JP2011091781A

JP2011091781A - 複合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

Info

Publication number: JP2011091781A
Application number: JP2009288681A
Authority: JP
Inventors: Katsuro Nakamata; 克朗中俣; Hiromichi Yoshikawa; 博道吉川; Masafumi Horiuchi; 雅史堀内
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2009-09-28
Filing date: 2009-12-21
Publication date: 2011-05-06

Abstract

【課題】構造の自由度が大きい複合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。
【解決手段】誘電体基板10に形成された複数の第１の貫通孔21ａ〜21ｆと、その周囲に複数の第１の貫通孔21ａ〜21ｆのそれぞれについての、第１の貫通孔を含み第１の貫通孔の中心を中心とする所定半径の円を合体させた図形の周縁上に位置するように配置された複数の第６の貫通孔26とによって、第１の帯域通過フィルタを構成する複数の同軸共振器が構成され、複数の第２の貫通孔22ａ〜22ｆと、その周囲に複数の第２の貫通孔22ａ〜22ｆのそれぞれについての、第２の貫通孔を内包し第２の貫通孔の重心を中心とする所定半径の円を合体させた図形の周縁上に位置するように配置された複数の第７の貫通孔27とによって、第２の帯域通過フィルタを構成する複数の同軸共振器が構成された複合フィルタとする。
【選択図】図１

Description

本発明は、複合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、特に、小型で高性能な複合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る。

特定の周波数の電気信号を通過させるフィルタとして、誘電体ブロックに形成した貫通孔の内面に配置した内導体と誘電体ブロックの外面に配置した外導体とで構成した同軸共振器を利用したものが知られている。また、２つの帯域通過フィルタを備えた複合フィルタが提案されている（例えば、特許文献１を参照。）。

特開平７−254808号公報

しかしながら、非特許文献１にて提案された複合フィルタは、誘電体ブロックの側面に配置した外導体を利用して同軸共振器を構成するため、誘電体基板の一部分に構成することができない等、構造の自由度が小さいという問題があった。

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、構造の自由度が大きい複合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。

本発明の複合フィルタは、誘電体基板と、該誘電体基板の第１の主面から対向する第２の主面に渡って形成されており、内面に内導体が付着している複数の貫通孔と、前記誘電体基板の前記第１の主面に配置された第１の接地導体と、前記誘電体基板の前記第２の主面に配置された第２の接地導体とを備え、前記複数の貫通孔は、一列状に間隔をあけて配置されているとともに、前記内導体が前記第１または第２の接地導体に接続された複数の第１の貫通孔と、一列状に間隔をあけて配置されているとともに、前記内導体が前記第１または第２の接地導体に接続された複数の第２の貫通孔と、それぞれの列の一方端部に位置する前記第１および第２の貫通孔に隣り合うように配置されているとともに、前記内導体が外部回路に電気的に接続される第３の貫通孔と、列の他方端部に位置する前記第１の貫通孔に隣り合うように配置されているとともに、前記内導体が外部回路に電気的に接続される第４の貫通孔と、列の他方端部に位置する前記第２の貫通孔に隣り合うように配置されているとともに、前記内導体が外部回路に電気的に接続される第５の貫通孔と、前記第１および第２の主面上における、前記複数の第１の貫通孔のそれぞれについての、該第１の貫通孔の開口より大きく、前記第１の貫通孔の開口の中心を中心とし、隣り合う前記第１の貫通孔の間隔よりも小さい半径を有するとともに互いに重なり合う円を合体させた図形の周縁上に位置するように、第１の周波数の波長の１／４以下の間隔で配置されているとともに、前記内導体が前記第１および第２の接地導体に接続された複数の第６の貫通孔と、前記第１および第２の主面上における、複数の前記第２の貫通孔のそれぞれについての、該第２の貫通孔の開口より大きく、前記第２の貫通孔の開口の中心を中心とし、隣り合う前記第２の貫通孔の間隔よりも小さい半径を有するとともに互いに重なり合う円を合体させた図形の周縁上に位置するように、第２の周波数の波長の１／４以下の間隔で配置されているとともに、前記内導体が前記第１および第２の接地導体に接続された複数の第７の貫通孔とを含み、前記複数の第１の貫通孔およびその周囲に配置された前記複数の第６の貫通孔によって、前記第１の周波数で共振して第１の帯域通過フィルタを構成する複数の同軸共振器が構成されており、前記複数の第２の貫通孔およびその周囲に配置された前記複数の第７の貫通孔によって、前記第２の周波数で共振して第２の帯域通過フィルタを構成する複数の同軸共振器が構成されていることを特徴とするものである。このような構成を備える本発明の複合フィルタによれば、誘電体基板に形成された複数の第１の貫通孔およびその周囲に配置された複数の第６の貫通孔によって、第１の周波数で共振して第１の帯域通過フィルタを構成する複数の同軸共振器が構成されており、複数の第２の貫通孔およびその周囲に配置された複数の第７の貫通孔によって、第２の周波数で共振して第２の帯域通過フィルタを構成する複数の同軸共振器が構成されていることから、複数の第６の貫通孔および複数の第７の貫通孔が同軸共振器の外導体として機能するため、構造の自由度が大きい複合フィルタを得ることができる。

また、本発明の複合フィルタは、上記構成において、前記複数の貫通孔は、前記第３の貫通孔に隣り合うように配置されている第８の貫通孔と、前記第４の貫通孔に隣り合うように配置されている第９の貫通孔と、前記第５の貫通孔に隣り合うように配置されている第10の貫通孔とをさらに含み、前記誘電体基板において、前記第１の主面は下面であり、前記第２の主面は上面であり、前記複数の第１および第２の貫通孔の内導体は、それぞれ前記誘電体基板の下面に配置された前記第１の接地導体に接続されており、前記誘電体基板の下面の前記第８の貫通孔の周囲に前記第１の接地導体と間をあけて配置されて、前記第８の貫通孔の前記内導体に接続された第１の端子電極と、前記誘電体基板の下面の前記第９の貫通孔の周囲に前記第１の接地導体と間をあけて配置されて、前記第９の貫通孔の前記内導体に接続された第２の端子電極と、前記誘電体基板の下面の前記第10の貫通孔の周囲に前記第１の接地導体と間をあけて配置されて、前記第10の貫通孔の前記内導体に接続された第３の端子電極と、前記誘電体基板の上面の前記第８の貫通孔の周囲に前記第２の接地導体と間をあけて配置されて、前記第８の貫通孔の前記内導体に接続された第１の端面導体と、前記誘電体基板の上面の前記第９の貫通孔の周囲に前記第２の接地導体と間をあけて配置されて、前記第９の貫通孔の前記内導体に接続された第２の端面導体と、前記誘電体基板の上面の前記第10の貫通孔の周囲に前記第２の接地導体と間をあけて配置されて、前記第10の貫通孔の前記内導体に接続された第３の端面導体と、前記誘電体基板の上面の前記第３の貫通孔の周囲に前記第２の接地導体と間をあけて配置されて、前記第３の貫通孔の前記内導体に接続された第４の端面導体と、前記誘電体基板の上面の前記第４の貫通孔の周囲に前記第２の接地導体と間をあけて配置されて、前記第４の貫通孔の前記内導体に接続された第５の端面導体と、前記誘電体基板の上面の前記第５の貫通孔の周囲に前記第２の接地導体と間をあけて配置されて、前記第５の貫通孔の前記内導体に接続された第６の端面導体と、前記誘電体基板の下面の前記第３の貫通孔の周囲に前記第１の接地導体と間をあけて配置されて、前記第３の貫通孔の前記内導体に接続された第７の端面導体と、前記誘電体基板の下面の前記第４の貫通孔の周囲に前記第１の接地導体と間をあけて配置されて、前記第４の貫通孔の前記内導体に接続された第８の端面導体と、前記誘電体基板の下面の前記第５の貫通孔の周囲に前記第１の接地導体と間をあけて配置されて、前記第５の貫通孔の前記内導体に接続された第９の端面導体と、前記誘電体基板の上面に前記第２の接地導体と間をあけて配置されて、前記第１の端面導体および前記第４の端面導体を接続する第１の接続導体と、前記誘電体基板の上面に前記第２の接地導体と間をあけて配置されて、前記第２の端面導体および前記第５の端面導体を接続する第２の接続導体と、前記誘電体基板の上面に前記第２の接地導体と間をあけて配置されて、前記第３の端面導体および前記第６の端面導体を接続する第３の接続導体とをさらに備え、前記第１の端子電極と前記第７の端面導体との間，前記第２の端子電極と前記第８の端面導体との間および前記第３の端子電極と前記第９の端面導体との間に、それぞれ前記第１の接地導体が配置されていることを特徴とするものである。このような構成を備える本発明の複合フィルタによれば、同軸共振器の短絡面および第１〜第３の端子電極を誘電体基板の下面に配置したままで、共振系と入出力部との電磁気的な結合を強めることができるので、実装が容易で電気特性に優れた小型の複合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は、上記構成の複合フィルタと、前記第４の貫通孔の前記内導体に電気的に接続された送信回路と、前記第５の貫通孔の前記内導体に電気的に接続された受信回路と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、上記構成の無線通信モジュールと、前記第３の貫通孔の前記内導体に電気的に接続されたアンテナとを備えることを特徴とするものである。

上述した構成を備える本発明の複合フィルタによれば、構造の自由度が大きい複合フィルタを得ることができる。

上述した構成を備え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、構造の自由度が大きい複合フィルタを利用して通信信号の濾波を行うことから、構造の自由度が大きい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。

本発明の実施の形態の第１の例の複合フィルタを模式的に示す外観斜視図である。図１に示す複合フィルタの上面を模式的に示す平面図である。図１に示す複合フィルタの下面を模式的に示す平面図である。本発明の実施の形態の第２の例の複合フィルタの上面を模式的に示す平面図である。図４に示す複合フィルタの下面を模式的に示す平面図である。図４のＸ−Ｘ’断面図である。本発明の実施の形態の第３の例の無線通信モジュールおよび無線通信機器を模式的に示すブロック図である。本発明の実施の形態の第１の例の複合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。

以下、本発明の複合フィルタ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、本発明の実施の形態の第１の例の複合フィルタを模式的に示す外観斜視図である。図２は、図１に示す複合フィルタの上面を模式的に示す平面図である。図３は、図１に示す複合フィルタの下面を模式的に示す平面図である。

本例の複合フィルタは、図１〜図３に示すように、誘電体基板10と、第１の接地導体11と、第２の接地導体12と、第１〜第３の端子電極41〜43と、第１〜第13の貫通孔21〜33と、第１，第２の容量電極51，52と、第１〜第３の接続導体61〜63と、第１〜第３の接続導体61〜63とを備えている。

誘電体基板10は板状（直方体状）の誘電体からなる。第１〜第13の貫通孔21〜33は、誘電体基板10の下面（第１の主面）から上面（第２の主面）に渡って誘電体基板10を貫通するように形成されており、それぞれ内面に付着された内導体（図示せず）を有している。第１〜第３の端子電極41〜43は、それぞれ矩形状の電極であり、誘電体基板10の下面に互いに離れて配置されている。第１の接地導体11は、誘電体基板10の下面の、第１〜第３の端子電極41〜43以外の領域のほぼ全面に渡って、第１〜第３の端子電極41〜43および第３〜第５の貫通孔23〜25と間を開けて配置されている。第２の接地導体12は、誘電体基板10の上面に、複数の第１の貫通孔21ａ〜21ｆ，複数の第２の貫通孔22ａ〜22ｆ，第３〜第５の貫通孔23〜25，第８〜第10の貫通孔28〜30，第１の容量電極51ａ〜51ｆ，第２の容量電極52ａ〜52ｆ，第１〜第６の端面導体71〜76，第１〜第３の接続導体61〜63と間を開けて、その周囲を囲むように配置されている。

複数の第１の貫通孔21ａ〜21ｆは、一列状（この例では直線上）に互いに間隔をあけて配置されており、それぞれの内導体は、誘電体基板10の下面で第１の接地導体11に接続されている。また、第１の貫通孔21ａ〜21ｆの内導体は、誘電体基板10の上面に第１の貫通孔21ａ〜21ｆの周囲をそれぞれ囲むように配置された第１の容量電極51ａ〜51ｆにそれぞれ接続されている。

複数の第２の貫通孔22ａ〜22ｆは、一列状（この例では直線上）に互いに間隔をあけて配置されており、それぞれの内導体は、誘電体基板10の下面で第１の接地導体11に接続されている。また、第２の貫通孔22ａ〜22ｆの内導体は、誘電体基板10の上面に第２の貫通孔22ａ〜22ｆの周囲をそれぞれ囲むように配置された第２の容量電極52ａ〜52ｆにそれぞれ接続されている。

第３の貫通孔23は、それぞれの列の一方端部に位置する第１の貫通孔21ａおよび第２の貫通孔22ａに隣り合うように配置されており、第１の貫通孔21ａおよび第２の貫通孔22ａと電磁界結合している。また、第３の貫通孔23の内導体は、誘電体基板10の上面に第３の貫通孔23の周囲を囲むように配置された第４の端面導体74に接続されている。

第４の貫通孔24は、列の他方端部に位置する第１の貫通孔21ｆに隣り合うように配置されており、第１の貫通孔21ｆと電磁界結合している。また、第４の貫通孔24の内導体は、誘電体基板10の上面に第４の貫通孔24の周囲を囲むように配置された第５の端面導体75に接続されている。

第５の貫通孔25は、列の他方端部に位置する第２の貫通孔22ｆに隣り合うように配置されており、第２の貫通孔22ｆと電磁界結合している。また、第５の貫通孔25の内導体は、誘電体基板10の上面に配置された第６の端面導体76に接続されている。

複数の第６の貫通孔26は、誘電体基板10の上面および下面における、複数の第１の貫通孔21ａ〜21ｆのそれぞれについての、第１の貫通孔の開口より大きく、第１の貫通孔の開口の中心を中心とし、隣り合う第１の貫通孔の間隔よりも小さい半径を有するとともに互いに重なり合う円を合体させた図形の周縁上に位置するように、第１の周波数の波長の１／４以下の間隔で配置されている。また、複数の第６の貫通孔26の内導体は第１および第２の接地導体11，12に接続されている。

複数の第７の貫通孔27は、誘電体基板10の上面および下面における、複数の第２の貫通孔22ａ〜22ｆのそれぞれについての、第２の貫通孔の開口より大きく、第２の貫通孔の開口の中心を中心とし、隣り合う第２の貫通孔の間隔よりも小さい半径を有するとともに互いに重なり合う円を合体させた図形の周縁上に位置するように、第２の周波数の波長の１／４以下の間隔で配置されている。また、複数の第７の貫通孔27の内導体は第１および第２の接地導体11，12に接続されている。

第11の貫通孔31および第12の貫通孔32の内導体は、第１および第２の接地導体11，12に接続されている。そして、第11の貫通孔31は第１の貫通孔21ａ，21ｂおよび第２の貫通孔22ａ，22ｂからほぼ等距離の位置に配置されており、第12の貫通孔32は第１の貫通孔21ｂおよび第２の貫通孔22ｂからほぼ等距離の位置に配置されている。よって、第11の貫通孔31および第12の貫通孔32は、第６の貫通孔26および第７の貫通孔27の両方の機能を有している。

複数の第13の貫通孔33の内導体は、第１および第２の接地導体11，12に接続されている。そして、複数の第13の貫通孔33は、第１の貫通孔21ａ〜21ｆの列と第２の貫通孔22ａ〜22ｆの列との間の中間付近に配列されており、互いのアイソレーションを高める機能を有している。

そして、複数の第１の貫通孔21ａ〜21ｆおよびその周囲を囲むように配置された複数の第６の貫通孔26によって、第１の周波数で共振して第１の帯域通過フィルタを構成する複数の同軸共振器が構成されており、複数の第２の貫通孔22ａ〜22ｆおよびその周囲を囲むように配置された複数の第７の貫通孔27によって、第２の周波数で共振して第２の帯域通過フィルタを構成する複数の同軸共振器が構成されている。

また、第８の貫通孔28は前記第３の貫通孔23に隣り合うように配置されており、第９の貫通孔29は第４の貫通孔24に隣り合うように配置されており、第10の貫通孔30は第５の貫通孔25に隣り合うように配置されている。

第１の端子電極41は、誘電体基板10の下面の第８の貫通孔28の周囲に第１の接地導体11と間をあけて配置されており、第８の貫通孔28の内導体に接続されている。第２の端子電極42は、誘電体基板10の下面の第９の貫通孔29の周囲に第１の接地導体11と間をあけて配置されており、第９の貫通孔29の内導体に接続されている。第３の端子電極43は、誘電体基板10の下面の第10の貫通孔30の周囲に第１の接地導体11と間をあけて配置されており、第10の貫通孔30の内導体に接続されている。

第１の端面導体71は、誘電体基板10の上面の第８の貫通孔28の周囲に第２の接地導体12と間をあけて配置されており、第８の貫通孔28の内導体に接続されている。第２の端面導体72は、誘電体基板10の上面の第９の貫通孔29の周囲に第２の接地導体12と間をあけて配置されており、第９の貫通孔29の内導体に接続されている。第３の端面導体73は、誘電体基板10の上面の第10の貫通孔30の周囲に第２の接地導体12と間をあけて配置されており、第10の貫通孔30の内導体に接続されている。

第４の端面導体74は、誘電体基板10の上面の第３の貫通孔23の周囲に第２の接地導体12と間をあけて配置されており、第３の貫通孔23の内導体に接続されている。第５の端面導体75は、誘電体基板10の上面の第４の貫通孔24の周囲に第２の接地導体12と間をあけて配置されており、第４の貫通孔24の内導体に接続されている。第６の端面導体76は、誘電体基板10の上面の第５の貫通孔25の周囲に第２の接地導体12と間をあけて配置されており、第５の貫通孔25の内導体に接続されている。

第１の接続導体61は、誘電体基板10の上面に第２の接地導体12と間をあけて配置されており、第１の端面導体71および第４の端面導体74を接続する。第２の接続導体62は、誘電体基板10の上面に第２の接地導体12と間をあけて配置されており、第２の端面導体72および第５の端面導体75を接続する。第３の接続導体63は、誘電体基板10の上面に第２の接地導体12と間をあけて配置されており、第３の端面導体73および第６の端面導体76を接続する。

そして、第３の貫通孔23の内導体は、第４の端面導体74，第１の接続導体61，第１の端面導体71および第８の貫通孔28の内導体を介して第１の端子電極41に接続されている。また、第４の貫通孔24の内導体は、第５の端面導体75，第２の接続導体62，第２の端面導体72および第９の貫通孔29の内導体を介して第２の端子電極42に接続されている。さらに、第５の貫通孔25の内導体は、第６の端面導体76，第３の接続導体63，第３の端面導体73および第10の貫通孔30の内導体を介して第３の端子電極43に接続されている。

このようにして、第１の端子電極41と第２の端子電極42との間に、第１の周波数の電気信号を通過させる第１の帯域通過フィルタが構成されているとともに、第１の端子電極41と第３の端子電極43との間に第２の周波数の電気信号を通過させる第２の帯域通過フィルタが構成された、複合フィルタが構成されている。

このような構成を備える本例の複合フィルタによれば、第１の端子電極41と第２の端子電極42との間にて第１の帯域通過フィルタが構成されており、第１の端子電極41と第３の端子電極43との間に第２の帯域通過フィルタが構成されていることから、例えば、第１の端子電極41に入力された電気信号を周波数に応じて第２の端子電極42および第３の端子電極43から出力する分波器として機能する、複合フィルタを得ることができる。

また、本例の複合フィルタによれば、複数の第１の貫通孔21ａ〜21ｆおよびその周囲を囲むように配置された複数の第６の貫通孔26によって、第１の周波数で共振する複数の同軸共振器が構成されており、複数の第２の貫通孔22ａ〜22ｆおよびその周囲を囲むように配置された複数の第７の貫通孔27によって、第２の周波数で共振する複数の同軸共振器が構成されている。よって、複数の第６の貫通孔26および複数の第７の貫通孔27が同軸共振器の外導体として機能するため、構造の自由度が大きい複合フィルタを得ることができる。例えば、誘電体基板の側面に外導体を形成する必要がなくなり、誘電体基板の一領域に複合フィルタを形成することも容易になる。このとき、複数の第６の貫通孔26および複数の第７の貫通孔27、それぞれ構成する同軸共振器の共振周波数の波長の１／４以下の間隔で配置されるのが望ましく、波長の１／８以下の間隔で配置するのがさらに望ましい。これにより電磁界の漏洩を低減できるので、同軸共振器の外導体として良好に機能させることができる。

また、同軸共振器の外導体を構成する貫通孔は、平面視した際に、同軸共振器の内導体を構成する貫通孔の周囲に、内導体を構成する貫通孔の開口の中心を中心とする所定半径の円周上に位置するように配置するのが望ましい。このような配置とすることにより、方形の外周上に配置する場合と比較して共振器のＱ値を向上させることができることが本発明者のシミュレーションによる検討によりわかった。この現象のメカニズムは未だ明らかになっていないが、電磁界の分布が均一になるからではないかと推測できる。

本例の複合共振器によれば、複数の第６の貫通孔26は、誘電体基板10の上面および下面における、複数の第１の貫通孔21ａ〜21ｆのそれぞれについての、第１の貫通孔の開口より大きく、第１の貫通孔の開口の中心を中心とし、隣り合う第１の貫通孔の間隔よりも小さい半径を有するとともに互いに重なり合う円を合体させた図形の周縁上に位置するように、複数の第１の貫通孔21ａ〜21ｆの周囲を囲むように配置されている。これにより、複数の第１の貫通孔21ａ〜21ｆの周囲を矩形上に囲むように複数の第６の貫通孔26が配置されている場合と比較して、構成される同軸共振器のＱ値を向上させることができる。また、隣接する第１の貫通孔21ａ〜21ｆ同士の電磁界結合が強くなりすぎるのを防止することもできる。

同様に、本例の複合共振器によれば、複数の第７の貫通孔27は、誘電体基板10の上面および下面における、複数の第２の貫通孔22ａ〜22ｆのそれぞれについての、第２の貫通孔の開口より大きく、第２の貫通孔の開口の中心を中心とし、隣り合う第２の貫通孔の間隔よりも小さい半径を有するとともに互いに重なり合う円を合体させた図形の周縁上に位置するように、第２の周波数の波長の１／４以下の間隔で配置されている。これにより、複数の第２の貫通孔22ａ〜22ｆの周囲を矩形上に囲むように複数の第７の貫通孔27が配置されている場合と比較して、構成される同軸共振器のＱ値を向上させることができ、周波数選択特性の優れた第１の通過帯域フィルタおよび第２の通過帯域フィルタを備えた複合フィルタを得ることができる。また、隣接する第２の貫通孔22ａ〜22ｆ同士の電磁界結合が強くなりすぎるのを防止することもできる。

また、本例の複合フィルタによれば、複数の第１の貫通孔21ａ〜21ｆが第１の直線上に、複数の第２の貫通孔22ａ〜22ｆが第２の直線上にそれぞれ位置するとともに、第１の直線と第２の直線とで三角形の隣り合う２辺を形成するような配置とされている。そして、第１の貫通孔21ａおよび第２の貫通孔22ａの両方と隣り合う第３の貫通孔23は、三角形の２辺の頂点よりも内側で、且つ第１の貫通孔21ａおよび第２の貫通孔22ａの間よりも外側に位置するように配置されている。このような構成を備える本例の複合フィルタによれば、第３の貫通孔23が三角形の頂点に位置する場合と比較すると、第１の貫通孔21ａおよび第２の貫通孔22ａと第３の貫通孔23との電磁界結合を強くすると同時に、第１の貫通孔21ａと第２の貫通孔22ａと電磁界結合が強くなりすぎるのを防止することができる。また、第３の貫通孔23と第１の貫通孔21ｂおよび第２の貫通孔22ｂとの飛び越し結合を生じさせることができるので、フィルタの通過帯域外に減衰極を形成することが可能となる。そして、第３の貫通孔23が第１の貫通孔21ａおよび第２の貫通孔22ａの間に位置する場合と比較すると、第３の貫通孔23と第１の貫通孔21ａおよび第２の貫通孔22ａとの電磁界結合を強めることができる。このメカニズムは未だ解明できていないが、エネルギーの伝達方向が急激に変化するのを避けることができるためではないかと推測できる。

また、複数の第１の貫通孔21ａ〜21ｆが配置された第１の直線と、複数の第２の貫通孔22ａ〜22ｆが配置された第２の直線とが、三角形の隣り合う２辺を形成するように鋭角に交わるように配置されていることから、第１の貫通孔21ａ〜21ｆおよび第２の貫通孔22ａ〜22ｆが１つの直線上に配置されている場合と比較して小型化できるとともに、第１の貫通孔21ａ〜21ｆおよび第２の貫通孔22ａ〜22ｆが互いに平行な２つの直線上に配置されている場合と比較して、第２の端子電極42と第３の端子電極43との間隔を広げることができるので、第２の端子電極42と第３の端子電極43との間のアイソレーションを向上させることができる。

また、本例の複合フィルタによれば、複数の第２の容量電極52ａ〜52ｆに突起部が形成されており、隣り合う第２の容量電極52ａ〜52ｆの突起部が互いに反対側に位置するように配置されていることから、隣り合う共振器同士の容量結合が強くなりすぎるのを防ぐことができるので、通過帯域内に減衰極が生じるのを防止することができる。

本例の複合フィルタにおいて、誘電体基板10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。

前述した各種の電極および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。各種の電極および導体の厚みは、例えば0.001〜0.2ｍｍに設定される。

本例の複合フィルタは、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・混合して泥漿を作製するとともに、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孔を形成し、Ａｇ，Ａｇ−Ｐｄ，Ａｕ，Ｃｕ等の導体を含む導体ペーストを充填するとともにセラミックグリーンシートの表面に印刷法を用いて前述したのと同様の導体ペーストを塗布して導体ペースト付きセラミックグリーンシートを作製する。次に、これらの導体ペースト付きセラミックグリーンシートを積層し、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。また、従来の誘電体ブロックを使用した同軸共振器型の誘電体フィルタと同様に作成しても構わない。

（実施の形態の第２の例）
図４は、本発明の実施の形態の第２の例の複合フィルタの上面を模式的に示す平面図である。図５は、図４に示す複合フィルタの下面を模式的に示す平面図である。図６は図４のＸ−Ｘ’断面図である。なお、本例においては、前述した実施の形態の第１の例の複合フィルタと異なる点のみについて説明し、同様の構成要素には同一の符号を付して重複する説明を省略する。

本例の複合フィルタは、図４〜図６に示すように、第７〜第９の端面導体77〜79を有している。第７の端面導体77は、誘電体基板10の下面の第３の貫通孔23の周囲に第１の接地導体11と間をあけて配置されており、第３の貫通孔23の内導体に接続されている。第８の端面導体78は、誘電体基板10の下面の第４の貫通孔24の周囲に第１の接地導体11と間をあけて配置されており、第４の貫通孔24の内導体に接続されている。第９の端面導体79は、誘電体基板10の下面の第５の貫通孔25の周囲に第１の接地導体11と間をあけて配置されており、第５の貫通孔25の内導体に接続されている。

また、本例の複合フィルタにおいては、第１の端子電極41と第７の端面導体77との間，第２の端子電極42と第８の端面導体78との間および第３の端子電極43と第９の端面導体79との間に、それぞれ第１の接地導体11が配置されている。

このような構成を備える本例の複合フィルタによれば、同軸共振器の短絡面および第１〜第３の端子電極41〜43を誘電体基板10の下面に配置したままで、共振系と入出力部との電磁気的な結合を強めることができるので、実装が容易で電気特性に優れた小型の複合フィルタを得ることができる。この効果が得られる理由について説明する。

まず、同軸共振器を構成する第１の貫通孔21ａ〜21ｆ，第２の貫通孔22ａ〜22ｆ，第６の貫通孔26および第７の貫通孔27が、誘電体基板10の下面から上面にかけて貫通するように形成されていることから、同軸共振器の長さ方向を誘電体基板10の厚み方向に一致させることができるので、実装面積が小さい小型の複合フィルタを得ることができる。

また、同軸共振器を構成する第１の貫通孔21ａ〜21ｆ，第２の貫通孔22ａ〜22ｆ，第６の貫通孔26および第７の貫通孔27の内導体がそれぞれ誘電体基板10の下面に配置された第１の接地導体11に接続されて、同軸共振器の短絡面が誘電体基板10の下面になるようにされているとともに、第１〜第３の端子電極41〜43も誘電体基板10の下面に配置されている。このように、外部回路との接続端子が全て誘電体基板10の下面に配置されているので、外部回路との電気的接続が容易な実装性に優れた複合フィルタを得ることができる。

さらに、第３の貫通孔23の内導体は、第４の端面導体74，第１の接続導体61，第１の端面導体71および第８の貫通孔28の内導体を介して第１の端子電極41に接続されており、第４の貫通孔24の内導体は、第５の端面導体75，第２の接続導体62，第２の端面導体72および第９の貫通孔29の内導体を介して第２の端子電極42に接続されており、さらに、第５の貫通孔25の内導体は、第６の端面導体76，第３の接続導体63，第３の端面導体73および第10の貫通孔30の内導体を介して第３の端子電極43に接続されているとともに、第１の端子電極41と第７の端面導体77との間，第２の端子電極42と第８の端面導体78との間および第３の端子電極43と第９の端面導体79との間に、それぞれ第１の接地導体11が配置されている。この構成により、入出力段の同軸共振器を構成する第１の貫通孔21ａおよび第２の貫通孔22ａの内導体と第１の端子電極41に電気的に接続された第３の貫通孔23の内導体とをインターデジタル型に電磁界結合させることが可能となり、入出力段の同軸共振器を構成する第１の貫通孔21ｆの内導体と第２の端子電極42に電気的に接続された第４の貫通孔24の内導体とをインターデジタル型に電磁界結合させることが可能となり（図６参照）、入出力段の同軸共振器を構成する第２の貫通孔22ｆの内導体と第３の端子電極43に電気的に接続された第５の貫通孔25の内導体とをインターデジタル型に電磁界結合させることが可能となる。これにより、共振系と入出力との結合を強めることができるので、広い通過帯域の全体に渡って低損失な通過特性を有する複合フィルタを得ることができる。

（実施の形態の第３の例）
図７は本発明の実施の形態の第３の例の無線通信モジュール84および無線通信機器85を模式的に示すブロック図である。

本例の無線通信モジュール84は、図１〜図３に示した実施の形態の第１の例の複合フィルタ80と、第２端子に接続された送信回路81と、第３端子に接続された受信回路83とを備えている。また、本例の無線通信機器85は、上記構成の無線通信モジュール84と、第１端子に接続されたアンテナ82とを備えている。

このような構成を備える本例の無線通信モジュール84および本発明の無線通信機器85によれば、構造の自由度が大きく、小型で高性能な複合フィルタ80を利用して通信信号の濾波を行うことから、小型で高性能な無線通信モジュール84および無線通信機器85を得ることができる。

なお、本例では、図１〜図３に示した実施の形態の第１の例の複合フィルタ80を無線通信モジュール84に用いた例を示したが、図４〜図６に示した実施の形態の第２の例の複合フィルタや、本発明の他の形態の複合フィルタを用いても構わない。

次に、本発明の複合フィルタの具体例について説明する。

図４〜６に示した本発明の実施の形態の第２の例の複合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。そのシミュレーション結果を図８に示す。グラフの横軸は周波数で縦軸は減衰量であり、複合フィルタにおける第１の帯域通過フィルタおよび第２の帯域通過フィルタの通過特性（Ｓ21）を示している。

図８に示す通過特性においては、２つの帯域通過フィルタの両方において、平坦で低損失な通過帯域から高減衰の阻止域へ急激に減衰量が変化する優れた通過特性が得られていることがわかる。これにより、本発明の有効性が確認できた。

なお、このシミュレーションにおいては、誘電体基板10を構成する誘電体の比誘電率を11.5とし、誘電正接を0.00005とした。各種電極および導体は銀とした。誘電体基板10は幅が51ｍｍで長さが60ｍｍで厚みが6.2ｍｍの板状とした。第１の貫通孔21ａ〜21ｆおよび第２の貫通孔22ａ〜22ｆの直径は3ｍｍとし、第６の貫通孔26および第７の貫通孔27の直径は１ｍｍとした。

10：誘電体基板
11：第１の接地導体
12：第２の接地導体
21ａ〜21ｆ：第１の貫通孔
22ａ〜22ｆ：第２の貫通孔
23：第３の貫通孔
24：第４の貫通孔
25：第５の貫通孔
26：第６の貫通孔
27：第７の貫通孔
41：第１の端子電極
42：第２の端子電極
43：第３の端子電極
80：複合フィルタ
81：信回路
83：受信回路
82：アンテナ
84：無線通信モジュール
85：無線通信機器

Claims

誘電体基板と、
該誘電体基板の第１の主面から対向する第２の主面に渡って形成されており、内面に内導体が付着している複数の貫通孔と、
前記誘電体基板の前記第１の主面に配置された第１の接地導体と、
前記誘電体基板の前記第２の主面に配置された第２の接地導体とを備え、
前記複数の貫通孔は、
一列状に間隔をあけて配置されているとともに、前記内導体が前記第１または第２の接地導体に接続された複数の第１の貫通孔と、
一列状に間隔をあけて配置されているとともに、前記内導体が前記第１または第２の接地導体に接続された複数の第２の貫通孔と、
それぞれの列の一方端部に位置する前記第１および第２の貫通孔に隣り合うように配置されているとともに、前記内導体が外部回路に電気的に接続される第３の貫通孔と、
列の他方端部に位置する前記第１の貫通孔に隣り合うように配置されているとともに、前記内導体が外部回路に電気的に接続される第４の貫通孔と、
列の他方端部に位置する前記第２の貫通孔に隣り合うように配置されているとともに、前記内導体が外部回路に電気的に接続される第５の貫通孔と、
前記第１および第２の主面上における、前記複数の第１の貫通孔のそれぞれについての、該第１の貫通孔の開口より大きく、前記第１の貫通孔の開口の中心を中心とし、隣り合う前記第１の貫通孔の間隔よりも小さい半径を有するとともに互いに重なり合う円を合体させた図形の周縁上に位置するように、第１の周波数の波長の１／４以下の間隔で配置されているとともに、前記内導体が前記第１および第２の接地導体に接続された複数の第６の貫通孔と、
前記第１および第２の主面上における、複数の前記第２の貫通孔のそれぞれについての、該第２の貫通孔の開口より大きく、前記第２の貫通孔の開口の中心を中心とし、隣り合う前記第２の貫通孔の間隔よりも小さい半径を有するとともに互いに重なり合う円を合体させた図形の周縁上に位置するように、第２の周波数の波長の１／４以下の間隔で配置されているとともに、前記内導体が前記第１および第２の接地導体に接続された複数の第７の貫通孔とを含み、
前記複数の第１の貫通孔およびその周囲に配置された前記複数の第６の貫通孔によって、前記第１の周波数で共振して第１の帯域通過フィルタを構成する複数の同軸共振器が構成されており、前記複数の第２の貫通孔およびその周囲に配置された前記複数の第７の貫通孔によって、前記第２の周波数で共振して第２の帯域通過フィルタを構成する複数の同軸共振器が構成されていることを特徴とする複合フィルタ。
前記複数の貫通孔は、
前記第３の貫通孔に隣り合うように配置されている第８の貫通孔と、
前記第４の貫通孔に隣り合うように配置されている第９の貫通孔と、
前記第５の貫通孔に隣り合うように配置されている第10の貫通孔とをさらに含み、
前記誘電体基板において、前記第１の主面は下面であり、前記第２の主面は上面であり、前記複数の第１および第２の貫通孔の内導体は、それぞれ前記誘電体基板の下面に配置された前記第１の接地導体に接続されており、
前記誘電体基板の下面の前記第８の貫通孔の周囲に前記第１の接地導体と間をあけて配置されて、前記第８の貫通孔の前記内導体に接続された第１の端子電極と、
前記誘電体基板の下面の前記第９の貫通孔の周囲に前記第１の接地導体と間をあけて配置されて、前記第９の貫通孔の前記内導体に接続された第２の端子電極と、
前記誘電体基板の下面の前記第10の貫通孔の周囲に前記第１の接地導体と間をあけて配置されて、前記第10の貫通孔の前記内導体に接続された第３の端子電極と、
前記誘電体基板の上面の前記第８の貫通孔の周囲に前記第２の接地導体と間をあけて配置されて、前記第８の貫通孔の前記内導体に接続された第１の端面導体と、
前記誘電体基板の上面の前記第９の貫通孔の周囲に前記第２の接地導体と間をあけて配置されて、前記第９の貫通孔の前記内導体に接続された第２の端面導体と、
前記誘電体基板の上面の前記第10の貫通孔の周囲に前記第２の接地導体と間をあけて配置されて、前記第10の貫通孔の前記内導体に接続された第３の端面導体と、
前記誘電体基板の上面の前記第３の貫通孔の周囲に前記第２の接地導体と間をあけて配置されて、前記第３の貫通孔の前記内導体に接続された第４の端面導体と、
前記誘電体基板の上面の前記第４の貫通孔の周囲に前記第２の接地導体と間をあけて配置されて、前記第４の貫通孔の前記内導体に接続された第５の端面導体と、
前記誘電体基板の上面の前記第５の貫通孔の周囲に前記第２の接地導体と間をあけて配置されて、前記第５の貫通孔の前記内導体に接続された第６の端面導体と、
前記誘電体基板の下面の前記第３の貫通孔の周囲に前記第１の接地導体と間をあけて配置されて、前記第３の貫通孔の前記内導体に接続された第７の端面導体と、
前記誘電体基板の下面の前記第４の貫通孔の周囲に前記第１の接地導体と間をあけて配置されて、前記第４の貫通孔の前記内導体に接続された第８の端面導体と、
前記誘電体基板の下面の前記第５の貫通孔の周囲に前記第１の接地導体と間をあけて配置されて、前記第５の貫通孔の前記内導体に接続された第９の端面導体と、
前記誘電体基板の上面に前記第２の接地導体と間をあけて配置されて、前記第１の端面導体および前記第４の端面導体を接続する第１の接続導体と、
前記誘電体基板の上面に前記第２の接地導体と間をあけて配置されて、前記第２の端面導体および前記第５の端面導体を接続する第２の接続導体と、
前記誘電体基板の上面に前記第２の接地導体と間をあけて配置されて、前記第３の端面導体および前記第６の端面導体を接続する第３の接続導体とをさらに備え、
前記第１の端子電極と前記第７の端面導体との間，前記第２の端子電極と前記第８の端面導体との間および前記第３の端子電極と前記第９の端面導体との間に、それぞれ前記第１の接地導体が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の複合フィルタ。
請求項１または請求項２に記載の複合フィルタと、前記第４の貫通孔の前記内導体に電気的に接続された送信回路と、前記第５の貫通孔の前記内導体に電気的に接続された受信回路とを備えることを特徴とする無線通信モジュール。
請求項３に記載の無線通信モジュールと、前記第３の貫通孔の前記内導体に電気的に接続されたアンテナとを備えることを特徴とする無線通信機器。