JP2008182598A - Left-handed system transmission line, bypass filter and communication equipment - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、左手系伝送線路、左手系伝送線路の形態をとるハイパスフィルタ、およびそれらを備えた通信装置に関するものである。 The present invention relates to a left-handed transmission line, a high-pass filter in the form of a left-handed transmission line, and a communication device including them.
一般に、伝送線路として用いられる同軸線路やマイクロストリップ線路等、LとCを用いた等価回路で表すと、Lが直列に接続され、そのLとLとの間にCが並列に接続された、LCL構造のローパスフィルタ(LPF)の構成をとるものであった。 In general, when represented by an equivalent circuit using L and C, such as a coaxial line or a microstrip line used as a transmission line, L is connected in series, and C is connected in parallel between L and L. The configuration of a low-pass filter (LPF) having an LCL structure was adopted.
このような従来の伝送線路では信号の伝搬につれて位相が遅れる特性を備えている。これに対して非特許文献1に示されているように、信号の伝搬につれて位相が進むという従来の伝送線路にはない特性を備えた左手系伝送線路が研究されている。 Such a conventional transmission line has a characteristic that the phase is delayed as the signal propagates. On the other hand, as shown in Non-Patent Document 1, a left-handed transmission line having characteristics that the phase advances as the signal propagates, which is not found in conventional transmission lines, has been studied.
左手系伝送線路では、直列にCが接続され、そのCとCとの間にLが並列に配置されたCLC構造のハイパスフィルタ(HPF)の構成をとることになる。このような左手系伝送線路では、上述の信号の伝搬につれて位相が進むという特性を利用して種々のデバイスへの応用が期待されている。たとえば特許文献1には左手系伝送線路を用いたフェーズドアレイアンテナが開示されている。 In the left-handed transmission line, C is connected in series, and a configuration of a high-pass filter (HPF) having a CLC structure in which L is arranged in parallel between C and C is taken. Such a left-handed transmission line is expected to be applied to various devices by utilizing the characteristic that the phase advances as the signal propagates. For example, Patent Document 1 discloses a phased array antenna using a left-handed transmission line.
図1は特許文献1に示されているフェーズドアレイアンテナの構造を示す図である。この装置400は、直列インターディジタルキャパシタ402、中央ビア405を介してグランドに接地したスパイラル型のショートスタブ遅延ライン404、およびそれらを接続するマイクロストリップ401およびTジャンクション403を備えている。
ところが従来の左手系伝送線路においてはキャパシタ電極部分で生じる導体損失によって挿入損失が大きくなってしまうという問題があった。またキャパシタ電極とグランド電極との間に容量成分が生じ、またインダクタ電極とグランド電極との間にも容量成分が生じ、さらにはキャパシタ電極にインダクタンス成分が入ってしまい、左手系伝送線路として動作する周波数範囲が狭くなってしまう。すなわちこれらの不要な成分は等価的にローパスフィルタの要素であるので、ローパスフィルタの動作が支配的になると、右手系伝送線路として動作してしまうため信号の高域成分が減衰する。そのため利用可能な周波数帯域が狭くなる。 However, the conventional left-handed transmission line has a problem that the insertion loss increases due to the conductor loss generated in the capacitor electrode portion. Also, a capacitance component is generated between the capacitor electrode and the ground electrode, a capacitance component is also generated between the inductor electrode and the ground electrode, and further, an inductance component is entered in the capacitor electrode, so that it operates as a left-handed transmission line. The frequency range becomes narrow. In other words, these unnecessary components are equivalently low-pass filter elements. Therefore, when the operation of the low-pass filter becomes dominant, the high-frequency component of the signal is attenuated because it operates as a right-handed transmission line. Therefore, the usable frequency band becomes narrow.
そこで、この発明の目的は、低挿入損失で左手系伝送線路特性を示す周波数範囲を広くとれるようにした左手系伝送線路、広い通過帯域を有するハイパスフィルタおよびそれらを備えた通信装置を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a left-handed transmission line capable of widening a frequency range showing left-handed transmission line characteristics with low insertion loss, a high-pass filter having a wide passband, and a communication device including them. It is in.
上記課題を解決するために、この発明は次のように構成する。
(1)入出力電極の間に複数のキャパシタが直列に接続され、それらのキャパシタ同士の接続部とグランド電極との間にインダクタが接続される左手系伝送線路において、
互いに対向して前記キャパシタを構成するキャパシタ電極を前記グランド電極が形成された面に対して垂直方向を向くように配置して左手系伝送線路を構成する。
In order to solve the above problems, the present invention is configured as follows.
(1) In a left-handed transmission line in which a plurality of capacitors are connected in series between input and output electrodes, and an inductor is connected between a connection portion between these capacitors and a ground electrode.
Capacitor electrodes constituting the capacitor facing each other are arranged so as to face a direction perpendicular to the surface on which the ground electrode is formed to constitute a left-handed transmission line.
(2)前記キャパシタ電極は、前記入出力電極を結ぶ方向である信号伝搬方向に対して平行になるように配置する。 (2) The capacitor electrode is arranged so as to be parallel to a signal propagation direction which is a direction connecting the input / output electrodes.
(3)前記複数のキャパシタ電極は、対向方向に互いに隣接するキャパシタ電極同士が信号伝搬方向に互い違いにずれるように配置する。 (3) The plurality of capacitor electrodes are arranged so that the capacitor electrodes adjacent to each other in the opposing direction are staggered in the signal propagation direction.
(4)前記複数のキャパシタ電極は、対向方向に複数列配置されて、或るキャパシタ電極がそれを挟む位置の他の2つのキャパシタ電極との間でそれぞれキャパシタンスを生じるように構成する。 (4) The plurality of capacitor electrodes are arranged in a plurality of rows in the facing direction, and are configured such that a certain capacitor electrode generates a capacitance with each of the other two capacitor electrodes sandwiching the capacitor electrode.
(5)前記インダクタ電極は、前記キャパシタ電極と前記グランド電極が形成された回路基板への実装面との間、または前記グランド電極が形成された面との間に配置する。 (5) The inductor electrode is disposed between the capacitor electrode and a mounting surface on the circuit board on which the ground electrode is formed, or between the surface on which the ground electrode is formed.
(6)前記インダクタ電極は、前記グランド電極が形成された回路基板への実装面に対して、または前記グランド電極が形成された面に対して垂直方向を向くように配置する。 (6) The inductor electrode is arranged so as to face a mounting surface on the circuit board on which the ground electrode is formed or in a direction perpendicular to the surface on which the ground electrode is formed.
(7)前記インダクタ電極は、隣接するインダクタ電極同士で前記キャパシタ電極同士の対向方向にずれるように配置する。 (7) The inductor electrodes are arranged such that adjacent inductor electrodes are displaced in the facing direction of the capacitor electrodes.
(8)前記インダクタ電極は直線状、スパイラル状、ミアンダライン状のいずれかの帯状電極とする。 (8) The inductor electrode is a strip-like electrode having a linear shape, a spiral shape, or a meander line shape.
(9)この発明のハイパスフィルタは前記グランド電極が形成された面を有する積層基板に前記左手系伝送線路を構成するとともに、前記キャパシタ電極の入出力端に導通する入出力電極を前記積層基板に形成したものとする。 (9) In the high pass filter according to the present invention, the left-handed transmission line is formed on the multilayer substrate having the surface on which the ground electrode is formed, and the input / output electrodes that are electrically connected to the input / output terminals of the capacitor electrode It shall be formed.
(10)この発明の通信装置は前記のいずれかに記載の左手系伝送線路またはハイパスフィルタを高周波回路部に備えたものとする。 (10) A communication apparatus according to the present invention includes the left-handed transmission line or the high-pass filter according to any one of the above in a high-frequency circuit unit.
この発明によれば次のような効果を奏する。
(1)複数のキャパシタ電極が互いに対向するとともにグランド電極に対して垂直方向を向くのでキャパシタ電極とグランド電極との間に生じる不要な容量成分は極めて小さなものとなり理想的な左手系伝送線路となって、左手系伝送線路の特性を示す周波数範囲が広くなる。
According to the present invention, the following effects can be obtained.
(1) Since a plurality of capacitor electrodes face each other and face the vertical direction with respect to the ground electrode, an unnecessary capacitance component generated between the capacitor electrode and the ground electrode is extremely small and an ideal left-handed transmission line is obtained. Thus, the frequency range indicating the characteristics of the left-handed transmission line is widened.
(2)キャパシタ電極を、入出力電極を結ぶ方向である信号伝搬方向に対して平行になるように配置することによって、キャパシタを信号伝搬方向に順に直列接続する構成を単純な電極パターンで形成でき、そのために全体に小型に構成できる。 (2) By arranging the capacitor electrodes so as to be parallel to the signal propagation direction that connects the input and output electrodes, a configuration in which capacitors are connected in series in the signal propagation direction can be formed with a simple electrode pattern. Therefore, it can be made compact as a whole.
(3)複数のキャパシタ電極は、対向方向に隣接する他のキャパシタ電極同士が互い違いにずれるように配置することによって、信号伝搬方向に隣接するキャパシタ電極同士を接続する線路電極が不要であり、幅の広いキャパシタ電極だけで複数のキャパシタが順次直列に接続された構成となり、キャパシタ電極による導体損失が抑えられる。 (3) The plurality of capacitor electrodes are arranged so that the other capacitor electrodes adjacent in the facing direction are staggered, thereby eliminating the need for line electrodes that connect the capacitor electrodes adjacent in the signal propagation direction. A plurality of capacitors are sequentially connected in series with only a wide capacitor electrode, and conductor loss due to the capacitor electrode can be suppressed.
(4)複数のキャパシタ電極が対向方向に複数列配置されて、或るキャパシタ電極がそれを挟む位置の他の2つのキャパシタ電極との間でそれぞれキャパシタンスを生じるように構成することにより、キャパシタ電極の総面積あたりの得られるキャパシタンスを大きくすることができ、全体に小型化できる。 (4) A plurality of capacitor electrodes are arranged in a plurality of rows in the opposing direction so that a certain capacitor electrode generates capacitance between each of the other two capacitor electrodes sandwiching the capacitor electrode. Capacitance obtained per total area can be increased and the overall size can be reduced.
(5)インダクタ電極をキャパシタ電極とグランド電極との間に配置することによってキャパシタ電極とグランド電極との間隔が広くなって、キャパシタ電極とグランド電極間に生じる不要な容量成分はさらに抑えられる。 (5) By disposing the inductor electrode between the capacitor electrode and the ground electrode, the interval between the capacitor electrode and the ground electrode is widened, and unnecessary capacitance components generated between the capacitor electrode and the ground electrode are further suppressed.
(6)インダクタ電極もグランド電極に対して垂直方向を向くように配置することによってインダクタ電極とグランド電極との間に生じる不要な容量成分が小さくなり、並列容量成分が小さくなるので左手系伝送線路としての特性を示す周波数範囲が広くなる。 (6) Arranging the inductor electrode so as to face the vertical direction with respect to the ground electrode reduces the unnecessary capacitance component generated between the inductor electrode and the ground electrode and reduces the parallel capacitance component, so the left-handed transmission line As a result, the frequency range showing the characteristics becomes wider.
(7)インダクタ電極を、隣接するインダクタ電極同士で前記キャパシタ電極同士の対向方向にずれるように配置することによって、インダクタ電極によるインダクタ同士の不要な誘導結合およびインダクタ電極同士の不要な容量結合が抑えられ、左手系伝送線路としての特性を示す周波数範囲が広くなる。 (7) By disposing the inductor electrodes so that adjacent inductor electrodes are shifted in the opposing direction of the capacitor electrodes, unnecessary inductive coupling between inductors by the inductor electrodes and unnecessary capacitive coupling between inductor electrodes are suppressed. Therefore, the frequency range showing the characteristics as a left-handed transmission line is widened.
(8)インダクタ電極を直線状、スパイラル状、ミアンダライン状のいずれかの帯状電極とすることによってインダクタ電極の縁端部での電流集中が緩和され、挿入損失が低減できる。 (8) By making the inductor electrode a strip-like electrode having a linear shape, a spiral shape, or a meander line shape, current concentration at the edge of the inductor electrode is alleviated, and insertion loss can be reduced.
(9)上記左手系伝送線路をハイパスフィルタとして構成することにより、広い通過帯域特性を備えた高域通過フィルタとして用いることができる。 (9) By configuring the left-handed transmission line as a high-pass filter, it can be used as a high-pass filter having a wide passband characteristic.
(10)上記左手系伝送線路またはハイパスフィルタを高周波回路部に備えることによって、左手系伝送線路およびその構成を採るハイパスフィルタの特性を活かした通信装置を構成することができる。 (10) By providing the left-handed transmission line or the high-pass filter in the high-frequency circuit unit, it is possible to configure a communication device that takes advantage of the characteristics of the left-handed transmission line and the high-pass filter adopting the configuration.
《第1の実施形態》
図2は第1の実施形態に係る左手系伝送線路およびハイパスフィルタ110の構成を示す図である。図2(A)はハイパスフィルタ110の斜視図、図2(B)はその左側面図である。但し各電極は誘電体セラミックの積層体100の内部に設けていて、図2では積層体100を透明のように描き、内部の電極部分を実線で表している。
<< First Embodiment >>
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of the left-handed transmission line and the high-
図3は積層体内部に設ける各種電極を形成する電極形成層の電極パターンの例を示している。電極形成層61にはキャパシタ電極21a,21b、電極形成層62にはキャパシタ電極22a,22b,22cをそれぞれ形成している。また電極形成層63にはキャパシタ電極23a,23bを、電極形成層64にはキャパシタ電極24a,24b,24cをそれぞれ形成している。同様に電極形成層65にはキャパシタ電極25a,25b、電極形成層66にはキャパシタ電極26a,26b,26c、電極形成層67にはキャパシタ電極27a,27bをそれぞれ形成している。電極形成層65にはキャパシタ電極25a,25bから下方へ直線状に延びる帯状のインダクタ電極30a,30bをそれぞれ形成している。
FIG. 3 shows an example of an electrode pattern of an electrode forming layer for forming various electrodes provided in the laminated body.
またキャパシタ電極21a,23a,25a,27a同士を厚み方向に導通させるビア50aを電極形成層61〜67のそれぞれに形成している。同様に、キャパシタ電極21b,23b,25b,27b同士を厚み方向に導通させるビア50bを電極形成層61〜67のそれぞれに形成している。
In addition,
図3に示した電極形成層は具体的には導電性ペーストで上記キャパシタ電極やインダクタ電極を印刷形成した誘電体(または絶縁体)セラミックグリーンシートであり、これらのセラミックグリーンシートを積層し、さらに必要に応じて電極を形成していないセラミックグリーンシートも積層して図2に示すような積層体100を構成し、焼成する。
Specifically, the electrode forming layer shown in FIG. 3 is a dielectric (or insulator) ceramic green sheet in which the capacitor electrode and the inductor electrode are printed with a conductive paste, and these ceramic green sheets are laminated, If necessary, ceramic green sheets without electrodes are also laminated to form a
上記キャパシタ電極21〜27は、対向するキャパシタ電極同士が信号伝搬方向(図2(A)における左手前面から右後方面の方向、図2(B)では紙面に対して垂直方向)に互い違いにずれるように配置している。 The capacitor electrodes 21 to 27 are alternately shifted in the signal propagation direction (the direction from the left-hand front surface to the right rear surface in FIG. 2A, the direction perpendicular to the paper surface in FIG. 2B). Are arranged as follows.
このように複数のキャパシタ電極がセラミック層を介して対向しているので、その対向部分にキャパシタンスが生じる。図2に示した例では対向方向に7列のキャパシタ電極を配置していて、キャパシタ電極21a,21b,27a,27bを除く他のキャパシタ電極はそれらを挟む位置の他の2つのキャパシタ電極との間にそれぞれキャパシタンスが生じる。
As described above, since the plurality of capacitor electrodes are opposed to each other through the ceramic layer, a capacitance is generated at the opposed portion. In the example shown in FIG. 2, seven rows of capacitor electrodes are arranged in the opposing direction, and the capacitor electrodes other than the
積層体100の図2(A)における左手前面には入出力電極40a、右後方面には入出力電極40bをそれぞれ形成していて、キャパシタ電極22a,24a,26aは入出力電極40aに導通していて、キャパシタ電極22c,24c,26cは入出力電極40bにそれぞれ導通している。また、積層体100の下面にはグランド電極10を形成していてインダクタ電極30a,30bの下端はグランド電極10に導通している。
An input /
このような構造により、複数のキャパシタが直列接続され、入出力電極を形成した面とは異なる面に形成したグランド電極と入出力端以外のキャパシタ電極との間にインダクタ電極30a,30bが接続された構造となる。
With such a structure, a plurality of capacitors are connected in series, and the
複数のキャパシタ電極21〜27は積層体100のグランド電極10が形成された面に対して垂直方向を向くように配置し、しかもインダクタ電極30a,30bをキャパシタ電極21〜27とグランド電極10の形成面(積層体100の底面であり、ハイパスフィルタ110の回路基板への実装面)との間に配置している。そのためキャパシタ電極とグランド電極との間に生じる不要な容量成分は極めて小さなものとなり理想的な左手系伝送線路となって、左手系伝送線路の特性を示す周波数範囲(ハイパスフィルタの通過帯域)が広くなる。
The plurality of capacitor electrodes 21 to 27 are arranged so as to face the direction perpendicular to the surface on which the
また、複数のキャパシタ電極は、対向方向に隣接する他のキャパシタ電極同士が互い違いにずれるように配置することによって、信号伝搬方向に隣接するキャパシタ電極同士を接続する線路電極が不要であり、幅の広いキャパシタ電極だけで複数のキャパシタが順次直列に接続された構成となり、キャパシタ電極による導体損失が抑えられる。 In addition, by arranging the plurality of capacitor electrodes so that the other capacitor electrodes adjacent to each other in the opposite direction are staggered, a line electrode for connecting the capacitor electrodes adjacent to each other in the signal propagation direction is not necessary, A plurality of capacitors are sequentially connected in series only with a wide capacitor electrode, and conductor loss due to the capacitor electrode can be suppressed.
さらに、複数のキャパシタ電極が対向方向に複数列配置されて、或るキャパシタ電極がそれを挟む位置の他の2つのキャパシタ電極との間でそれぞれキャパシタンスを生じるように構成することにより、キャパシタ電極の総面積あたりの得られるキャパシタンスを大きくすることができ、全体に小型化できる。 Further, by arranging a plurality of capacitor electrodes in a plurality of rows in the opposing direction so that a certain capacitor electrode generates a capacitance between each of the other two capacitor electrodes sandwiching the capacitor electrode, Capacitance obtained per total area can be increased and the overall size can be reduced.
また、インダクタ電極30a,30bもグランド電極10の形成面に対して垂直方向を向くように配置している。これにより、インダクタ電極30a,30bとグランド電極10との間、およびインダクタ電極30a,30bとキャパシタ電極21〜27との間にそれぞれ生じるキャパシタンス成分(並列容量成分)が小さくなるので、左手系伝送線路としての特性を示す周波数範囲が広くなる。
Further, the
図4はこのハイパスフィルタの等価回路図である。ここでキャパシタCaaはキャパシタ電極22a,24a,26aとそれらを交互に挟むキャパシタ電極21a,23a,25a,27aとの間に生じるもの、キャパシタCabはキャパシタ電極21a,23a,25a,27aとそれらによって挟まれるキャパシタ電極22b,24b,26bとの間に生じるものである。同様に、キャパシタCbbはキャパシタ電極21b,23b,25b,27bとそれらによって挟まれるキャパシタ電極22b,24b,26bとの間に生じるもの、キャパシタCbcはキャパシタ電極22c,24c,26cとそれらを交互に挟むキャパシタ電極21b,23b,25b,27bとの間に生じるものである。
FIG. 4 is an equivalent circuit diagram of the high-pass filter. Here, the capacitor Caa is generated between the
インダクタLaはインダクタ電極30aによるもの、インダクタLbはインダクタ電極30bによるものである。入出力端子IN,OUTは入出力電極40a,40bにそれぞれ対応する。またグランド端子GNDはグランド電極10に対応する。
The inductor La is due to the
この伝送線路は直列キャパシタと並列インダクタを備えた左手系伝送線路として作用し、入出力電極40a,40bおよびグランド電極10を含む全体としてはハイパスフィルタ110として作用する。
This transmission line functions as a left-handed transmission line including a series capacitor and a parallel inductor, and functions as a high-
図2に示した例では積層体100の内部にCLCによるハイパスフィルタ回路を2段備えたが、これをさらに多段化することもできる。また入出力電極40a,40bを形成してその間のハイパスフィルタ特性を利用するのではなく、ハイパスフィルタの高域通過周波数帯で用いる伝送線路自体として構成してもよい。例えば積層基板に構成する高周波回路中の線路として図4に示したCLC回路を構成することもできる。
In the example shown in FIG. 2, two stages of high-pass filter circuits based on CLC are provided in the laminate 100, but this can be further increased in number. Further, instead of forming the input /
《第2の実施形態》
図5は第2の実施形態に係る左手系伝送線路およびハイパスフィルタの構成を示す図であり、図5(A)はハイパスフィルタ111の斜視図、図5(B)はその左側面図である。図2の場合と同様に、各電極は誘電体セラミックの積層体101の内部に設けていて、図5では積層体101を透明のように描き、内部の電極部分を実線で表している。
<< Second Embodiment >>
5A and 5B are diagrams showing configurations of a left-handed transmission line and a high-pass filter according to the second embodiment. FIG. 5A is a perspective view of the high-
第1の実施形態と異なるのは、インダクタ電極の配置(取り出し位置)である。図2に示した例ではキャパシタ電極25a,25bを形成した電極形成層に(同じ層に)インダクタ電極30a,30bを形成したが、図5に示す例では、一方のインダクタ電極30aをキャパシタ電極27aを形成した電極形成層に設け、他方のインダクタ電極30bを最背面にあるキャパシタ電極21aを形成した電極形成層に設けている。
The difference from the first embodiment is the arrangement (extraction position) of the inductor electrode. In the example shown in FIG. 2, the
このように、隣接するインダクタ電極同士がキャパシタ電極同士の対向方向にずれるように配置したことにより、インダクタ電極によるインダクタ同士の不要な誘導結合およびインダクタ電極同士の不要な容量結合が抑えられ、左手系伝送線路としての特性を示す周波数範囲が広くなる。 In this way, by arranging the adjacent inductor electrodes so as to be shifted in the opposing direction of the capacitor electrodes, unnecessary inductive coupling between the inductors by the inductor electrodes and unnecessary capacitive coupling between the inductor electrodes can be suppressed, and the left-handed system The frequency range showing the characteristics as a transmission line is widened.
なお、CLC回路が3段以上連続する場合についても同様に、隣接するインダクタ電極同士について同様の関係とすればよい。 In addition, what is necessary is just to make it the same relationship about adjacent inductor electrodes similarly, also when a CLC circuit continues 3 steps or more.
《第3の実施形態》
図6は第3の実施形態に係る左手系伝送線路およびハイパスフィルタの構成を示す図であり、図6(A)はハイパスフィルタ112の斜視図、図6(B)はその左側面図である。図2の場合と同様に、各電極は誘電体セラミックの積層体102の内部に設けていて、図6では積層体102を透明のように描き、内部の電極部分を実線で表している。
<< Third Embodiment >>
6A and 6B are diagrams showing configurations of a left-handed transmission line and a high-pass filter according to the third embodiment. FIG. 6A is a perspective view of the high-
第1・第2の実施形態では直線状且つ帯状の電極でインダクタ電極を構成したが、この第3の実施形態では帯状且つスパイラル状のインダクタ電極31a,31bで主要部を構成している。
In the first and second embodiments, the inductor electrode is constituted by the linear and strip-like electrodes, but in the third embodiment, the principal portions are constituted by the strip-like and
具体的には、キャパシタ電極27aを形成する電極形成層にインダクタ電極31aを形成し、キャパシタ電極26aを形成する電極形成層にインダクタ電極31cを形成している。そしてインダクタ電極31aと31cとの間をビア31eで導通させている。同様に、キャパシタ電極21aを形成する電極形成層にインダクタ電極31bを形成し、キャパシタ電極22aを形成する電極形成層にインダクタ電極31dを形成している。そしてインダクタ電極31bと31dとの間をビア31fで導通させている。
Specifically, the
この第3の実施形態でもインダクタ電極の主要部(ビア31e,31fを除く部分)はグランド電極10およびキャパシタ電極に21〜27に対して垂直方向に配置している。また、隣接する2つのインダクタ電極のスパイラル状部分31a,31bの巻回方向は逆向きとしている。
Also in this third embodiment, the main part of the inductor electrode (the part excluding the
本来インダクタ電極は、不要なキャパシタンス成分が生じないように図2,図5に示したようにグランド電極およびキャパシタ電極に対して垂直方向に延びる1本の帯状電極で構成するのが望ましい。しかし小型化が必要な場合に所望のインダクタンス値を得るためにこのようにインダクタ電極の主要部をスパイラル状に形成することが有効である。この構造によってグランド電極および実装面からの高さ寸法を小さくできる。 Originally, it is desirable that the inductor electrode is composed of one strip electrode extending in a direction perpendicular to the ground electrode and the capacitor electrode as shown in FIGS. 2 and 5 so as not to generate an unnecessary capacitance component. However, in order to obtain a desired inductance value when downsizing is required, it is effective to form the main part of the inductor electrode in a spiral shape in this way. With this structure, the height dimension from the ground electrode and the mounting surface can be reduced.
また、スパイラル状部分の巻回方向を、隣接するインダクタ電極同士で逆向きとすることによって、インダクタ電極同士の磁界結合が低く抑えられる。しかし、その場合に伝送線路としてのインピーダンスが低くなりすぎるので、所望のインピーダンス値を確保するために必要なインダクタンス値が大きくなり、小型化は困難になる。左手系伝送線路として作用する周波数範囲が確保できるのであれば、隣接するインダクタ電極同士の巻回方向が同じ向きとなるように形成してもよい。また、3つ以上のインダクタ電極を備える場合に巻回方向が同じ向きのインダクタ電極と逆向きのインダクタ電極とを混在させてもよい。 Further, by making the winding direction of the spiral portion reverse between adjacent inductor electrodes, the magnetic field coupling between the inductor electrodes can be kept low. However, in this case, since the impedance of the transmission line becomes too low, the inductance value necessary for securing a desired impedance value becomes large, and miniaturization becomes difficult. As long as a frequency range acting as a left-handed transmission line can be secured, the winding directions of adjacent inductor electrodes may be formed in the same direction. Further, when three or more inductor electrodes are provided, an inductor electrode having the same winding direction and an inductor electrode having the opposite direction may be mixed.
《第4の実施形態》
図7は、第4の実施形態に係る左手系伝送線路およびハイパスフィルタの構成を示す図であり、図7(A)はハイパスフィルタ113の斜視図、図7(B)はその左側面図である。図2の場合と同様に、各電極は誘電体セラミックの積層体103の内部に設けていて、図7では積層体103を透明のように描き、内部の電極部分を実線で表している。
<< Fourth Embodiment >>
7A and 7B are diagrams showing configurations of a left-handed transmission line and a high-pass filter according to the fourth embodiment. FIG. 7A is a perspective view of the high-
第1〜第3の実施形態ではいずれもインダクタ電極をキャパシタ電極とグランド電極との間に配置したが、この第4の実施形態では複数のキャパシタ電極の積層方向に隣接する位置に配置している。一般的には複数のキャパシタ電極21〜27とグランド電極10との間隔はなるべく離してその間の不要なキャパシタンス成分が生じないようにすることが望ましいが、各キャパシタ電極21〜27の向きをグランド電極10の面に対して垂直に配置することによって、不要なキャパシタンス成分は小さく抑えられるので、キャパシタ電極21〜27を全体にグランド電極10側に近寄せれば、その分インダクタ電極をキャパシタ電極のほぼ同じ高さに配置することによって積層体全体の高さ寸法を低くできる。
In any of the first to third embodiments, the inductor electrode is disposed between the capacitor electrode and the ground electrode. In the fourth embodiment, the inductor electrode is disposed at a position adjacent to the stacking direction of the plurality of capacitor electrodes. . In general, it is desirable that the distance between the plurality of capacitor electrodes 21 to 27 and the
また、図7に示した例では2つのインダクタ電極32a,32bを同一の電極形成層に形成したが、図6に示したものと同様に、隣接する2つのインダクタ電極をキャパシタ電極同士の対向方向にずれるように配置してもよい。そのことによって隣接するインダクタ電極間の不要な結合が抑えられ理想的な左手系伝送線路の特性に近づけることができる。
In the example shown in FIG. 7, the two
《第5の実施形態》
図8はクワッドバンド対応の携帯電話端末の高周波回路部の構成を示している。この高周波回路部は、トリプルバンド用のチップセット203、平衡−不平衡型のフィルタモジュール200、トリプルバンド用のアンテナスイッチモジュール201およびアンテナ202とで構成している。
<< Fifth Embodiment >>
FIG. 8 shows a configuration of a high-frequency circuit unit of a quad-band mobile phone terminal. The high-frequency circuit unit includes a triple-band chip set 203, a balanced-
アンテナスイッチモジュール201はGSM850・900/DCS1800/PCS1900用のアンテナスイッチであり、その内部のDCS1800/PCS1900の信号を通過させるハイパスフィルタ部分に第1〜第4の実施形態で示したハイパスフィルタの構成を適用する。
The
GSM用のポートにはフィルタモジュール200を接続し、このフィルタモジュール200でGSM850とGSM900を切り替えるようにしている。クワッドバンド用チップセット203はGSM850/GSM900/DCS1800/PCS1900用のチップセットであり、このクワッドバンドについてRF(高周波)フロントエンド回路として動作する。このクワッドバンド用チップセット203には図外のベースバンドチップを接続して、さらに、そのベースバンドチップに入出力部を設けることによって携帯電話を構成する。上記フィルタモジュール200またはクワッドバンド用チップセット203内の伝送線路部分に第1〜第4の実施形態で示したハイパスフィルタ内の伝送線路部分の構成を適用する。
A
《その他の実施形態》
以上に示した各実施形態では積層体に入出力電極40a,40bおよびグランド電極10を形成してハイパスフィルタとして用いるように構成したが、回路基板への実装面には必ずしもグランド電極がなくてもよい。その場合には、グランド電極が形成された回路基板への実装面に対してキャパシタ電極およびインダクタ電極が垂直となるように配置すればよい。また例えば図2において積層体100の上面にグランド電極が形成されていてもよい。その場合にも上面のグランド電極とキャパシタ電極21〜27とがそれぞれ垂直な関係となって不要なキャパシタンス成分が抑えられる。
<< Other Embodiments >>
In each of the embodiments described above, the input /
一方、各キャパシタ電極21〜27に対して平行な積層体100の面にはグランド電極を形成しない。仮にその面にグランド電極を形成する場合にはキャパシタ電極21〜27との距離を十分に確保する。
On the other hand, no ground electrode is formed on the surface of the
また、各実施形態では複数のキャパシタ電極が重なり合う方向にセラミックグリーンシートを積層するようにしたが、この発明はキャパシタ電極やインダクタ電極を積層体に構成するものに限らず適用できる。なお、積層体を構成する材料についてもセラミックに限らず、液晶ポリマーのような樹脂でも構わない。 In each embodiment, the ceramic green sheets are stacked in the direction in which the plurality of capacitor electrodes overlap. However, the present invention is not limited to the structure in which the capacitor electrode and the inductor electrode are configured in a stacked body. The material constituting the laminate is not limited to ceramic, and may be a resin such as a liquid crystal polymer.
また、各実施形態では伝送線路のキャパシタは連続した容量となるように構成するのが望ましいが、その場合に必要なインピーダンスを確保するための必要容量が大きくなってしまう。誘電体材料の誘電率、形状などに制約があって十分なキャパシタンスがとれないような場合には、インダクタ電極とインダクタ電極との間に1つ以上の集中的なキャパシタンス素子を接続するように構成してもよい。 In each embodiment, it is desirable to configure the transmission line capacitor so as to have a continuous capacity. However, in this case, the necessary capacity for securing the necessary impedance increases. Configured to connect one or more intensive capacitance elements between inductor electrodes when there is a restriction on the dielectric constant or shape of the dielectric material and sufficient capacitance cannot be obtained. May be.
また、インダクタ電極はセラミックグリーンシートへの導電性ペーストのパターン印刷に限らずビアによって構成してもよい。また内面に導体膜を形成したスルーホールによって構成してもよい。 Further, the inductor electrode is not limited to the pattern printing of the conductive paste on the ceramic green sheet, and may be constituted by a via. Moreover, you may comprise by the through hole which formed the conductor film in the inner surface.
また、第3・第4の実施形態では、主要部がスパイラル状のインダクタ電極を構成したが、主要部がミアンダライン状のインダクタ電極であってもよい。この場合はビアを用いることなく同一平面にインダクタ電極を形成することができる。 Further, in the third and fourth embodiments, the main part is a spiral inductor electrode, but the main part may be a meander line inductor electrode. In this case, the inductor electrode can be formed on the same plane without using vias.
10−グランド電極
21〜27−キャパシタ電極
30〜32−インダクタ電極
40−入出力電極
50−ビア
61〜67−電極形成層
100〜103−積層体
110〜113−ハイパスフィルタ
10-ground electrodes 21-27-capacitor electrodes 30-32-inductor electrodes 40-input / output electrodes 50-vias 61-67-electrode formation layers 100-103-laminated bodies 110-113-high-pass filters
Claims (10)
互いに対向して前記キャパシタを構成するキャパシタ電極を前記グランド電極が形成された面に対して垂直方向を向くように配置した左手系伝送線路。 In the left-handed transmission line in which a plurality of capacitors are connected in series between the input and output electrodes, and an inductor is connected between the connection portion between these capacitors and the ground electrode,
A left-handed transmission line in which capacitor electrodes constituting the capacitor facing each other are arranged so as to face a direction perpendicular to a surface on which the ground electrode is formed.
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