JP2010041330A - 配線基板、電気機器 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、基本波の２倍高調波を十分除去できる配線基板を提供する。
【解決手段】 共振器３５は、入力線路３３側の端３５ａから出力線路３４側の端３５ｂまでが所望される基本波Ｗ１の半波長の長さＢを有する。共振器３５は、入力線路３３側の端３５ａから基本波Ｗ１の四分の一波長の長さの位置に中心４１が配置されるとともに誘電体基板３１を貫通して接地電極３２と共振器３５とを電気的に接続するスルーホール４０が形成される。
【選択図】 図２

Description

本発明は、共振器を有する配線基板に関する。また、配線基板を備える電気機器に関する。

携帯電話などの通信装置は、送信回路や受信回路を備えている。これらの回路には、当該回路に入力される電磁波のうち、必要な電磁波成分だけを選ぶために、帯域通過フィルタが用いられている。帯域通過フィルタは、回路に入力される電磁波のうち、不要な電磁波成分を除去することによって、入力される電磁波のうち必要な電磁波成分である基本波を選別する。そして、帯域通過フィルタは、基本波を帯域通過フィルタより下流側に伝達するようにしている。

帯域通過フィルタとしては、結合線路型フィルタがある。結合線路型フィルタは、接地導体と、誘電体基板と、入力線路と、出力線路と、共振器とを備えている。接地電極は、誘電体基板の一方の主面に設けられている。誘電体基板の他方の主面には、入・出力線路と共振器とが設けられている。

入力線路と出力線路とは、互いに平行に並んで長手方向に互いに離間して配置されている。入力線路は、外部から基本波および他の複数の成分を含む電磁波が入力される。出力線路は、結合線路型フィルタによって選択された電磁波成分を、結合線路型フィルタの下流に伝達する。

共振器は、入力線路と出力線路との間に配置されて入・出力線路と平行に配置されるとともに、その一部が入・出力線路と向き合うとともに互いに接触しないように配置されている。このことによって、入力線路と共振器とが互いに電磁結合される。同様に、出力線路と共振器とが互いに電磁結合される。

共振器の長さは、入力される電磁波のうち所望される必要な電磁波成分である基本波の半波長の長さである。このため、入力線路から入力された電磁波のうち基本波が共振器において共振し、それゆえ基本波が出力線路に伝達される（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００１−３５８５０１号公報

共振器は、上記のように、入・出力線路と電磁結合をしており、その両端が開放されている。このため、入力線路に入力される電磁波の各成分のうち、共振器の両端で電界成分が腹となる波長を有する波である基本波の高調波成分も共振する。

このように、共振器は、入力線路に入力される電磁波のうち基本波および基本波の高調波も共振するので、帯域通過フィルタの下流には、基本波の高調波も伝達されてしまう。

このため、帯域通過フィルタの下流側には、当該帯域通過フィルタを通過した電磁波のうち基本波だけを選択すべく、さらに低域通過フィルタを設けることが行われている。低域通過フィルタは、基本波を通過するとともに２倍高調波以上の電磁波を除去する性能が求められる。

低域通過フィルタは、入力される電磁波の周波数が高くなるにつれて、当該電磁波に対する除去能力が大きくなる。つまり、低域通過フィルタの特性は、基本波より高い周波数に対して周波数が高くなるにつれて除去能力が大きくなるといった特性になる。

しかしながら、低域通過フィルタの特性が上記のような特性であることによって、低域通過フィルタは、高調波において基本波の周波数に最も近い２倍高調波に対して十分に機能しないことが考えられる。

低域通過フィルタの下流側には、帯域通過フィルタと低域通過フィルタとを通過した基本波を増幅する増幅器がある。上記のように、２倍高調波が十分除去されないことによって２倍高調波も低域通過フィルタを通過し、それゆえ、基本波だけでなく２倍高調波も増幅器で増幅されてしまうことになる。基本波以外の電磁波が増幅器で増幅されることは、好ましくない。

２倍高調波も十分に除去する特性を有する低域通過フィルタを用いることが求められるが、基本波を通過するとともに２倍高調波を十分に除去する特性を有する低域通過フィルタは、高価であり、さらに大きさも大きくなってしまう。

低域通過フィルタが大きくなることによって、低域通過フィルタを収容するハウジングである携帯電話などのハウジングを大きくしなければならなくなる。また、低域通過フィルタが大きくなることによって、ハウジング内における低域通過フィルタの占める割合が大きくなり、それゆえハウジング内の他の部品の配置に影響を与えることが考えられる。

このため、高価であり、かつ、大きな低域通過フィルタを用いることは、好ましくない。

したがって、本発明の目的は、基本波の２倍高調波を十分除去できる配線基板を提供することである。また、本発明の他の目的は、コストを抑えて大型化することを抑制できる電気機器を提供することである。

本発明の配線基板は、誘電体基板と、前記誘電体基板の一方の主面に設けられる接地電極と、前記誘電体基板の他方の主面に設けられて、電磁波が入力される直線状の入力線路の入力端と、直線状であって、前記他方の主面において前記入力線路の延長線と交差しないとともに前記入力線路に垂直な方向に当該入力線路と重ならない位置に前記入力線路と平行な姿勢で設けられる出力線路の出力端と、前記垂直な方向に沿って前記入力端と前記出力端との間において、前記入力端および前記出力端に接触しない位置に前記入力端と平行な姿勢で設けられ、かつ、前記垂直な方向に一部が前記入力端と重なって前記入力端と電磁結合するとともに前記垂直な方向に他の部分が前記出力端と重なって前記出力端と電磁結合する共振器と、を備える。前記共振器は、所定の周波数の半波長の全長を有し、かつ、前記入力線路側の端から前記基本波の四分の一波長の長さの位置に中心が配置されるとともに前記誘電体基板を貫通して前記接地電極と前記共振器とを電気的に接続するスルーホールが形成される。

他の発明の配線基板は、誘電体基板と、前記誘電体基板の一方の主面に設けられる接地電極と、前記誘電体基板の他方の主面に設けられて、かつ、電磁波が入力される直線状の入力線路の入力端と、直線状であって、前記他方の主面において前記入力線路の延長線と交差しないとともに前記入力線路の延びる方向と垂直な方向に当該入力線路と重ならない位置に前記入力線路と平行な姿勢で設けられる出力線路の出力端と、前記垂直な方向に沿って前記入力端と前記出力端との間であって、前記入力端および前記出力端に接触しない位置に複数設けられる共振器とを備える。前記複数の共振器は、互いに接触しないとともに前記入力端と平行であって隣り合う共振器どうしの一部が互いに向かい合う位置に配置されて互いに電磁結合され、かつ、所定の周波数の半波長の全長を有し、前記複数の共振器のうち前記入力線路側に配置される共振器は、前記垂直な方向に一部が前記入力端と対向して前記入力端と電磁結合し、前記複数の共振器のうち前記出力線路側に配置される共振器は、前記出力線路と垂直な方向に一部が前記出力端と対向して前記出力端と電磁結合し、前記各共振器のうち少なくとも１つは、前記入力線路側の端から前記基本波の四分の一波長の長さの位置に中心が配置されるとともに前記誘電体基板を貫通して前記接地電極と前記共振器とを電気的に接続するスルーホールが形成される。

他の発明の配線基板は、誘電体基板と、前記誘電体基板の一方の主面に設けられる接地電極と、前記誘電体基板の他方の主面に設けられて、電磁波が入力される直線状の入力線路の入力端と、直線状であって、前記他方の主面において前記入力線路の延長線と交差しないとともに前記入力線路に垂直な方向に当該入力線路と重ならない位置に前記入力線路と平行な姿勢で設けられる出力線路の出力端と、前記垂直な方向に沿って前記入力端と前記出力端との間において、前記入力端および前記出力端に接触しない位置に前記入力端と平行な姿勢で設けられ、かつ、前記垂直な方向に一部が前記入力端と重なって前記入力端と電磁結合するとともに前記垂直な方向に他の部分が前記出力端と重なって前記出力端と電磁結合する共振器とを備える。前記共振器は、所定の周波数の半波長の全長を有し、かつ、前記入力線路側の端から長さaの位置に先端が配置されて前記誘電体基板を貫通し、前記接地電極と前記共振器とを電気的に接続する第１のスルーホールが形成されるとともに、前記出力線路側の端から長さaの位置に先端が配置されて前記誘電体基板を貫通し、前記接地電極と前記共振器とを電気的に接続する前記第1のスルーホールと同じ構造の第２のスルーホールが形成され、前記共振器の伝播定数をβとし、前記共振器の特性インピーダンスをＺ_０とし、前記共振器中の電磁波の伝播速度をｖとし、前記基本波の２倍高調波の角周波数をωとし、第１のスルーホールのインピーダンスをＬとしたときに、

を満たす値にaが設定されている。

他の発明の配線基板は、誘電体基板と、前記誘電体基板の一方の主面に設けられる接地電極と、前記誘電体基板の他方の主面に設けられて、電磁波が入力される直線状の入力線路の入力端と、直線状であって、前記他方の主面において前記入力線路の延長線と交差しないとともに前記入力線路の延びる方向と垂直な方向に当該入力線路と重ならない位置に前記入力線路と平行な姿勢で設けられる出力線路の出力端と、前記垂直な方向に沿って前記入力端と前記出力端との間であって、前記入力端および前記出力端に接触しない位置に複数設けられる共振器とを備える。前記複数の共振器は、互いに接触しないとともに前記入力端と平行であって隣り合う共振器どうしの一部が互いに向かい合う位置に配置されて互いに電磁結合され、かつ、所定の周波数の半波長の全長を有し、前記複数の共振器のうち前記入力線路側に配置される共振器は、前記垂直な方向に一部が前記入力端と対向して前記入力端と電磁結合し、前記複数の共振器のうち前記出力線路側に配置される共振器は、前記垂直な方向に一部が前記出力端と対向して前記出力端と電磁結合し、前記各共振器のうち少なくとも１つは、前記入力線路側の端から長さaの位置に先端が配置されて前記誘電体基板を貫通し、前記接地電極と前記共振器とを電気的に接続する第１のスルーホールが形成されるとともに、前記出力線路側端から長さaの位置に先端が配置されて前記誘電体基板を貫通し、前記接地電極と前記共振器とを電気的に接続する前記第１のスルーホールと同じ構造の第２のスルーホールが形成され、前記共振器の伝播定数をβとし、前記共振器の特性インピーダンスをＺ_０とし、前記共振器中の電磁波の伝播速度をｖとし、前記基本波の２倍高調波の角周波数をωとし、前記第１のスルーホールのインピーダンスをＬとしたときに、

を満たす値にaが設定されている。

他の本発明の電気機器は、上述された配線基板のうちのいずれか１つを備える。

本発明によれば、基本波の２倍高調波を十分除去できる配線基板を提供できる。他の発明によれば、コストを抑えて大型化することを抑制できる電気機器を提供できる。

本発明の第１の実施形態に係る電気機器を、図１〜４を用いて説明する。図１は、携帯電話１０を示す斜視図である。携帯電話１０は、本発明で言う電気機器の一例である。なお、本発明で言う電気機器は、携帯電話１０に限定されない。

図１に示すように、携帯電話１０は、本体１１と、表示部１２とを備えている。表示部１２は、映像を表示する画面１３を有しており、ヒンジ１４によって本体１１に連結されている。このヒンジ１４は、表示部１２の端部と本体１１の端部とを、互いにヒンジ回りに回動自由に連結している。

このため、表示部１２は、ヒンジ１４によって、画面１３が露出する全開位置（図示せず）と、本体１１に覆いかぶさって画面１３が覆われる全閉位置（図示せず）との間で回動可能となっている。なお、図中１に示される表示部１２の位置は、全閉位置と全開位置との略中間位置である。

本体１１は、本体１１の外観を規定するハウジング１５と、当該ハウジング１５内に収容される複数の電子部品などを備えている。ハウジング１５内に収容される電子部品の一例としては、送信用回路２０や受信回路などがある。図１中、送信用回路２０は、２点鎖線で示されている。送信用回路２０は、図中点線で示すように、帯域通過フィルタ３０と、低域通過フィルタ５０と、増幅器６０となどを備えている。

帯域通過フィルタ３０は、携帯電話１０が外部へ所望の基本波Ｗ１を放出する際に、多くの波長成分を有する電磁波内から所望の基本波Ｗ１と基本波Ｗ１の高調波成分を選択する機能を有している。帯域通過フィルタ３０は、本発明で言う配線基板の一例である。帯域通過フィルタ３０は、後で詳細に説明される。

低域通過フィルタ５０は、帯域通過フィルタ３０の下流側に配置されており、帯域通過フィルタ３０を通過した電磁波（基本波Ｗ１と高調波とを含む）から基本波Ｗ１を選択する機能を有している。増幅器６０は、低域通過フィルタ５０の下流側に配置されている。低域通過フィルタ５０を通過した基本波Ｗ１を増幅する機能を有している。

図２は、帯域通過フィルタ３０を示す平面図である。図３は、図２中に示されるＦ３−Ｆ３線に沿って示される帯域通過フィルタ３０の断面図である。図２，３に示すように、帯域通過フィルタ３０は、誘電体基板３１と、接地電極３２と、入力線路３３と、出力線路３４と、１つの共振器３５とを備えている。

図２に示すように、誘電体基板３１は、平面形状が例えば四角である。誘電体基板３１は、例えば、一方向に長い長方形である。図３に示すように、誘電体基板は、一定の厚みを有する（どの部位においても第１の主面３１ａから第２の主面３１ｂまでの距離は同じである）板状である。

接地電極３２は、誘電体基板３１の第１の主面３１ａに固定されている。第１の主面３１ａは、図中下方に位置する面である。接地電極３２の平面形状は、誘電体基板３１の第１の主面３１ａと同じ形状である。接地電極３２は、誘電体基板３１の第１の主面３１ａの全域を覆っている。接地電極は、どの部位においても一定の厚みを有する板状である。

入力線路３３と出力線路３４と共振器３５とは、誘電体基板３１の第２の主面３１ｂ上に設けられている。第２の主面３１ｂは、第１の主面３１ａの反対側の面であって、図中、上方に位置する面である。

図２に示すように、入力線路３３は、電気を通す性質を有しており、例えば金属性であり、平面形状が四角（一方向に長い長方形）であって直線状である。入力線路３３は、一端３３ａが誘電体基板３１（第２の主面３１ｂ）の縁と重なる位置に配置されている。図３に示すように、入力線路３３は、どの位置においても一定に厚みを有する板状である。また、入力線路３３は、誘電体基板３１と平行に並んでいる。

入力線路３３は、送信用回路２０を構成する他の電子部品（帯域通過フィルタ３０よりも上流側に配置される電子部品）に例えば配線３６によって電気的に接続されている。配線３６を介して帯域通過フィルタ３０に電磁波が入力される。

入力線路３３に入力される電磁波の状態は、帯域通過フィルタ３０によって基本波Ｗ１と基本波Ｗ１の高調波以外の成分が除去される前の状態である。

出力線路３４は、電気を通す性質を有しており、例えば金属性であり、平面形状が四角（一方向に長い長方形）であって直線状である。出力線路３４は、一端３４ａが誘電体基板３１（第２の主面３１ｂ）の縁において入力線路３３と反対側（一端３３ａが配置される部位と反対側）と重なる。具体的には、誘電体基板３１が長方形であるので、端３３ａ，３４ａは、互いに向かい合う縁に重なるように配置されている。図３に示すように、出力線路３４は、どの位置においても一定に厚みを有する板状である。

出力線路３４は、例えば配線３７を介して低域通過フィルタ５０に電気的に接続されており、帯域通過フィルタ３０を通過した電磁波（基本波Ｗ１と高調波とを含む）を低域通過フィルタ５０に伝送する。

出力線路３４は、入力線路３３に垂直な方向Ｘ（入力線路３３の延長方向Ｙに垂直な方向）に沿って入力線路３３に対して離間した位置に、入力線路３３と平行になるように配置されている。言い換えると、出力線路３４は、入力線路３３の延長線３３ｂ（図２中２点鎖線で示す）と交差しない姿勢で配置されている。

図２に示すように、本実施形体では、入力線路３３の長さと出力線路３４の長さとは、各々の内側に位置する端３３ｃ，３４ｂ（第２の主面３１ｂの内側に位置する端）が、入力線路３３に垂直な方向Ｘ（出力線路３４に垂直な方向）に重なるように設定されている。なお、入力線路３３の長さと出力線路３４の長さとの関係は、上記に限定されない。例えば、入力線路３３の長さと出力線路３４の長さとは、入力線路３３が、当該入力線路３３に垂直な方向Ｘに出力線路３４と重なるように設定されてもよい。または、入力線路３３と出力線路３４とは、垂直な方向Ｘに重ならないように配置されてもよい。

共振器３５は、入力線路３３と出力線路３４との間の範囲Ａに配置されている。範囲Ａは、入力線路３３に垂直な方向Ｘに沿って入力線路３３と出力線路３４との間の部分である。共振器３５は、電気を通す性質を有しており、例えば金属性であり、平面形状が四角である直線状である。例えば、共振器３５は、一方向に長い長方形である。

共振器３５は、入力線路３３および出力線路３４と平行であって、かつ、入力線路３３に垂直な方向Ｘ（出力線路３４に垂直な方向）に沿って入力線路３３と出力線路３４とに接触しない位置に配置されている。

なお、本実施形態では、図２に示すように、入力線路３３の幅と出力線路３４の幅と共振器３５の幅とは、同じ長さである。なお、ここで言う幅とは、垂直な方向Ｘに沿う長さである。入力線路３３と出力線路３４と共振器３５とのそれぞれの幅は、全域にわたって一定である。また、本実施形態では、入力線路３３と出力線路３４と共振器３５の厚みは、同じ厚みである。

共振器３５の長さＢは、基本波Ｗ１の波長λ１の半分の長さである。つまり共振器３５の長さＢは、λ１／２となる。共振器３５は、入力線路３３側のλ１／４の長さの第１の部分３８が垂直方向Ｘに沿って入力線路３３と対向するように、かつ、出力線路３４側のλ１／４の長さの第２の部分３９が垂直方向に沿って出力線路３４と対向するように配置されている。このため、入力線路３３と共振器３５とは、互いに電磁結合する。出力線路３４と共振器３５とは、互いに電気結合する。

図３に示すように、共振器３５は、どの位置においても一定に厚みを有している板状である。

図２に示すように、共振器３５から接地電極３２にわたって、スルーホール４０が形成されている。スルーホール４０は、共振器３５と誘電体基板３１と接地電極３２とを貫通している。スルーホール４０は、平面形状が円であり、その中心４１が共振器３５の長手方向に沿って入力線路３３側の端３５ａからλ１／４の長さの位置に重なるように、配置されている。つまり、スルーホール４０は、当該スルーホール４０の中心４１が共振器３５の長手方向の中心と重なるように配置されている。中心４１は、図３中、１点鎖線で示されている。

また、スルーホール４０は、中心４１が共振器３５の幅方向（垂直方向Ｘに沿う幅）の中心位置に重なるように配置されている。言い換えると、スルーホール４０は、中心４１が共振器３５の中心４２（入力線路側端と出力線路側端と間の中心であって、かつ、幅方向の中心の位置）と重なるように配置されている。

スルーホール４０は、内面４３の全域にめっき４４が施されている。めっき４４は、共振器３５から接地電極３２まで延びている。このため、共振器３５と接地電極３２とは、スルーホール４０を介して電気的に接続している。めっき４４は、均一の厚みを有しており、それゆえ、めっき４４の内周縁も円となる。

つぎに、帯域通過フィルタ３０の動作を説明する。図３には、入力線路３３から共振器３５に伝わった電磁波のうち、基本波Ｗ１と、基本波Ｗ１の高調波とが図示されている。高調波の一例として、２倍高調波Ｗ２と、３倍高調波Ｗ３とを図示している。

共振器３５は、両端３５ａ，３５ｂが開放しているため、電磁結合によって結合された入力線路３３から入力された電磁波のうち、両端３５ａ，３５ｂで電界成分が腹となる成分が共振される。具体的には、基本波Ｗ１と、基本波Ｗ１の高調波である。端３５ｂは、共振器３５の長手方向に沿って出力線路３４側の端である。

また、上記したように、共振器３５は、中心部にスルーホール４０が形成されており、それゆえ、共振器３５の中心部は、スルーホール４０を介して接地電極３２と電気的に接続されている。共振器３５の中心部は、０ボルトとなる。この結果、共振器３５は、長手方向中心で節となる電磁波が共振するようになる。

基本波Ｗ１と、３倍高調波を含む基本波Ｗ１の奇数倍の高調波は、共振器３５の中心４２で節となる。２倍高調波Ｗ２を含む基本波Ｗ１の偶数倍の高調波は、共振器３５の中心４２で腹となる。このため、偶数倍の高調波は、共振器３５に共振しない。このように、共振器３５は、基本波Ｗ１と、３倍高調波Ｗ３を含む基本波Ｗ１の奇数倍の高調波のみ共振する。

共振器３５と電磁結合している出力線路３４には、基本波Ｗ１と奇数倍の高調波が伝達される。

ついで、低域通過フィルタ５０は、出力線路３４から基本波Ｗ１と奇数倍の高調波が伝達される。低域通過フィルタ５０は、基本波Ｗ１は残しつつ、奇数倍の高調波を除去する。

低域通過フィルタ５０を通過した電磁波は、主に基本波Ｗ１となる。低域通過フィルタ５０を通過した波（主に基本波Ｗ１）は、増幅器６０に伝達され増幅される。

このように構成される帯域通過フィルタ３０は、共振器３５にスルーホール４０が形成されることによって、基本波Ｗ１の２倍高調波Ｗ２を除去することができる。図４は、帯域通過フィルタ３０の性能を示すグラフである。本実施形態では、基本波Ｗ１の周波数は、５ＧＨｚである。２倍高調波Ｗ２の周波数は、１０ＧＨｚである。

図４で示されるグラフの横軸は、周波数であり、縦軸は、減衰量を示している。図４に示すように、帯域通過フィルタ３０は、基本波Ｗ１を共振するとともに、２倍高調波Ｗ２を十分減衰して除去している。

２倍高調波Ｗ２を十分除去できるので、低域通過フィルタ５０は、３倍高調波Ｗ３以上の高調波を除去できる機能を有していればよい。このため、低域通過フィルタ５０を大型化することなく、かつ、コストを抑えることができる。

この点について、具体的に説明する。低域通過フィルタ５０は、入力される電磁波のうち周波数が高い成分に対して高い除去性能を有する。言い換えると、周波数が小さい電磁波成分に対しては、十分な除去能力を有さない。

低域通過フィルタ５０の特性として、基本波Ｗ１を減衰することなく通過する能力が求められる。このため、高調波成分のうち基本波Ｗ１の波長と近い波長を有する２倍高調波Ｗ２を十分に減衰することは難しい。基本波Ｗ１を減衰することなく２倍高調波Ｗ２を十分減衰する特性を有する低域通過フィルタは、高価であり、大きさも大きくなる。

このため、上記のように、帯域通過フィルタ３０において２倍高調波Ｗ２が除去されることによって、低域通過フィルタ５０は、３倍高調波Ｗ３以上の高調波を除去する特性を有すればよく、それゆえ、特別高価で大きな低域通過フィルタを必要としない。

この結果、低域通過フィルタ５０を大型化することなく、かつ、コストを抑制することができる。

また、低域通過フィルタ５０を小型化し、かつ、コストを抑えることができるため、携帯電話１０を小型化できるとともにコストを小さくすることができる。

つぎに、本発明の第２の実施形態に係る携帯電話を、図５，６を用いて説明する。なお、第１の実施形態と同様の機能を有する構成は、同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態では、帯域通過フィルタ３０が第１の実施形態と異なる。より詳細には、帯域通過フィルタ３０が、複数の共振器を備える点が第１の実施形態と異なる。他の点は第１の実施形態で同様であってよい。上記異なる点について説明する。

図５は、本実施形態の帯域通過フィルタ３０を示す平面図である。図５に示すように、帯域通過フィルタ３０は、複数の共振器を備えている。本実施形態では、一例として共振器３５に加えて、共振器１００と、共振器１１０とを備えている。

共振器３５，１００，１１０は、入力線路３３と出力線路３４との間の範囲Ａ内に配置されており、共振器１００が入力線路３３側に配置され、共振器１１０が出力線路３４側に配置され、共振器３５が共振器１００，１１０の間に配置されている。

共振器１００，１１０の形状（厚み、長さ、など）は、スルーホール４０を備えない点を除いて、共振器３５と同様でよい。各共振器３５，１００，１１０は、入・出力線路３３，３４と平行に並んでいる。

共振器１００は、入力線路３３と接触しないとともに、その半分の長さであるλ１／４の長さの部分が垂直方向Ｘに入力線路３３と対向するように配置されており、入力線路３３と電磁結合している。

共振器１１０は、出力線路３４と接触しないとともに、その半分の長さであるλ１／４の長さの部分が垂直方向Ｘに出力線路３４と対向するように配置されており、出力線路３４と電磁結合している。

共振器３５は、共振器１００，１１０と接触しないとともに入力線路側の第１の部分３８（長さは、λ１／４）が共振器１００と垂直方向Ｘに沿って対向し、かつ、出力線路側の第２の部分３９（長さは、λ１／４）が共振器１１０と対向している。このことによって、共振器３５は、共振器１００，１１０と電磁結合している。

共振器３５に形成されるスルーホール４０は、第１の実施形態で説明されたものと同じである。図６は、図５中に示されるＦ６−Ｆ６線に沿って示す帯域通過フィルタ３０の断面図である。図６は、本実施形態の帯域通過フィルタ３０、共振器３５を通る断面図である。

本実施形態では、スルーホール４０を備える共振器３５に加えて、さらに共振器１００，１１０を備えることによって、第１の実施の形態の効果を得るとともに、加えて、基本波Ｗ１以外の波成分をさらに除去することができる。

なお、本実施形態では、３つ用いられる共振器（共振器３５，１００，１１０）のうち１つの共振器（共振器３５）にスルーホールが形成される場合を説明したがこれに限定されない。例えば、２つの共振器にスルーホールが形成されてもよい。また、３つではなく、４個や５個の共振器が用いられてもよい。

このように、複数の共振器が用いられる場合、これらの少なくとも１つに第１の実施形態で説明されたスルーホールが形成されることによって、本実施形態と同様の効果を得ることができる。

つぎに、本実施形態の第３の実施形態に係る携帯電話を、図７を用いて説明する。なお、第１，２の実施形態と同様の機能を有する構成は、同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態は、帯域通過フィルタ３０が、第２の実施形態と異なる。他の点は第２の実施形態と同様であってよい。上記異なる点について説明する。

図７は、本実施形態の帯域通過フィルタ３０を示す平面図である。図７に示すように、本実施形態では、共振器１００，１１０に代えて、共振器３５が複数設けられている。共振器１００の位置に１つの共振器３５が配置され、共振器１１０の位置にもう一方の共振器３５が配置されている。全ての共振器３５は、例えば互いに平行であり、かつ、入力線路３３および出力線路３４と平行である。

本実施形態では、用いられる複数の共振器の全てにスルーホール４０が形成されるため、第１，２の実施形態の効果が得られるとともに、加えて、２倍高調波Ｗ２をより一層除去することができる。共振器の数は、３つに限定されない。４個や５個であってもよい。

本実施形態にように、複数の共振器を備える場合、これら全ての共振器にスルーホールが形成されることによって、本実施形態と同様の効果を得ることができる。

つぎに、本発明の第４の実施形態に係る携帯電話を、図８〜１１を用いて説明する。なお、第１の実施形態と同様の機能を有する構成は、同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態では、帯域通過フィルタ３０が第１の実施形態と異なる。他の点は、第１の実施形態と同様であってよい。上記異なる点を説明する。

図８は、本実施形態の帯域通過フィルタ３０を示す平面図である。図８に示すように、本実施形態では、共振器３５に代えて、共振器２００が設けられている。共振器２００は、スルーホール４０を除いて、共振器３５と同じもの（長さや厚みなど外観形状が同じ、材質が同じ）であってよい。帯域通過フィルタ３０における共振器３５の位置と、帯域通過フィルタ３０に対する共振器２００の位置とは同じである。

具体的には、共振器２００は、スルーホール４０に代えて、第１，２のスルーホール２１０，２２０が形成される。なお、第１，２のスルーホール２１０，２２０は、孔の径、長さ、めっきの材質およびめっきの厚みなど、構造は、スルーホール４０と同じであるが、形成される位置のみが、スルーホール４０と異なる。第１，２のスルーホール２１０，２２０は、スルーホール４０と同様に、内面４３には、めっき４４が施されている。

第１のスルーホール２１０は、共振器２００の長手方向に沿う入力線路側の端２０１から、長さａとなる位置に配置されている。具体的には、端２０１から、第１のスルーホール２１０の開口縁のうち共振器２００の長手方向に沿って最も端２０１側に位置する地点Ｐ１までの長さ（共振器２００の延びる方向に沿う長さ）がａとなる。また、第１のスルーホール２１０は、その中心２０２が共振器２００の幅方向の中心と重なる位置に配置されている。地点Ｐ１は、本発明で言う、スルーホールの先端である。

第２のスルーホール２２０は、共振器２００の中心位置（長手方向および幅方向の中心２０５）に対して第１のスルーホール２１０と共振器２００の長手方向に対称な位置に形成されている。第２のスルーホール２２０は、共振器２００の長手方向に沿う出力線路側の端２２１から、長さａとなる位置に配置されている。具体的には、端２２１から、第２のスルーホール２２０の開口縁のうち共振器２００の長手方向に沿って最も端２２１側に位置する地点Ｐ２までの長さがａとなる。

地点Ｐ２は、本発明で言う、スルーホールの先端である。第２のスルーホール２２０は、その中心２２２が共振器２００の幅方向の中心に重なるように配置されている。

ついで、長さａについて説明する。まず、入力線路３３に入力される電磁波の伝達経路を説明する。図９は、図８に示されるＦ９―Ｆ９線に沿って示す断面図である。図９は、共振器２００を、長手方向に沿って断面して示す断面である。

図９に示すように、入力線路３３から共振器２００に入力された電磁波は、共振器２００の端２０１から第１のスルーホール２１０を通って接地電極３２に到達し、接地電極３２に達した時点で電圧が０（零）となる。

このため、端２０１から電圧が０（零）となる接地電極３２までの距離がλ１／４となると、効率よく２倍高調波Ｗ２を含む偶数倍の高調波が減衰される。

しかしながら、第１のスルーホール２１０が抵抗として機能する。第１のスルーホール２１０が抵抗として機能することによって、端２０１から接地電極３２までの電磁波に対する電気的な長さが、上述された実際の経路に対して変化する。この抵抗は、周波数の高い電磁波に対して強く作用する。

図１０は、共振器２００の端２０１から第１のスルーホール２１０を通って接地電極
３２までの範囲を拡大して示す断面図である。図１１は、共振器２００を示す等価回路図である。図１０，１１に示すように、端２０１から地点Ｐ１までの距離をａとし、共振器２００の伝播定数をβとし、共振器２００の特性インピーダンスをＺ_０とし、共振器２００中の電磁波の伝播速度をｖとし、２倍高調波の角周波数をωとし、第１のスルーホール２１０のインピーダンスをＬとすると、端２０１から地点Ｐ１と第１のスルーホール２１０とを通って接地電極３２までの範囲のインピーダンスＺ_ｉｎは、

で表される。

２倍高調波Ｗ２を除去するためには、Ｚ_ｉｎ＝０となればよい。このため、ａは、Ｚ_ｉｎ＝０となるときの値である。言い換えると、

を満たす値にａが設定されている。

本実施形態では、第１の実施形態の効果に加えて、より一層２倍高調波Ｗ２を含む偶数倍高調波を減数することができる。

つぎに、本発明の第５の実施形態に係る携帯電話を、図１２，１３を用いて説明する。なお、第２，４の実施形態と同様の機能を有する構成は、同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態では、帯域通過フィルタ３０が第２の実施形態と異なる。より詳細には、第２の実施形態で説明された帯域通過フィルタ３０が、共振器３５に代えて、第４の実施形態で説明された共振器２００を備えている。他の構造は、第２実施形態と同様であってよい。上記異なる点について、説明する。

図１２は、本実施形態の帯域通過フィルタ３０を示す平面図である。図１３は、図１２中に示されるＦ１３−Ｆ１３線に沿って示す帯域通過フィルタ３０の断面図である。図１３は、第１，２のスルーホール２１０，２２０を断面するように示す断面図である。

共振器１００，１１０に対する共振器２００の位置関係は、第２の実施形態で説明された、共振器１００，１１０に対する共振器３５の位置関係と同様である。

本実施形態では、第４の実施形態の効果を得るとともに、さらに基本波Ｗ１以外の電磁波成分を効率よく除去することができる（第２の実施形態の効果）。

つぎに、本実施形態の第６の実施形態に係る携帯電話を、図１４を用いて説明する。なお、第４，５の実施形態と同様の機能を有する構成は、同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態は、帯域通過フィルタ３０が、第５の実施形態と異なる。他の点は第５の実施形態と同様であってよい。上記異なる点について説明する。

図１４は、本実施形態の帯域通過フィルタ３０を示す平面図である。図１４に示すように、本実施形態では、共振器１００，１１０に代えて、共振器２００が複数設けられている。共振器１００の位置に一方の共振器２００が配置され、共振器１１０の位置に他方の共振器２００が配置されている。

本実施形態では、用いられる複数の共振器の全てに第１，２のスルーホール２１０，２２０形成されるため、第５の実施形態の効果に加えて、２倍高調波Ｗ２をより一層除去することができる。共振器の数は、３つに限定されない。４個や５個であってもよい。

本発明の第１の実施形態に係る電気機器の一例である携帯電話を示す斜視図。 図１に示された帯域通過フィルタを示す平面図。 図２中に示されるＦ３−Ｆ３線に沿って示される帯域通過フィルタの断面図。 図２に示される帯域通過フィルタの性能を示すグラフ。 本発明の第２の実施形態に係る電気機器の一例である携帯電話に用いられる帯域通過フィルタを示す平面図。 図５中に示されるＦ６−Ｆ６線に沿って示す帯域通過フィルタの断面図。 本発明の第３の実施形態に係る電気機器の一例である携帯電話に用いられる帯域通過フィルタを示す平面図。 本発明の第４の実施形態に係る電気機器の一例である携帯電話に用いられる帯域通過フィルタを示す平面図。 図８に示されるＦ９―Ｆ９線に沿って示す帯域通過フィルタの断面図。 図９に示された共振器の端から第１のスルーホールを通って接地電極までの範囲を拡大して示す断面図。 図８に示された共振器を示す等価回路図。 本発明の第５の実施形態に係る電気機器の一例である携帯電話に用いられる帯域通過フィルタを示す平面図。 図１２中に示されるＦ１３−Ｆ１３線に沿って示す帯域通過フィルタの断面図。 本発明の第６の実施形態に係る電気機器の一例である携帯電話に用いられる帯域通過フィルタを示す平面図。

符号の説明

１０…携帯電話（電気機器）、３１…誘電体基板、３２…接地電極、３３…入力線路、３４…出力線路、３５…共振器、４０…スルーホール、２００…共振器、２１０…第１のスルーホール、２２０…第２のスルーホール、Ｗ１…基本波、Ｗ２…２倍高調波。

Claims (5)

1. 誘電体基板と、
   前記誘電体基板の一方の主面に設けられる接地電極と、
   前記誘電体基板の他方の主面に設けられて、電磁波が入力される直線状の入力線路の入力端と、
   直線状であって、前記他方の主面において前記入力線路の延長線と交差しないとともに前記入力線路に垂直な方向に当該入力線路と重ならない位置に前記入力線路と平行な姿勢で設けられる出力線路の出力端と、
   前記垂直な方向に沿って前記入力端と前記出力端との間において、前記入力端および前記出力端に接触しない位置に前記入力端と平行な姿勢で設けられ、かつ、前記垂直な方向に一部が前記入力端と重なって前記入力端と電磁結合するとともに前記垂直な方向に他の部分が前記出力端と重なって前記出力端と電磁結合する共振器と、
   を具備し、
   前記共振器は、所定の周波数の半波長の全長を有し、かつ、前記入力線路側の端から前記基本波の四分の一波長の長さの位置に中心が配置されるとともに前記誘電体基板を貫通して前記接地電極と前記共振器とを電気的に接続するスルーホールが形成されることを特徴とする配線基板。
2. 誘電体基板と、
   前記誘電体基板の一方の主面に設けられる接地電極と、
   前記誘電体基板の他方の主面に設けられて、かつ、電磁波が入力される直線状の入力線路の入力端と、
   直線状であって、前記他方の主面において前記入力線路の延長線と交差しないとともに前記入力線路の延びる方向と垂直な方向に当該入力線路と重ならない位置に前記入力線路と平行な姿勢で設けられる出力線路の出力端と、
   前記垂直な方向に沿って前記入力端と前記出力端との間であって、前記入力端および前記出力端に接触しない位置に複数設けられる共振器と
   を具備し、
   前記複数の共振器は、互いに接触しないとともに前記入力端と平行であって隣り合う共振器どうしの一部が互いに向かい合う位置に配置されて互いに電磁結合され、かつ、所定の周波数の半波長の全長を有し、
   前記複数の共振器のうち前記入力線路側に配置される共振器は、前記垂直な方向に一部が前記入力端と対向して前記入力端と電磁結合し、
   前記複数の共振器のうち前記出力線路側に配置される共振器は、前記出力線路と垂直な方向に一部が前記出力端と対向して前記出力端と電磁結合し、
   前記各共振器のうち少なくとも１つは、前記入力線路側の端から前記基本波の四分の一波長の長さの位置に中心が配置されるとともに前記誘電体基板を貫通して前記接地電極と前記共振器とを電気的に接続するスルーホールが形成されることを特徴とする配線基板。
3. 誘電体基板と、
   前記誘電体基板の一方の主面に設けられる接地電極と、
   前記誘電体基板の他方の主面に設けられて、電磁波が入力される直線状の入力線路の入力端と、
   直線状であって、前記他方の主面において前記入力線路の延長線と交差しないとともに前記入力線路に垂直な方向に当該入力線路と重ならない位置に前記入力線路と平行な姿勢で設けられる出力線路の出力端と、
   前記垂直な方向に沿って前記入力端と前記出力端との間において、前記入力線端および前記出力端に接触しない位置に前記入力端と平行な姿勢で設けられ、かつ、前記垂直な方向に一部が前記入力端と重なって前記入力端と電磁結合するとともに前記垂直な方向に他の部分が前記出力端と重なって前記出力端と電磁結合する共振器と、
   を具備し、
   前記共振器は、所定の周波数の半波長の全長を有し、かつ、前記入力線路側の端から長さaの位置に先端が配置されて前記誘電体基板を貫通し、前記接地電極と前記共振器とを電気的に接続する第１のスルーホールが形成されるとともに、前記出力線路側の端から長さaの位置に先端が配置されて前記誘電体基板を貫通し、前記接地電極と前記共振器とを電気的に接続する前記第1のスルーホールと同じ構造の第２のスルーホールが形成され、
   前記共振器の伝播定数をβとし、前記共振器の特性インピーダンスをＺ_０とし、前記共振器中の電磁波の伝播速度をｖとし、前記基本波の２倍高調波の角周波数をωとし、第１のスルーホールのインピーダンスをＬとしたときに、
   

   

   を満たす値にaが設定されている
   ことを特徴とする配線基板。
4. 誘電体基板と、
   前記誘電体基板の一方の主面に設けられる接地電極と、
   前記誘電体基板の他方の主面に設けられて、電磁波が入力される直線状の入力線路の入力端と、
   直線状であって、前記他方の主面において前記入力線路の延長線と交差しないとともに前記入力線路の延びる方向と垂直な方向に当該入力線路と重ならない位置に前記入力線路と平行な姿勢で設けられる出力線路の出力端と、
   前記垂直な方向に沿って前記入力端と前記出力端との間であって、前記入力端および前記出力端に接触しない位置に複数設けられる共振器と
   を具備し、
   前記複数の共振器は、互いに接触しないとともに前記入力端と平行であって隣り合う共振器どうしの一部が互いに向かい合う位置に配置されて互いに電磁結合され、かつ、所定の周波数の半波長の全長を有し、
   前記複数の共振器のうち前記入力線路側に配置される共振器は、前記垂直な方向に一部が前記入力端と対向して前記入力端と電磁結合し、
   前記複数の共振器のうち前記出力線路側に配置される共振器は、前記垂直な方向に一部が前記出力端と対向して前記出力端と電磁結合し、
   前記各共振器のうち少なくとも１つは、前記入力線路側の端から長さaの位置に先端が配置されて前記誘電体基板を貫通し、前記接地電極と前記共振器とを電気的に接続する第１のスルーホールが形成されるとともに、前記出力線路側端から長さaの位置に先端が配置されて前記誘電体基板を貫通し、前記接地電極と前記共振器とを電気的に接続する前記第１のスルーホールと同じ構造の第２のスルーホールが形成され、
   前記共振器の伝播定数をβとし、前記共振器の特性インピーダンスをＺ_０とし、前記共振器中の電磁波の伝播速度をｖとし、前記基本波の２倍高調波の角周波数をωとし、前記第１のスルーホールのインピーダンスをＬとしたときに、
   

   

   を満たす値にaが設定されている
   ことを特徴とする配線基板。
5. 請求項１から請求項４のうちのいずれか１項に記載の配線基板を備えることを特徴とする電気機器。

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