ、または、第1乃至第4の導体パターンM1〜M4の短絡端から開放端までの長さが、通過帯域の中心周波数の波長の1/2以下としている。 The length of the first to fifth parallel resonant lines A1 to A5 or the length from the short-circuited end to the open end of the first to fourth conductor patterns M1 to M4 is the wavelength of the center frequency of the passband. Or less.
さらには、第1および第4の導体パターンM1,M4は、第2および第3の導体パターンM2,M3と平面視で重なるように配置されており、かつ、第2および第3の導体パターンより幅が広くされている。 Further, the first and fourth conductor patterns M1 and M4 are arranged so as to overlap the second and third conductor patterns M2 and M3 in plan view, and moreover than the second and third conductor patterns. The width is widened.
このような構成の本発明のフィルタおよびフィルタ装置は、第1および第2の接地電極41,42と第1乃至第4の導体パターンM1〜M4の短絡端とが、第1乃至第5の誘電体層31〜34内に形成された貫通導体または第1乃至第5の誘電体層31〜34の側面に形成された側面導体(図示せず)を用いて構成することにより、3次元的な配線設計が可能となり、積層された複数の誘電体層の内部に形成するフィルタ装置の設計自由度が向上するので、小型で高性能なフィルタ装置となる。
In the filter and filter device of the present invention having such a configuration, the first and
本発明のフィルタの回路構成の線路11,21の特性インピーダンスZL1a,ZC1aと従来のフィルタの回路構成の線路111,121,115,125の特性インピーダンスZL1b,ZC1b,ZL5b,ZC5bと、低周波側および高周波側の通過帯域の周波数f−1,f+1、減衰極の周波数f−∞,f+∞との関係を以下の式に示す。
本発明のフィルタおよびフィルタ装置(第1のフィルタおよびフィルタ装置)によれば、回路構成の線路11,21の特性インピーダンスZL1a,ZC1aは、(1)式、(2)式で示すように、通過帯域の広帯域度fw1/ft(≒g/2)に比例して増加し、また、減衰域の急峻度fw∞/fw1(≒q)においても高くなるにつれて増加する。従来のフィルタの回路構成の線路111,121,115,125の特性インピーダンスZL1b,ZC1b,ZL5b,ZC5bは、(3)〜(6)式で示される。
According to the filter and the filter device (first filter and filter device) of the present invention, the characteristic impedances ZL1a and ZC1a of the
その結果、(7)式で示すように、本発明のフィルタの回路構成の線路11の特性インピーダンスZL1aは、従来のフィルタの回路構成の線路111,115の特性インピーダンスZL1b,ZL5bより小さくなる。同じく、本発明のフィルタの回路構成の線路21の特性インピーダンスZC1aは、従来のフィルタの回路構成の線路121,125の特性インピーダンスZC1b,ZC5bより小さくなる。特に、従来のフィルタの回路構成の線路111の特性インピーダンスZL1bは、本発明のフィルタの回路構成の線路11の特性インピーダンスZL1aに対し、Ω−1の2乗の項が除算されるため、広帯域度が大きくなるにつれ、その差異が急激に増大する傾向にある。
As a result, as shown by the equation (7), the characteristic impedance ZL1a of the
また、Ω−1の2乗の項は、従来のフィルタの回路構成において、線路111,121で構成された並列共振線路B1の共振周波数として、通過帯域の低周波側の周波数f−1を形成するために、線路111の特性インピーダンスZL1bの式に除算されることとなる。一方、本発明の回路構成において、線路11,21で構成された並列共振線路A1の共振周波数は、通過帯域の中心周波数ftを形成するために、線路11の特性インピーダンスZL1aの式にΩtの2乗の項を形成することになる。但し、Ωtの2乗は1であるため、(1)式の通りとなり、線路11の特性インピーダンスZL1aは、線路111の特性インピーダンスZL1bと比べて少なくともΩ−1の2乗の項の分、大きく低減できることとなる。この効果は広帯域なほど顕著になる。
Further, the square term of Ω−1 forms a frequency f−1 on the low frequency side of the pass band as the resonance frequency of the parallel resonant line B1 formed of the
他の実施形態の一例である図5と図6について説明する。先の実施形態の一例である図2と図3と比較して誘電体層、接地電極、先端開放電極が積層方向に分割されている。 5 and 6 which are examples of other embodiments will be described. Compared with FIG. 2 and FIG. 3 which are examples of the previous embodiment, the dielectric layer, the ground electrode, and the tip open electrode are divided in the stacking direction.
31’aと31’bは第1の誘電体層31を分割した誘電体層、35’aと35’bは第5の誘電体層35を分割した誘電体層、33’aと33’bと33’cは第3の誘電体層33を分割した誘電体層である。41’aと41’bは第1の接地電極41を分割した接地電極であり、42’aと42’bは第2の接地電極42を分割した接地電極である。62’aと62’bは第2の先端開放電極62を分割した先端開放電極であり、63’aと63’bは第3の先端開放電極63を分割した先端開放電極である。
31′a and 31′b are dielectric layers obtained by dividing the
第1の接地電極41を分割した接地電極41’a,41’bは、誘電体層31’aの内部に形成された貫通導体(図示せず)で接続されて、接地電極41’を形成しており、第2の接地電極42を分割した接地電極42’a,42’bは誘電体層35’aの内部に形成された貫通導体(図示せず)で接続されて、接地電極42’を形成している。また、第2の先端開放電極62を分割した先端開放電極62’a,62’bは、誘電体層33’aの内部に形成された貫通導体(図示せず)で接続されて、先端開放電極62’を形成しており、第3の先端開放電極63を分割した先端開放電極63’a,63’bは誘電体層33’cの内部に形成された貫通導体(図示せず)で接続されて、先端開放電極63’を形成している。
The
本発明のフィルタ装置は、このような構成により、積層された複数の誘電体層の内部に形成するフィルタ装置の設計自由度が向上するので、小型で高性能なフィルタ装置とすることができる。 With such a configuration, the filter device of the present invention improves the design freedom of the filter device formed inside the plurality of stacked dielectric layers, and thus can be a small and high-performance filter device.
本発明のフィルタ装置に用いる第1〜第5の誘電体層31〜35としては、例えば、アルミナセラミックス,ムライトセラミックス等のセラミックス材料やガラスセラミックス等の無機系材料、あるいは四ふっ化エチレン樹脂(ポリテトラフルオロエチレン;PTFE),四ふっ化エチレン−エチレン共重合樹脂(テトラフルオロエチレン−エチレン共重合樹脂;ETFE),四ふっ化エチレン−パーフルオロアルコキシエチレン共重合樹脂(テトラフルオロエチレン−パーフルテロアルキルビニルエーテル共重合樹脂;PFA)等のフッ素樹脂やガラスエポキシ樹脂,ポリイミド等の樹脂系材料等が用いられる。これらの材料による第1〜第3の誘電体層21〜23の形状や寸法(厚みや幅,長さ)は、使用される周波数や用途等に応じて設定される。
As the first to fifth
本発明のフィルタ装置における第1および第2の接地電極41,42、第1乃至第4の導体パターンM1〜M4、貫通導体は、高周波信号伝送用の金属材料の導体層、例えばCu層、Mo−Mnのメタライズ層上にNiメッキ層およびAuメッキ層を被着させたもの、Wのメタライズ層上にNiメッキ層およびAuメッキ層を被着させたもの、Cr−Cu合金層、Cr−Cu合金層上にNiメッキ層およびAuメッキ層を被着させたもの、Ta2N層上にNi−Cr合金層およびAuメッキ層を被着させたもの、Ti層上にPt層およびAuメッキ層を被着させたもの、またはNi−Cr合金層上にPt層およびAuメッキ層を被着させたもの等を用いて、厚膜印刷法あるいは各種の薄膜形成方法やメッキ法等により形成される。その厚みや幅も、伝送される高周波信号の周波数や用途等に応じて設定される。
In the filter device of the present invention, the first and
本発明のフィルタ装置に用いる第1〜第5の誘電体層31〜35の形成にあたっては、例えば誘電体層がガラスセラミックスから成る場合であれば、まず誘電体層となるガラスセラミックスのグリーンシートを準備し、これに所定の打ち抜き加工を施して貫通導体となる貫通孔を形成した後、スクリーン印刷法によりCu等の導体ペーストを貫通孔に充填するとともに、所定の伝送線路パターンおよびその他の導体層のパターンを印刷塗布する。次に、850〜1000℃で焼成を行ない、最後に外表面に露出している導体層上にNiメッキおよびAuメッキを施す。
In forming the first to fifth
図7は、図1〜図6に示す構成の本発明のフィルタ装置のフィルタ特性の代表例を示したものである。図12は、図9〜図11に示す従来のフィルタにおいて得られるフィルタ特性を示したものである。 FIG. 7 shows a representative example of the filter characteristics of the filter device of the present invention having the configuration shown in FIGS. FIG. 12 shows the filter characteristics obtained in the conventional filters shown in FIGS.
図7において横軸は通過帯域の中心周波数で規格化した周波数を、縦軸は挿入損失(単位:dB)を、f−1,f+1は低周波側及び高周波側の通過帯域の周波数を、f−∞,f+∞は低周波側及び高周波側の減衰極の周波数を、fw1は通過帯域幅を、fw∞は減衰極間の幅を表す。従来のフィルタ装置のフィルタ特性図である図12と比較して、広帯域な特性を有している。 In FIG. 7, the horizontal axis indicates the frequency normalized by the center frequency of the passband, the vertical axis indicates the insertion loss (unit: dB), f−1 and f + 1 indicate the frequencies of the low-frequency and high-frequency passbands, f -∞ and f + ∞ represent the frequencies of the low-frequency and high-frequency attenuation poles, fw1 represents the passband width, and fw∞ represents the width between the attenuation poles. Compared to FIG. 12, which is a filter characteristic diagram of a conventional filter device, it has a wide band characteristic.
図1〜図4に示す構成の本発明のフィルタおよびフィルタ装置の場合、広帯域化によって、構成する線路の特性インピーダンスは増加する傾向にあるが、接地された並列共振線路の共振周波数は、従来の構成ではf−1を形成するのに対して、通過帯域の中心周波数ftを形成するために、特性インピーダンスの式にΩ−1の2乗の項が除算されることが無い。このため、従来の構成と比較して線路の特性インピーダンスの増加を低減でき、結果として厚みの増加を低減し、小型化が容易なフィルタおよびフィルタ装置を提供することができる。 In the case of the filter and filter device of the present invention configured as shown in FIG. 1 to FIG. 4, the characteristic impedance of the line to be configured tends to increase due to the wide band, but the resonance frequency of the grounded parallel resonant line is In the configuration, f−1 is formed, but in order to form the center frequency ft of the pass band, the square term of Ω−1 is not divided into the characteristic impedance equation. Therefore, an increase in characteristic impedance of the line can be reduced as compared with the conventional configuration, and as a result, an increase in thickness can be reduced and a filter and a filter device that can be easily downsized can be provided.
また、本発明のフィルタおよびフィルタ装置において、第1および第2の入出力端子1,2は、図13に示すように、コンデンサ26を介して接続されていることが好ましい。
In the filter and filter device of the present invention, the first and second input /
第1の入出力端子1と第2の入出力端子2とをコンデンサ26にて接続したことにより、第1および第2の入出力端子1,2間を伝送される信号について、接続されたコンデンサ26により位相を進ませることができる。したがって、通過帯域より高周波側の周波数において、位相を急激に変化させることができるため、通過帯域の高周波側のより近傍に第2の減衰極を設けることができるものとなる。このことから、広帯域化により通過帯域と高域側の第2の減衰極が近づいた(急峻度が増す)際に生じる、線路の特性インピーダンスの増加をより低減できるため、高インピーダンス化による厚みの増加をより効果的に低減し、更なる小型化が容易なフィルタ装置を提供することができる。
Since the first input /
第1および第2の入出力端子1,2をコンデンサ26にて接続したこのフィルタについて、その実施形態の一例を図13と図14に基づいて説明する。図13は、本発明のフィルタの他の実施形態を示す回路構成図である。また、図13においては図1に示す回路構成図に対して、第1および第2の入出力端子1,2を接続するコンデンサ26が追加されており、入力された高周波信号はコンデンサ26を介しても出力される。
An example of an embodiment of this filter in which the first and second input /
また、図14において、破線は図1に示す構成の本発明のフィルタの他の実施の形態を示すフィルタ特性の例であり、実線は図13に示す破線で示したフィルタ特性を持つ図1に示す構成の本発明のフィルタの他の実施の形態の回路構成に、第1および第2の入出力端子1,2をコンデンサ26で接続したフィルタ特性の例である。図14において横軸は周波数(単位:GHz)を、縦軸は挿入損失(単位:dB)を表す。図14より図13に示す本発明のフィルタの他の実施の形態は、図1に示す本発明のフィルタの実施の形態にくらべ、高域側の第2の減衰極をより通過帯域の近傍に設けることができていることがわかる。このことから、広帯域化により通過帯域と高域側の第2の減衰極が近づいた(急峻度が増す)際に生じる、線路の特性インピーダンスの増加をより低減でき、高インピーダンス化による厚みの増加を低減し、更なる小型化が容易なフィルタ装置を提供することができる。
Further, in FIG. 14, the broken line is an example of filter characteristics showing another embodiment of the filter of the present invention having the configuration shown in FIG. 1, and the solid line is shown in FIG. 1 having the filter characteristics shown by the broken line shown in FIG. This is an example of filter characteristics in which first and second input /
上記図13のフィルタを有する本発明のフィルタ装置は、図1に示す構成の本発明のフィルタ装置の第1の入出力端子1と第2の入出力端子2とをコンデンサを介して接続することにより構成される。このようなコンデンサは、例えば図15に示すようにフィルタ装置を構成する誘電体層間に一対の電極73を形成して誘電体層を一対の電極73で挟み込むことによって内蔵コンデンサを形成し、この内蔵コンデンサの各電極を配線導体やビア導体などを介して第1および第2の入出力端子71,72にそれぞれ電気的に接続することにより、設けることができる。なお、コンデンサは誘電体層を利用した内蔵コンデンサでなくともよく、チップコンデンサをフィルタ装置の表面に設けたり、フィルタ装置に埋設したりしてもよい。
The filter device of the present invention having the filter of FIG. 13 is configured such that the first input /
また、本発明のフィルタ装置は、上記構成において好ましくは、第1および第2の接地電極41,42と第1乃至第4の導体パターンM1〜M4の短絡端とが、第1乃至第5の誘電体層31〜34内に形成された貫通導体または第1乃至第5の誘電体層31〜34の側面に形成された側面導体であることを特徴とするものであり、これにより、積層された複数の誘電体層の内部に形成するフィルタ装置の設計自由度が向上するとともに、小型で高性能なフィルタ装置となる。
In the filter device according to the present invention, the first and
1・・・・第1の入出力端子
2・・・・第2の入出力端子
3・・・・基準ノード
11・・・第1の先端短絡線路
12・・・第2の先端短絡線路
13・・・第3の先端短絡線路
14・・・第4の先端短絡線路
15・・・第5の先端短絡線路
21・・・第1の先端開放線路
22・・・第2の先端開放線路
23・・・第3の先端開放線路
24・・・第4の先端開放線路
25・・・第5の先端開放線路
26・・・コンデンサ
A1・・・第1の並列共振線路
A2・・・第2の並列共振線路
A3・・・第3の並列共振線路
A4・・・第4の並列共振線路
A5・・・第5の並列共振線路
DESCRIPTION OF
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005343738A JP4628262B2 (en) | 2005-03-29 | 2005-11-29 | Filter device |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005096113 | 2005-03-29 | ||
JP2005343738A JP4628262B2 (en) | 2005-03-29 | 2005-11-29 | Filter device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006311492A true JP2006311492A (en) | 2006-11-09 |
JP4628262B2 JP4628262B2 (en) | 2011-02-09 |
Family
ID=37477774
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005343738A Expired - Fee Related JP4628262B2 (en) | 2005-03-29 | 2005-11-29 | Filter device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4628262B2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008109593A (en) * | 2006-10-27 | 2008-05-08 | Kyocera Corp | Filter device |
JP2008109447A (en) * | 2006-10-26 | 2008-05-08 | Kyocera Corp | Filter device |
JP2009088594A (en) * | 2007-09-27 | 2009-04-23 | Kyocera Corp | Filter device |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05243823A (en) * | 1992-02-27 | 1993-09-21 | Kyocera Corp | Dielectric resonator |
JPH05335804A (en) * | 1992-03-31 | 1993-12-17 | Ngk Insulators Ltd | Lamination type dielectric filter |
JP2003152403A (en) * | 2001-11-07 | 2003-05-23 | Ind Technol Res Inst | Asymmetric high frequency filter |
JP2003273604A (en) * | 2002-03-18 | 2003-09-26 | Ngk Insulators Ltd | Laminated dielectric filter |
JP2003283205A (en) * | 2002-03-22 | 2003-10-03 | Kyocera Corp | Filter |
-
2005
- 2005-11-29 JP JP2005343738A patent/JP4628262B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05243823A (en) * | 1992-02-27 | 1993-09-21 | Kyocera Corp | Dielectric resonator |
JPH05335804A (en) * | 1992-03-31 | 1993-12-17 | Ngk Insulators Ltd | Lamination type dielectric filter |
JP2003152403A (en) * | 2001-11-07 | 2003-05-23 | Ind Technol Res Inst | Asymmetric high frequency filter |
JP2003273604A (en) * | 2002-03-18 | 2003-09-26 | Ngk Insulators Ltd | Laminated dielectric filter |
JP2003283205A (en) * | 2002-03-22 | 2003-10-03 | Kyocera Corp | Filter |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008109447A (en) * | 2006-10-26 | 2008-05-08 | Kyocera Corp | Filter device |
JP4646888B2 (en) * | 2006-10-26 | 2011-03-09 | 京セラ株式会社 | Filter device |
JP2008109593A (en) * | 2006-10-27 | 2008-05-08 | Kyocera Corp | Filter device |
JP4646889B2 (en) * | 2006-10-27 | 2011-03-09 | 京セラ株式会社 | Filter device |
JP2009088594A (en) * | 2007-09-27 | 2009-04-23 | Kyocera Corp | Filter device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4628262B2 (en) | 2011-02-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2008113432A (en) | Multi-layered band pass filter | |
CN103715483B (en) | Broad band band-pass filter | |
JP4693587B2 (en) | Bandpass filter | |
JP4628262B2 (en) | Filter device | |
JP4926031B2 (en) | Filter device | |
JP2009177766A (en) | Filter circuit and filter circuit device, and multilayered circuit board, and circuit module each including the filter circuit | |
US8400236B2 (en) | Electronic component | |
JP4009178B2 (en) | Low pass filter | |
JP2009200988A (en) | Filter device | |
JP2003023332A (en) | Wiring board for electronic circuit | |
JP2007195126A (en) | Band-pass filter and wireless communication equipment using the same | |
JP4336319B2 (en) | Multilayer stripline filter | |
JP4646888B2 (en) | Filter device | |
JP2008141426A (en) | Electronic component | |
JP2003069362A (en) | Diplexer | |
JP4646889B2 (en) | Filter device | |
JP2008085624A (en) | Filter and filter device | |
JP4841528B2 (en) | Filter device | |
JP3676885B2 (en) | Chip type multilayer filter | |
JP5489745B2 (en) | Filter device | |
JP2011050045A (en) | Filter apparatus | |
JP4303664B2 (en) | Filter device | |
JP2009267811A (en) | Bandpass filter and laminated bandpass filter | |
JP5361660B2 (en) | Filter device | |
JP3808386B2 (en) | Multilayer stripline filter |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080519 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090325 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100316 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100517 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100629 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100830 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20101012 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20101109 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131119 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |