JP2019057852A - 複合電子部品 - Google Patents

複合電子部品 Download PDF

Info

Publication number
JP2019057852A
JP2019057852A JP2017181879A JP2017181879A JP2019057852A JP 2019057852 A JP2019057852 A JP 2019057852A JP 2017181879 A JP2017181879 A JP 2017181879A JP 2017181879 A JP2017181879 A JP 2017181879A JP 2019057852 A JP2019057852 A JP 2019057852A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
filter
electronic component
conductor layer
composite electronic
ground conductor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2017181879A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6946890B2 (ja
Inventor
裕太 芦田
Yuta Ashida
裕太 芦田
康之 原
Yasuyuki Hara
康之 原
俊紀 楯
Toshinori Tate
俊紀 楯
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TDK Corp
Original Assignee
TDK Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by TDK Corp filed Critical TDK Corp
Priority to JP2017181879A priority Critical patent/JP6946890B2/ja
Priority to US16/103,123 priority patent/US10658737B2/en
Priority to CN201811098771.3A priority patent/CN109546271B/zh
Publication of JP2019057852A publication Critical patent/JP2019057852A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6946890B2 publication Critical patent/JP6946890B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01PWAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00Auxiliary devices
    • H01P1/20Frequency-selective devices, e.g. filters
    • H01P1/201Filters for transverse electromagnetic waves
    • H01P1/203Strip line filters
    • H01P1/20327Electromagnetic interstage coupling
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01PWAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00Auxiliary devices
    • H01P1/20Frequency-selective devices, e.g. filters
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01PWAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00Auxiliary devices
    • H01P1/20Frequency-selective devices, e.g. filters
    • H01P1/201Filters for transverse electromagnetic waves
    • H01P1/203Strip line filters
    • H01P1/20327Electromagnetic interstage coupling
    • H01P1/20336Comb or interdigital filters
    • H01P1/20345Multilayer filters
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01PWAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P3/00Waveguides; Transmission lines of the waveguide type
    • H01P3/18Waveguides; Transmission lines of the waveguide type built-up from several layers to increase operating surface, i.e. alternately conductive and dielectric layers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01PWAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P5/00Coupling devices of the waveguide type
    • H01P5/08Coupling devices of the waveguide type for linking dissimilar lines or devices
    • H01P5/10Coupling devices of the waveguide type for linking dissimilar lines or devices for coupling balanced lines or devices with unbalanced lines or devices
    • H01P5/107Hollow-waveguide/strip-line transitions
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • H01Q1/38Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/48Earthing means; Earth screens; Counterpoises
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/52Means for reducing coupling between antennas; Means for reducing coupling between an antenna and another structure
    • H01Q1/521Means for reducing coupling between antennas; Means for reducing coupling between an antenna and another structure reducing the coupling between adjacent antennas
    • H01Q1/523Means for reducing coupling between antennas; Means for reducing coupling between an antenna and another structure reducing the coupling between adjacent antennas between antennas of an array
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00Antenna arrays or systems
    • H01Q21/06Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
    • H01Q21/061Two dimensional planar arrays
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00Antenna arrays or systems
    • H01Q21/06Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
    • H01Q21/061Two dimensional planar arrays
    • H01Q21/065Patch antenna array
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04Resonant antennas
    • H01Q9/0407Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04Resonant antennas
    • H01Q9/0407Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • H01Q9/0414Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna in a stacked or folded configuration
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04Resonant antennas
    • H01Q9/0407Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • H01Q9/045Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna with particular feeding means
    • H01Q9/0457Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna with particular feeding means electromagnetically coupled to the feed line

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
  • Waveguide Aerials (AREA)

Abstract

【課題】フィルタとアンテナを含む複合電子部品において、フィルタの特性の悪化とアンテナの放射パターンの乱れを防止する。【解決手段】複合電子部品は、積層体とフィルタ10とアンテナ20を備えている。フィルタ10は、積層体内において第1のグランド導体層321と第2のグランド導体層481の間に位置している。アンテナ20は、放射素子22を含んでいる。放射素子22は、第2のグランド導体層481に対して第1のグランド導体層321とは反対側に配置されている。積層体の積層方向から見たときに、第2のグランド導体層481の外縁は、放射素子22の外縁の外側に位置している。積層体は、フィルタ10の周囲に配置されて、第1のグランド導体層321と第2のグランド導体層481を接続する複数の接続導体部71を含んでいる。【選択図】図2

Description

本発明は、フィルタとアンテナを含む複合電子部品に関する。
現在、第5世代移動通信システム(以下、5Gと言う。)の規格化が進められている。5Gでは、周波数帯域を拡大するために、10GHz以上の周波数帯域、特に、10〜30GHzの準ミリ波帯や30〜300GHzのミリ波帯の利用が検討されている。
通信装置では、アンテナに対してフィルタが電気的に接続された構成が採用される場合がある。このような構成の通信装置では、例えば特許文献1、2に記載されているような、積層体を用いて一体化されたフィルタとアンテナを含む複合電子部品が用いられる場合がある。積層体は、積層された複数の誘電体層と複数の導体層とを含んでいる。このような複合電子部品には、フィルタとアンテナの間の整合の調整が不要になると共に、フィルタおよびアンテナの占有面積を小さくすることができるという利点がある。
特開2001−94336号公報 特開2004−40597号公報
特許文献1、2に記載された複合電子部品では、フィルタは、それぞれグランドに接続される2つのグランド導体層の間に配置され、アンテナの放射素子は、一方のグランド導体層に対して、フィルタとは反対側に配置されている。このような構造の複合電子部品では、2つのグランド導体層によって平行平板導波路に似た構造が形成されることによって1つ以上の電磁波の伝搬モードが生じ、この1つ以上の電磁波の伝搬モードによって1つ以上の不要な共振が生じる場合がある。複合電子部品では、この1つ以上の不要な共振によって、フィルタの特性が悪化する場合があった。例えば、フィルタが、準ミリ波帯やミリ波帯に通過帯域が存在するバンドパスフィルタである場合には、1つ以上の不要な共振の1つ以上の共振周波数のうち最も低い共振周波数であっても通過帯域に比較的近くなる。そのため、この場合には、通過帯域よりも高い周波数領域におけるバンドパスフィルタの減衰特性が悪化するという問題が生じていた。
また、上記の構造の複合電子部品では、放射素子とフィルタの間に介在するグランド導体層に起因して、アンテナの放射パターンが乱れる場合があるという問題点があった。
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、互いに電気的に接続されたフィルタとアンテナを含む複合電子部品であって、フィルタの特性が悪化したりアンテナの放射パターンが乱れたりすることを防止できるようにした複合電子部品を提供することにある。
本発明の複合電子部品は、第1の方向に積層された複数の誘電体層と複数の導体層とを含む積層体と、少なくとも1つのフィルタ−アンテナ対を構成する少なくとも1つのフィルタおよび少なくとも1つのアンテナを備えている。各フィルタ−アンテナ対において、1つのフィルタと1つのアンテナは電気的に接続されている。
複数の導体層は、それぞれグランドに接続される第1のグランド導体層および第2のグランド導体層を含んでいる。第1のグランド導体層と第2のグランド導体層は、第1の方向について互いに異なる位置に配置されている。フィルタは、第1のグランド導体層から第2のグランド導体層までの空間的な範囲内に位置している。
アンテナは、複数の導体層のうちの1つによって構成された放射素子を含んでいる。放射素子は、第2のグランド導体層に対して第1のグランド導体層とは反対側に配置されている。第1の方向から見たときに、第2のグランド導体層の外縁は、放射素子の外縁の外側に位置している。
積層体は、更に、第1のグランド導体層と第2のグランド導体層を接続する複数の接続導体部を含んでいる。第1の方向に直交すると共に互いに直交する2つの方向を第2の方向および第3の方向としたときに、複数の接続導体部は、第2の方向におけるフィルタの前方および後方と第3の方向におけるフィルタの前方および後方にそれぞれ1つ以上の接続導体部が存在するように、フィルタの周囲に配置されている。
本発明の複合電子部品において、複数の接続導体部の各々は、直列に接続された複数のスルーホールを含んでいてもよい。
また、本発明の複合電子部品において、フィルタは、複数の共振器を含むバンドパスフィルタであってもよい。この場合、複数の接続導体部は、隣接する2つの接続導体部の間隔が、バンドパスフィルタの通過帯域の中心周波数に対応する波長の1/4以下となるように配置されていてもよい。また、複数の共振器は、それぞれ第1の方向に交差する方向に長い形状を有する共振器導体部を有していてもよい。また、複数の接続導体部の各々は、それに最も近い共振器導体部との間の距離が、バンドパスフィルタの通過帯域の中心周波数に対応する波長の1/4以下となるように配置されていてもよい。
また、本発明の複合電子部品において、複数の接続導体部は、隣接する2つの接続導体部の間隔が1.25mm以下となるように配置されていてもよい。
また、本発明の複合電子部品において、少なくとも1つのフィルタ−アンテナ対は、複数のフィルタ−アンテナ対であってもよい。この場合、少なくとも1つのフィルタは複数のフィルタであり、少なくとも1つのアンテナは複数のアンテナであり、複数の接続導体部は、複数のフィルタ−アンテナ対に対応するように複数組設けられている。また、複数のアンテナは、複数の放射素子を含み、第1の方向から見たときに、第2のグランド導体層の外縁は、その内側に前記複数の放射素子の外縁の全てを含んでいる。また、第1のグランド導体層は、複数のフィルタ−アンテナ対に対応する複数の部分導体層を含んでいてもよい。複数の部分導体層は、互いに分離されている。
本発明の複合電子部品では、積層体は、複数の接続導体部を含んでいる。これにより、本発明によれば、第1および第2のグランド導体層に起因してフィルタの特性が悪化することを防止することができるという効果を奏する。また、本発明では、第1の方向から見たときに、第2のグランド導体層の外縁は、放射導体層の外縁の外側に位置している。これにより、本発明によれば、第2のグランド導体層に起因してアンテナの放射パターンが乱れることを防止することができるという効果を奏する。
本発明の一実施の形態に係る複合電子部品の構造を示す斜視図である。 図1の一部を拡大して示す斜視図である。 図1に示した複合電子部品の側面図である。 図3の一部を拡大して示す側面図である。 図1に示した複合電子部品の平面図である。 図5の一部を拡大して示す平面図である。 本発明の一実施の形態に係る複合電子部品における1つのフィルタ−アンテナ対の回路構成を示す回路図である。 図1に示した積層体における1層目の誘電体層のパターン形成面を示す説明図である。 図1に示した積層体における2層目の誘電体層のパターン形成面を示す説明図である。 図1に示した積層体における3層目ないし8層目の誘電体層のパターン形成面を示す説明図である。 図1に示した積層体における9層目の誘電体層のパターン形成面を示す説明図である。 図1に示した積層体における10層目の誘電体層のパターン形成面を示す説明図である。 図1に示した積層体における11層目の誘電体層のパターン形成面を示す説明図である。 図1に示した積層体における12層目ないし17層目の誘電体層のパターン形成面を示す説明図である。 図1に示した積層体における18層目の誘電体層のパターン形成面を示す説明図である。 図1に示した積層体における19層目ないし23層目の誘電体層のパターン形成面を示す説明図である。 図1に示した積層体における24層目の誘電体層のパターン形成面を示す説明図である。 図1に示した積層体における36層目の誘電体層のパターン形成面を示す説明図である。 第1の比較例の複合電子部品の要部の平面図である。 本発明の一実施の形態に係る複合電子部品と第1の比較例の複合電子部品の特性を示す特性図である。 第2の比較例の複合電子部品の要部の平面図である。 第2の比較例の複合電子部品の要部の側面図である。 第2の比較例の複合電子部品における放射パターンを示す特性図である。 本発明の一実施の形態に係る複合電子部品における放射パターンを示す特性図である。
以下、本発明の一実施の形態に係る複合電子部品について図面を参照して詳細に説明する。始めに、図1ないし図6を参照して、本実施の形態に係る複合電子部品の構造について説明する。図1は、複合電子部品の構造を示す斜視図である。図2は、図1の一部を拡大して示す斜視図である。図3は、図1に示した複合電子部品の側面図である。図4は、図3の一部を拡大して示す側面図である。図5は、図1に示した複合電子部品の平面図である。図6は、図5の一部を拡大して示す平面図である。
図1および図3に示したように、本実施の形態に係る複合電子部品1は、積層体30を備えている。後で詳しく説明するが、積層体30は、第1の方向に積層された複数の誘電体層と複数の導体層とを含んでいる。
複合電子部品1は、更に、少なくとも1つのフィルタ−アンテナ対を構成する少なくとも1つのフィルタ10および少なくとも1つのアンテナ20を備えている。各フィルタ−アンテナ対において、1つのフィルタ10と1つのアンテナ20は電気的に接続されている。
本実施の形態では特に、複合電子部品1は、複数のフィルタ−アンテナ対を構成する複数のフィルタ10および複数のアンテナ20を備えている。具体的には、フィルタ−アンテナ対、フィルタ10およびアンテナ20の数は、いずれも4つである。図2、図4および図6は、積層体30のうち、1つのフィルタ−アンテナ対を含む一部分を拡大して示している。図3および図5には、この一部分の範囲を破線で示している。
ここで、図1に示したように、X方向、Y方向およびZ方向を定義する。X方向、Y方向およびZ方向は、互いに直交する。Z方向は、複数の誘電体層の積層方向であり、上記の第1の方向に対応する。X方向は本発明における第2の方向に対応し、Y方向は本発明における第3の方向に対応する。
積層体30は、直方体形状を有している。積層体30は、複合電子部品1が実装基板等の被実装体に実装される際に被実装体に対向する底面30Aと、底面30Aとは反対側の上面30Bと、底面30Aと上面30Bを接続する4つの側面30C,30D,30E,30Fを有している。底面30Aと上面30Bは、Z方向における積層体30の両端に位置している。側面30C,30Dは、Y方向における積層体30の両端に位置している。側面30E,30Fは、X方向における積層体30の両端に位置している。
積層体30の複数の導体層は、それぞれグランドに接続される底面グランド導体層310、第1のグランド導体層321および第2のグランド導体層481を含んでいる。底面グランド導体層310は、底面30Aに露出している。第1のグランド導体層321と第2のグランド導体層481は、Z方向について互いに異なる位置に配置されている。具体的には、第1のグランド導体層321は、第2のグランド導体層481よりも、底面30Aにより近い位置に配置されている。フィルタ10は、第1のグランド導体層321から第2のグランド導体層481までの空間的な範囲内に位置している。
アンテナ20は、それぞれ複数の導体層のうちの1つによって構成された給電導体層21と放射素子22を含んでいる。放射素子22は、第2のグランド導体層481に対して第1のグランド導体層321とは反対側に配置されている。給電導体層21は、Z方向について第2のグランド導体層481と放射素子22の間に配置されている。放射素子22は、給電導体層21に対向している。
本実施の形態では特に、フィルタ−アンテナ対の数が4つであることから、積層体30は、4つの放射素子22を含んでいる。
また、本実施の形態では特に、第1のグランド導体層321は、4つのフィルタ−アンテナ対に対応する4つの部分導体層321Pを含んでいる。4つの部分導体層321Pは、互いに分離されている。
第2のグランド導体層481は、1つの導体層によって構成されている。図5に示したように、Z方向から見たときに、第2のグランド導体層481の外縁は、放射素子22の外縁の外側に位置している。本実施の形態では特に、Z方向から見たときに、第2のグランド導体層481の外縁は、その内側に4つの放射素子22の外縁の全てを含んでいる。
図7は、複合電子部品1における1つのフィルタ−アンテナ対の回路構成を示す回路図である。複合電子部品1は、4つのフィルタ−アンテナ対を構成する4つのフィルタ10および4つのアンテナ20を備えている。また、複合電子部品1は、4つのフィルタ10に接続された4つの入出力端子T1を備えている。図7には、4つの入出力端子T1のうちの1つを示している。本実施の形態では特に、フィルタ10はバンドパスフィルタである。以下、フィルタ10をバンドパスフィルタ10と言う。
図7に示したように、バンドパスフィルタ10は、入出力端子T1に接続された第1の入出力ポートP1と、第2の入出力ポートP2と、複数の共振器とを備えている。複数の共振器は、回路構成上、第1の入出力ポートP1と第2の入出力ポートP2の間に設けられている。なお、本出願において、「回路構成上」という表現は、物理的な構成における配置ではなく、回路図上での配置を指すために用いている。
本実施の形態では特に、複数の共振器は、回路構成上、第1の入出力ポートP1側から順に配置された1段目の共振器11、2段目の共振器12、3段目の共振器13および4段目の共振器14を含んでいる。共振器11〜14は、回路構成上隣接する2つの共振器が電磁結合するように構成されている。具体的に説明すると、共振器11〜14は、共振器11,12が回路構成上隣接して電磁結合し、共振器12,13が回路構成上隣接して電磁結合し、共振器13,14が回路構成上隣接して電磁結合するように構成されている。
共振器11〜14の各々は、回路構成上互いに反対側に位置する第1端と第2端を有している。共振器11〜14の各々の第2端は、グランドに接続されている。
バンドパスフィルタ10は、更に、第1の入出力ポートP1と1段目の共振器11との間に設けられたキャパシタC1と、第2の入出力ポートP2と4段目の共振器14との間に設けられたキャパシタC2とを備えている。
図7において、記号C3を付したキャパシタの記号は、共振器11,12間の容量結合を表している。また、記号C4を付したキャパシタの記号は、共振器13,14間の容量結合を表している。また、記号Mを付した曲線は、共振器12,13間の磁気結合を表している。本実施の形態では、1段目の共振器11と4段目の共振器14は、容量結合するように構成されている。図7において、記号C5を付したキャパシタの記号は、共振器11,14間の容量結合を表している。
図6に示したように、共振器11,12,13,14は、それぞれZ方向に交差する方向に長い形状を有する共振器導体部401,402,403,404を有している。
図6に示したように、積層体30は、更に、シールド導体部405,406,407を含んでいる。シールド導体部405,406,407は、グランドに接続されている。共振器導体部401とシールド導体部405は、1つの導体層の互いに異なる部分である。共振器導体部402,403とシールド導体部406は、他の1つの導体層の互いに異なる部分である。共振器導体部404とシールド導体部407は、更に他の1つの導体層の互いに異なる部分である。図6では、共振器導体部401とシールド導体部405の境界、共振器導体部402とシールド導体部406の境界、共振器導体部403とシールド導体部406の境界、および共振器導体部404とシールド導体部407の境界を、それぞれ破線で示している。
共振器導体部401と共振器導体部404はX方向に長い形状を有し、共振器導体部402と共振器導体部403はY方向に長い形状を有している。共振器導体部401,402,403,404の各々は、長手方向の両端に位置する第1端と第2端を有している。共振器導体部401,402,403,404の各々の第1端は開放されている。共振器導体部401の第2端は、シールド導体部405に接続されていることによってグランドに接続されている。共振器導体部402,403の各々の第2端は、シールド導体部406に接続されていることによってグランドに接続されている。共振器導体部404の第2端は、シールド導体部407に接続されていることによってグランドに接続されている。
共振器導体部401,402,403,404の各々は、バンドパスフィルタ10の通過帯域の中心周波数に対応する波長の1/4以下の長さを有している。本実施の形態では特に、共振器導体部401,402,403,404の各々の長さは、バンドパスフィルタ10の通過帯域の中心周波数に対応する波長の1/4である。
積層体30は、更に、第1のグランド導体層321と第2のグランド導体層481を接続する複数の接続導体部71を含んでいる。複数の接続導体部71の各々は、直列に接続された複数のスルーホールを含んでいる。図4および図6では、便宜上、複数の接続導体部71を、ハッチングを付して示している。
複数の接続導体部71は、複数のフィルタ−アンテナ対に対応するように複数組設けられている。本実施の形態では特に、フィルタ−アンテナ対の数が4つであることから、複数の接続導体部71は、4組設けられている。
図6に示したように、シールド導体部405,406,407の各々には、複数の接続導体部71のうちのいくつかが接続されている。残りの複数の接続導体部71は、シールド導体部405,406,407のいずれにも接続されていない。
積層体30は、更に、Z方向から見たときに共振器導体部402,403の間に位置して、第1のグランド導体層321と第2のグランド導体層481を接続する複数の仕切り導体部72を含んでいる。複数の仕切り導体部72の各々は、直列に接続された複数のスルーホールを含んでいる。複数の仕切り導体部72は、4つのバンドパスフィルタ10に対応するように4組設けられている。
図1ないし図4に示したように、積層体30は、更に、底面グランド導体層310と第2のグランド導体層481を接続する複数のスルーホール列80を含んでいる。複数のスルーホール列80は、Z方向から見たときに、4つのバンドパスフィルタ10の周辺に配置されている。複数のスルーホール列80の各々は、直列に接続された複数のスルーホールを含んでいる。
積層体30は、更に、4つのフィルタ−アンテナ対に対応する4つのスルーホール列75を含んでいる。後で詳しく説明するが、4つのスルーホール列75の各々は、キャパシタC2と給電導体層21とを接続している。スルーホール列75は、直列に接続された複数のスルーホールを含んでいる。
ここで、本実施の形態に係る複合電子部品1の作用について説明する。バンドパスフィルタ10は、第1の入出力ポートP1と第2の入出力ポートP2の一方に与えられた高周波信号のうち、通過帯域内の周波数の信号を選択的に通過させて、第1の入出力ポートP1と第2の入出力ポートP2の他方から出力する。バンドパスフィルタ10は、例えば、通過帯域が10〜30GHzの準ミリ波帯または30〜300GHzのミリ波帯に存在するように設計および構成される。
アンテナ20の給電導体層21は、第2の入出力ポートP2に接続されている。放射素子22は、給電導体層21と電磁結合する。バンドパスフィルタ10の第2の入出力ポートP2から出力された高周波信号が給電導体層21に与えられると、給電導体層21と放射素子22は高周波信号を電磁波に変換して、この電磁波を放射素子22から放射する。また、放射素子22が電磁波を受信すると、放射素子22と給電導体層21は、電磁波を高周波信号に変換して、この高周波信号を第2の入出力ポートP2に送る。
本実施の形態に係る複合電子部品1は、複数、具体的には4つのフィルタ−アンテナ対を備えている。この複合電子部品1は、アレーアンテナを構成するために用いることができる。
次に、図8ないし図18を参照して、積層体30を構成する複数の誘電体層と、この複数の誘電体層に形成された複数の導体層および複数のスルーホールの構成について説明する。図8ないし図18の各々において、(a)は誘電体層のパターン形成面を示し、(b)は(a)において破線の四角で示した部分を拡大して示している。この部分は、図2、図4および図6に示した部分に対応する。また、図9ないし図14における(b)では、便宜上、複数の接続導体部71を構成するために用いられる複数のスルーホールを、ハッチングを付して示している。
積層体30は、積層された36層の誘電体層を有している。以下、この36層の誘電体層を、下から順に1層目ないし36層目の誘電体層と呼ぶ。また、1層目ないし36層目の誘電体層を、符号31〜66で表す。
図8に示したように、1層目の誘電体層31のパターン形成面には、底面グランド導体層310と、4つの入出力端子T1が形成されている。底面グランド導体層310には、4つの円形の孔310aが形成されている。4つの入出力端子T1は、4つの孔310aの内側に配置され、底面グランド導体層310には接していない。
誘電体層31には、4つの入出力端子T1に接続された4つのスルーホール31T3が形成されている。
また、誘電体層31には、底面グランド導体層310に接続された複数のスルーホール31T0が形成されている。複数のスルーホール31T0は、複数のスルーホール列80を構成するために用いられるものである。
また、誘電体層31には、複数のスルーホール31T4が4組形成されている。各組の複数のスルーホール31T4は、4つの孔310aの各々の周囲に配置されて底面グランド導体層310に接続されている。
図9に示したように、2層目の誘電体層32のパターン形成面には、第1のグランド導体層321を構成する4つの部分導体層321Pが形成されている。4つの部分導体層321Pには、4つの円形の孔321aが形成されている。
誘電体層32には、4つの孔321aの内側に配置された4つのスルーホール32T3が形成されている。4つのスルーホール32T3には、誘電体層31に形成された4つのスルーホール31T3が接続されている。
また、誘電体層32には、複数のスルーホール列80を構成するために用いられる複数のスルーホール32T0が形成されている。複数のスルーホール32T0には、誘電体層31に形成された複数のスルーホール31T0が接続されている。
また、誘電体層32には、複数のスルーホール32T1が4組形成されている。4組のスルーホール32T1は、4組の接続導体部71を構成するために用いられる。また、誘電体層32には、複数のスルーホール32T2が4組形成されている。4組のスルーホール32T2は、4組の仕切り導体部72を構成するために用いられる。
誘電体層31に形成された4組のスルーホール31T4は、4つの部分導体層321Pに接続されている。
図10に示したように、3層目ないし8層目の誘電体層33〜38の各々には、複数のスルーホール列80を構成するために用いられる複数のスルーホール33T0が形成されている。また、誘電体層33〜38の各々には、複数のスルーホール33T1が4組形成されている。4組のスルーホール33T1は、4組の接続導体部71を構成するために用いられる。また、誘電体層33〜38の各々には、複数のスルーホール33T2が4組形成されている。4組のスルーホール33T2は、4組の仕切り導体部72を構成するために用いられる。また、誘電体層33〜38の各々には、4つのスルーホール33T3が形成されている。
3層目の誘電体層33に形成された複数のスルーホール33T0には、誘電体層32に形成された複数のスルーホール32T0が接続されている。誘電体層33に形成された4組のスルーホール33T1には、誘電体層32に形成された4組のスルーホール32T1が接続されている。誘電体層33に形成された4組のスルーホール33T2には、誘電体層32に形成された4組のスルーホール32T2が接続されている。誘電体層33に形成された4つのスルーホール33T3には、誘電体層32に形成された4つのスルーホール32T3が接続されている。8層目の誘電体層38に形成された4つのスルーホール33T3の各々は、第1の入出力ポートP1に対応する。
誘電体層33〜38では、上下に隣接する同じ符号のスルーホール同士が互いに接続されている。
図11に示したように、9層目の誘電体層39のパターン形成面には、4つのバンドパスフィルタ10における4つのキャパシタC1を構成するために用いられる4つの導体層391が形成されている。8層目の誘電体層38に形成された4つのスルーホール33T3は、4つの導体層391に接続されている。
また、誘電体層39には、複数のスルーホール列80を構成するために用いられる複数のスルーホール39T0が形成されている。また、誘電体層39には、複数のスルーホール39T1が4組形成されている。4組のスルーホール39T1は、4組の接続導体部71を構成するために用いられる。また、誘電体層39には、複数のスルーホール39T2が4組形成されている。4組のスルーホール39T2は、4組の仕切り導体部72を構成するために用いられる。
複数のスルーホール39T0には、誘電体層38に形成された複数のスルーホール33T0が接続されている。4組のスルーホール39T1には、誘電体層38に形成された4組のスルーホール33T1が接続されている。4組のスルーホール39T2には、誘電体層38に形成された4組のスルーホール33T2が接続されている。
図12に示したように、10層目の誘電体層40のパターン形成面には、共振器導体部401とシールド導体部405を構成する導体層と、共振器導体部402,403とシールド導体部406を構成する導体層と、共振器導体部404とシールド導体部407を構成する導体層の組が、4つのバンドパスフィルタ10に対応するように4組形成されている。9層目の誘電体層39のパターン形成面に形成された4つの導体層391は、誘電体層39を介して4つの共振器導体部401に対向している。
また、誘電体層40には、複数のスルーホール列80を構成するために用いられる複数のスルーホール40T0が形成されている。また、誘電体層40には、複数のスルーホール40T1が4組形成されている。4組のスルーホール40T1は、4組の接続導体部71を構成するために用いられる。また、誘電体層40には、複数のスルーホール40T2が4組形成されている。4組のスルーホール40T2は、4組の仕切り導体部72を構成するために用いられる。
複数のスルーホール40T0には、誘電体層39に形成された複数のスルーホール39T0が接続されている。4組のスルーホール40T1には、誘電体層39に形成された4組のスルーホール39T1が接続されている。4組のスルーホール40T2には、誘電体層39に形成された4組のスルーホール39T2が接続されている。
シールド導体部405,406,407の各々には、複数のスルーホール40T1のうちのいくつかが接続されている。残りの複数のスルーホール40T1は、シールド導体部405,406,407のいずれにも接続されていない。
図13に示したように、11層目の誘電体層41のパターン形成面には、4つのバンドパスフィルタ10における4つのキャパシタC2を構成するために用いられる4つの導体層411が形成されている。4つの導体層411は、誘電体層40を介して4つのバンドパスフィルタ10における4つの共振器導体部404に対向している。
また、誘電体層41には、複数のスルーホール列80を構成するために用いられる複数のスルーホール41T0が形成されている。また、誘電体層41には、複数のスルーホール41T1が4組形成されている。4組のスルーホール41T1は、4組の接続導体部71を構成するために用いられる。また、誘電体層41には、複数のスルーホール41T2が4組形成されている。4組のスルーホール41T2は、4組の仕切り導体部72を構成するために用いられる。また、誘電体層41には、4つのスルーホール列75を構成するために用いられる4つのスルーホール41T5が形成されている。4つのスルーホール41T5は、4つの導体層411に接続されている。4つのスルーホール41T5の各々は、第2の入出力ポートP2に対応する。
複数のスルーホール41T0には、誘電体層40に形成された複数のスルーホール40T0が接続されている。4組のスルーホール41T1には、誘電体層40に形成された4組のスルーホール40T1が接続されている。4組のスルーホール41T2には、誘電体層40に形成された4組のスルーホール40T2が接続されている。
図14に示したように、12層目ないし17層目の誘電体層42〜47の各々には、複数のスルーホール列80を構成する複数のスルーホール42T0が形成されている。また、誘電体層42〜47の各々には、複数のスルーホール42T1が4組形成されている。4組のスルーホール42T1は、4組の接続導体部71を構成するために用いられる。また、誘電体層42〜47の各々には、複数のスルーホール42T2が4組形成されている。4組のスルーホール42T2は、4組の仕切り導体部72を構成するために用いられる。また、誘電体層42〜47の各々には、4つのスルーホール列75を構成するために用いられる4つのスルーホール42T5が形成されている。
12層目の誘電体層42に形成された複数のスルーホール42T0には、誘電体層41に形成された複数のスルーホール41T0が接続されている。誘電体層42に形成された4組のスルーホール42T1には、誘電体層41に形成された4組のスルーホール41T1が接続されている。誘電体層42に形成された4組のスルーホール42T2には、誘電体層41に形成された4組のスルーホール41T2が接続されている。誘電体層42に形成された4つのスルーホール42T5には、誘電体層41に形成された4つのスルーホール41T5が接続されている。
誘電体層42〜47では、上下に隣接する同じ符号のスルーホール同士が互いに接続されている。
図15に示したように、18層目の誘電体層48のパターン形成面には、第2のグランド導体層481が形成されている。第2のグランド導体層481には、4つの円形の孔481aが形成されている。
また、誘電体層48には、4つのスルーホール列75を構成するために用いられる4つのスルーホール48T5が形成されている。4つのスルーホール48T5は、4つの孔481aの内側に配置されている。4つのスルーホール48T5には、誘電体層47に形成された4つのスルーホール42T5が接続されている。
図16に示したように、19層目ないし23層目の誘電体層49〜53の各々には、4つのスルーホール列75を構成するために用いられる4つのスルーホール49T5が形成されている。19層目の誘電体層49に形成された4つのスルーホール49T5には、誘電体層48に形成された4つのスルーホール48T5が接続されている。誘電体層49〜53では、上下に隣接するスルーホール49T5同士が互いに接続されている。
図17に示したように、24層目の誘電体層54には、4つの給電導体層21が形成されている。4つの給電導体層21には、誘電体層53に形成された4つのスルーホール49T5が接続されている。
25層目ないし35層目の誘電体層55〜65には、導体層およびスルーホールは形成されていない。
図18に示したように、36層目の誘電体層66のパターン形成面には、4つの放射素子22が形成されている。4つの放射素子22は、誘電体層54〜65を介して、4つの給電導体層21に対向している。
積層体30は、36層目の誘電体層66におけるパターン形成面とは反対側の面が上面30Bになるように、1層目ないし36層目の誘電体層31〜66が積層されて構成される。
以下、1つのフィルタ−アンテナ対に関して、図7に示した回路の構成要素と、図8ないし図18に示した積層体30の構成要素との対応関係について説明する。
バンドパスフィルタ10の共振器11,12,13,14は、それぞれ、図12(b)に示した共振器導体部401,402,403,404を有している。
入出力端子T1は、スルーホール31T3,32T3および誘電体層33〜38に形成された6つのスルーホール33T3を介して、図11(b)に示した導体層391に接続されている。誘電体層38に形成されたスルーホール33T3は、第1の入出力ポートP1に対応する。導体層391は、誘電体層39を介して、図12(b)に示した共振器導体部401に対向している。図7に示したキャパシタC1は、導体層391と共振器導体部401と、これらの間の誘電体層39とによって構成されている。
図13(b)に示した導体層411は、誘電体層40を介して、図12(b)に示した共振器導体部404に対向している。図7に示したキャパシタC2は、導体層411と共振器導体部404と、これらの間の誘電体層40とによって構成されている。
アンテナ20は、図17(b)に示した給電導体層21と、図18(b)に示した放射素子22を含んでいる。
スルーホール41T5と、誘電体層42〜47に形成された6つのスルーホール42T5と、スルーホール48T5と、誘電体層49〜53に形成された5つのスルーホール49T5は、キャパシタC2と給電導体層21を接続するスルーホール列75を構成している。スルーホール41T5は、第2の入出力ポートP2に対応する。
次に、本実施の形態に係る複合電子部品1の構造上の第1および第2の特徴と、それらによる効果について説明する。始めに、第1の特徴について説明する。第1の特徴は、積層体30が複数の接続導体部71を含むことである。
本実施の形態に係る複合電子部品1において、積層体30の複数の導体層は、Z方向について互いに異なる位置に配置された第1のグランド導体層321と第2のグランド導体層481を含んでいる。バンドパスフィルタ10は、第1のグランド導体層321から第2のグランド導体層481までの空間的な範囲内に位置している。アンテナ20の放射素子22は、第2のグランド導体層481に対して第1のグランド導体層321とは反対側に配置されている。
積層体30は、第1のグランド導体層321と第2のグランド導体層481を接続する複数の接続導体部71を含んでいる。複数の接続導体部71の各々は、直列に接続されたスルーホール32T1,33T1,39T1,40T1,41T1,42T1を含んでいる。
複数の接続導体部71は、第2の方向であるX方向におけるバンドパスフィルタ10の前方および後方と第3の方向であるY方向におけるバンドパスフィルタ10の前方および後方にそれぞれ1つ以上の接続導体部71が存在するように、バンドパスフィルタ10の周囲に配置されている。なお、X方向におけるバンドパスフィルタ10の前方および後方とは、バンドパスフィルタ10に対してX方向の先の位置と−X方向の先の位置のことである。同様に、Y方向におけるバンドパスフィルタ10の前方および後方とは、バンドパスフィルタ10に対してY方向の先の位置と−Y方向の先の位置のことである。
本実施の形態によれば、複数の接続導体部71が設けられていることにより、第1のグランド導体層321および第2のグランド導体層481に起因してバンドバスフィルタ10の特性が悪化することを防止することができる。以下、その理由について説明する。
積層体30では、複数の接続導体部71が無い場合には、第1のグランド導体層321と第2のグランド導体層481によって平行平板導波路に似た構造が形成されることによって1つ以上の電磁波の伝搬モードが生じ、この1つ以上の電磁波の伝搬モードによって1つ以上の不要な共振が生じる場合がある。この1つ以上の不要な共振の共振周波数は、通常、バンドパスフィルタ10の通過帯域よりも高い周波数領域に存在する。もし、不要な共振の共振周波数がバンドパスフィルタ10の通過帯域に比較的近いと、通過帯域よりも高い周波数領域におけるバンドパスフィルタ10の減衰特性が悪化するという問題が生じる。
上記の不要な共振の共振周波数は、第1および第2のグランド導体層321,481を含む導体によって囲まれた空間の形状に依存する。一般的に、この空間が小さいほど、不要な共振の共振周波数は高くなる。
本実施の形態によれば、積層体30が複数の接続導体部71を含むことにより、複数の接続導体部71と第1および第2のグランド導体層321,481によって囲まれた空間を、複数の接続導体部71が無い場合において第1および第2のグランド導体層321,481を含む導体によって囲まれた空間に比べて小さくすることができる。これにより、本実施の形態によれば、複数の接続導体部71が無い場合に比べて、不要な共振の共振周波数を高くすることができる。これにより、本実施の形態によれば、第1および第2のグランド導体層321,481に起因して通過帯域よりも高い周波数領域におけるバンドパスフィルタ10の減衰特性が悪化することを防止することができる。
本実施の形態では、更に、積層体30が複数の仕切り導体部72を含むことにより、第1および第2のグランド導体層321,481を含む導体によって囲まれた空間をより小さくすることができる。これにより、本実施の形態によれば、第1および第2のグランド導体層321,481に起因して通過帯域よりも高い周波数領域におけるバンドパスフィルタ10の減衰特性が悪化することを、より確実に防止することができる。
隣接する2つの接続導体部71の間隔が小さいほど、複数の接続導体部71による上述の効果が確実に発揮される。この観点から、複数の接続導体部71は、隣接する2つの接続導体部71の間隔が、バンドパスフィルタ10の通過帯域の中心周波数に対応する波長の1/4以下、すなわち共振器導体部401,402,403,404の各々の長さ以下となるように配置されていることが好ましい。同様の観点から、複数の接続導体部71は、隣接する2つの接続導体部71の間隔が1.25mm以下となるように配置されていることが好ましく、隣接する2つの接続導体部71の間隔が500μm以下となるように配置されていることがより好ましい。30GHzに対応する自由空間における波長は約10mmである。1.25mmは、30GHzに対応する自由空間における波長の約1/8であり、500μmは、30GHzに対応する自由空間における波長の約1/20である。
また、複数の接続導体部71がバンドパスフィルタ10に近いほど、複数の接続導体部71による上述の効果が確実に発揮される。この観点から、複数の接続導体部71の各々は、それに最も近い共振器導体部との間の距離が、バンドパスフィルタ10の通過帯域の中心周波数に対応する波長の1/4以下となるように配置されていることが好ましい。
ここで、第1の特徴による効果を示す第1のシミュレーションの結果について説明する。第1のシミュレーションでは、本実施の形態に係る複合電子部品1と第1の比較例の複合電子部品の特性を比較した。
図19は、第1の比較例の複合電子部品の要部の平面図である。図19は、図6に対応している。図19に示したように、第1の比較例の複合電子部品では、本実施の形態における複数の接続導体部71のうち、シールド導体部405,406,407のいずれにも接続されていない複数の接続導体部71が設けられていない。そのため、第1の比較例では、Y方向におけるバンドパスフィルタ10の前方には、接続導体部71が1つも存在していない。また、第1の比較例において、シールド導体部405とシールド導体部406の間と、シールド導体部407とシールド導体部406の間は、それぞれ、導体が存在しない大きな隙間になっている。第1の比較例における複数の接続導体部71は、本発明における複数の接続導体部の要件を満たしていない。また、第1の比較例では、複数のスルーホール列80は設けられていない。第1の比較例の複合電子部品のその他の構成は、本実施の形態に係る複合電子部品1と同様である。
図20は、第1のシミュレーションの結果を示している。図20は、本実施の形態に係る複合電子部品1と第1の比較例の複合電子部品について、アンテナ20のZ方向の指向性利得の周波数特性を示している。図20において、横軸は周波数を示し、縦軸はアンテナ20のZ方向の指向性利得を示している。また、図20において、符号91を付した線は本実施の形態に係る複合電子部品1の特性を示し、符号92を付した線は第1の比較例の複合電子部品の特性を示している。なお、図20に示したアンテナ20のZ方向の指向性利得の周波数特性は、バンドパスフィルタ10の挿入損失の周波数特性に対応する。図20に示した例では、本実施の形態に係る複合電子部品1と第1の比較例の複合電子部品のいずれにおいても、バンドパスフィルタ10の通過帯域は約27.5〜29.5GHzであり、通過帯域の中心周波数は約28.5GHzである。
図20に示したように、第1の比較例の複合電子部品の特性92では、約35GHzにおいて、利得が大きくなるピークが存在している。これは、第1の比較例では、約35GHzの共振周波数を有する不要な共振が生じているためと考えられる。特性92では、上記のピークの存在により、通過帯域よりも高い周波数領域におけるバンドパスフィルタ10の減衰特性が悪化している。これに対し、本実施の形態に係る複合電子部品1の特性91では、特性92において生じているようなピークは存在せず、特性92に比べて、通過帯域よりも高い周波数領域におけるバンドパスフィルタ10の減衰特性は良好である。図20から、本実施の形態によれば、第1および第2のグランド導体層321,481に起因して通過帯域よりも高い周波数領域におけるバンドパスフィルタ10の減衰特性が悪化することを防止できることが分かる。
次に、第2の特徴について説明する。第2の特徴は、Z方向から見たときに、第2のグランド導体層481の外縁が放射素子22の外縁の外側に位置していることである。この特徴により、本実施の形態によれば、第2のグランド導体層481に起因してアンテナ20の放射パターンが乱れることを防止することができる。以下、その理由について説明する。
本実施の形態において、放射素子22からは、Z方向が主放射方向となるように電磁波が放射され、この電磁波が積層体30の上面30Bから積層体30の外部に放射される。放射素子22からは、バンドパスフィルタ10側にも電磁波が放射され、この電磁波の一部は、第2のグランド導体層481で反射されて、積層体30の上面30Bから積層体30の外部に放射される。以下、第2のグランド導体層481で反射されて積層体30の外部に放射される電磁波を反射波と言う。この反射波はアンテナ20の放射パターンに影響を与える。
ここで、第2の特徴による効果を示す第2のシミュレーションの結果について説明する。第2のシミュレーションでは、本実施の形態に係る複合電子部品1と第2の比較例の複合電子部品の特性を比較した。
図21は、第2の比較例の複合電子部品の要部の平面図である。図22は、第2の比較例の複合電子部品の要部の側面図である。図21は、図6に対応している。図22は、図4に対応している。図21および図22に示したように、第2の比較例の複合電子部品では、本実施の形態における第2のグランド導体層481の代わりに、グランド導体層481Pが設けられている。
図21に示したように、Z方向から見たグランド導体層481Pの形状は、Z方向から見た部分導体層321Pの形状よりも小さい。Z方向から見たときに、グランド導体層481Pは、放射素子22の中心に対して偏って存在している。すなわち、Z方向から見たときに、グランド導体層481Pの中心と放射素子22の中心は一致せず、グランド導体層481Pの一部が放射素子22の一部と重なっている。Z方向から見たときに、グランド導体層481Pの外縁の一部は放射素子22の外縁の外側に位置しているが、グランド導体層481Pの外縁の残りの部分は放射素子22の外縁の外側に位置していない。また、第2の比較例では、複数のスルーホール列80は設けられていない。第2の比較例の複合電子部品のその他の構成は、本実施の形態に係る複合電子部品1と同様である。
図23および図24は、第2のシミュレーションの結果を示している。図23は、第2の比較例の複合電子部品における放射パターンを示す特性図である。図24は、本実施の形態に係る複合電子部品1における放射パターンを示す特性図である。図23および図24は、いずれも、放射素子22の上面の中心を含むXZ平面におけるアンテナ20の放射パターンを示している。図23および図24において、円周方向の目盛りは、放射方向がZ方向に対してなす角度を示している。図23および図24では、Z方向から時計回り方向に見たときの角度を正の値で表し、Z方向から反時計回り方向に見たときの角度を負の値で表している。図23および図24において、半径方向の目盛りは指向性利得を示している。
図23に示したように、第2の比較例の複合電子部品における放射パターンでは、0°から90°の範囲における放射パターンと、0°から−90°の範囲における放射パターンの対称性が悪い。これは、アンテナ20の放射パターンが乱れていることを表している。その原因は、以下のように考えられる。第2の比較例では、前述のように、Z方向から見たときに、形状の小さいグランド導体層481Pが、放射素子22の中心に対して偏って存在している。そのため、放射素子22の上面の中心を通りZ方向に平行な中心軸を想定した場合、第2の比較例では、中心軸を含む断面において、中心軸の両側における反射波の強度および位相の対称性が悪い。これに起因して、第2の比較例では、アンテナ20の放射パターンが乱れると考えられる。
これに対し、図24に示したように、本実施の形態に係る複合電子部品1における放射パターンでは、0°から90°の範囲における放射パターンと、0°から−90°の範囲における放射パターンの対称性がよい。これは、Z方向から見たときに、第2のグランド導体層481の外縁が放射素子22の外縁の外側に位置しているためと考えられる。すなわち、これにより、本実施の形態では、上記中心軸を含む断面において、中心軸の両側における反射波の強度および位相の対称性がよく、その結果、アンテナ20の放射パターンの乱れが防止されると考えられる。
また、本実施の形態では、第2の特徴により、Z方向から見たときに第2のグランド導体層481の形状が放射素子22の形状よりも大きい。これは、第1の特徴を実現するのに適している。すなわち、Z方向から見たときの第2のグランド導体層481の形状が大きいことにより、第2のグランド導体層481において複数の接続導体部71を接続するための領域を十分に確保することが可能になると共に、複数の接続導体部71の数や配置の設計の自由度が大きくなる。
また、本実施の形態では、Z方向から見たときに、第2のグランド導体層481の外縁は、その内側に4つの放射素子22の外縁の全てを含んでいる。これにより、Z方向から見たときの第2のグランド導体層481の形状をより大きくすることができ、上述の第2のグランド導体層481による効果をより確実に発揮させることができる。
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されず、種々の変更が可能である。例えば、本発明の複合電子部品は、フィルタとアンテナを1つずつ備えたものであってもよい。
また、バンドパスフィルタの構成は、実施の形態で示した構成に限られない。例えば、バンドパスフィルタは、2、3または5以上の共振器を含む構成であってもよい。
また、アンテナの構成は、実施の形態で示した構成に限られない。例えば、アンテナは、放射素子に直接給電する構成であってもよい。
また、本発明の複合電子部品におけるフィルタは、バンドパスフィルタ以外のフィルタであってもよい。
1…複合電子部品、10…フィルタ、11,12,13,14…共振器、20…アンテナ、22…放射素子、30…積層体、71…接続導体部、321…第1のグランド導体層、321P…部分導体層、481…第2のグランド導体層。

Claims (10)

  1. 第1の方向に積層された複数の誘電体層と複数の導体層とを含む積層体と、
    少なくとも1つのフィルタ−アンテナ対を構成する少なくとも1つのフィルタおよび少なくとも1つのアンテナを備えた複合電子部品であって、
    各フィルタ−アンテナ対において、1つのフィルタと1つのアンテナは電気的に接続され、
    前記複数の導体層は、それぞれグランドに接続される第1のグランド導体層および第2のグランド導体層を含み、
    前記第1のグランド導体層と前記第2のグランド導体層は、前記第1の方向について互いに異なる位置に配置され、
    前記フィルタは、前記第1のグランド導体層から前記第2のグランド導体層までの空間的な範囲内に位置し、
    前記アンテナは、前記複数の導体層のうちの1つによって構成された放射素子を含み、
    前記放射素子は、前記第2のグランド導体層に対して前記第1のグランド導体層とは反対側に配置され、
    前記第1の方向から見たときに、前記第2のグランド導体層の外縁は、前記放射素子の外縁の外側に位置し、
    前記積層体は、更に、前記第1のグランド導体層と前記第2のグランド導体層を接続する複数の接続導体部を含み、
    前記第1の方向に直交すると共に互いに直交する2つの方向を第2の方向および第3の方向としたときに、前記複数の接続導体部は、前記第2の方向における前記フィルタの前方および後方と前記第3の方向における前記フィルタの前方および後方にそれぞれ1つ以上の接続導体部が存在するように、前記フィルタの周囲に配置されていることを特徴とする複合電子部品。
  2. 前記複数の接続導体部の各々は、直列に接続された複数のスルーホールを含むことを特徴とする請求項1記載の複合電子部品。
  3. 前記フィルタは、複数の共振器を含むバンドパスフィルタであることを特徴とする請求項1または2記載の複合電子部品。
  4. 前記複数の接続導体部は、隣接する2つの接続導体部の間隔が、前記バンドパスフィルタの通過帯域の中心周波数に対応する波長の1/4以下となるように配置されていることを特徴とする請求項3記載の複合電子部品。
  5. 前記複数の共振器は、それぞれ前記第1の方向に交差する方向に長い形状を有する共振器導体部を有することを特徴とする請求項3または4記載の複合電子部品。
  6. 前記複数の接続導体部の各々は、それに最も近い共振器導体部との間の距離が、前記バンドパスフィルタの通過帯域の中心周波数に対応する波長の1/4以下となるように配置されていることを特徴とする請求項5記載の複合電子部品。
  7. 前記複数の接続導体部は、隣接する2つの接続導体部の間隔が1.25mm以下となるように配置されていることを特徴とする請求項1ないし6のいずれかに記載の複合電子部品。
  8. 前記少なくとも1つのフィルタ−アンテナ対は、複数のフィルタ−アンテナ対であり、
    前記少なくとも1つのフィルタは、複数のフィルタであり、
    前記少なくとも1つのアンテナは、複数のアンテナであり、
    前記複数の接続導体部は、前記複数のフィルタ−アンテナ対に対応するように複数組設けられていることを特徴とする請求項1ないし7のいずれかに記載の複合電子部品。
  9. 前記複数のアンテナは、複数の放射素子を含み、
    前記第1の方向から見たときに、前記第2のグランド導体層の外縁は、その内側に前記複数の放射素子の外縁の全てを含むことを特徴とする請求項8記載の複合電子部品。
  10. 前記第1のグランド導体層は、前記複数のフィルタ−アンテナ対に対応する複数の部分導体層を含み、
    前記複数の部分導体層は、互いに分離されていることを特徴とする請求項8または9記載の複合電子部品。
JP2017181879A 2017-09-22 2017-09-22 複合電子部品 Active JP6946890B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017181879A JP6946890B2 (ja) 2017-09-22 2017-09-22 複合電子部品
US16/103,123 US10658737B2 (en) 2017-09-22 2018-08-14 Composite electronic component
CN201811098771.3A CN109546271B (zh) 2017-09-22 2018-09-20 复合电子部件

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017181879A JP6946890B2 (ja) 2017-09-22 2017-09-22 複合電子部品

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019057852A true JP2019057852A (ja) 2019-04-11
JP6946890B2 JP6946890B2 (ja) 2021-10-13

Family

ID=65806867

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017181879A Active JP6946890B2 (ja) 2017-09-22 2017-09-22 複合電子部品

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10658737B2 (ja)
JP (1) JP6946890B2 (ja)
CN (1) CN109546271B (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2021095301A1 (ja) * 2019-11-13 2021-05-20
JP2021197681A (ja) * 2020-06-17 2021-12-27 Tdk株式会社 アンテナ装置

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113424367A (zh) 2019-01-17 2021-09-21 京瓷国际有限公司 具有含堆叠平面的集成滤波器的天线装置
KR102613218B1 (ko) * 2019-03-15 2023-12-13 삼성전자 주식회사 안테나 및 그것을 포함하는 전자 장치
JP6977754B2 (ja) * 2019-11-13 2021-12-08 Tdk株式会社 アンテナ装置及びこれを備える回路基板

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10200306A (ja) * 1997-01-08 1998-07-31 Nec Corp 分波・合成器
JP2003188338A (ja) * 2001-12-13 2003-07-04 Sony Corp 回路基板装置及びその製造方法
JP2004015160A (ja) * 2002-06-04 2004-01-15 Tdk Corp アンテナ付モジュール
JP2004040597A (ja) * 2002-07-05 2004-02-05 Yokowo-Ube Giga Devices Co Ltd フィルタ内蔵アンテナ
JP2005086603A (ja) * 2003-09-10 2005-03-31 Tdk Corp 電子部品モジュールおよびその製造方法
JP2007089000A (ja) * 2005-09-26 2007-04-05 Alps Electric Co Ltd ストリップラインフィルタ
JP2009182903A (ja) * 2008-01-31 2009-08-13 Tdk Corp 高周波モジュール
JP2012134970A (ja) * 2010-12-23 2012-07-12 Mediatek Inc アンテナユニット
JP2014096742A (ja) * 2012-11-12 2014-05-22 Mitsubishi Electric Corp アレーアンテナ装置及びアレーアンテナ装置の製造方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4291312A (en) * 1977-09-28 1981-09-22 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Dual ground plane coplanar fed microstrip antennas
JP2001094336A (ja) 1999-09-20 2001-04-06 Tdk Corp フィルタ内蔵パッチアンテナ
KR101059970B1 (ko) * 2008-03-26 2011-08-26 가부시키가이샤후지쿠라 전자부품 실장용 기판 및 그 제조방법과 전자 회로 부품
US8542151B2 (en) * 2010-10-21 2013-09-24 Mediatek Inc. Antenna module and antenna unit thereof
WO2013164929A1 (ja) * 2012-05-02 2013-11-07 株式会社村田製作所 高周波モジュール
EP2858170A4 (en) * 2012-06-04 2016-02-17 Nec Corp PASS-BAND FILTER
KR20150087595A (ko) * 2014-01-22 2015-07-30 한국전자통신연구원 유전체 공진기 안테나
US9871299B2 (en) * 2014-12-04 2018-01-16 Qualcomm Incorporated Cavity backed aperture antenna
CN105958167B (zh) 2016-07-01 2019-03-05 北京交通大学 垂直基片集成波导及包括该波导的垂直连接结构

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10200306A (ja) * 1997-01-08 1998-07-31 Nec Corp 分波・合成器
JP2003188338A (ja) * 2001-12-13 2003-07-04 Sony Corp 回路基板装置及びその製造方法
JP2004015160A (ja) * 2002-06-04 2004-01-15 Tdk Corp アンテナ付モジュール
JP2004040597A (ja) * 2002-07-05 2004-02-05 Yokowo-Ube Giga Devices Co Ltd フィルタ内蔵アンテナ
JP2005086603A (ja) * 2003-09-10 2005-03-31 Tdk Corp 電子部品モジュールおよびその製造方法
JP2007089000A (ja) * 2005-09-26 2007-04-05 Alps Electric Co Ltd ストリップラインフィルタ
JP2009182903A (ja) * 2008-01-31 2009-08-13 Tdk Corp 高周波モジュール
JP2012134970A (ja) * 2010-12-23 2012-07-12 Mediatek Inc アンテナユニット
JP2014096742A (ja) * 2012-11-12 2014-05-22 Mitsubishi Electric Corp アレーアンテナ装置及びアレーアンテナ装置の製造方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2021095301A1 (ja) * 2019-11-13 2021-05-20
JP7209314B2 (ja) 2019-11-13 2023-01-20 国立大学法人埼玉大学 アンテナモジュールおよびそれを搭載した通信装置
JP2021197681A (ja) * 2020-06-17 2021-12-27 Tdk株式会社 アンテナ装置
JP7138675B2 (ja) 2020-06-17 2022-09-16 Tdk株式会社 アンテナ装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN109546271B (zh) 2021-01-12
CN109546271A (zh) 2019-03-29
JP6946890B2 (ja) 2021-10-13
US20190097311A1 (en) 2019-03-28
US10658737B2 (en) 2020-05-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6946890B2 (ja) 複合電子部品
JP6750738B2 (ja) アンテナモジュールおよび通信装置
JP5983760B2 (ja) アレーアンテナ
JP5931851B2 (ja) ノイズ抑制構造を有する回路基板
JP6593552B2 (ja) 無線通信デバイス
US10923811B2 (en) Integrated filtering for band rejection in an antenna element
US10784551B2 (en) Band-pass filter
CN110854548B (zh) 天线结构及具有该天线结构的无线通信装置
JP2014087055A (ja) 小型スロットアンテナ
JP2018125804A (ja) バンドパスフィルタ
US9822159B2 (en) Electromagnetic band gap element, electronic circuit, and conductor structure
JPWO2013047358A1 (ja) 高周波モジュール
US10153553B2 (en) Antenna device having patch antenna
TWI637607B (zh) 無線通訊模組
JP2012129943A (ja) アンテナ装置
JP2019220886A (ja) パッチアンテナ及びこれを備えるアンテナモジュール
US11081767B2 (en) Multilayered filter device
JP2022125863A (ja) アンテナ装置
US11777188B2 (en) Cooling in a waveguide arrangement
KR102444699B1 (ko) 도파관 슬롯 안테나
JP6589815B2 (ja) アンテナ装置
TWI446622B (zh) 天線
CN113519090B (zh) 用于天线元件的馈电方法和馈电结构
JP7255997B2 (ja) 導波管スロットアンテナ
JP2023131594A (ja) アンテナ装置

Legal Events

Date Code Title Description
RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20190125

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200417

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20210224

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210302

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210423

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210817

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210830

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6946890

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150