JP2012054696A - 信号伝送装置、フィルタ、ならびに基板間通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】基板間距離の変動による通過周波数および通過帯域の変動を抑え、安定した動作を行うことができるようにする。
【解決手段】第１の基板１０に形成された複数の第１の１／４波長共振器１１，１２と、第２の基板２０に形成された複数の第２の１／４波長共振器２１，２２とで第１の共振器１を構成する。また、第１の基板１０に形成された複数の第３の１／４波長共振器３１，３２と、第２の基板２０に形成された複数の第４の１／４波長共振器４１，４２とで第２の共振器２を構成する。第１の共振器１において、互いに最も近い位置にある第１の１／４波長共振器１１と第２の１／４波長共振器２１とを互いの開放端同士および互いの短絡端同士が互いに対向するように配置し、第２の共振器において、互いに最も近い位置にある第３の１／４波長共振器３１と第４の１／４波長共振器４１とを互いの開放端同士および互いの短絡端同士が互いに対向するように配置する。
【選択図】図１

Description

本発明は、それぞれに共振器が形成された複数の基板を用いて信号伝送を行う信号伝送装置、フィルタ、ならびに基板間通信装置に関する。

従来より、それぞれに共振器が形成された複数の基板を用いて信号伝送を行う信号伝送装置が知られている。例えば特許文献１には、異なる基板それぞれに共振器を構成し、それら共振器同士を電磁結合させて２段のフィルタを構成して信号伝送させるものが開示されている。

特開２００８−６７０１２号公報

上述したような異なる基板それぞれに形成された共振器同士を電磁結合させる構造の場合、各基板間には電界および磁界が発生する。このとき、従来の構造では、基板間に存在する空気層の厚みの変動で共振器間の結合係数や共振周波数が大きく変わるため、フィルタとしての中心周波数や帯域幅が大幅に変動する問題がある。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、基板間距離の変動による通過周波数および通過帯域の変動を抑え、安定した動作を行うことができるようにした信号伝送装置、フィルタ、ならびに基板間通信装置を提供することにある。

本発明による信号伝送装置は、間隔を空けて第１の方向に互いに対向配置された第１および第２の基板と、第１の基板における第１の領域に形成され、第１の方向に互いにインターディジタル結合された複数の第１の１／４波長共振器と、第２の基板における第１の領域に対応する領域において、１つまたは第１の方向に互いにインターディジタル結合するように複数形成された第２の１／４波長共振器と、複数の第１の１／４波長共振器と１または複数の第２の１／４波長共振器とによって形成された第１の共振器と、第１の共振器に電磁結合されて第１の共振器との間で信号伝送を行う第２の共振器とを備えたものである。
そして、第１の共振器において、互いに最も近い位置にある第１の１／４波長共振器と第２の１／４波長共振器とを、互いの開放端同士および互いの短絡端同士が互いに対向するように配置するようにしたものである。

本発明によるフィルタは、上記した本発明による信号伝送装置と同様の構成でフィルタとして動作させるようにしたものである。

本発明による信号伝送装置およびフィルタにおいて、第１の基板における第２の領域に形成され、第１の方向に互いにインターディジタル結合された複数の第３の１／４波長共振器と、第２の基板における第２の領域に対応する領域において、１つまたは第１の方向に互いにインターディジタル結合するように複数形成された第４の１／４波長共振器とをさらに備えていても良い。
そして、第２の共振器を、複数の第３の１／４波長共振器と１または複数の第４の１／４波長共振器とによって形成し、第２の共振器において、互いに最も近い位置にある第３の１／４波長共振器と第４の１／４波長共振器とが、互いの開放端同士および互いの短絡端同士が互いに対向するように配置されていても良い。

本発明による基板間通信装置は、上記した本発明による信号伝送装置の構成において、第１の基板に形成され第１の１／４波長共振器に物理的に直接接続、または電磁結合により間隔を空けて結合された第１の信号引き出し電極と、第２の基板に形成され第４の１／４波長共振器に物理的に直接接続、または電磁結合により間隔を空けて結合された第２の信号引き出し電極とさらに備え、第１の基板と第２の基板との間で信号伝送を行うようにしたものである。

本発明の信号伝送装置、フィルタ、または基板間通信装置では、第１の基板と第２の基板との間で、互いに最も近い位置にある第１の１／４波長共振器と第２の１／４波長共振器とが、互いの開放端同士および互いの短絡端同士が互いに対向するように配置されていることで、第１の１／４波長共振器と第２の１／４波長共振器とが主として磁界成分によって電磁結合（磁界結合）した状態となる。これにより、第１の共振器において、第１の基板と第２の基板との間の空気層等における電界分布がほとんど無くなり、第１の基板と第２の基板との間で空気層等の基板間距離に変動があったとしても、第１の共振器における共振周波数の変動が抑えられる。同様に、第１の基板と第２の基板との間で、互いに最も近い位置にある第３の１／４波長共振器と第４の１／４波長共振器とが、互いの開放端同士および互いの短絡端同士が互いに対向するように配置されていることで、第３の１／４波長共振器と第４の１／４波長共振器とが主として磁界成分によって電磁結合（磁界結合）した状態となり、第２の共振器において、第１の基板と第２の基板との間の空気層等における電界分布がほとんど無くなる。これにより、第１の基板と第２の基板との間で空気層等の基板間距離に変動があったとしても、第２の共振器における共振周波数の変動が抑えられる。結果として、基板間距離の変動による通過周波数および通過帯域の変動が抑えられる。

本発明による信号伝送装置、フィルタ、または基板間通信装置において、第１の共振器は、複数の第１の１／４波長共振器と１または複数の第２の１／４波長共振器とが混成共振モードで電磁結合することにより全体として第１の共振周波数で共振する１つの結合共振器を構成し、かつ、第１および第２の基板が互いに電磁結合しないよう離間した状態では複数の第１の１／４波長共振器による単独の共振周波数と１または複数の第２の１／４波長共振器による単独の共振周波数とがそれぞれ、第１の共振周波数とは異なる周波数とされていても良い。同様に、第２の共振器は、複数の第３の１／４波長共振器と１または複数の第４の１／４波長共振器とが混成共振モードで電磁結合することにより全体として第１の共振周波数で共振する１つの結合共振器を構成し、かつ、第１および第２の基板が互いに電磁結合しないよう離間した状態では複数の第３の１／４波長共振器による単独の共振周波数と１または複数の第４の１／４波長共振器による単独の共振周波数とがそれぞれ、第１の共振周波数とは異なる周波数とされていても良い。
この構成の場合、第１の基板と第２の基板とが互いに電磁結合しないよう十分に離間した状態での周波数特性と第１の基板と第２の基板とが互いに電磁結合している状態での周波数特性とが異なる状態となる。このため、例えば第１の基板と第２の基板とを互いに電磁結合している状態では第１の共振周波数で信号伝送するが、第１の基板と第２の基板とが互いに電磁結合しないよう十分に離間した状態では第１の共振周波数で信号伝送しない状態となる。これにより、第１の基板と第２の基板とを十分に離した状態では信号の漏洩を防ぐことができる。

本発明による信号伝送装置またはフィルタにおいて、第１の基板に形成されると共に、第１の１／４波長共振器に物理的に直接接続、または第１の共振器に対して間隔を空けて電磁結合された第１の信号引き出し電極と、第２の基板に形成されると共に、第４の１／４波長共振器に物理的に直接接続、または第２の共振器に対して間隔を空けて電磁結合された第２の信号引き出し電極とをさらに備え、第１の基板と第２の基板との間で信号伝送を行うようにしても良い。

また、本発明による信号伝送装置またはフィルタにおいて、第２の基板に形成されると共に、第２の１／４波長共振器に物理的に直接接続、または第１の共振器に対して間隔を空けて電磁結合された第１の信号引き出し電極と、第２の基板に形成されると共に、第４の１／４波長共振器に物理的に直接接続、または第２の共振器に対して間隔を空けて電磁結合された第２の信号引き出し電極とをさらに備え、第２の基板内で信号伝送を行うようにしても良い。

本発明の信号伝送装置、フィルタ、または基板間通信装置によれば、第１の基板と第２の基板との間で互いに最も近い位置にある１／４波長共振器同士を、互いの開放端同士および互いの短絡端同士が互いに対向するように配置したので、第１の共振器および第２の共振器において、第１の基板と第２の基板との間では主として磁界成分による電磁結合がなされ、空気層等における電界分布がほとんど無くなる。これにより、第１の基板と第２の基板との間で空気層等の基板間距離に変動があったとしても、第１の共振器および第２の共振器における共振周波数の変動が抑えられる。結果として、基板間距離の変動による通過周波数および通過帯域の変動が抑えられる。

本発明の第１の実施の形態に係る信号伝送装置（フィルタ、基板間通信装置）の一構成例を示す斜視図である。 図１に示した信号伝送装置をＹ方向から見た構造を示す断面図である。 （Ａ）は図１に示した信号伝送装置における第１の基板の表面側の共振器構造を示す平面図であり、（Ｂ）は第１の基板の裏面側の共振器構造を示す平面図である。 （Ａ）は図１に示した信号伝送装置における第２の基板の表面側の共振器構造を示す平面図であり、（Ｂ）は第２の基板の裏面側の共振器構造を示す平面図である。 図１に示した信号伝送装置における第１の基板と第２の基板との間の電界分布を示す説明図である。 図１に示した信号伝送装置をＸ方向から見た構造を、基板各部の共振周波数と共に示す断面図である。 比較例の共振器構造を有する基板を示す断面図である。 図７に示した基板を２つ対向配置した構造を示す断面図である。 （Ａ）は１つの共振器による共振周波数を示す説明図であり、（Ｂ）は２つの共振器による共振周波数を示す説明図である。 図８に示した共振器構造を用いて形成した比較例のフィルタの構造を、基板各部の共振周波数と共に示す断面図である。 比較例の共振器構造の具体的な設計例を示す断面図である。 図１１に示した共振器構造における共振周波数特性を示す特性図である。 図１に示した信号伝送装置における第１の共振器の具体的な設計例を示す断面図である。 図１３に示した第１の共振器における共振周波数特性を示す特性図である。 （Ａ）は図１に示した信号伝送装置における第１の基板の表面側の具体的な設計例を示す平面図であり、（Ｂ）は第１の基板の裏面側の具体的な設計例を示す平面図である。 （Ａ）は図１に示した信号伝送装置における第２の基板の表面側の具体的な設計例を示す平面図であり、（Ｂ）は第２の基板の裏面側の具体的な設計例を示す平面図である。 図１５および図１６に示した具体的な設計例によるフィルタ特性を示す特性図である。 図１に示した信号伝送装置における第１の基板と第２の基板との間の電界分布を示す説明図である。 図１に示した信号伝送装置における第１の基板と第２の基板との間の磁界分布を示す説明図である。 本発明の第２の実施の形態に係る信号伝送装置の一構成例を示す断面図である。 本発明の第３の実施の形態に係る信号伝送装置の一構成例を示す断面図である。 本発明の第４の実施の形態に係る信号伝送装置の一構成例を示す断面図である。 本発明の第５の実施の形態に係る信号伝送装置の一構成例を示す断面図である。 本発明の第６の実施の形態に係る信号伝送装置の一構成例を示す断面図である。 本発明の第７の実施の形態に係る信号伝送装置（フィルタ）の一構成例を示す斜視図である。 図２５に示した信号伝送装置をＸ方向から見た構造を示す断面図である。 （Ａ）は図２５に示した信号伝送装置における第１の基板の下から１層目の共振器構造を示す平面図であり、（Ｂ）は第１の基板の下から２層目の共振器構造を示す平面図である。 図２５に示した信号伝送装置における第２の基板の表面側の共振器構造を示す平面図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

＜第１の実施の形態＞
［信号伝送装置の構成例］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る信号伝送装置（基板間通信装置またはフィルタ）の全体構成例を示している。図２は、図１に示した信号伝送装置をＹ方向から見た一断面の構造を示している。本実施の形態に係る信号伝送装置は、第１の方向（図のＺ方向）に互いに対向配置された第１の基板１０および第２の基板２０を備えている。第１の基板１０および第２の基板２０は誘電体基板であり、基板材料とは異なる材料による層（誘電率の異なる層、例えば空気層）を挟んで、間隔（基板間距離Ｄａ）を空けて互いに対向配置されている。第１の基板１０および第２の基板２０には、第１の共振器１と、第１の共振器１に対して第２の方向（図のＹ方向）に並列配置されると共に、第１の共振器１に電磁結合されて第１の共振器１との間で信号伝送を行う第２の共振器２とが形成されている。第１の共振器１は、第１の基板１０に形成された複数の第１の１／４波長共振器１１，１２と、第２の基板２０に形成された複数の第２の１／４波長共振器２１，２２とを有している。第２の共振器２は、第１の基板１０に形成された複数の第３の１／４波長共振器３１，３２と、第２の基板２０に形成された複数の第４の１／４波長共振器４１，４２とを有している。

この信号伝送装置はまた、第１の基板１０に形成された第１の信号引き出し電極５１と、第２の基板２０に形成された第２の信号引き出し電極５２とを備えている。第１の基板１０に形成された複数の第１の１／４波長共振器１１，１２、複数の第３の１／４波長共振器３１，３２、および第１の信号引き出し電極５１は、導体による電極パターンよりなる。同様に、第２の基板２０に形成された複数の第２の１／４波長共振器２１，２２、複数の第４の１／４波長共振器４１，４２、および第２の信号引き出し電極５２は、導体による電極パターンよりなる。なお、図１において、第１の基板１０および第２の基板２０に形成された電極パターン（第１の１／４波長共振器１１，１２等）の厚みは省略している。

図３（Ａ）は第１の基板１０の表面側の共振器構造を示し、図３（Ｂ）は第１の基板１０の裏面側（第２の基板２０に対向する側）の共振器構造を示している。図４（Ａ）は第２の基板２０の表面側（第１の基板１０に対向する側）の共振器構造を示し、図４（Ｂ）は第２の基板２０の裏面側の共振器構造を示している。図５は、第１の基板１０と第２の基板２０との間の電界分布（後述する、混成共振モードでの第１の共振周波数ｆ１での電界分布）を模式的に示している。図６は図１に示した信号伝送装置をＸ方向から見た一断面の構造を、基板各部の共振周波数と共に示している。

複数の第１の１／４波長共振器１１，１２は、第１の基板１０の第１の領域において、第１の方向（図のＺ方向）に互いにインターディジタル結合されている。一方の第１の１／４波長共振器１１は第１の基板１０の裏面側に形成されている。他方の第１の１／４波長共振器１２は第１の基板１０の表面側に形成されている。複数の第２の１／４波長共振器２１，２２は、第２の基板２０における、第１の領域に対応する領域において、第１の方向に互いにインターディジタル結合されている。これにより、第１の領域において、複数の第１の１／４波長共振器１１，１２と複数の第２の１／４波長共振器２１，２２とが第１の方向に積層配置された構造の第１の共振器１が形成されている（図６参照）。第１の共振器１において、互いに最も近い位置にある第１の１／４波長共振器１１と第２の１／４波長共振器２１は、互いの開放端同士および互いの短絡端同士が互いに対向するように配置されている。これにより、第１の１／４波長共振器１１と第２の１／４波長共振器２１とが、例えば空気層を介して互いに、主として磁界成分による電磁結合（磁界結合）をしている。

なお、インターディジタル結合とは、一端が短絡端とされ他端が開放端とされた２つの共振器を、一方の共振器の開放端と他方の共振器の短絡端とが対向すると共に、一方の共振器の短絡端と他方の共振器の開放端とが対向するように配置して電磁結合させる結合方法である。

複数の第３の１／４波長共振器３１，３２は、第１の基板１０の第２の領域において、第１の方向（図のＺ方向）に互いにインターディジタル結合されている。一方の第３の１／４波長共振器３１は第１の基板１０の裏面側に形成されている。他方の第３の１／４波長共振器３２は第１の基板１０の表面側に形成されている。第４の１／４波長共振器４１，４２は、第２の基板２０における、第２の領域に対応する領域において、第１の方向に互いにインターディジタル結合されている。これにより、第１の領域とは異なる第２の領域において、複数の第３の１／４波長共振器３１，３２と複数の第４の１／４波長共振器４１，４２とが第１の方向に積層配置された構造の第２の共振器２が形成されている（図６参照）。第２の共振器２において、互いに最も近い位置にある第３の１／４波長共振器３１と第４の１／４波長共振器４１は、互いの開放端同士および互いの短絡端同士が互いに対向するように配置されている、これにより、第３の１／４波長共振器３１と第４の１／４波長共振器４１とが、例えば空気層を介して互いに、主として磁界成分による電磁結合（磁界結合）をしている。

第１の信号引き出し電極５１は、第１の基板１０の表面側に形成されると共に、第１の基板１０の表面側の第１の１／４波長共振器１２に物理的に直接接続され、第１の１／４波長共振器１２に直接的に導通されている。これにより、第１の信号引き出し電極５１と第１の共振器１との間で信号伝送が可能とされている。第２の信号引き出し電極５２は、第２の基板２０の裏面側に形成されると共に、第２の基板２０の裏面側に形成された第４の１／４波長共振器４２に物理的に直接接続され、第４の１／４波長共振器４２に直接的に導通されている。これにより、第２の信号引き出し電極５２と第２の共振器２との間で信号伝送が可能とされている。第１の共振器１と第２の共振器２は電磁結合されているので、第１の信号引き出し電極５１と第２の信号引き出し電極５２との間での信号伝送が可能とされている。これにより、第１の基板１０と第２の基板２０との２つの基板間での信号伝送が可能とされている。

なお、第１の信号引き出し電極５１を第１の基板１０の裏面側に形成し、第１の基板１０の裏面側の第１の１／４波長共振器１１に物理的に直接接続し、第１の１／４波長共振器１１に直接的に導通するようにしても良い。同様に、第２の信号引き出し電極５２を第２の基板２０の表面側に形成し、第２の基板２０の表面側の第４の１／４波長共振器４１に物理的に直接接続し、第４の１／４波長共振器４１に直接的に導通するようにしても良い。

［動作および作用］
この信号伝送装置では、第１の基板１０と第２の基板２０との間で、互いに最も近い位置にある第１の１／４波長共振器１１と第２の１／４波長共振器２１とが、主として磁界成分による電磁結合した状態となる。この状態では、図５に示したように、第１の１／４波長共振器１１と第２の１／４波長共振器２１とが同電位になるため、それらの共振器間には電界が発生しない。第１の１／４波長共振器１１と第２の１／４波長共振器２１は、ほぼ磁気結合のみによる結合がなされる。これにより、第１の共振器１において、第１の基板１０と第２の基板２０との間の空気層等における電界分布がほとんど無くなり、第１の基板１０と第２の基板１０との間で空気層等の基板間距離Ｄａに変動があったとしても、第１の共振器１における共振周波数の変動が抑えられる。同様に、第１の基板１０と第２の基板２０との間で、互いに最も近い位置にある第３の１／４波長共振器３１と第４の１／４波長共振器４１とが、主として磁界成分による電磁結合した状態となることで、第２の共振器２において、第１の基板１０と第２の基板２０との間の空気層等における電界分布がほとんど無くなる。第３の１／４波長共振器３１と第４の１／４波長共振器４１は、ほぼ磁気結合のみによる結合がなされる。これにより、第１の基板１０と第２の基板２０との間で空気層等の基板間距離Ｄａに変動があったとしても、第２の共振器２における共振周波数の変動が抑えられる。結果として、基板間距離Ｄａの変動による通過周波数および通過帯域の変動が抑えられる。

また、この信号伝送装置では、図６に示したように、第１の共振器１は、複数の第１の１／４波長共振器１１，１２と複数の第２の１／４波長共振器２１，２２とが後述する混成共振モードで電磁結合することにより全体として第１の共振周波数ｆ１（または第２の共振周波数ｆ２）で共振する１つの結合共振器を構成する。かつ、第１の基板１０および第２の基板２０が互いに電磁結合しないよう十分に離間した状態では複数の第１の１／４波長共振器１１，１２による単独での共振周波数ｆａと複数の第２の１／４波長共振器２１，２２による単独での共振周波数ｆａとがそれぞれ、第１の共振周波数ｆ１（または第２の共振周波数ｆ２）とは異なる周波数となる。

同様に、第２の共振器２は、図６に示したように、複数の第３の１／４波長共振器３１，３２と複数の第４の１／４波長共振器４１，４２とが混成共振モードで電磁結合することにより全体として第１の共振周波数ｆ１（または第２の共振周波数ｆ２）で共振する１つの結合共振器を構成する。かつ、第１の基板１０および第２の基板２０が互いに電磁結合しないよう十分に離間した状態では複数の第３の１／４波長共振器３１，３２による単独の共振周波数ｆａと複数の第４の１／４波長共振器４１，４２による単独の共振周波数ｆａとがそれぞれ、第１の共振周波数ｆ１（または第２の共振周波数ｆ２）とは異なる周波数となる。

従って、第１の基板１０と第２の基板２０とが互いに電磁結合しないよう十分に離間した状態での周波数特性と第１の基板１０と第２の基板２０とが互いに電磁結合している状態での周波数特性とが異なる状態となる。このため、例えば第１の基板１０と第２の基板２０とが互いに電磁結合している状態では第１の共振周波数ｆ１（または第２の共振周波数ｆ２）で信号伝送する。一方、第１の基板１０と第２の基板２０とが互いに電磁結合しないよう十分に離間した状態では単独での共振周波数ｆａで共振するために、第１の共振周波数ｆ１（または第２の共振周波数ｆ２）で信号伝送しない状態となる。これにより、第１の基板１０と第２の基板２０とを十分に離した状態では、第１の共振周波数ｆ１（または第２の共振周波数ｆ２）と同帯域の信号が入力されたとしても反射されるので、共振器からの信号の漏洩を防ぐことができる。

（混成共振モードによる信号伝送の原理）
ここで、上述の混成共振モードによる信号伝送の原理について説明する。説明を簡単にするために、比較例の共振器構造として、図７に示したように第１の基板１１０の内部に１つの共振器１１１が形成されているものを考える。この比較例の共振器構造では、図９（Ａ）に示したように、１つの共振周波数ｆ０で共振するような共振モードとなる。これに対して、図８に示したように、図７に示した比較例の共振器構造と同様の構造を有する第２の基板１２０を、基板間距離Ｄａを空けて第１の基板１１０に対向配置して電磁結合した場合について考える。第２の基板１２０の内部には１つの共振器１２１が形成されている。第２の基板１２０における共振器１２１についても、第１の基板１１０における共振器１１１と構造的には同じなので、第１の基板１１０に電磁結合していない単独の状態では、図９（Ａ）に示したように、１つの共振周波数ｆ０で共振するような単独の共振モードとなる。しかしながら、図８に示した２つの共振器を電磁結合した状態では、電波の飛び移り効果により、単独での共振周波数ｆ０で共振するのではなく、単独での共振周波数ｆ０よりも低い第１の共振周波数ｆ１となる第１の共振モードと、単独での共振周波数ｆ０よりも高い第２の共振周波数ｆ２となる第２の共振モードを形成して共振する。

図８に示した混成共振モードで電磁結合する２つの共振器１１１，１２１を全体として１つの結合共振器１０１とみなすと、同様の共振器構造を並列配置することで、第１の共振周波数ｆ１（または第２の共振周波数ｆ２）を通過帯域とするフィルタを構成することができる。そのような構成例を図１０に示す。図１０のフィルタ構成例では、第１の基板１１０に２つの共振器１１１，１３１を並列配置すると共に、第２の基板１２０に２つの共振器１２１，１４１を並列配置している。第１の基板１１０に形成された共振器１１１，１３１と第２の基板１２０に形成された共振器１２１，１４１はそれぞれ、第１の基板１１０および第２の基板１２０が互いに電磁結合しないよう十分に離間した状態では、混成共振モードではなく、単独での共振周波数ｆ０による共振モードとなる。第１の基板１１０と第２の基板１２０とを基板間距離Ｄａを空けて対向配置して電磁結合させた状態では、第１の基板１１０の一方の共振器１１１と第２の基板１２０の一方の共振器１２１とで全体として１つの結合共振器１０１を構成する。また、第１の基板１１０の他方の共振器１３１と第２の基板１２０の他方の共振器１４１とで全体としてもう１つの結合共振器１０２を構成する。２つの結合共振器１０１，１０２がそれぞれ全体として第１の共振周波数ｆ１（または第２の共振周波数ｆ２）で共振することで、第１の共振周波数ｆ１（または第２の共振周波数ｆ２）を通過帯域とするフィルタのように動作する。この第１の共振周波数ｆ１（または第２の共振周波数ｆ２）近傍の周波数の信号を入力することで信号伝送が可能となる。

以上の原理を踏まえ、本実施の形態に係る信号伝送装置における共振モードについて、より詳細に説明する。図５のように、複数の第１の１／４波長共振器１１，１２、複数の第２の１／４波長共振器２１，２２、複数の第３の１／４波長共振器３１，３２、または複数の第４の１／４波長共振器４１，４２のように互いにインターディジタル結合した共振器が基板に形成されている場合には、インターディジタル結合した共振器同士も混成共振モードにより共振する。すなわち、例えば複数の第１の１／４波長共振器１１，１２同士が混成共振モードで電磁結合することにより、複数の第１の１／４波長共振器１１，１２同士が互いに電磁結合しないよう十分に離間した状態での各１／４波長共振器１１，１２単独での共振周波数ｆ０よりも低い共振周波数ｆａと、共振周波数ｆ０よりも高い共振周波数ｆｂとで共振する１つの結合共振器を構成する。第１の基板１０に形成され互いにインターディジタル結合した複数の第１の１／４波長共振器１１，１２と、第２の基板２０に形成され互いにインターディジタル結合した複数の第２の１／４波長共振器２１，２２とが、空気層等を介して互いに電磁結合した場合には、前述のように、これら複数の１／４波長共振器同士も混成共振モード同士が電磁結合することにより、複数の共振モードを有する１つの結合共振器（第１の共振器１）となる。この第１の共振器１は複数の共振モード（共振周波数ｆ１，ｆ２，・・・、但し、ｆ１＜ｆ２＜・・・）を有する。同様に、第２の基板２０に形成され、互いにインターディジタル結合した複数の第３の１／４波長共振器３１，３２と、第２の基板２０に形成され、互いにインターディジタル結合した複数の第４の１／４波長共振器４１，４２とが、空気層等を介して互いに電磁結合した場合には、前述のように、これら複数の１／４波長共振器同士も混成共振モード同士が電磁結合することにより、複数の共振モードを有する１つの結合共振器（第２の共振器２）となる。この第２の共振器２は複数の共振モード（共振周波数ｆ１，ｆ２，・・・、但し、ｆ１＜ｆ２＜・・・）を有する。

ここで、複数の共振モードの内で、最も低い共振周波数を有する共振モード（共振周波数ｆ１）における電荷分布と電界ベクトルＥおよび電流ベクトルｉを示したものが図５であり、１／４波長共振器のそれぞれに流れる電流の向きは全て同方向となる。すなわち、１／４波長共振器１１（３１）および１／４波長共振器２１（４１）では短絡端側から開放端側に向けて電流が流れ、１／４波長共振器１２（３２）および１／４波長共振器２２（４２）では、開放端側から短絡端側に向けて電流が流れる。従って、インターディジタル結合した共振器間では電磁結合した状態となる一方で、第１の基板１０と第２の基板２０との間では、互いに最も近い位置にある１／４波長共振器間での電界分布（電界成分）がほとんど無くなる。このように、例えば、複数の共振モードの内で最も低い共振周波数を有する共振モードでは、第１の基板１０と第２の基板２０との間で、互いに最も近い位置にある１／４波長共振器１１，２１のそれぞれに流れる電流の向きは同方向となり、１／４波長共振器間での電界分布がほとんど無くなることから、主として磁界結合による電磁結合した状態となる。

さらに、インターディジタル結合は強い結合であることから、第１の共振周波数ｆ１と第２の共振周波数ｆ２との周波数差を非常に大きくすることができ、従って、第１の共振器１と第２の共振器２とを並列配置した際に、複数の共振モード（共振周波数ｆ１，ｆ２，・・・）の第１の共振周波数ｆ１を含む通過帯域と、それ以外の共振周波数を含む通過帯域とは周波数が重ならない（通過帯域の周波数が異なる）ようにすることができる。さらに、これら第１の共振周波数ｆ１を含む通過帯域およびそれ以外の各共振周波数を含むそれぞれの通過帯域、すなわち、複数の共振モード（共振周波数ｆ１，ｆ２，・・・）のそれぞれの共振周波数を含む各々の通過帯域は、第１の基板１０或いは第２の基板２０単独での共振周波数ｆａを含む通過帯域とも周波数が重ならない（通過帯域の周波数が異なる）。従って、第１の共振周波数ｆ１を含む通過帯域では、他の共振モードの影響をほとんど受けることがないだけでなく、共振周波数ｆａ近傍の周波数の影響もほとんど受けることがない。

以上のことから、複数の共振モードの内で、最も低い周波数となる共振モードでの共振周波数ｆ１を、信号の通過帯域に設定することが好ましい。ただし、共振周波数ｆ１より高い周波数となる他の共振モードであっても、第１の基板１０と第２の基板２０との間で、互いに最も近い位置にある１／４波長共振器同士に流れる電流の向きが同方向となるのであれば、その共振モードによる共振周波数を信号の通過帯域に設定しても良い。

［具体的な設計例およびその特性］
次に、本実施の形態に係る信号伝送装置の具体的な設計例およびその特性を、比較例の共振器構造の特性と比較して説明する。図１１は、比較例の共振器構造２０１の具体的な設計例を示している。図１２は、図１１に示した共振器構造２０１における共振周波数特性を示している。この比較例の共振器構造２０１では、第１の１／４波長共振器１１と第２の１／４波長共振器２１とが、互いの開放端同士および互いの短絡端同士が互いに対向するような配置ではなく、インターディジタル結合されており、また、第１の基板１０の表面側、および第２の基板の裏面側にはグランド層としてのグランド電極９１，９２が配置されている。第１の基板１０および第２の基板２０の平面サイズはそれぞれ２ｍｍ角で、基板厚は１００μｍ、比誘電率は３．８５となっている。基板上の各電極（第１の１／４波長共振器１１，１２および第２の１／４波長共振器２１，２２）の平面サイズは、Ｘ方向の長さが１．５ｍｍ、Ｙ方向の長さ（幅）が０．２ｍｍとなっている。このような構成で、基板間の空気層の厚み（基板間距離Ｄａ）を１０μｍ〜１００μｍまで変化させた場合の共振周波数を計算した結果が、図１２である。この比較例の共振器構造２０１では、図１２から分かるように、空気層の厚みの変化に対して共振周波数が最大で約７０％変動している。これは、空気層の厚みの変化によって、第１の基板１０および第２の基板２０の間で実効比誘電率が変化するためである。

図１３は、本実施の形態に係る信号伝送装置における第１の共振器１の具体的な設計例を示している。図１４は、図１３に示した設計例における共振周波数特性を示している。この設計例では、基板サイズや電極サイズ等を、図１１に示した比較例の共振器構造２０１と同じ条件にしている。すなわち、第１の１／４波長共振器１１と第２の１／４波長共振器２１とがインターディジタル結合ではなく、互いの開放端同士および互いの短絡端同士が互いに対向するような配置とされていることを除き、図１１に示した比較例の共振器構造２０１と同じ構成である。このような構成で、基板間の空気層の厚み（基板間距離Ｄａ）を１０μｍ〜１００μｍまで変化させた場合の共振周波数を計算した結果が、図１４である。本実施の形態の共振器構造では、図１４から分かるように、共振周波数の変化は少なく、空気層の厚みの変化に対して共振周波数は最大でも約４％程度しか変動していない。なお、図１４の特性グラフにおいて、基板間距離Ｄａの変化に対して共振周波数の値が上下に変化し、グラフが折れ線状になっているが、これは計算上の誤差であり、実際には基板間距離Ｄａが大きくなるに従って共振周波数が次第に上昇するなだらかな曲線状のグラフになる。

図１５および図１６は、本実施の形態に係る信号伝送装置全体の具体的な設計例（フィルタとしての設計例）を示している。図１５（Ａ）は第１の基板１０の表面側の共振器構造の設計例を示し、図１５（Ｂ）は第１の基板１０の裏面側（第２の基板２０に対向する側）の共振器構造の設計例を示している。図１６（Ａ）は第２の基板２０の表面側（第１の基板１０に対向する側）の共振器構造の設計例を示し、図１６（Ｂ）は第２の基板２０の裏面側の共振器構造の設計例を示している。このような構成で、基板間の空気層の厚み（基板間距離Ｄａ）を２０μｍ〜６００μｍまで変化させた場合の周波数特性を計算した結果が、図１７である。図１７では、フィルタとしての通過特性と反射特性を示す。図１７から分かるようにフィルタとしての通過特性は、基板間距離Ｄａの変化にほとんど影響を受けていないことが分かる。

図１８は、図１５および図１６に示した設計例での第１の基板１０と第２の基板２０との間の電界強度分布を示し、図１９は磁界ベクトル分布を示している。図１８および図１９から分かるように第１の基板１０と第２の基板２０との間では電界はほとんどなく、磁界のみが形成されている。すなわち、第１の基板１０と第２の基板２０との間では、電界成分がほとんどなく磁界成分が主成分となっている。ここで、図１７は前述の混成共振モードにおける第１の共振モードでの周波数特性を示し、図１８は同様の第１の共振モードでの電界分布を示し、図１９は同様の第１の共振モードでの磁界分布を示している。

［効果］
本実施の形態に係る信号伝送装置によれば、第１の基板１０と第２の基板２０との間で、互いに最も近い位置にある１／４波長共振器同士を主として磁界成分によって電磁結合するようにしたので、第１の共振器１および第２の共振器２において、第１の基板１０と第２の基板２０との間の空気層等における電界分布（電界成分）がほとんど無くなる。これにより、第１の基板１０と第２の基板２０との間で空気層等の基板間距離Ｄａに変動があったとしても、第１の共振器１および第２の共振器２における共振周波数の変動が抑えられる。結果として、基板間距離Ｄａの変動による通過周波数および通過帯域の変動が抑えられる。

ところで、共振器のＱ値を上げる手法としては、１．共振器内の損失を低減することと、２．共振器の体積を増加させることとがある。本実施の形態に係る信号伝送装置における共振器構造では、少なくとも第１の基板１０側でインターディジタル共振器を用いることで共振器内の損失を低減している。一方、「２．共振器の体積を増加させること」は、部品の小型化に反している。例えば第１の基板１０を共振器構造の部品、第２の基板２０を共振器構造の部品を実装する実装基板とすると、従来の共振器構造では共振器のＱ値を上げるためには部品側の体積を増加させなければならない。これに対して、本実施の形態における共振器構造では、実装基板側の電極パターン（第２の１／４波長共振器２１等）を共振器の一部として用いているので、部品側の体積を増加させることなく、実装基板の体積を共振器の一部として利用することにより、共振器のＱ値を上げることができる。さらに実装基板側の電極パターンも第２の１／４波長共振器２１，２２のようにインターディジタル共振器の構造にすることで、さらなる損失低減を実現できる。また、本実施の形態における共振器構造では、例えば部品側（第１の基板１０）に側面端子を設けることなく、実装基板（第２の基板２０）に電磁結合により結合させることができるので、構成の簡素化とコストダウンが可能になる。

＜第２の実施の形態＞
次に、本発明の第２の実施の形態に係る信号伝送装置について説明する。なお、上記第１の実施の形態に係る信号伝送装置と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。

図２０は、本発明の第２の実施の形態に係る信号伝送装置の一断面の構造を示している。図１および図２に示した第１の共振器１の構造では、第１の基板１０および第２の基板２０にそれぞれ２つずつ１／４波長共振器を形成した例を示したが、図２０に示した第１の共振器１Ａのように、第２の基板２０側には、第１の基板１０側の第１の１／４波長共振器１１と電磁結合（主として磁界結合）する１つの第２の１／４波長共振器２１のみを設けるようにしても良い。図示を省略するが、第２の共振器２についても同様に、第２の基板２０側には、第１の基板１０側の第３の１／４波長共振器３１と電磁結合（主として磁界結合）する１つの第４の１／４波長共振器４１のみを設けるようにしても良い。この場合も、例えば、複数の共振モードの内で最も低い共振周波数ｆ１を有する共振モードでは、第１の基板１０と第２の基板２０との間で、互いに最も近い位置にある１／４波長共振器１１，２１のそれぞれに流れる電流の向きは同方向となり、１／４波長共振器間での電界分布がほとんど無くなる。

＜第３の実施の形態＞
次に、本発明の第３の実施の形態に係る信号伝送装置について説明する。なお、上記第１または第２の実施の形態に係る信号伝送装置と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。

図２１は、本発明の第３の実施の形態に係る信号伝送装置の一断面の構造を示している。図１および図２では、第１の基板１０および第２の基板２０の２つの基板によって第１の共振器１を形成した例を示したが、３つ以上の基板を対向配置させた構造であっても良い。図２１では、第１の基板１０および第２の基板２０に加えて、第３の基板３０を対向配置させて第１の共振器１Ｂを構成した例を示している。第３の基板３０は、第２の基板２０の裏面側に、基板材料とは異なる材料による層（誘電率の異なる層、例えば空気層）を挟んで、間隔（基板間距離Ｄａ）を空けて対向配置されている。第３の基板３０の表面（第２の基板２０に対向する側）には１／４波長共振器６１が形成され、第３の基板３０の裏面には１／４波長共振器６２が形成されている。１／４波長共振器６１および１／４波長共振器６２は、第１の１／４波長共振器１１，１２および第２の１／４波長共振器２１，２２が形成された第１の領域に対応する領域において、第１の方向（図のＺ方向）に互いにインターディジタル結合されている。また、第２の基板２０と第３の基板３０との間で、互いに最も近い位置にある第２の１／４波長共振器２２と１／４波長共振器６１は、互いの開放端同士および互いの短絡端同士が互いに対向するように配置されている。これにより、第２の基板２０における第２の１／４波長共振器２２と第３の基板３０における１／４波長共振器６１とが、例えば空気層を介して互いに、主として磁界成分による電磁結合をしている。この場合も、例えば、複数の共振モードの内で最も低い共振周波数ｆ１を有する共振モードでは、第１の基板１０と第２の基板２０との間（または第２の基板２０と第３の基板３０との間）で、互いに最も近い位置にある１／４波長共振器１１，２１（または１／４波長共振器２２，６１）のそれぞれに流れる電流の向きは同方向となり、１／４波長共振器間での電界分布がほとんど無くなる。

図示を省略するが、第２の共振器２についても同様に、第３の基板３０に形成された１／４波長共振器を構成要素として追加した構成であっても良い。

＜第４の実施の形態＞
次に、本発明の第４の実施の形態に係る信号伝送装置について説明する。なお、上記第１ないし第３の実施の形態に係る信号伝送装置と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。

図２２は、本発明の第４の実施の形態に係る信号伝送装置の一断面の構造を示している。図１に示した信号伝送装置では第１の信号引き出し電極５１を、第１の基板１０に形成された第１の１／４波長共振器１２に物理的に直接接続して導通するようにしていたが、図２２に示したように、第１の共振器１のそれぞれの第１の１／４波長共振器１１，１２に対して間隔を空けて配置された第１の信号引き出し電極５３を設けるようにしても良い。この場合、第１の信号引き出し電極５３を、第１の共振器１の共振周波数ｆ１と同様の共振周波数ｆ１で共振する共振器で構成する。これにより、第１の信号引き出し電極５３と第１の共振器１とが、共振周波数ｆ１で電磁結合される。

同様に、図１に示した信号伝送装置では第２の信号引き出し電極５２を、第２の基板２０に形成された第４の１／４波長共振器４２に物理的に直接接続して導通するようにしていたが、図２２に示したように、第２の共振器２のそれぞれの第４の１／４波長共振器４１，４２に対して間隔を空けて配置された第２の信号引き出し電極５４を設けるようにしても良い。この場合、第２の信号引き出し電極５４を、第２の共振器２の共振周波数ｆ１と同様の共振周波数ｆ１で共振する共振器で構成する。これにより、第２の信号引き出し電極５４と第２の共振器２とが、共振周波数ｆ１で電磁結合される。

＜第５の実施の形態＞
次に、本発明の第５の実施の形態に係る信号伝送装置について説明する。なお、上記第１ないし第４の実施の形態に係る信号伝送装置と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。

図２３は、本発明の第５の実施の形態に係る信号伝送装置の一断面の構造を示している。図１に示した信号伝送装置では、第１の共振器１を構成する各１／４波長共振器を第１の基板１０および第２の基板２０の表面または裏面に形成するようにしたが、図２３に示した第１の共振器１Ｃのように、各１／４波長共振器を第１の基板１０および第２の基板２０の内部に形成するようにしても良い。第２の共振器２についても同様に、各１／４波長共振器を第１の基板１０および第２の基板２０の内部に形成するようにしても良い。

＜第６の実施の形態＞
次に、本発明の第６の実施の形態に係る信号伝送装置について説明する。なお、上記第１ないし第５の実施の形態に係る信号伝送装置と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。

図２４は、本発明の第６の実施の形態に係る信号伝送装置の一断面の構造を示している。図２３に示した第１の共振器１Ｃの構造では、第１の基板１０および第２の基板２０の内部にそれぞれ２つずつ１／４波長共振器を形成した例を示したが、第１の基板１０および第２の基板２０のそれぞれにおいて、内部に形成する１／４波長共振器の数は３つ以上であっても良い。図２４では、第１の基板１０内部に４つの第１の１／４波長共振器１１，１２，１３，１４を形成した例を示している。これら４つの第１の１／４波長共振器１１，１２，１３，１４はそれぞれ、隣接するもの同士が第１の方向に互いにインターディジタル結合されるように配置されている。第２の共振器２についても同様に、第１の基板１０および第２の基板２０のそれぞれにおいて、内部に形成する１／４波長共振器の数は３つ以上であっても良い。この場合も、例えば、複数の共振モードの内で最も低い共振周波数ｆ１を有する共振モードでは、第１の基板１０と第２の基板２０との間で、互いに最も近い位置にある１／４波長共振器１１，２１のそれぞれに流れる電流の向きは同方向となり、１／４波長共振器間での電界分布がほとんど無くなる。

また、図示しないが、図２０に示した第１の共振器１Ａの構造と同様に、第２の基板２０の内部に、第２の１／４波長共振器２１を１つのみ設けるようにしても良い。第２の共振器２についても同様に、第２の基板２０の内部に、第４の１／４波長共振器４１を１つのみ設けるようにしても良い。

＜第７の実施の形態＞
次に、本発明の第７の実施の形態に係る信号伝送装置について説明する。なお、上記第１ないし第６の実施の形態に係る信号伝送装置と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。

図２５は、本発明の第７の実施の形態に係る信号伝送装置（またはフィルタ）の全体構成例を示している。図２６は、図２５に示した信号伝送装置をＸ方向から見た一断面（図２５のＡ−Ａ線断面）の構造を示している。図２７（Ａ）は図２５に示した信号伝送装置における第１の基板１０の下側（第２の基板２０に対向する側）から１層目および３層目の共振器構造を示している。図２７（Ｂ）は第１の基板１０の下側から２層目および４層目の共振器構造を示している。図２８は、図２５に示した信号伝送装置における第２の基板２０の表面側（第１の基板１０に対向する側）の共振器構造を示している。

この信号伝送装置は、第１の基板１０を共振器構造の一部品（実装部品）、第２の基板２０を共振器構造の一部品を実装する実装基板とした構成とされている。第１の基板１０の内部には、図２４の構成例と同様に、複数の第１の１／４波長共振器１１，１２，１３，１４がそれぞれ、隣接するもの同士が第１の方向に互いにインターディジタル結合されるようにして配置されている。第１の基板１０の内部にはまた、複数の第３の１／４波長共振器３１，３２，３３，３４が、複数の第１の１／４波長共振器１１，１２，１３，１４に対して並列配置されている（図２７（Ａ），（Ｂ）参照）。複数の第３の１／４波長共振器３１，３２，３３，３４もそれぞれ、隣接するもの同士が第１の方向に互いにインターディジタル結合されるようにして配置されている。第１の基板１０の第１の側面方向（図のＹ方向）にはグランド電極７３，７４が形成されている。複数の第１の１／４波長共振器１１，１２，１３，１４と複数の第３の１／４波長共振器３１，３２，３３，３４とのそれぞれの短絡端は、グランド電極７３またはグランド電極７４に導通されている。なお、図２５において、第１の基板１０および第２の基板２０に形成された電極パターン（第１の１／４波長共振器１１，１２等）の厚みは省略している。

第２の基板２０の底面には、図２６に示したようにグランド電極７７が形成されている。第２の基板２０の表面には、図２８に示したように、第２の１／４波長共振器２１と第４の１／４波長共振器４１とに相当する電極パターンが形成されている。第２の１／４波長共振器２１は、複数の第１の１／４波長共振器１１，１２，１３，１４に対応する第１の領域に設けられている。第１の１／４波長共振器１１と第２の１／４波長共振器２１は例えば空気層による間隔（基板間距離Ｄａ）を空けて互いに、主として磁界成分による電磁結合をしている。これにより、複数の第１の１／４波長共振器１１，１２，１３，１４と１つの第２の１／４波長共振器２１とが第１の方向に積層配置された構造の第１の共振器１Ｅが形成されている。第４の１／４波長共振器４１は、複数の第３の１／４波長共振器３１，３２，３３，３４に対応する第２の領域に設けられている。第３の１／４波長共振器３１と第４の１／４波長共振器４１は例えば空気層による間隔（基板間距離Ｄａ）を空けて互いに、主として磁界成分による電磁結合をしている。これにより、複数の第３の１／４波長共振器３１，３２，３３，３４と１つの第４の１／４波長共振器４１とが第１の方向に積層配置された構造の第２の共振器２Ｅが形成されている。この場合も、例えば、複数の共振モードの内で最も低い共振周波数ｆ１を有する共振モードでは、第１の基板１０と第２の基板２０との間で、互いに最も近い位置にある１／４波長共振器３１，４１のそれぞれに流れる電流の向きは同方向となり、１／４波長共振器間での電界分布がほとんど無くなる。

第２の基板２０の表面において、第１の側面方向（図のＹ方向）にはグランド電極７５，７６に相当する電極パターンが形成されている。図２８に示したように、第２の１／４波長共振器２１の短絡端はグランド電極７６に導通されている。第４の１／４波長共振器４１の短絡端はグランド電極７５に導通されている。

第２の１／４波長共振器２１の開放端側には、第１の信号引き出し電極７１の一端が物理的に直接接続され、第２の１／４波長共振器２１と第１の信号引き出し電極７１とが互いに直接的に導通されている。これにより、第１の信号引き出し電極７１と第１の共振器１Ｅとの間で信号伝送が可能とされている。第４の１／４波長共振器４１の開放端側には、第２の信号引き出し電極７２の一端が物理的に直接接続され、第４の１／４波長共振器４１と第２の信号引き出し電極７２とが互いに直接的に導通されている。第１の信号引き出し電極７１の他端と第２の信号引き出し電極７２の他端は、第２の側面方向（図のＸ方向）において、互いに反対方向に延在している。第１の共振器１Ｅと第２の共振器２Ｅは電磁結合されているので、第１の信号引き出し電極７１と第２の信号引き出し電極７２との間で、一方の側面側から他方の側面側へと信号伝送が可能とされている。すなわち、本実施の形態に係る信号伝送装置では、第２の基板２０内での信号伝送が可能とされている。

第１の１／４波長共振器１１（または第１の１／４波長共振器１３）の開放端側には、図２７（Ａ）に示したように、幅広の電極部分１１Ａが形成されている。また、第１の１／４波長共振器１２（または第１の１／４波長共振器１４）の開放端側にも、図２７（Ｂ）に示したように、同様の幅広の電極部分１２Ａが形成されている。第３の１／４波長共振器３１（または第３の１／４波長共振器３３）の開放端側には、図２７（Ａ）に示したように、幅広の電極部分３１Ａが形成されている。また、第３の１／４波長共振器３２（または第３の１／４波長共振器３４）の開放端側にも、図２７（Ｂ）に示したように、同様の幅広の電極部分３２Ａが形成されている。これにより、上下の電極層間で例えば第１の１／４波長共振器１１の幅広の電極部分１１Ａと第３の１／４波長共振器３２の幅広の電極部分３２Ａとが対向することで、電極パターンの長さを抑えつつ、複数の第１の１／４波長共振器１１，１２，１３，１４と複数の第３の１／４波長共振器３１，３２，３３，３４との間（第１の共振器１Ｅと第２の共振器２Ｅとの間）で所望の結合度による電界結合が得られるようにしている。

本実施の形態に係る信号伝送装置では、実装基板としての第２の基板２０上の電極パターン（第２の１／４波長共振器２１等）を共振器の一部として用いて、実装部品としての第１の基板１０の共振器構造と共に第２の基板２０上の電極パターンが共振動作する。これにより、上下方向の体積を利用して信号を伝送することが可能となる。結果として、フィルタとして特定の周波数を選択して信号を伝送する場合において、第２の基板２０上の電極パターンのみを用いて伝送する場合に比べて、平面方向の面積を抑えることができる。すなわち、平面方向の面積を抑えつつ、フィルタとして基板内での信号伝送を行うことができる。

＜その他の実施の形態＞
本発明は、上記各実施の形態に限定されず種々の変形実施が可能である。
例えば、上記第１の実施の形態では、第１の共振器１と第２の共振器２との双方を、図２に示したように実質的に同一の共振機器構造で構成したが、例えば第２の共振器２の方を別の共振機器構造で構成しても良く、異なる基板間で互いに最も近い位置にある共振器のそれぞれに流れる電流の向きが同方向となるように構成されていれば良い。また、上記第１の実施の形態では、第１の共振器１と第２の共振器２との２つの共振器が並列配置されていたが、３つ以上の共振器が並列配置されていても良い。さらに、上記第１の実施の形態では、誘電体基板にλ／４波長共振器を形成した例を挙げたが、これに限らず、λ／２波長共振器、３λ／４波長共振器、λ波長共振器でも良く、共振器単独の共振周波数がｆ０である線路型共振器であれば良い。また、上記第１の実施の形態では、第１の基板１０と第２の基板２０の比誘電率を等しくしていたが、第１の基板１０と第２の基板２０のそれぞれの比誘電率が異なっていても良く、第１の基板１０と第２の基板２０の少なくとも一方の比誘電率とは異なる比誘電率を有する層を挟んでいれば良い。また、上記第１の実施の形態では、第１の基板１０または第２の基板２０にインターディジタル結合した共振器のみが形成されていたが、少なくとも１対のインターディジタル結合した共振器が基板内に形成されていれば、一部の共振器がコムライン結合するように共振器が形成されていても良い。他の実施の形態についても同様である。また、本発明の信号伝送装置としては、アナログ信号やデジタル信号等の送信／受信のための信号伝送装置のみならず、電力の送電／受電のための信号伝送装置をも含む。

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ…第１の共振器、２，２Ｅ…第２の共振器、１０…第１の基板、１１，１２，１３，１４…第１の１／４波長共振器、１１Ａ，１２Ａ…幅広の電極部分、２０…第２の基板、２１，２２…第２の１／４波長共振器、３１，３２，３３，３４…第３の１／４波長共振器、３１Ａ，３２Ａ…幅広の電極部分、４１，４２…第４の１／４波長共振器、５１，５３，７１…第１の信号引き出し電極、５２，５４，７２…第２の信号引き出し電極、７３，７４，７５，７６，７７，９１，９２…グランド電極、１０１，１０２…結合共振器、１１０…第１の基板、１１１，１２１，１３１，１４１…共振器、１２０…第２の基板、２０１…比較例の共振器構造、Ｄａ…基板間距離。

Claims (7)

1. 間隔を空けて第１の方向に互いに対向配置された第１および第２の基板と、
   前記第１の基板における第１の領域に形成され、前記第１の方向に互いにインターディジタル結合された複数の第１の１／４波長共振器と、
   前記第２の基板における前記第１の領域に対応する領域において、１つまたは前記第１の方向に互いにインターディジタル結合するように複数形成された第２の１／４波長共振器と、
   複数の前記第１の１／４波長共振器と１または複数の前記第２の１／４波長共振器とによって形成された第１の共振器と、
   前記第１の共振器に電磁結合されて前記第１の共振器との間で信号伝送を行う第２の共振器と
   を備え、
   前記第１の共振器において、互いに最も近い位置にある前記第１の１／４波長共振器と前記第２の１／４波長共振器とが、互いの開放端同士および互いの短絡端同士が互いに対向するように配置されている
   信号伝送装置。
2. 前記第１の基板における第２の領域に形成され、前記第１の方向に互いにインターディジタル結合された複数の第３の１／４波長共振器と、
   前記第２の基板における前記第２の領域に対応する領域において、１つまたは前記第１の方向に互いにインターディジタル結合するように複数形成された第４の１／４波長共振器とをさらに備え、
   前記第２の共振器は、複数の前記第３の１／４波長共振器と１または複数の前記第４の１／４波長共振器とによって形成され、
   前記第２の共振器において、互いに最も近い位置にある前記第３の１／４波長共振器と前記第４の１／４波長共振器とが、互いの開放端同士および互いの短絡端同士が互いに対向するように配置されている
   請求項１に記載の信号伝送装置。
3. 前記第１の基板に形成されると共に、前記第１の１／４波長共振器に物理的に直接接続、または前記第１の共振器に対して間隔を空けて電磁結合された第１の信号引き出し電極と、
   前記第２の基板に形成されると共に、前記第４の１／４波長共振器に物理的に直接接続、または前記第２の共振器に対して間隔を空けて電磁結合された第２の信号引き出し電極と
   をさらに備え、
   前記第１の基板と前記第２の基板との間で信号伝送を行う
   請求項２に記載の信号伝送装置。
4. 前記第２の基板に形成されると共に、前記第２の１／４波長共振器に物理的に直接接続、または前記第１の共振器に対して間隔を空けて電磁結合された第１の信号引き出し電極と、
   前記第２の基板に形成されると共に、前記第４の１／４波長共振器に物理的に直接接続、または前記第２の共振器に対して間隔を空けて電磁結合された第２の信号引き出し電極と
   をさらに備え、
   前記第２の基板内で信号伝送を行う
   請求項２に記載の信号伝送装置。
5. 前記第１の共振器は、複数の前記第１の１／４波長共振器と１または複数の前記第２の１／４波長共振器とが混成共振モードで電磁結合することにより全体として第１の共振周波数で共振する１つの結合共振器を構成し、かつ、前記第１および第２の基板が互いに電磁結合しないよう離間した状態では複数の前記第１の１／４波長共振器による単独の共振周波数と１または複数の前記第２の１／４波長共振器による単独の共振周波数とがそれぞれ、前記第１の共振周波数とは異なる周波数とされ、
   前記第２の共振器は、複数の前記第３の１／４波長共振器と１または複数の前記第４の１／４波長共振器とが混成共振モードで電磁結合することにより全体として前記第１の共振周波数で共振する１つの結合共振器を構成し、かつ、前記第１および第２の基板が互いに電磁結合しないよう離間した状態では複数の前記第３の１／４波長共振器による単独の共振周波数と１または複数の前記第４の１／４波長共振器による単独の共振周波数とがそれぞれ、前記第１の共振周波数とは異なる周波数とされている
   請求項２ないし４のいずれか１項に記載の信号伝送装置。
6. 間隔を空けて第１の方向に互いに対向配置された第１および第２の基板と、
   前記第１の基板における第１の領域に形成され、前記第１の方向に互いにインターディジタル結合された複数の第１の１／４波長共振器と、
   前記第２の基板における前記第１の領域に対応する領域において、１つまたは前記第１の方向に互いにインターディジタル結合するように複数形成された第２の１／４波長共振器と、
   複数の前記第１の１／４波長共振器と１または複数の前記第２の１／４波長共振器とによって形成された第１の共振器と、
   前記第１の共振器に電磁結合されて前記第１の共振器との間で信号伝送を行う第２の共振器と
   を備え、
   前記第１の共振器において、互いに最も近い位置にある前記第１の１／４波長共振器と前記第２の１／４波長共振器とが、互いの開放端同士および互いの短絡端同士が互いに対向するように配置されている
   フィルタ。
7. 間隔を空けて第１の方向に互いに対向配置された第１および第２の基板と、
   前記第１の基板における第１の領域に形成され、前記第１の方向に互いにインターディジタル結合された複数の第１の１／４波長共振器と、
   前記第２の基板における前記第１の領域に対応する領域において、１つまたは前記第１の方向に互いにインターディジタル結合するように複数形成された第２の１／４波長共振器と、
   前記第１の基板における第２の領域に形成され、前記第１の方向に互いにインターディジタル結合された複数の第３の１／４波長共振器と、
   前記第２の基板における前記第２の領域に対応する領域において、１つまたは前記第１の方向に互いにインターディジタル結合するように複数形成された第４の１／４波長共振器と、
   複数の前記第１の１／４波長共振器と１または複数の前記第２の１／４波長共振器とによって形成された第１の共振器と、
   複数の前記第３の１／４波長共振器と１または複数の前記第４の１／４波長共振器とによって形成されると共に、前記第１の共振器に電磁結合されて前記第１の共振器との間で信号伝送を行う第２の共振器と、
   前記第１の基板に形成され前記第１の１／４波長共振器に物理的に直接接続、または電磁結合により間隔を空けて結合された第１の信号引き出し電極と、
   前記第２の基板に形成され前記第４の１／４波長共振器に物理的に直接接続、または電磁結合により間隔を空けて結合された第２の信号引き出し電極と
   備え、
   前記第１の共振器において、互いに最も近い位置にある前記第１の１／４波長共振器と前記第２の１／４波長共振器とが、互いの開放端同士および互いの短絡端同士が互いに対向するように配置され、
   前記第２の共振器において、互いに最も近い位置にある前記第３の１／４波長共振器と前記第４の１／４波長共振器とが、互いの開放端同士および互いの短絡端同士が互いに対向するように配置され、
   前記第１の基板と前記第２の基板との間で信号伝送を行う
   基板間通信装置。

Images