JP2009088595A - バンドパスフィルタならびにそれを用いた無線通信モジュールおよび無線通信機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 非常に広い通過帯域の両側に減衰極を有する作動入出力が可能なバンドパスフィルタおよびそれを用いた高周波モジュールならびにそれらを用いた無線通信機器を提供する。
【解決手段】 積層体の第１の層間に第１の入出力段１／４波長共振電極30ａ，第２の入出力段１／４波長共振電極30ｂ，中段１／２波長共振電極30ｃ，第１の中段１／４波長共振電極30ｄ，第２の中段１／４波長共振電極30ｅ，入出力段１／２波長共振電極30ｆが、第２の層間に第１の結合電極40ａ，第２の結合電極40ｂ，第３の結合電極40ｃ，第４の結合電極40ｄが、積層体の第３の層間に両端が接地されるとともに第１の入出力段１／４波長共振電極30ａおよび第２の入出力段１／４波長共振電極30ｂの接地端側ならびに入出力段１／２波長共振電極30ｆの中央部と対向して電磁界結合する共振電極結合導体32がそれぞれ配置されたバンドパスフィルタである。
【選択図】 図１

Description

本発明はバンドパスフィルタならびにそれを用いた無線通信モジュールおよび無線通信機器に関するものであり、例えばＵＷＢ（Ultra Wide Band）に好適に使用可能な、非常に広い通過帯域の両側近傍に減衰極を有する作動入出力が可能なバンドパスフィルタおよびそれを用いた高周波モジュールならびにそれらを用いた無線通信機器に関するものである。

近年、新しい通信手段としてＵＷＢが着目されている。ＵＷＢは10ｍ程度の短い距離において広い周波数帯域を使用して大容量のデータ転送を実現するものであり、例えば米国ＦＣＣ（Federal Communication Commission）の規定によると3.1〜10.6ＧＨｚの周波数帯域を使用する計画となっている。このようにＵＷＢの特徴は非常に広い周波数帯域を用いることである。日本やＩＴＵ−Ｒでは、ＩＥＥＥ802.11.aで使用する5.3GHzを避ける形で3.1〜4.7ＧＨｚ程度の帯域を使用するLow Band（ローバンド）と６ＧＨｚ〜10.6ＧＨｚ程度の帯域を使用するHigh Band（ハイバンド）とに分割された規格が立案されており、Low Band用のフィルタには、2.5ＧＨｚと5.3ＧＨｚで急峻に減衰する特性が求められている。

このようなＵＷＢに使用可能な超広帯域のフィルタに関する研究は近年盛んに行なわれており、例えば、方向性結合器の原理を応用したバンドパスフィルタによって、通過帯域幅が比帯域（帯域幅／中心周波数）で100％を超える広帯域な特性が得られたとの報告がある（例えば、非特許文献１を参照。）。

一方、従来よく使用されるフィルタとして、複数の１／４波長ストリップライン共振器を併設して相互に結合させて構成したバンドパスフィルタが知られている（例えば、特許文献１を参照。）。

また、短絡端と開放端とが互い違いとなるようにインターデジタル型に配置された複数の共振器内導体（１／４波長ストリップ線路型共振器）を具備し、各共振器内導体を設けた層とは別の層に、隣接する共振器内導体の短絡端近傍の共振器外導体間を繋ぐ短絡端接続パターンが埋設された構成の積層誘電体フィルタが知られている（例えば、特許文献２を参照。）。
「マイクロストリップ−ＣＰＷブロードサイド結合構造を用いた超広帯域バンドパスフィルタ」2005年３月電子情報通信学会総合大会講演論文集 C-2-114 p.147 特開2004−180032号公報 特開平11−88009号公報

しかしながら、前述したバンドパスフィルタはそれぞれ問題点を有しており、ＵＷＢ用のバンドパスフィルタには適さないものであった。

例えば、非特許文献１にて提案されたバンドパスフィルタは通過帯域幅が広すぎるという問題があった。すなわち、ＵＷＢは最終的に3.1ＧＨｚ〜10.6ＧＨｚの周波数帯域を使用するが、当初は3.1ＧＨｚ〜4.7ＧＨｚ程度の周波数帯域を使用する計画となっており、比帯域で40％程度となる。よって、これに使用されるフィルタには比帯域で40％程度の通過帯域幅が要求される。また、Ｗ−ＬＡＮ（ＩＥＥＥ 802.11.a）との間の影響を考慮する必要があり、5.15ＧＨｚにおける減衰が要求されている。よって、通過帯域幅が比帯域で100％を超えるような特性を有する非特許文献１にて提案されたバンドパスフィルタは通過帯域幅が広すぎて使えないものであった。

また、従来の１／４波長共振器を使用したバンドパスフィルタの通過帯域幅は狭すぎ、広帯域化を図った特許文献１に記載のバンドパスフィルタの通過帯域幅であっても比帯域で10％にも満たないものであった。よって、比帯域で40％程度に相当する広い通過帯域幅を要求されるＵＷＢ用のバンドパスフィルタとして使えるものではなかった。

さらに、特許文献２に記載のバンドパスフィルタでは、通過帯域よりも低域側または高域側のいずれか一方に１個しか減衰極を発生させることができないため、通過帯域の両側近傍の2.5ＧＨｚと5.3ＧＨｚで急峻に減衰させる必要があるＵＷＢ用のLow Bandのフィルタとして使えるものではなかった。

またさらに、ＵＷＢ等の無線通信機器のＲＦ部に用いられるＩＣの入出力には外部からのノイズの影響が小さく、かつ外部へのノイズの放射も少ない差動線路が用いられることが多いため、ＩＣに接続されるバンドパスフィルタにも作動入出力が可能であることが要求されており、また、広帯域化に有利な平衡型のアンテナとバンドパスフィルタとの接続の観点からもバンドパスフィルタに対して作動入出力が可能であることが要求されているが、前述した従来のバンドパスフィルタは作動入出力に対応できるものではなかった。

本発明はこのような従来の技術における問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的は、例えばＵＷＢのLow Band用のバンドパスフィルタとして好適に使用可能な、非常に広い通過帯域の両側に減衰極を有する作動入出力が可能なバンドパスフィルタならびにそれを用いた無線通信モジュールおよび無線通信機器を提供することにある。

本発明のバンドパスフィルタは、複数の誘電体層が積層されてなる積層体と、該積層体の下面に配置された第１の接地電極および上面に配置された第２の接地電極と、前記積層体の第１の層間に互いに平行に配置された帯状の入出力段１／２波長共振電極および中段１／２波長共振電極と、前記入出力段１／２波長共振電極および前記中段１／２波長共振電極の間の前記第１の層間に前記入出力段１／２波長共振電極の一方端側領域および前記中段１／２波長共振電極の一方端側領域と対向して相互に電磁界結合するように配置され、前記入出力段１／２波長共振電極および前記中段１／２波長共振電極の一方端に近い側の端部が接地端であり、反対側の端部が開放端である帯状の第１の中段１／４波長共振電極と、前記入出力段１／２波長共振電極および前記中段１／２波長共振電極の間の前記第１の層間に前記入出力段１／２波長共振電極の他方端側領域および前記中段１／２波長共振電極の他方端側領域と対向して相互に電磁界結合するように配置され、前記入出力段１／２波長共振電極および前記中段１／２波長共振電極の他方端に近い側の端部が接地端であり、反対側の端部が開放端である帯状の第２の中段１／４波長共振電極と、前記第１の層間の前記中段１／２波長共振電極を挟んで前記第１の中段１／４波長共振電極と反対側に前記中段１／２波長共振電極の前記一方端側領域と対向して相互に電磁界結合するように配置され、前記中段１／２波長共振電極の前記一方端に近い側の端部が接地端であり、反対側の端部が開放端である帯状の第１の入出力段１／４波長共振電極と、前記第１の層間の前記中段１／２波長共振電極を挟んで前記第２の中段１／４波長共振電極と反対側に前記中段１／２波長共振電極の前記他方端側領域と対向して相互に電磁界結合するように配置され、前記中段１／２波長共振電極の前記他方端に近い側の端部が接地端であり、反対側の端部が開放端である帯状の第２の入出力段１／４波長共振電極と、前記積層体の前記第１の層間とは異なる第２の層間に前記第１の入出力段１／４波長共振電極に対向して電磁界結合するように配置された帯状の第１の結合電極と、前記第２の層間に前記第２の入出力段１／４波長共振電極に対向して電磁界結合するように配置された帯状の第２の結合電極と、前記第２の層間に前記入出力段１／２波長共振電極の前記一方端側領域に対向して電磁界結合するように配置された帯状の第３の結合電極と、前記第２の層間に前記入出力段１／２波長共振電極の前記他方端側領域に対向して電磁界結合するように配置された帯状の第４の結合電極と、前記積層体の前記第１の層間を挟んで前記第２の層間と反対側に位置する第３の層間に配置され、一方端が前記第１の入出力段１／４波長共振電極の前記接地端の近傍で接地されるとともに前記第１の入出力段１／４波長共振電極の前記接地端側に対向して電磁界結合する領域を有し、他方端が前記第２の入出力段１／４波長共振電極の前記接地端側の近傍で接地されるとともに前記第２の入出力段１／４波長共振電極の前記接地端側に対向して電磁界結合する領域を有し、中央部に前記入出力段１／２波長共振電極の前記一方端側領域における該一方端側領域の中央より前記他方端側および前記他方端側領域における該他方端側領域の中央より前記一方端側に対向して電磁界結合する領域を有する共振電極結合導体とを備えるバンドパスフィルタであって、前記第１の結合電極および前記第２の結合電極と外部回路との間ならびに前記第３の結合電極および前記第４の結合電極と外部回路との間で差動信号が入出力されるとともに、前記第１の結合電極において前記差動信号の一方が入力または出力される第１入出力点が、前記第１の入出力段１／４波長共振電極の中央よりも前記開放端側と対向する位置にあり、前記第２の結合電極において前記差動信号の他方が入力または出力される第２入出力点が、前記第２の入出力段１／４波長共振電極の中央よりも前記開放端側と対向する位置にあり、前記第３の結合電極において前記差動信号の一方が入力または出力される第３入出力点が、前記入出力段１／２波長共振電極の前記一方端側領域の中央よりも前記一方端側と対向する位置にあり、前記第４の結合電極において前記差動信号の他方が入力または出力される第４入出力点が、前記入出力段１／２波長共振電極の前記他方端側領域の中央よりも前記他方端側と対向する位置にあることを特徴とするものである。

また、本発明のバンドパスフィルタは、上記構成において、前記共振電極結合導体が前記入出力段１／２波長共振電極の長さ方向の中央部と対向する部分を境にして２つに分割されており、分割されたそれぞれの端部が接地されることを特徴とするものである。

さらに、本発明のバンドパスフィルタは、上記各構成において、前記積層体の前記第１の層間に、前記入出力段１／２波長共振電極、前記中段１／２波長共振電極、前記第１の中段１／４波長共振電極、前記第２の中段１／４波長共振電極、前記第１の入出力段１／４波長共振電極および前記第２の入出力段１／４波長共振電極を取り囲むように環状接地電極が形成され、前記第１の中段１／４波長共振電極、前記第２の中段１／４波長共振電極、前記第１の入出力段１／４波長共振電極および前記第２の入出力段１／４波長共振電極のそれぞれの接地端が前記環状接地電極に接続されていることを特徴とするものである。

またさらに、本発明のバンドパスフィルタは、上記各構成において、前記積層体の前記第１の層間に対して前記第２の層間と同じ側に位置する層間に、貫通導体によって前記第１の入出力段１／４波長共振電極の前記開放端側に接続された第１の共振補助電極と、貫通導体によって前記第２の入出力段１／４波長共振電極の前記開放端側に接続された第２の共振補助電極と、貫通導体によって前記入出力段１／２波長共振電極の前記一方端側領域における前記一方端側に接続された第３の共振補助電極と、貫通導体によって前記入出力段１／２波長共振電極の前記他方端側領域における前記他方端側に接続された第４の共振補助電極とが配置されるとともに、前記積層体の前記第１〜第４の共振補助電極が配置された層間および前記第１の層間ならびに前記第２の層間と異なる層間に、貫通導体によって前記第１の結合電極の前記第１入出力点に接続され、前記第１の共振補助電極に対向する領域を有するように配置された第１の結合補助電極と、貫通導体によって前記第２の結合電極の前記第２入出力点に接続され、前記第２の共振補助電極に対向する領域を有するように配置された第２の結合補助電極と、貫通導体によって前記第３の結合電極の前記第３入出力点に接続され、前記第３の共振補助電極に対向する領域を有するように配置された第３の結合補助電極と、貫通導体によって前記第４の結合電極の前記第４入出力点に接続され、前記第４の共振補助電極に対向する領域を有するように配置された第４の結合補助電極とを備え、前記第１の結合補助電極および前記第２の結合補助電極を介して前記第１の結合電極および前記第２の結合電極と外部回路との間で前記差動信号が入出力されるとともに、前記第３の結合補助電極および前記第４の結合補助電極を介して前記第３の結合電極および前記第４の結合電極と外部回路との間で前記差動信号が入出力されることを特徴とするものである。

本発明の無線通信モジュールは、上記各構成のいずれかのバンドパスフィルタを備えることを特徴とするものである。

本発明の無線通信機器は、アンテナと、該アンテナに接続された上記各構成のいずれかのバンドパスフィルタを含むＲＦ部と、該ＲＦ部に接続されたベースバンド部とを備えることを特徴とするものである。

本発明のバンドパスフィルタは、複数の誘電体層が積層されてなる積層体と、積層体の下面に配置された第１の接地電極および上面に配置された第２の接地電極と、積層体の第１の層間に互いに平行に配置された帯状の入出力段１／２波長共振電極および中段１／２波長共振電極と、入出力段１／２波長共振電極および中段１／２波長共振電極の間の第１の層間に入出力段１／２波長共振電極の一方端側領域および中段１／２波長共振電極の一方端側領域と対向して相互に電磁界結合するように配置され、入出力段１／２波長共振電極および中段１／２波長共振電極の一方端に近い側の端部が接地端であり、反対側の端部が開放端である帯状の第１の中段１／４波長共振電極と、入出力段１／２波長共振電極および中段１／２波長共振電極の間の第１の層間に入出力段１／２波長共振電極の他方端側領域および中段１／２波長共振電極の他方端側領域と対向して相互に電磁界結合するように配置され、入出力段１／２波長共振電極および中段１／２波長共振電極の他方端に近い側の端部が接地端であり、反対側の端部が開放端である帯状の第２の中段１／４波長共振電極と、第１の層間の中段１／２波長共振電極を挟んで第１の中段１／４波長共振電極と反対側に中段１／２波長共振電極の一方端側領域と対向して相互に電磁界結合するように配置され、中段１／２波長共振電極の一方端に近い側の端部が接地端であり、反対側の端部が開放端である帯状の第１の入出力段１／４波長共振電極と、第１の層間の中段１／２波長共振電極を挟んで第２の中段１／４波長共振電極と反対側に中段１／２波長共振電極の他方端側領域と対向して相互に電磁界結合するように配置され、中段１／２波長共振電極の他方端に近い側の端部が接地端であり、反対側の端部が開放端である帯状の第２の入出力段１／４波長共振電極とを備えている。このような構成を有していることから、作動入出力が可能になるとともに、第１の入出力段１／４波長共振電極および第２の入出力段１／４波長共振電極と中段１／２波長共振電極とが互いにインターデジタル型に電磁界結合し、中段１／２波長共振電極と第１の中段１／４波長共振電極および第２の中段１／４波長共振電極とが互いにインターデジタル型に電磁界結合し、第１の中段１／４波長共振電極および第２の中段１／４波長共振電極と入出力段１／２波長共振電極とが互いにインターデジタル型に電磁界結合するため、隣接する共振電極同士が全てインターデジタル型に電磁界結合する。これにより、電界による結合と磁界による結合とが加算されて、コムライン型に結合する場合と比較してより強い結合が生じるため、それぞれの共振モードにおける共振周波数の間の周波数間隔を、従来の１／４波長共振器を利用したフィルタで実現可能だった領域を遙かに超えた、比帯域で40％程度という非常に広い通過帯域幅を得るのに適度なものにすることができる。

その上で、本発明のバンドパスフィルタは、積層体の第１の層間とは異なる第２の層間に第１の入出力段１／４波長共振電極に対向して電磁界結合するように配置された帯状の第１の結合電極と、第２の層間に第２の入出力段１／４波長共振電極に対向して電磁界結合するように配置された帯状の第２の結合電極と、第２の層間に入出力段１／２波長共振電極の一方端側領域に対向して電磁界結合するように配置された帯状の第３の結合電極と、第２の層間に入出力段１／２波長共振電極の他方端側領域に対向して電磁界結合するように配置された帯状の第４の結合電極とを備えており、第１の結合電極および第２の結合電極と外部回路との間ならびに第３の結合電極および第４の結合電極と外部回路との間で差動信号が入出力されるとともに、第１の結合電極において差動信号の一方が入力または出力される第１入出力点が、第１の入出力段１／４波長共振電極の中央よりも開放端側と対向する位置にあり、第２の結合電極において差動信号の他方が入力または出力される第２入出力点が、第２の入出力段１／４波長共振電極の中央よりも開放端側と対向する位置にあり、第３の結合電極において差動信号の一方が入力または出力される第３入出力点が、入出力段１／２波長共振電極の一方端側領域の中央よりも一方端側と対向する位置にあり、第４の結合電極において差動信号の他方が入力または出力される第４入出力点が、入出力段１／２波長共振電極の他方端側領域の中央よりも他方端側と対向する位置にある。このような構成を有していることから、第１の結合電極および第２の結合電極と第１の入出力段１／４波長共振電極および第２の入出力段１／４波長共振電極とがブロードサイド結合するとともにインターデジタル型に結合し、第３の結合電極および第４の結合電極と入出力段１／２波長共振電極の一方端側領域および他方端側領域とがブロードサイド結合するとともにインターデジタル型に結合する。ブロードサイド結合であるためエッジ結合と比較して強い結合になるとともに、インターデジタル型に結合するため、前述した共振電極同士の場合と同様に磁界による結合と電界による結合とが加算されて強い結合になるので、第１の結合電極および第２の結合電極と第１の入出力段１／４波長共振電極および第２の入出力段１／４波長共振電極との間ならびに第３の結合電極および第４の結合電極と入出力段１／２波長共振電極の一方端側領域および他方端側領域との間に非常に強い結合が生じる。これにより、従来の１／４波長共振器を利用したフィルタで実現可能だった領域を遙かに超えた広い通過帯域であっても、それぞれの共振モードの共振周波数の間に位置する周波数における挿入損失が大きく増加することのない、広い通過帯域の全域に渡って平坦で低損失な通過特性を有するバンドパスフィルタを得ることができる。

そして、本発明のバンドパスフィルタは、積層体の第１の層間を挟んで第２の層間と反対側に位置する第３の層間に配置され、一方端が第１の入出力段１／４波長共振電極の接地端の近傍で接地されるとともに第１の入出力段１／４波長共振電極の接地端側に対向して電磁界結合する領域を有し、他方端が第２の入出力段１／４波長共振電極の接地端側の近傍で接地されるとともに第２の入出力段１／４波長共振電極の接地端側に対向して電磁界結合する領域を有し、中央部に入出力段１／２波長共振電極の一方端側領域における一方端側領域の中央より他方端側および他方端側領域における他方端側領域の中央より一方端側に対向して電磁界結合する領域を有する共振電極結合導体とを備えている。このような構成を有していることから、第１の入出力段１／４波長共振電極，中段１／２波長共振電極の一方端領域，第１の中段１／４波長共振電極および入出力段１／２波長共振電極の一方端領域の４段の共振電極により構成されるフィルタ回路ならびに第２の入出力段１／４波長共振電極，中段１／２波長共振電極の他方端領域，第２の中段１／４波長共振電極および入出力段１／２波長共振電極の他方端領域の４段の共振電極により構成されるフィルタ回路からなる互いに並列に接続された２つのフィルタ回路の両方において、４段の共振電極からなるフィルタ回路の最前段の共振電極と最後段の共振電極との間に共振電極結合導体によって誘導性の結合が生じる。また、それぞれのフィルタ回路において、隣り合う共振電極同士はインターデジタル型に結合しており、磁界による結合と電界による結合が加算されて強く結合しているが、全体としては容量性の結合になっている。このため、４段の共振電極からなるフィルタ回路の最前段の共振電極と最後段の共振電極との間で、共振電極結合導体を介した誘導性の結合により伝達された信号と、隣り合う共振電極同士の容量性の結合により伝達された信号との間に180°の位相差が生じて互いに打ち消し合う現象を生じさせることができる。この現象をバンドパスフィルタの通過帯域の両側近傍で生じさせることができるため、バンドパスフィルタの通過特性において、通過帯域の両側近傍において信号が殆ど伝達されない減衰極を形成することができる。

また、本発明のバンドパスフィルタによれば、積層体の第１の層間に、入出力段１／２波長共振電極、中段１／２波長共振電極、第１の中段１／４波長共振電極、第２の中段１／４波長共振電極、第１の入出力段１／４波長共振電極および第２の入出力段１／４波長共振電極を取り囲むように環状接地電極が形成され、第１の中段１／４波長共振電極、第２の中段１／４波長共振電極、第１の入出力段１／４波長共振電極および第２の入出力段１／４波長共振電極のそれぞれの接地端が環状接地電極に接続されているときには、第１の中段１／４波長共振電極、第２の中段１／４波長共振電極、第１の入出力段１／４波長共振電極および第２の入出力段１／４波長共振電極のそれぞれを容易に接地することができる。

さらに、本発明のバンドパスフィルタは、積層体の第１の層間に対して第２の層間と同じ側に位置する層間に、貫通導体によって第１の入出力段１／４波長共振電極の開放端側に接続された第１の共振補助電極と、貫通導体によって第２の入出力段１／４波長共振電極の開放端側に接続された第２の共振補助電極と、貫通導体によって入出力段１／２波長共振電極の一方端側領域における一方端側に接続された第３の共振補助電極と、貫通導体によって入出力段１／２波長共振電極の他方端側領域における他方端側に接続された第４の共振補助電極とが配置されるとともに、積層体の第１〜第４の共振補助電極が配置された層間および第１の層間ならびに第２の層間と異なる層間に、貫通導体によって第１の結合電極の第１入出力点に接続され、第１の共振補助電極に対向する領域を有するように配置された第１の結合補助電極と、貫通導体によって第２の結合電極の第２入出力点に接続され、第２の共振補助電極に対向する領域を有するように配置された第２の結合補助電極と、貫通導体によって第３の結合電極の第３入出力点に接続され、第３の共振補助電極に対向する領域を有するように配置された第３の結合補助電極と、貫通導体によって第４の結合電極の第４入出力点に接続され、第４の共振補助電極に対向する領域を有するように配置された第４の結合補助電極とを備え、第１の結合補助電極および第２の結合補助電極を介して第１の結合電極および第２の結合電極と外部回路との間で差動信号が入出力されるとともに、第３の結合補助電極および第４の結合補助電極を介して第３の結合電極および第４の結合電極と外部回路との間で差動信号が入出力されるようにしてもよい。このような構成を有するときには、第１の結合補助電極および第２の結合補助電極と第１の共振補助電極および第２の共振補助電極との電磁界による結合が第１の結合電極および第２の結合電極と第１の入出力段１／４波長共振電極および第２の入出力段１／４波長共振電極との電磁界による結合に加算されるとともに、第３の結合補助電極および第４の結合補助電極と第３の共振補助電極および第４の共振補助電極との電磁界による結合が第３の結合電極および第４の結合電極と入出力段１／２波長共振電極の一方端側領域および他方端側領域との電磁界による結合に加算される。これによって、第１の結合電極および第２の結合電極と第１の入出力段１／４波長共振電極および第２の入出力段１／４波長共振電極との電磁界による結合ならびに第３の結合電極および第４の結合電極と入出力段１／２波長共振電極の一方端側領域および他方端側領域との電磁界による結合がさらに強まるので、非常に広い通過帯域幅であっても、それぞれの共振モードの共振周波数の間に位置する周波数における挿入損失の増加がさらに低減された、広い通過帯域の全域に渡ってより平坦でより低損失な通過特性を有するバンドパスフィルタを得ることができる。

本発明の無線通信モジュールおよび本発明の無線通信機器によれば、通信帯域の全域に渡って通過する信号の損失が小さい本発明のバンドパスフィルタを送信信号および受信信号の濾波に用いることにより、バンドパスフィルタを通過する受信信号および送信信号の減衰が少なくなるため、受信感度が向上し、また、送信信号をおよび受信信号の増幅度を小さくできるため増幅回路における消費電力が少なくなる。また、バンドパスフィルタの入出力に差動信号を用いることができるので外部からのノイズの影響を受けにくくなるとともに、広帯域化に有利な平衡型のアンテナにバンドパスフィルタをそのまま接続することが可能になる。よって受信感度が高く消費電力が少ない安定性に優れた無線通信モジュールおよび無線通信機器を得ることができる。

以下、本発明のバンドパスフィルタならびにそれを用いた無線通信モジュールおよび無線通信機器を添付の図面を参照しつつ詳細に説明する。

（実施の形態の第１の例）
図１は本発明のバンドパスフィルタの実施の形態の一例を模式的に示す分解斜視図である。

本例のバンドパスフィルタは、複数の誘電体層11が積層されてなる積層体と、積層体の下面に配置された第１の接地電極21および上面に配置された第２の接地電極22と、積層体の第１の層間に互いに平行に配置された帯状の入出力段１／２波長共振電極30ｆおよび中段１／２波長共振電極30ｃと、入出力段１／２波長共振電極30ｆおよび中段１／２波長共振電極30ｃの間の第１の層間に入出力段１／２波長共振電極30ｆの長さ方向の中央よりも一方端側の一方端側領域および中段１／２波長共振電極30ｃの長さ方向の中央よりも一方端側の一方端側領域と対向して相互に電磁界結合するように配置され、入出力段１／２波長共振電極30ｆおよび中段１／２波長共振電極30ｃの一方端に近い側の端部が接地端であり、反対側の端部が開放端である帯状の第１の中段１／４波長共振電極30ｄと、入出力段１／２波長共振電極30ｆおよび中段１／２波長共振電極30ｃの間の第１の層間に入出力段１／２波長共振電極30ｆの長さ方向の中央よりも他方端側の他方端側領域および中段１／２波長共振電極30ｃの長さ方向の中央よりも他方端側の他方端側領域と対向して相互に電磁界結合するように配置され、入出力段１／２波長共振電極30ｆおよび中段１／２波長共振電極30ｃの他方端に近い側の端部が接地端であり、反対側の端部が開放端である帯状の第２の中段１／４波長共振電極30ｅと、第１の層間の中段１／２波長共振電極30ｃを挟んで第１の中段１／４波長共振電極30ｄと反対側に中段１／２波長共振電極30ｃの一方端側領域と対向して相互に電磁界結合するように配置され、中段１／２波長共振電極30ｃの一方端に近い側の端部が接地端であり、反対側の端部が開放端である帯状の第１の入出力段１／４波長共振電極30ａと、第１の層間の中段１／２波長共振電極30ｃを挟んで第２の中段１／４波長共振電極30ｅと反対側に中段１／２波長共振電極30ｃの他方端側領域と対向して相互に電磁界結合するように配置され、中段１／２波長共振電極30ｃの他方端に近い側の端部が接地端であり、反対側の端部が開放端である帯状の第２の入出力段１／４波長共振電極30ｂと、積層体の第１の層間とは異なる第２の層間に第１の入出力段１／４波長共振電極30ａに対向して電磁界結合するように配置された帯状の第１の結合電極40ａと、第２の層間に第２の入出力段１／４波長共振電極30ｂに対向して電磁界結合するように配置された帯状の第２の結合電極40ｂと、第２の層間に入出力段１／２波長共振電極30ｆの一方端側領域に対向して電磁界結合するように配置された帯状の第３の結合電極40ｃと、第２の層間に入出力段１／２波長共振電極30ｆの他方端側領域に対向して電磁界結合するように配置された帯状の第４の結合電極40ｄと、積層体の第１の層間を挟んで第２の層間と反対側に位置する第３の層間に配置され、一方端が第１の入出力段１／４波長共振電極30ａの接地端の近傍で接地されるとともに第１の入出力段１／４波長共振電極30ａの接地端側に対向して電磁界結合する領域を有し、他方端が第２の入出力段１／４波長共振電極30ｂの接地端側の近傍で接地されるとともに第２の入出力段１／４波長共振電極30ｂの接地端側に対向して電磁界結合する領域を有し、中央部に入出力段１／２波長共振電極30ｆの一方端側領域における一方端側領域の中央より他方端側および他方端側領域における他方端側領域の中央より一方端側に対向して電磁界結合する領域を有する共振電極結合導体32とを備えている。

また、本例のバンドパスフィルタは、積層体の第１の層間に、入出力段１／２波長共振電極30ｆ、中段１／２波長共振電極30ｃ、第１の中段１／４波長共振電極30ｄ、第２の中段１／４波長共振電極30ｅ、第１の入出力段１／４波長共振電極30ａおよび第２の入出力段１／４波長共振電極30ｂを取り囲むように環状接地電極23が形成され、第１の中段１／４波長共振電極30ｄ、第２の中段１／４波長共振電極30ｅ、第１の入出力段１／４波長共振電極30ａおよび第２の入出力段１／４波長共振電極30ｂのそれぞれの接地端が環状接地電極23に接続されている。そして、共振電極結合導体32の一方端が第１の入出力段１／４波長共振電極30ａの接地端の近傍で貫通導体50を介して第１の接地電極21および環状接地電極23に接続されており、他方端が第２の入出力段１／４波長共振電極30ｂの接地端側の近傍で貫通導体50を介して第１の接地電極21および環状接地電極23に接続されている。

さらに、本例のバンドパスフィルタは、第１の入出力端子電極60ａおよび第２の入出力端子電極60ｂがそれぞれ貫通導体50を介して第１の結合電極40ａおよび第２の結合電極40ｂに接続されるとともに、第３の入出力端子電極60ｃおよび第４の入出力端子電極60ｄがそれぞれ貫通導体50を介して第３の結合電極40ｃおよび第４の結合電極40ｄに接続されている。そして、第１の結合電極40ａおよび第２の結合電極40ｂと外部回路との間で第１の入出力端子電極60ａおよび第２の入出力端子電極60ｂならびに貫通導体50を介して差動信号が入出力されるとともに、第３の結合電極40ｃおよび第４の結合電極40ｄと外部回路との間で第３の入出力端子電極60ｃおよび第４の入出力端子電極60ｄならびに貫通導体50を介して差動信号が入出力されて、作動入出力が可能なバンドパスフィルタとして機能する。

なお、本例のバンドパスフィルタは、第１の結合電極40ａにおいて貫通導体50に接続されて差動信号の一方が入力または出力される第１入出力点45ａが、第１の入出力段１／４波長共振電極30ａの中央よりも開放端側と対向する位置にあり、第２の結合電極40ｂにおいて貫通導体50に接続されて差動信号の他方が入力または出力される第２入出力点45ｂが、第２の入出力段１／４波長共振電極30ｂの中央よりも開放端側と対向する位置にあり、第３の結合電極40ｃにおいて貫通導体50に接続されて差動信号の一方が入力または出力される第３入出力点45ｃが、入出力段１／２波長共振電極30ｆの一方端側領域の中央よりも一方端側と対向する位置にあり、第４の結合電極40ｄにおいて貫通導体50に接続されて差動信号の他方が入力または出力される第４入出力点45ｄが、入出力段１／２波長共振電極30ｆの他方端側領域の中央よりも他方端側と対向する位置にある。

このような本例のバンドパスフィルタによれば、第１の入出力段１／４波長共振電極30ａおよび第２の入出力段１／４波長共振電極30ｂと中段１／２波長共振電極30ｃとが互いにインターデジタル型に電磁界結合し、中段１／２波長共振電極30ｃと第１の中段１／４波長共振電極30ｄおよび第２の中段１／４波長共振電極30ｅとが互いにインターデジタル型に電磁界結合し、第１の中段１／４波長共振電極30ｄおよび第２の中段１／４波長共振電極30ｅと入出力段１／２波長共振電極30ｆとが互いにインターデジタル型に電磁界結合するため、隣接する共振電極同士が全てインターデジタル型に電磁界結合する。これにより、電界による結合と磁界による結合とが加算されて、コムライン型に結合する場合と比較してより強い結合が生じるため、それぞれの共振モードにおける共振周波数の間の周波数間隔を、従来の１／４波長共振器を利用したフィルタで実現可能だった領域を遙かに超えた、比帯域で40％程度という非常に広い通過帯域幅を得るのに適度なものにすることができる。

また、本例のバンドパスフィルタによれば、第１の結合電極40ａおよび第２の結合電極40ｂと第１の入出力段１／４波長共振電極30ａおよび第２の入出力段１／４波長共振電極30ｂとがブロードサイド結合するとともにインターデジタル型に結合し、第３の結合電極40ｃおよび第４の結合電極40ｄと入出力段１／２波長共振電極30ｆの一方端側領域および他方端側領域とがブロードサイド結合するとともにインターデジタル型に結合する。ブロードサイド結合であるためエッジ結合と比較して強い結合になるとともに、インターデジタル型に結合するため、前述した共振電極同士の場合と同様に磁界による結合と電界による結合とが加算されて強い結合になるので、第１の結合電極40ａおよび第２の結合電極40ｂと第１の入出力段１／４波長共振電極30ａおよび第２の入出力段１／４波長共振電極30ｂとの間ならびに第３の結合電極40ｃおよび第４の結合電極40ｄと入出力段１／２波長共振電極30ｆの一方端側領域および他方端側領域との間に非常に強い結合が生じる。これにより、従来の１／４波長共振器を利用したフィルタで実現可能だった領域を遙かに超えた広い通過帯域であっても、それぞれの共振モードの共振周波数の間に位置する周波数における挿入損失が大きく増加することのない、広い通過帯域の全域に渡って平坦で低損失な通過特性を有するバンドパスフィルタを得ることができる。

またさらに、本例のバンドパスフィルタによれば、第１の入出力段１／４波長共振電極30ａ，中段１／２波長共振電極30ｃの一方端領域，第１の中段１／４波長共振電極30ｄおよび入出力段１／２波長共振電極30ｆの一方端領域の４段の共振電極により構成されるフィルタ回路ならびに第２の入出力段１／４波長共振電極30ｂ，中段１／２波長共振電極30ｃの他方端領域，第２の中段１／４波長共振電極30ｅおよび入出力段１／２波長共振電極30ｆの他方端領域の４段の共振電極により構成されるフィルタ回路からなる互いに並列に接続された２つのフィルタ回路の両方において、４段の共振電極からなるフィルタ回路の最前段の共振電極と最後段の共振電極との間に共振電極結合導体32によって誘導性の結合が生じる。また、それぞれのフィルタ回路において、隣り合う共振電極同士はインターデジタル型に結合しており、磁界による結合と電界による結合が加算されて強く結合しているが、全体としては容量性の結合になっている。このため、４段の共振電極からなるフィルタ回路の最前段の共振電極と最後段の共振電極との間で、共振電極結合導体32を介した誘導性の結合により伝達された信号と、隣り合う共振電極同士の容量性の結合により伝達された信号との間に180°の位相差が生じて互いに打ち消し合う現象を生じさせることができる。この現象をバンドパスフィルタの通過帯域の両側近傍で生じさせることができるため、バンドパスフィルタの通過特性において、通過帯域の両側近傍において信号が殆ど伝達されない減衰極を形成することができる。

さらにまた、本例のバンドパスフィルタによれば、積層体の第１の層間に、入出力段１／２波長共振電極30ｆ、中段１／２波長共振電極30ｃ、第１の中段１／４波長共振電極30ｄ、第２の中段１／４波長共振電極30ｅ、第１の入出力段１／４波長共振電極30ａおよび第２の入出力段１／４波長共振電極30ｂを取り囲むように環状接地電極23が形成されていることから、第１の入出力段１／４波長共振電極30ａ、第２の入出力段１／４波長共振電極30ｂ、第１の中段１／４波長共振電極30ｄおよび第２の中段１／４波長共振電極30ｅのそれぞれの接地端を環状接地電極23に接続することによって容易に接地することができる。また、各々の共振電極の周囲を電磁気的に遮蔽することによって、外部からの電磁ノイズの影響を低減することができるとともに、各々の共振電極から発生する電磁波の周囲への漏洩を低減することができる。この効果はモジュール基板の中の一部の領域にバンドパスフィルタが形成される場合に、モジュール基板の他の領域への悪影響を防止する上で特に有用である。

（実施の形態の第２の例）
図２は本発明のバンドパスフィルタの実施の形態の他の例を模式的に示す分解斜視図である。なお、本例においては前述した第１の例と異なる点のみについて説明し、同様の構成要素については同一の参照符号を用いて重複する説明を省略する。

本例のバンドパスフィルタは、積層体の第２の層間に、貫通導体50によって第１の入出力段１／４波長共振電極30ａの開放端側に接続された第１の共振補助電極31ａと、貫通導体50によって第２の入出力段１／４波長共振電極30ｂの開放端側に接続された第２の共振補助電極31ｂと、貫通導体50によって入出力段１／２波長共振電極30ｆの一方端側領域における一方端側に接続された第３の共振補助電極31ｃと、貫通導体50によって入出力段１／２波長共振電極30ｆの他方端側領域における他方端側に接続された第４の共振補助電極31ｄとが配置されている。なお、第１の共振補助電極31ａ，第２の共振補助電極31ｂ，第３の共振補助電極31ｃおよび第４の共振補助電極31ｄは、それぞれ環状接地電極23と対向する領域を有するように配置されている。

また、本例のバンドパスフィルタは、積層体の第２の層間を挟んで第１の層間と反対側に位置する層間Ａに、貫通導体50によって第１の結合電極40ａの第１入出力点45ａに接続され、第１の共振補助電極31ａに対向する領域を有するように配置された第１の結合補助電極41ａと、貫通導体50によって第２の結合電極40ｂの第２入出力点45ｂに接続され、第２の共振補助電極31ｂに対向する領域を有するように配置された第２の結合補助電極41ｂと、貫通導体50によって第３の結合電極40ｃにおける入出力段１／２波長共振電極30ｆの第３入出力点45ｃに接続され、第３の共振補助電極31ｃに対向する領域を有するように配置された第３の結合補助電極41ｃと、貫通導体50によって第４の結合電極40ｄの第４入出力点45ｄに接続され、第４の共振補助電極31ｄに対向する領域を有するように配置された第４の結合補助電極41ｄとを備えている。

さらに、本例のバンドパスフィルタは、第１の入出力端子電極60ａおよび第２の入出力端子電極60ｂがそれぞれ貫通導体50を介して第１の結合補助電極41ａおよび第２の結合補助電極41ｂに接続されるとともに、第３の入出力端子電極60ｃおよび第４の入出力端子電極60ｄがそれぞれ貫通導体50を介して第３の結合補助電極41ｃおよび第４の結合補助電極41ｄに接続されている。そして、第１の結合電極40ａおよび第２の結合電極40ｂと外部回路との間で第１の入出力端子電極60ａおよび第２の入出力端子電極60ｂならびに第１の結合補助電極41ａおよび第２の結合補助電極41ｂならびに貫通導体50を介して差動信号が入出力されるとともに、第３の結合電極40ｃおよび第４の結合電極40ｄと外部回路との間で第３の入出力端子電極60ｃおよび第４の入出力端子電極60ｄならびに第３の結合補助電極41ｃおよび第４の結合補助電極41ｄならびに貫通導体50を介して差動信号が入出力されて、作動入出力が可能なバンドパスフィルタとして機能する。

なお、本例のバンドパスフィルタは、積層体の第１の層間と積層体の上面との間に位置する層間Ｂに第２の接地電極22と対向するように配置された、貫通導体50によって中段１／２波長共振電極30ｃの一方端および他方端にそれぞれ接続された共振補助電極31ｅおよび共振補助電極31ｆと、貫通導体50によって第１の中段１／４波長共振電極30ｄおよび第２の中段１／４波長共振電極30ｅ開放端側にそれぞれ接続された共振補助電極31ｇおよび共振補助電極31ｈとをさらに有している。

本例のバンドパスフィルタによれば、第１の結合補助電極41ａおよび第２の結合補助電極41ｂと第１の共振補助電極31ａおよび第２の共振補助電極31ｂとの電磁界による結合が第１の結合電極40ａおよび第２の結合電極40ｂと第１の入出力段１／４波長共振電極30ａおよび第２の入出力段１／４波長共振電極30ｂとの電磁界による結合に加算されるとともに、第３の結合補助電極41ｃおよび第４の結合補助電極41ｄと第３の共振補助電極31ｃおよび第４の共振補助電極31ｄとの電磁界による結合が第３の結合電極40ｃおよび第４の結合電極40ｄと入出力段１／２波長共振電極30ｆの一方端側領域および他方端側領域との電磁界による結合に加算される。これによって、第１の結合電極40ａおよび第２の結合電極40ｂと第１の入出力段１／４波長共振電極30ａおよび第２の入出力段１／４波長共振電極30ｂとの電磁界による結合ならびに第３の結合電極40ｃおよび第４の結合電極40ｄと入出力段１／２波長共振電極30ｆの一方端側領域および他方端側領域との電磁界による結合がさらに強まるので、非常に広い通過帯域幅であっても、それぞれの共振モードの共振周波数の間に位置する周波数における挿入損失の増加がさらに低減された、広い通過帯域の全域に渡ってより平坦でより低損失な通過特性を有するバンドパスフィルタを得ることができる。

また、本例のバンドパスフィルタによれば、第１の共振補助電極31ａ，第２の共振補助電極31ｂ，第３の共振補助電極31ｃおよび第４の共振補助電極31ｄが、それぞれ環状接地電極23と対向する領域を有するように配置されているとともに、共振補助電極31ｅ，共振補助電極31ｆ，共振補助電極31ｇおよび共振補助電極31ｈが第２の接地電極22と対向する領域を有するように配置されていることから、それぞれの共振補助電極と環状接地電極23または第２の接地電極22との間に発生する静電容量によって、それぞれの共振補助電極に接続された共振電極の長さを短くすることができるので、より小型のバンドパスフィルタを得ることができる。

（実施の形態の第３の例）
図３は本発明のバンドパスフィルタを用いた無線通信モジュール80および無線通信機器85の構成例を示すブロック図である。

本発明の無線通信モジュール80は、例えば、ベースバンド信号が処理されるベースバンド部81と、ベースバンド部81に接続されてベースバンド信号の変調後および復調前のＲＦ信号が処理されるＲＦ部82とを備えている。

ＲＦ部82には前述した本発明のバンドパスフィルタ821が含まれており、ベースバンド信号が変調されてなるＲＦ信号または受信したＲＦ信号における通信帯域以外の信号をバンドパスフィルタ821によって減衰させている。

具体的な構成としては、ベースバンド部81にはベースバンドＩＣ 811が配置され、ＲＦ部82にはバンドパスフィルタ821とベースバンド部81との間にＲＦ ＩＣ 822が配置されている。なお、これらの回路間には別の回路が介在していてもよい。

そして、無線通信モジュール80のバンドパスフィルタ821にアンテナ84を接続することによってＲＦ信号の送受信がなされる本発明の無線通信機器85が構成される。なお、本例においてアンテナ84は広帯域化に有利な平衡型のアンテナ84とされている。

このような構成を有する本発明の無線通信モジュール80および無線通信機器85によれば、通信帯域の全域に渡って通過する信号の損失が小さい本発明のバンドパスフィルタ821を用いて送信信号および受信信号の濾波を行なうことから、通信帯域の全体に渡ってバンドパスフィルタ821を通過する送信信号および受信信号の減衰を少なくすることができるため、受信感度が向上するとともに、送信信号および受信信号の増幅度を小さくすることができるので、増幅回路における消費電力が少なくなる。また、バンドパスフィルタの入出力に差動信号を用いることができるので外部からのノイズの影響を受けにくくなるとともに、広帯域化に有利な平衡型のアンテナ84とバンドパスフィルタとをそのまま接続することが可能となる。よって受信感度が高く消費電力が少ない安定性に優れた無線通信モジュール80および無線通信機器85を得ることができる。

本発明のバンドパスフィルタにおいて、誘電体層11の材質としては、例えばエポキシ樹脂等の樹脂や例えば誘電体セラミックス等のセラミックスを用いることができる。例えば、ＢａＴｉＯ_３，Ｐｂ_４Ｆｅ_２Ｎｂ_２Ｏ_１２，ＴｉＯ_２等の誘電体セラミック材料と、Ｂ_２Ｏ_３，ＳｉＯ_２，Ａｌ_２Ｏ_３，ＺｎＯ等のガラス材料とからなり、800〜1200℃程度の比較的低い温度で焼成が可能なガラス−セラミック材料が好適に用いられる。また、誘電体層11の厚みとしては、例えば0.01〜0.4ｍｍ程度に設定される。

前述した各種の電極および貫通導体の材質としては、例えば、Ａｇ，Ａｇ−Ｐｄ，Ａｇ−Ｐｔ等のＡｇ合金を主成分とする導電材料やＣｕ系，Ｗ系，Ｍｏ系，Ｐｄ系導電材料等が好適に用いられる。各種の電極の厚みは、例えば0.001〜0.03ｍｍに設定される。

本発明のバンドパスフィルタは、例えば次のようにして作製することができる。まず、セラミック原料粉末に適当な有機溶剤等を添加・混合して泥漿状にするとともに、ドクターブレード法によってセラミックグリーンシートを形成する。次に、得られたセラミックグリーンシートにパンチングマシーン等を用いて貫通導体となる貫通孔を形成し、Ａｇ，Ａｇ−Ｐｄ，Ａｕ，Ｃｕ等の導体ペーストを充填することで貫通導体を形成する。次に、セラミックグリーンシートに印刷法を用いて前述した各種の電極を形成する。次に、これらを積層し、ホットプレス装置を用いて圧着し、800℃〜1050℃程度のピーク温度で焼成することにより作製される。

（変形例）
本発明は前述した実施の形態の第１〜第３の例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更，改良が可能である。

例えば、前述した実施の形態の例においては、１つの共振電極結合導体32を配置した例を示したが、共振電極結合導体32が入出力段１／２波長共振電極30ｆの長さ方向の中央部と対向する部分を境にして２つに分割されており、分割されたそれぞれの端部が接地されるようにしても構わない。このような構造の共振電極結合導体も前述した実施の形態のバンドパスフィルタの共振電極結合導体32と全く同様に機能する。

また、前述した実施の形態の例においては、第１〜第４の入出力端子電極60ａ〜60ｄを備えた例を示したが、モジュール基板の中の一領域にバンドパスフィルタが形成されるような場合には第１〜第４の入出力端子電極60ａ〜60ｄは必ずしも必要なく、モジュール基板内の外部回路からの配線導体が、第１〜第４の結合電極40ａ〜40ｄに直接接続するようにしても構わない。この場合は、第１〜第４の結合電極40ａ〜40ｄのそれぞれと配線導体との接続点が、第１〜第４入出力点45ａ〜45ｄとなる。

さらに、前述した実施の形態の第２の例では第１〜第４の共振補助電極31ａ〜31ｄが第１〜第４の結合電極40ａ〜40ｄと同じく第２の層間に配置された例を示したが、第１〜第４の共振補助電極31ａ〜31ｄと第１〜第４の結合電極40ａ〜40ｄとが積層体10の異なる層間に配置されるようにしても構わない。

またさらに、第１〜第４の共振補助電極31ａ〜31ｄが環状接地電極23と対向する領域を有するように配置された例を示したが、第１〜第４の共振補助電極31ａ〜31ｄが第１の接地電極21または第２の接地電極22と対向するように配置しても構わない。

さらにまた、前述した実施の形態の例においては、積層体の下面に第１の接地電極21を配置し、積層体10の上面に第２の接地電極22を配置した例を示したが、例えば、第１の接地電極21の下にさらに誘電体層11を配置しても構わないし、第２の接地電極22の上にさらに誘電体層11を配置しても構わない。

またさらに、ＵＷＢに用いられるバンドパスフィルタを例示してこれまで説明を行なってきたが、広帯域を要求される他の用途においても本発明のバンドパスフィルタが有効であることは言うまでもない。

次に、本発明のバンドパスフィルタの具体例について説明する。

図２に示した構造を有する本発明のバンドパスフィルタの電気特性を有限要素法を用いたシミュレーションによって算出した。算出条件は、物性値としては、誘電体層11の比誘電率＝9.4とし、誘電体層11の誘電正接を0.0005とし、各種電極の導電率を3.0×10^７Ｓ／ｍとした。形状寸法としては、第１および第２の入出力段１／４波長共振電極30ａ，30ｂならびに第１および第２の中段１／４波長共振電極30ｄ，30ｅの形状は幅が0.4ｍｍで長さが2.9ｍｍとし、入出力段１／２波長共振電極30ｆおよび中段１／２波長共振電極30ｃの形状は幅が0.4ｍｍで長さが5.8ｍｍとし、隣り合う共振電極同士の間隔は0.13ｍｍとした。第１〜第４の結合電極40ａ，40ｂ，40ｃ，40ｄの形状は幅が0.3ｍｍで長さが2.5ｍｍとし、第１〜第４の結合補助電極41ａ，41ｂ，41ｃ，41ｄの形状は幅が0.3ｍｍ、長さが1.4ｍｍとした。第１〜第４の共振補助電極31ａ，31ｂ，31ｃ，31ｄは幅が0.55ｍｍで長さが0.6ｍｍの矩形と幅が0.2ｍｍで長さが0.7ｍｍの矩形とを接合した形状とした。共振補助電極31ｅ，31ｆ，31ｇ，31ｈは幅が0.65ｍｍで長さが0.7ｍｍの矩形の形状とした。第１および第２接地電極21，22ならびに環状接地電極23の外形は幅が4.6ｍｍで長さが7.1ｍｍとし、環状接地電極23の開口部は幅が2.9ｍｍで長さが６ｍｍとした。減衰極を形成させるための共振電極結合導体32は、第１および第２の入出力段１／４波長共振電極30ａ，30ｂと対向して電磁界結合する領域の幅が0.2ｍｍで長さが1.7ｍｍの矩形の形状と、入出力段１／２波長共振電極30ｆと対向して電磁界結合する領域の幅が0.2ｍｍで長さが3.2ｍｍの矩形の形状を、幅0.1ｍｍの接続部分で接合した形状とした。バンドパスフィルタ全体の形状は幅が4.6ｍｍで長さが7.1ｍｍで厚みが0.91ｍｍとし、厚み方向の中央に第１の層間が位置するようにした。第１〜第３の層間および層間Ａにおいて隣接する層間の間隔をそれぞれ0.065ｍｍとし、層間Ｂと積層体の上面との間隔も0.065ｍｍとした。各種電極の厚みは0.01ｍｍとし、各種貫通導体の直径は0.1ｍｍとした。

図４はそのシミュレーション結果を示すグラフであり、図５は図２に示した本発明のバンドパスフィルタから共振電極結合導体32を取り除いた構造を有する比較例のバンドパスフィルタの電気特性のシミュレーション結果を示すグラフである。それぞれのグラフにおいて、横軸は周波数，縦軸は減衰量を表しており、バンドパスフィルタの通過特性（Ｓ21）および反射特性（Ｓ11）を示している。図４に示すグラフによれば、本発明のバンドパスフィルタでは、従来の１／４波長共振器を用いたフィルタで実現されていた領域よりも遙かに広い、比帯域で40％〜50％程度の非常に広い通過帯域の全体において低損失な特性が得られている。また、図５に示す比較例のバンドパスフィルタの電気特性と比較すると、通過帯域の両側近傍に減衰極が形成されることによって通過帯域の両側近傍における減衰量が大きく増加していることがわかる。この結果により、本発明によれば、非常に広い通過帯域の両側に減衰極を有する作動入出力が可能なバンドパスフィルタが得られることがわかり、本発明の有効性が確認できた。

本発明のバンドパスフィルタの実施の形態の一例を模式的に示す分解斜視図である。 本発明のバンドパスフィルタの実施の形態の他の例を模式的に示す分解斜視図である。 本発明のバンドパスフィルタを用いた無線通信モジュールおよび無線通信機器の構成例を示すブロック図である。 本発明のバンドパスフィルタの電気特性のシミュレーション結果を示す図である。 比較例のバンドパスフィルタの電気特性のシミュレーション結果を示す図である。

符号の説明

11：誘電体層
21：第１の接地電極
22：第２の接地電極
23：環状接地電極
30ａ：第１の入出力段１／４共振電極
30ｂ：第２の入出力段１／４共振電極
30ｃ：中段１／２波長共振電極
30ｄ：第１の中段１／４波長共振電極
30ｅ：第２の中段１／４波長共振電極
30ｆ：入出力段１／２波長共振電極
31ａ：第１の共振補助電極
31ｂ：第２の共振補助電極
31ｃ：第３の共振補助電極
31ｄ：第４の共振補助電極
32：共振電極結合導体
40ａ：第１の結合電極
40ｂ：第２の結合電極
40ｃ：第３の結合電極
40ｄ：第４の結合電極
41ａ：第１の結合補助電極
41ｂ：第２の結合補助電極
41ｃ：第３の結合補助電極
41ｄ：第４の結合補助電極
45ａ：第１入出力点
45ｂ：第２入出力点
45ｃ：第３入出力点
45ｄ：第４入出力点
50：貫通導体
80：無線通信モジュール
81：ベースバンド部
82：ＲＦ部
84：アンテナ
85：無線通信機器

Claims (6)

1. 複数の誘電体層が積層されてなる積層体と、
   該積層体の下面に配置された第１の接地電極および上面に配置された第２の接地電極と、
   前記積層体の第１の層間に互いに平行に配置された帯状の入出力段１／２波長共振電極および中段１／２波長共振電極と、
   前記入出力段１／２波長共振電極および前記中段１／２波長共振電極の間の前記第１の層間に前記入出力段１／２波長共振電極の一方端側領域および前記中段１／２波長共振電極の一方端側領域と対向して相互に電磁界結合するように配置され、前記入出力段１／２波長共振電極および前記中段１／２波長共振電極の一方端に近い側の端部が接地端であり、反対側の端部が開放端である帯状の第１の中段１／４波長共振電極と、
   前記入出力段１／２波長共振電極および前記中段１／２波長共振電極の間の前記第１の層間に前記入出力段１／２波長共振電極の他方端側領域および前記中段１／２波長共振電極の他方端側領域と対向して相互に電磁界結合するように配置され、前記入出力段１／２波長共振電極および前記中段１／２波長共振電極の他方端に近い側の端部が接地端であり、反対側の端部が開放端である帯状の第２の中段１／４波長共振電極と、
   前記第１の層間の前記中段１／２波長共振電極を挟んで前記第１の中段１／４波長共振電極と反対側に前記中段１／２波長共振電極の前記一方端側領域と対向して相互に電磁界結合するように配置され、前記中段１／２波長共振電極の前記一方端に近い側の端部が接地端であり、反対側の端部が開放端である帯状の第１の入出力段１／４波長共振電極と、
   前記第１の層間の前記中段１／２波長共振電極を挟んで前記第２の中段１／４波長共振電極と反対側に前記中段１／２波長共振電極の前記他方端側領域と対向して相互に電磁界結合するように配置され、前記中段１／２波長共振電極の前記他方端に近い側の端部が接地端であり、反対側の端部が開放端である帯状の第２の入出力段１／４波長共振電極と、
   前記積層体の前記第１の層間とは異なる第２の層間に前記第１の入出力段１／４波長共振電極に対向して電磁界結合するように配置された帯状の第１の結合電極と、
   前記第２の層間に前記第２の入出力段１／４波長共振電極に対向して電磁界結合するように配置された帯状の第２の結合電極と、
   前記第２の層間に前記入出力段１／２波長共振電極の前記一方端側領域に対向して電磁界結合するように配置された帯状の第３の結合電極と、
   前記第２の層間に前記入出力段１／２波長共振電極の前記他方端側領域に対向して電磁界結合するように配置された帯状の第４の結合電極と、
   前記積層体の前記第１の層間を挟んで前記第２の層間と反対側に位置する第３の層間に配置され、一方端が前記第１の入出力段１／４波長共振電極の前記接地端の近傍で接地されるとともに前記第１の入出力段１／４波長共振電極の前記接地端側に対向して電磁界結合する領域を有し、他方端が前記第２の入出力段１／４波長共振電極の前記接地端側の近傍で接地されるとともに前記第２の入出力段１／４波長共振電極の前記接地端側に対向して電磁界結合する領域を有し、中央部に前記入出力段１／２波長共振電極の前記一方端側領域における該一方端側領域の中央より前記他方端側および前記他方端側領域における該他方端側領域の中央より前記一方端側に対向して電磁界結合する領域を有する共振電極結合導体とを備えるバンドパスフィルタであって、
   前記第１の結合電極および前記第２の結合電極と外部回路との間ならびに前記第３の結合電極および前記第４の結合電極と外部回路との間で差動信号が入出力されるとともに、
   前記第１の結合電極において前記差動信号の一方が入力または出力される第１入出力点が、前記第１の入出力段１／４波長共振電極の中央よりも前記開放端側と対向する位置にあり、
   前記第２の結合電極において前記差動信号の他方が入力または出力される第２入出力点が、前記第２の入出力段１／４波長共振電極の中央よりも前記開放端側と対向する位置にあり、
   前記第３の結合電極において前記差動信号の一方が入力または出力される第３入出力点が、前記入出力段１／２波長共振電極の前記一方端側領域の中央よりも前記一方端側と対向する位置にあり、
   前記第４の結合電極において前記差動信号の他方が入力または出力される第４入出力点が、前記入出力段１／２波長共振電極の前記他方端側領域の中央よりも前記他方端側と対向する位置にあることを特徴とするバンドパスフィルタ。
2. 前記共振電極結合導体が前記入出力段１／２波長共振電極の長さ方向の中央部と対向する部分を境にして２つに分割されており、分割されたそれぞれの端部が接地されることを特徴とする請求項１に記載のバンドパスフィルタ。
3. 前記積層体の前記第１の層間に、前記入出力段１／２波長共振電極、前記中段１／２波長共振電極、前記第１の中段１／４波長共振電極、前記第２の中段１／４波長共振電極、前記第１の入出力段１／４波長共振電極および前記第２の入出力段１／４波長共振電極を取り囲むように環状接地電極が形成され、前記第１の中段１／４波長共振電極、前記第２の中段１／４波長共振電極、前記第１の入出力段１／４波長共振電極および前記第２の入出力段１／４波長共振電極のそれぞれの接地端が前記環状接地電極に接続されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のバンドパスフィルタ。
4. 前記積層体の前記第１の層間に対して前記第２の層間と同じ側に位置する層間に、
   貫通導体によって前記第１の入出力段１／４波長共振電極の前記開放端側に接続された第１の共振補助電極と、
   貫通導体によって前記第２の入出力段１／４波長共振電極の前記開放端側に接続された第２の共振補助電極と、
   貫通導体によって前記入出力段１／２波長共振電極の前記一方端側領域における前記一方端側に接続された第３の共振補助電極と、
   貫通導体によって前記入出力段１／２波長共振電極の前記他方端側領域における前記他方端側に接続された第４の共振補助電極とが配置されるとともに、
   前記積層体の前記第１〜第４の共振補助電極が配置された層間および前記第１の層間ならびに前記第２の層間と異なる層間に、
   貫通導体によって前記第１の結合電極の前記第１入出力点に接続され、前記第１の共振補助電極に対向する領域を有するように配置された第１の結合補助電極と、
   貫通導体によって前記第２の結合電極の前記第２入出力点に接続され、前記第２の共振補助電極に対向する領域を有するように配置された第２の結合補助電極と、
   貫通導体によって前記第３の結合電極の前記第３入出力点に接続され、前記第３の共振補助電極に対向する領域を有するように配置された第３の結合補助電極と、
   貫通導体によって前記第４の結合電極の前記第４入出力点に接続され、前記第４の共振補助電極に対向する領域を有するように配置された第４の結合補助電極とを備え、
   前記第１の結合補助電極および前記第２の結合補助電極を介して前記第１の結合電極および前記第２の結合電極と外部回路との間で前記差動信号が入出力されるとともに、前記第３の結合補助電極および前記第４の結合補助電極を介して前記第３の結合電極および前記第４の結合電極と外部回路との間で前記差動信号が入出力されることを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちいずれかに記載のバンドパスフィルタ。
5. 請求項１乃至請求項４のうちいずれかに記載のバンドパスフィルタを備えることを特徴とする無線通信モジュール。
6. アンテナと、該アンテナに接続された請求項１乃至請求項４のうちいずれかに記載のバンドパスフィルタを含むＲＦ部と、該ＲＦ部に接続されたベースバンド部とを備えることを特徴とする無線通信機器。

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