JP2021100214A - 複合フィルタ装置及びバンドパスフィルタ - Google Patents

Abstract

【課題】所望のインダクタンスを実現しつつ、フィルタの通過帯域における挿入損失を抑制することが可能な複合フィルタ装置及びバンドパスフィルタを提供する。【解決手段】共通端子Ｔ０に接続される接続部１０２と、接続部１０２と第１端子Ｔ１との間に配置された第１フィルタ１４と、接続部１０２と第２端子Ｔ２との間に配置された第２フィルタ１８と、第２フィルタ１８と接続部１０２との間に直列に接続され、所定の方向に巻かれた第１配線電極１１４，１３４を含み、多層基板の内部の層に形成された第１インダクタＬ１と、共通端子Ｔ０と接続部１０２との間に直列に接続され、所定の方向に巻かれた第２配線電極１２２を含み、多層基板の内部の層に形成された第２インダクタＬ２と、を備え、第１配線電極１１４，１３４及び第２配線電極１２２は、多層基板を平面視した場合に、少なくとも一部が重なるように配置されている、複合フィルタ装置１２。【選択図】図１

Description

本発明は、複合フィルタ装置及びバンドパスフィルタに関する。

近年では、無線通信機等において、所定の周波数帯域の信号を通過させるバンドパスフィルタなどの各種のフィルタを備える複合フィルタ装置が用いられる。例えば、特許文献１には、３つ以上の弾性波フィルタを有するマルチプレクサであって、各弾性波フィルタとアンテナ素子が接続されるアンテナ端子との間の配線とグランドとの間に生じる容量を減少することで、各弾性波フィルタの通過帯域内の挿入損失を低減する技術が記載されている。

特許第６４８９２９４号公報

しかしながら、引用文献１の技術では、所望のインダクタンスを実現するために、必要に応じてインダクタを構成している配線電極を長くする必要がある場合がある。すると、配線電極による浮遊容量の発生に起因して、通過帯域における挿入損失が悪化することが考えられる。

そこで、本発明は、所望のインダクタンスを実現しつつ、フィルタの通過帯域における挿入損失を抑制することが可能な複合フィルタ装置及びバンドパスフィルタを提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る複合フィルタ装置は、共通端子に接続される接続部と、接続部と第１端子との間に配置された第１フィルタと、接続部と第２端子との間に配置された第２フィルタと、第２フィルタと接続部との間に直列に接続され、所定の方向に巻かれた第１配線電極を含み、多層基板の内部の層に形成された第１インダクタと、共通端子と接続部との間に直列に接続され、所定の方向に巻かれた第２配線電極を含み、多層基板の内部の層に形成された第２インダクタと、を備え、第１配線電極及び第２配線電極は、多層基板を平面視した場合に、少なくとも一部が重なるように配置されている。

本発明によれば、所望のインダクタンスを実現しつつ、フィルタの通過帯域における挿入損失を抑制することが可能な複合フィルタ装置及びバンドパスフィルタを提供することができる。

本発明の一実施形態に係る通信装置の構成例を示す図である。 多層基板の第１層を平面視した場合における、同実施形態に係る複合フィルタ装置の配線電極の位置関係を示す図である。 多層基板の第２層を平面視した場合における、同実施形態に係る複合フィルタ装置の配線電極の位置関係を示す図である。 多層基板の第３層を平面視した場合における、同実施形態に係る複合フィルタ装置の配線電極の位置関係を示す図である。 第１層の配置されたインダクタの配線電極と、第２層に配置されたインダクタＬ２の配線電極と、の位置関係を示す図である。 第２層に配置されたインダクタの配線電極と、第３層に配置されたインダクタの配線電極と、の位置関係を示す図である。 実施例１及び比較例１におけるバンドエリミネーションフィルタの通過特性のシミュレーション結果を示す図である。 阻止帯域付近の周波数帯域における実施例１及び比較例１におけるバンドエリミネーションフィルタの通過特性のシミュレーション結果を示す図である。 実施例１及び比較例１におけるバンドパスフィルタの通過特性のシミュレーション結果を示す図である。 通過帯域付近の周波数帯域における実施例１及び比較例１のバンドパスフィルタの通過特性のシミュレーション結果を示す図である。 実施例１及び比較例１において周波数が６００ＭＨｚ〜１０００ＭＨｚであるときにおける、共通端子Ｔ０から見た複合フィルタ装置のインピーダンス特性を示すスミスチャートである。 実施例１及び比較例１において周波数が１７００ＭＨｚ〜２７００ＭＨｚであるときにおける、共通端子Ｔ０から見た複合フィルタ装置のインピーダンス特性を示すスミスチャートである。 実施例１及び比較例１において周波数が３３００ＭＨｚ〜４２００ＭＨｚであるときにおける、共通端子Ｔ０から見た複合フィルタ装置のインピーダンス特性を示すスミスチャートである。 実施例１及び比較例１において周波数が６００ＭＨｚ〜１０００ＭＨｚであるときにおける、第２端子Ｔ２から見たバンドエリミネーションフィルタのインピーダンス特性を示すスミスチャートである。 実施例１及び比較例１において周波数が１７００ＭＨｚ〜２７００ＭＨｚであるときにおける、第２端子Ｔ２から見たバンドエリミネーションフィルタのインピーダンス特性を示すスミスチャートである。 実施例１及び比較例１において周波数が３３００ＭＨｚ〜４２００ＭＨｚであるときの、第２端子Ｔ２から見たバンドエリミネーションフィルタのインピーダンス特性を示すスミスチャートである。 第２実施形態に係るバンドパスフィルタの構成を示す図である。 第２実施形態に係るバンドパスフィルタを構成する配線電極の配置を示す図である。 第２実施形態に係るバンドパスフィルタを構成する配線電極の配置を示す図である。 第２実施形態に係るバンドパスフィルタを構成する配線電極の配置を示す図である。 第２実施形態について、第１層に配置されたインダクタの配線電極と、第３層に配置されたインダクタの配線電極と、の位置関係を示す図である。 第２実施形態について、第２層に配置されたインダクタの配線電極と、第３層に配置されたインダクタの配線電極と、の位置関係を示す図である。 通過帯域付近の周波数帯域での実施例２及び比較例２におけるバンドパスフィルタの通過特性のシミュレーション結果を示す図である。 実施例２及び比較例２におけるバンドパスフィルタの通過特性のシミュレーション結果を示す図である。

添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、各図において、同一の符号を付したものは、同一又は同様の構成を有する。

［第１実施形態］
図１は、本発明の一実施形態に係る通信装置１の構成例を示す図である。本実施形態に係る通信装置１は、例えば携帯電話等の移動体通信機に搭載され、信号の送信及び受信を行う。

図１に示されるように、通信装置１は、主として、アンテナ１０と、複合フィルタ装置１２と、を備える。アンテナ１０と、複合フィルタ装置１２とは、共通端子Ｔ０を介して接続されている。

アンテナ１０は、基地局との間で無線周波数（ＲＦ：Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号の送信及び受信を行ったり、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）衛星からの信号を受信したりする。

複合フィルタ装置１２は、アンテナ１０から送信される送信信号及びアンテナ１０が受信する受信信号を周波数に基づいて分ける機能を有する。複合フィルタ装置１２は、主として、バンドパスフィルタ１４（第１フィルタ）と、バンドエリミネーションフィルタ１８（第２フィルタ）と、インダクタＬ１（第１インダクタ）と、インダクタＬ２（第２インダクタ）と、を含む。接続点１０２（接続部）は、インダクタＬ２を介して、共通端子Ｔ０に接続されている。バンドパスフィルタ１４は、接続点１０２と第１端子Ｔ１との間に配置されており、バンドエリミネーションフィルタ１８は、接続点１０２と第２端子Ｔ２との間に配置されている。なお、バンドエリミネーションフィルタ１８は、インダクタＬ１を介して、接続点１０２に接続されている。バンドパスフィルタ１４は、所定の周波数の信号を通過させ、当該所定の周波数以外の周波数の信号を減衰させるフィルタである。バンドエリミネーションフィルタ１８は、所定の周波数の信号を減衰させ、当該所定の周波数以外の信号を通過させるフィルタである。バンドエリミネーションフィルタ１８は、例えば、阻止帯域が比較的狭いノッチフィルタであってもよい。

本実施形態において、バンドパスフィルタ１４が通過させる周波数帯域である通過帯域と、バンドエリミネーションフィルタ１８が減衰させる周波数帯域である阻止帯域は重なっている。例えば、アンテナ１０が受信した種々の信号からＧＰＳの受信信号を抽出したい場合、バンドパスフィルタ１４の通過帯域及びバンドエリミネーションフィルタ１８の阻止帯域は、ＧＰＳの受信信号の周波数となるように設定される。これにより、ＧＰＳの受信信号はバンドパスフィルタ１４を通過し、それ以外の受信信号はバンドエリミネーションフィルタ１８を通過する。このように、複合フィルタ装置１２によると、様々な周波数の信号から特定の周波数の信号を抽出することができる。なお、抽出される信号の種類はＧＰＳに限定されない。

本実施形態に係る複合フィルタ装置１２の構成について、より詳細に説明する。バンドパスフィルタ１４は、アンテナ１０から共通端子Ｔ０及び接続点１０２を経由して供給された受信信号を第１端子Ｔ１から出力する。バンドエリミネーションフィルタ１８は、アンテナ１０から共通端子Ｔ０及び接続点１０２を経由して供給された受信信号を第２端子Ｔ２から出力する。本実施形態では、バンドパスフィルタ１４は、受信信号を通過させるが、これに代えて、又はこれに加えて送信信号を通過させてもよい。

バンドパスフィルタ１４は、複数の共振子が直列腕及び並列腕に配置されたラダー型フィルタである。具体的には、バンドパスフィルタ１４は、主として、７つの直列腕共振子Ｓ１１〜Ｓ１７と、３つの並列腕共振子Ｐ１１〜Ｐ１３と、インダクタＬ３と、を備える。直列腕共振子、並列腕共振子及びインダクタの数はそれぞれ一例であり、これに限定されない。

直列腕共振子Ｓ１１〜Ｓ１７及び並列腕共振子Ｐ１１〜Ｐ１３の素子は特に限定されないが、例えば、弾性表面波（ＳＡＷ：Ｓｕｒｆａｃｅ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｗａｖｅ）フィルタ、圧電薄膜共振子等のフィルタ、又はバルク弾性波（ＢＡＷ：Ｂｕｌｋ Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｗａｖｅ）フィルタ等であってもよい。以下で説明する共振子Ｓ２１〜Ｓ２３、直列腕共振子Ｓ３１〜Ｓ３４、並列腕共振子Ｐ３１〜Ｐ３３においても同様である。

７つの直列腕共振子Ｓ１１〜Ｓ１７は、接続点１０２と第１端子Ｔ１とを結ぶ直列腕において、接続点１０２から近い順にそれぞれ直列接続されている。３つの並列腕共振子Ｐ１１〜Ｐ１３は、接続点１０２から近い順にそれぞれ、直列腕から分岐するように並列に接続されている。３つの並列腕共振子Ｐ１１〜Ｐ１３では、一端が、それぞれ直列腕共振子Ｓ１４と直列腕共振子Ｓ１５との接続点、直列腕共振子Ｓ１５と直列腕共振子Ｓ１６との接続点、直列腕共振子Ｓ１６と直列腕共振子Ｓ１７との接続点に接続され、他端に基準電位（例えば接地電位）が供給されている。

インダクタＬ３は、直列腕共振子Ｓ１７と第１端子Ｔ１との間において、直列腕共振子Ｓ１７に直列接続されている。

バンドエリミネーションフィルタ１８は、複数の共振子が直列に接続された構成である。具体的には、バンドエリミネーションフィルタ１８は、３つの共振子Ｓ２１〜Ｓ２３と、インダクタＬ４と、を備える。共振子及びインダクタの数は一例であり、これに限定されない。

共振子Ｓ２１〜Ｓ２３は、接続点１０２と第２端子Ｔ２とを結ぶ線路において、接続点１０２から近い順に隣接して直列接続されている。インダクタＬ４の一端は、共振子Ｓ２２と共振子Ｓ２３との接続点に接続され、他端には基準電位（例えば接地電位）が供給されている。

インダクタＬ１（第１インダクタ）は、接続点１０２と共振子Ｓ２１との間において、接続点１０２に直列に接続されている。また、インダクタＬ２（第２インダクタ）は、共通端子Ｔ０と接続点１０２との間において、接続点１０２に直列接続されている。

本実施形態では、バンドパスフィルタ１４の通過帯域及びその帯域幅と、バンドエリミネーションフィルタ１８の阻止帯域及びその帯域幅が略同一である。

本実施形態に係る複合フィルタ装置１２では、各種の共振子を接続する配線電極及びインダクタを形成する配線電極は、積層構造を有する多層基板の内部の層に配置されている。図２〜図４を参照して、主に、本実施形態に係るインダクタＬ１〜Ｌ３を構成する配線電極の配置について詳細に説明する。図２〜図４は、多層基板を平面視した場合における、本実施形態に係る複合フィルタ装置１２の配線電極の位置関係を示す図である。

図２に示す第１層１１０、図３に示す第２層１２０、及び図４に示す第３層１３０は、紙面の裏から表に向かう方向を上方向としたときに、上から順番に積層されている。なお、図示は省略するが、第１層１１０よりも上側及び第３層１３０の下側には、第１層１１０又は第３沿う１３０に隣接した層が積層されているものとする。

図２に示すように、第１層１１０には、配線電極１１２、配線電極１１４（第１配線電極）及び配線電極１１６が配置されている。ここで、配線電極１１４は、インダクタＬ１の一部を構成している。また、配線電極１１６は、インダクタＬ３の一部を構成している。配線電極１１２の端子Ｃ１は、第１層１１０の上側の層に配置された、直列腕共振子Ｓ１１に接続された配線電極に接続されている。また、配線電極１１４の端子Ｅ１は、第１層１１０の上側の層に配置された、共振子Ｓ２１に接続された配線電極に接続されている。さらに、配線電極１１６の端子Ｆ１は、第１層１１０の上側の層に配置された、共振子Ｓ２２及びＳ２３に接続された配線電極に接続されている。ここで、共振子Ｓ２２及びＳ２３に接続された当該配線電極は接地されている。

図３に示すように、第２層１２０には、配線電極１２２（第２配線電極）、配線電極１２４及び配線電極１２６が配置されている。配線電極１２２は、インダクタＬ２の一部を構成している。また、配線電極１２６は、インダクタＬ３の一部を構成している。配線電極１２２の端子Ｃ２は、第１層１１０の配線電極１１２が備える端子Ｃ１に接続されている。また、配線電極１２４の端子Ｄ２は、第１層１１０の配線電極１１４が備える端子Ｄ１に接続されている。また、配線電極１２６の端子Ｇ２は、第１層１１０の配線電極１１６が備える端子Ｇ１に接続されている。

図４に示すように、第３層１３０には、配線電極１３２、配線電極１３４（第１配線電極）及び配線電極１３６が配置されている。配線電極１３４は、インダクタＬ１の一部を構成している。また、配線電極１３６は、インダクタＬ３の一部を構成している。配線電極１３２の端子Ａ２は、第２層１２０の配線電極１２２が備える端子Ａ１に接続されている。さらに、配線電極１３２の端子Ａ２は、第３層１３０の下側の層に配置された、共通端子Ｔ０に接続された配線電極に接続されている。また、配線電極１３４の端子Ｂ２は、第２層１２０の配線電極１２２が備える端子Ｂ１に接続されている。従って、インダクタＬ１及びインダクタＬ２は、端子Ｂ１及び端子Ｂ２により接続されている。

配線電極１３４の端子Ｄ３は、第２層１２０の配線電極１２４が備える端子Ｄ２に接続されている。また、上述のように、第２層１２０の配線電極１２４は第１層１１０の配線電極１１４に接続されている。このため、第３層１３０の配線電極１３４は、第２層１２０の配線電極１２４を介して、第１層１１０の配線電極１１４に接続されている。第２層１２０は、第１層１１０及び第３層１３０により挟まれている。インダクタＬ２の一部を構成する第２層１２０の配線電極１２２は、インダクタＬ１を構成する第１層１１０の配線電極１１４及び第３層１３０の配線電極１３４により挟まれている。

配線電極１３６の端子Ｈ２は、第２層１２０の配線電極１２６が備える端子Ｈ１に接続されている。また、上述のように配線電極１２６は、第１層１１０の配線電極１１６に接続されている。従って、第１層１１０の配線電極１１６、第２層１２０の配線電極１２６、及び第３層１３０の配線電極１３６は一体となってインダクタＬ３の一部を構成している。第３層１３０の配線電極１３６が備える端子Ｉ１は、第３層１３０の下側の層に配置された接地される配線電極に接続されている。

次いで、図５及び図６を参照して、インダクタＬ１の一部を構成する配線電極１１４及び配線電極１３４と、インダクタＬ２の一部を構成する配線電極１２２と、の位置関係について説明する。図５は、第１層１１０の配置されたインダクタＬ１の配線電極１１４と、第２層１２０に配置されたインダクタＬ２の配線電極１２２と、の位置関係を示す図である。図６は、第２層１２０に配置されたインダクタＬ２の配線電極１２２と、第３層１３０に配置されたインダクタＬ１の配線電極１３４と、の位置関係を示す図である。

図５には、インダクタＬ１の配線電極１１４における電流の向きが実線の矢印で示されており、インダクタＬ２の配線電極１２２における電流の向きが破線の矢印で示されている。配線電極１１４及び配線電極１２２のいずれにおいても、電流の向きは、反時計周りの向きとなっている。つまり、配線電極１１４及び配線電極１２２が巻かれている方向は、同一である。また、インダクタＬ１の配線電極１１４及びインダクタＬ２の配線電極１２２は、一部が重なるように配置されている。重なっている部分において、配線電極１１４と配線電極１２２とにおける電流の向きは略同一である。このため、配線電極１１４と配線電極１２２とにおいて発生する磁界が互いに強め合い、配線電極１１４と配線電極１２２とが電磁結合している。

また、本実施形態では、配線電極１１４が配置されている第１層１１０と、配線電極１２２が配置されている第２層１２０と、が隣接している。このため、配線電極１１４と配線電極１２２とが、より強く電磁結合することができる。

図６には、インダクタＬ２の配線電極１２２における電流の向きが破線の矢印で示されており、インダクタＬ１の配線電極１３４における電流の向きが実線の矢印で示されている。配線電極１２２及び配線電極１３４のいずれにおいても、電流の向きは、反時計周りの向きとなっており、配線電極１２２及び配線電極１３４が巻かれている方向は同一である。また、インダクタＬ２の配線電極１２２及びインダクタＬ１の配線電極１３４は、一部が重なるように配置されている。さらに、重なっている部分において、配線電極１２２と配線電極１３４とにおける電流の向きは略同一である。このため、配線電極１２２と配線電極１３４とにおいて発生する磁界が互いに強め合い、配線電極１２２と配線電極１３４とが電磁結合する。

また、本実施形態では、配線電極１２２が配置されている第２層１２０と、配線電極１３４が配置されている第３層１３０と、が隣接している。このため、配線電極１２２と配線電極１３４とが、より強く電磁結合することができる。

図７及び図８は、実施例１及び比較例１におけるバンドエリミネーションフィルタの通過特性のシミュレーション結果を示す図である。実施例１に係る複合フィルタ装置は、図１〜図６を参照して説明した複合フィルタ装置１２である。一方、比較例１に係る複合フィルタ装置は、インダクタＬ１に対応するインダクタの配線電極とインダクタＬ２に対応する配線電極とが重ならないように、離れて位置するように構成されている。すなわち、比較例１では、インダクタＬ１とインダクタＬ２に対応する２つのインダクタが電磁結合していない。なお、バンドエリミネーションフィルタの通過特性とは、バンドエリミネーションフィルタ１８に加えて、インダクタＬ１（比較例１では、インダクタＬ１に対応するインダクタ）を含む構成の通過特性である。

図７には、０ＭＨｚ〜６０００ＭＨｚの周波数帯域におけるバンドエリミネーションフィルタの通過特性が示されている。実施例１のシミュレーション結果は実線、比較例１のシミュレーション結果は破線で示されている。なお、図８〜図１０においても同様に、実施例１のシミュレーション結果は実線、比較例１のシミュレーション結果が破線で示されている。図７に示されているＬＢ（Ｌｏｗ Ｂａｎｄ）は６００〜１０００ＭＨｚ、ＭＢ（Ｍｉｄｄｌｅ Ｂａｎｄ）は１７００〜２０００ＭＨｚ、ＨＢ（Ｈｉｇｈ Ｂａｎｄ）は２０００〜２７００ＭＨｚ、ＵＨＢ（Ｕｌｔｒａ Ｈｉｇｈ Ｂａｎｄ）は３３００〜４２００ＭＨｚの周波数帯域にそれぞれ対応している。図７を参照すると、ＵＨＢを含む約３０００ＭＨｚ以上の周波数帯域において、挿入損失が抑制されていることがわかる。

実施例１では、上述したように、インダクタＬ１とインダクタＬ２とが電磁結合している。このため、実施例１では、インダクタＬ１とインダクタＬ２とが電磁結合していない比較例１と比べて、より短い配線電極により所望のインダクタンスを実現することができる。配線電極を短くすることで、浮遊容量を低減することができ、インダクタの自己共振周波数を高めることができる。浮遊容量と直列接続されたインダクタは、ローパスフィルタとして働くため、自己共振周波数が高くなると、カットオフ周波数も高くなる。このため、浮遊容量を低減することで、所望のインダクタンスを実現しつつ、バンドエリミネーションフィルタにおけるＵＨＢを含む高周波数帯域の挿入損失が低減することができる。

図８は、実施例１及び比較例１における阻止帯域付近の周波数帯域における通過特性のシミュレーション結果を示す図である。実施例１では、比較例１と同様に、阻止帯域の信号が適切に減衰されていることが分かる。このように、実施例１では、エリミネーションフィルタの信号を減衰する機能を発揮しつつ、高周波数帯域における挿入損失を改善することができる。

図９は、実施例１及び比較例１におけるバンドパスフィルタの通過特性のシミュレーション結果を示す図である。また、図１０は、通過帯域付近の周波数帯域における実施例１及び比較例１のバンドパスフィルタの通過特性のシミュレーション結果を示す図である。図９及び図１０に示すように、実施例１及び比較例１において、バンドパスフィルタの通過特性には大きな違いはなく、適切に通過帯域の信号を通過させることができる。このように、実施例１では、バンドパスフィルタの特性を維持しつつ、バンドエリミネーションフィルタにおける高周波数帯域の挿入損失を低減することができる。

次いで、図１１〜図１６を参照して、実施例１及び比較例１におけるバンドエリミネーションフィルタのインピーダンス特性について説明する。なお、ここでは、バンドエリミネーションフィルタのインピーダンス特性とは、バンドエリミネーションフィルタ１８に加えて、インダクタＬ１（比較例１では、インダクタＬ１に対応するインダクタ）及びインダクタＬ２（比較例１では、インダクタＬ２に対応するインダクタ）を含む構成のインピーダンス特性をいうものとする。図１１〜図１３は、実施例１及び比較例１における共通端子Ｔ０から見た複合フィルタ装置１２のインピーダンス特性を示すスミスチャートである。また、図１４〜図１６は、実施例１及び比較例１における第２端子Ｔ２から見たバンドエリミネーションフィルタのインピーダンス特性を示すスミスチャートである。より詳細には、図１１及び図１４にはＬＢの周波数帯域におけるスミスチャート、図１２及び図１５にはＭＢ及びＨＢの周波数帯域におけるスミスチャート、図１３及び図１６にはＵＨＢの周波数帯域におけるスミスチャートが示されている。いずれの図においても、実施例１については実線、比較例１については破線で、インピーダンス特性が示されている。図１１、図１２、図１４及び図１５を参照すると、ＬＢ、ＭＢ及びＨＢの周波数帯域において、実施例１及び比較例１ではインピーダンス特性に大きな違いはないことが分かる。

一方、図１３及び図１６を参照すると、実施例１では、比較例１と比べて、インピーダンスが５０Ωの近くで収束しており、５０Ωに比較的整合していることが分かる。これは、上述のように、インダクタＬ１とインダクタＬ２とが電磁結合し、所望のインダクタンスを実現するために必要な配線電極の長さを短くすることができ、浮遊容量の発生を抑制することができたためである。このように、本実施形態によれば、ＵＨＢを含む高周波数帯域において、インピーダンスを整合させ、通過帯域における挿入損失を向上させることができる。

［第２実施形態］
第２実施形態では第１実施形態と共通の事柄についての記述を省略し、異なる点についてのみ説明する。

図１７は、第２実施形態に係るバンドパスフィルタ２の構成を示す図である。第２実施形態に係るバンドパスフィルタ２は、入力端子Ｔ３と出力端子Ｔ４とを接続する直列腕に配置された複数の直列腕共振子と、並列腕に配置された複数の並列腕共振子と、を備える。より詳細には、第２実施形態に係るバンドパスフィルタ２は、４つの直列腕共振子Ｓ３１〜Ｓ３４と、３つの並列腕共振子Ｐ３１〜Ｐ３３と、インダクタＬ５（第３インダクタ）と、インダクタＬ６（第４インダクタ）と、を備える。４つの直列腕共振子Ｓ３１〜Ｓ３４は、入力端子Ｔ３と出力端子Ｔ４とを接続する直列腕において、入力端子Ｔ３から順に配置されている。また、３つの並列腕共振子Ｐ３１〜Ｐ３３は、それぞれの並列腕に配置されており、基準電位（例えば接地電位）が供給されている。なお、バンドパスフィルタ２が備える直列腕共振子、並列腕共振子及びインダクタの数は一例であり、これに限定されるものではない。

本実施形態では、インダクタＬ５は、入力端子Ｔ３に直列接続されている。また、インダクタＬ６は、直列腕共振子Ｓ３１に並列に接続されている。インダクタＬ５及びインダクタＬ６の一部を構成する配線電極などの各種の配線電極は、積層構造を有する多層基板の内部の層に配置されている。図１８〜図２０は、第２実施形態に係るバンドパスフィルタ２が備える配線電極の配置を示す図である。図１８〜図２０において、紙面の裏から表に向かう向きを上方向とすると、上から順番に、図１８に示す第１層２１０、図１９に示す第２層２２０、及び図２０に示す第３層２３０が順番に積層されている。なお、第１層２１０の上側及び第３層２３０の下側には、第１層２１０又は第３層２３０に隣接した層が配置されているものとする。

図１８に示す第１層２１０には、配線電極２１２及び配線電極２１４（第４配線電極）が配置されている。配線電極２１４は、インダクタＬ６の一部を構成している。配線電極２１２の端子Ｗ１は、第１層２１０の上側の層に配置された、入力端子Ｔ３に接続された配線電極に接続されている。また、配線電極２１４の端子Ｙ１は、第１層２１０の上側の層に配置された、図１７に示す接触点２０２に接続された配線電極に接続されている。

図１９に示す第２層２２０には、配線電極２２２（第４配線電極）が配置されている。配線電極２２２は、インダクタＬ６の一部を構成している。配線電極２２２の端子Ｗ２は、第１層２１０の配線電極２１２が備える端子Ｗ１に接続されている。また、配線電極２２２の端子Ｘ２は、第１層２１０の配線電極２１４が備える端子Ｘ１に接続されている。このように、本実施形態では、第１層２１０の配線電極２１４及び第２層２２０の配線電極２２２が一体となって、インダクタＬ６の一部を構成している。

図２０に示す第３層２３０には、配線電極２３２（第３配線電極）が配置されている。配線電極２３２は、インダクタＬ５の一部を構成している。配線電極２３２の端子Ｖ２は、第２層２２０の配線電極２２２が備える端子Ｖ１に接続されている。従って、インダクタＬ５とインダクタＬ６とは、端子Ｖ１及び端子Ｖ２によって接続されている。また、第３層２３０の配線電極２３２の端子Ｕ１は、第３層２３０の下側の層に配置された、入力端子Ｔ３に接続された配線電極に接続されている。

図２１及び図２２を参照して、インダクタＬ５の配線電極とインダクタＬ６の配線電極との位置関係について説明する。図２１は、第１層２１０に配置されたインダクタＬ６の配線電極２１４と、第３層２３０に配置されたインダクタＬ５の配線電極２３２と、の多層基板を平面視した場合における位置関係を示す図である。図２１において、実線の矢印は、配線電極２１４に流れる電流の向きを示している。また、破線の矢印は、配線電極２３２に流れる電流の向きを示している。配線電極２１４及び配線電極２３２のいずれにおいても、電流の向きは時計回りの方向である。従って、配線電極２１４の巻かれている方向と配線電極２３２の巻かれている方向とは、一致している。

また、配線電極２１４及び配線電極２３２は、一部が重なるように配置されている。さらに、重なっている部分では、配線電極２１４に流れる電流の向きと、配線電極２３２に流れる向きの方向とが、略一致している。このため、配線電極２１４と配線電極２３２とが強く電磁結合している。

図２２は、第２層２２０に配置されたインダクタＬ６の配線電極２２２と、第３層２３０に配置されたインダクタＬ５の配線電極２３２と、の多層基板を平面視した場合における位置関係を示す図である。図２２において、実線の矢印は、配線電極２２２に流れる電流の向きを示している。また、破線の矢印は、配線電極２３２に流れる電流の向きを示している。配線電極２２２及び配線電極２３２のいずれにおいても、電流の向きは時計回りの方向である。従って、配線電極２２２の巻かれている方向と配線電極２３２の巻かれている方向とは、一致している。

また、配線電極２２２及び配線電極２３２は、一部が重なっている。さらに、重なっている部分では、配線電極２２２に流れる電流の向きと、配線電極２３２に流れる向きの方向とが、一致している。このため、配線電極２２２と配線電極２３２とが強く電磁結合している。

図２３及び図２４は、実施例２及び比較例２のバンドパスフィルタの通過特性のシミュレーション結果を示す図である。実施例２のバンドパスフィルタは、図１７〜図２２を参照して説明したバンドパスフィルタ２である。一方、比較例２のバンドパスフィルタは、インダクタＬ５が備える配線電極とインダクタＬ６が備える配線電極とが重なっていないように構成されている。従って、比較例２では、インダクタＬ５及びインダクタＬ６に対応する２つのインダクタが電磁結合していない。

図２３に示すように、通過帯域において、実施例２では比較例２と比べて、高周波数側の挿入損失が抑制されている。実施例２では、インダクタＬ５とインダクタＬ６とが強く電磁結合している。このため、所望のインダクタンスを実現するために必要な配線電極を低減し、浮遊容量の発生を抑制することができる。この結果、インダクタの自己共振周波数が高くなり、通過帯域における通過特性が向上したものと考えられる。

図２４に示すように、実施例２及び比較例２において、通過帯域の外側の周波数帯域ではバンドパスフィルタの通過特性に大きな違いはなく、通過帯域の信号を適切に通過させる。なお、１９００ＭＨｚ程度の極は、減衰極である。

以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。実施形態が備える各要素及びその配置、材料、条件、形状、サイズ等は、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、異なる実施形態で示した構成同士を部分的に置換し又は組み合わせることが可能である。

例えば、上記実施形態では、平面視した場合に重なり合う２つの配線電極が、隣接する層にそれぞれ配置されている。これに限らず、平面視した場合に重なり合う２つの配線電極は、隣接した層に配置されていなくてもよい。

また、第１実施形態では、インダクタＬ２の一部を構成する配線電極１２２が、インダクタＬ１を構成する配線電極１１４及び配線電極１３４により挟まれている。これに限らず、インダクタＬ１の少なくとも一部を構成する配線電極が、インダクタＬ２の少なくとも一部を構成する配線電極により挟まれていてもよい。また、実施形態２に係るバンドパスフィルタにおいても、インダクタＬ５の少なくとも一部を構成する配線電極が、インダクタＬ６の少なくとも一部を構成する配線電極に挟まれていてもよい。或いは、インダクタＬ６の少なくとも一部を構成する配線電極が、インダクタＬ５の少なくとも一部を構成する配線電極に挟まれていてもよい。

また、第１実施形態では、インダクタＬ２は、バンドエリミネーションフィルタ１８と接続点１０２との間に直列に接続されている。これに限らず、多層基板を平面視した場合に少なくとも一部がインダクタＬ１の配線電極と重なる配線電極を有するインダクタ（すなわち、インダクタＬ２に相当するインダクタ）は、バンドエリミネーションフィルタ１８の他のフィルタ（例えば、バンドパスフィルタ１４）と接続点１０２との間に直列に接続されていてもよい。この場合、バンドエリミネーションフィルタ１８と接続点１０２との間には、インダクタＬ２が直列に接続されていなくてもよい。

また、第２実施形態では、インダクタＬ６は、入力端子Ｔ３に最も近い直列腕共振子Ｓ３１に並列に接続されている。これに限らず、多層基板を平面視した場合に少なくとも一部がインダクタＬ５の配線電極と重なる配線電極を有するインダクタ（すなわち、インダクタＬ６に相当するインダクタ）は、バンドパスフィルタが備えるいずれの直列腕共振子に並列に接続されていてもよい。

１…通信装置、２…バンドパスフィルタ、１０…アンテナ、１２…複合フィルタ装置、１４…バンドパスフィルタ、１８…バンドエリミネーションフィルタ、１０２…接続点、１１０…第１層、１１２，１１４，１１６…配線電極、１２０…第２層、１２２，１２４，１２６…配線電極、１３０…第３層、１３２，１３４，１３６…配線電極、２０２…接触点、２１０…第１層、２１２，２１４…配線電極、２２０…第２層、２２２…配線電極、２３０…第３層、２３２…配線電極、Ｌ１〜Ｌ６…インダクタ、Ｐ１１〜Ｐ１３…並列腕共振子、Ｐ３１〜Ｐ３３…並列腕共振子、Ｓ１１〜Ｓ１７…直列腕共振子、Ｓ２１〜Ｓ２３…共振子、Ｓ３１〜Ｓ３４…直列腕共振子、Ｔ０…共通端子、Ｔ１…第１端子、Ｔ２…第２端子、Ｔ３…入力端子、Ｔ４…出力端子

Claims (7)

1. 共通端子に接続される接続部と、
   前記接続部と第１端子との間に配置された第１フィルタと、
   前記接続部と第２端子との間に配置された第２フィルタと、
   前記第２フィルタと前記接続部との間に直列に接続され、所定の方向に巻かれた第１配線電極を含み、多層基板の内部の層に形成された第１インダクタと、
   前記共通端子と前記接続部との間に直列に接続され、前記所定の方向に巻かれた第２配線電極を含み、前記多層基板の内部の層に形成された第２インダクタと、
   を備え、
   前記第１配線電極及び前記第２配線電極は、前記多層基板を平面視した場合に、少なくとも一部が重なるように配置されている、
   複合フィルタ装置。
2. 前記多層基板は、前記第１配線電極及び前記第２配線電極が配置される複数の層を含み、
   前記第１配線電極の少なくとも一部と前記第２配線電極の少なくとも一部とは、それぞれ隣接した層に配置されている、
   請求項１に記載の複合フィルタ装置。
3. 前記多層基板は、前記第１配線電極及び前記第２配線電極が配置される複数の層を含み、
   前記第１配線電極の少なくとも一部は、前記第２配線電極が配置される層を挟む少なくとも２つの層に配置され、又は、前記第２配線電極の少なくとも一部は、前記第１配線電極が配置される層を挟む少なくとも２つの層に配置されている、
   請求項１又は２に記載の複合フィルタ装置。
4. 前記第１フィルタ又は前記第２フィルタの一方は、所定の周波数帯域の信号を通過させるバンドパスフィルタであり、
   前記第１フィルタ又は前記第２フィルタの他方は、前記所定の周波数帯域の信号を減衰させるバンドエリミネーションフィルタである、
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の複合フィルタ装置。
5. 入力端子と出力端子とを接続する直列腕に配置された複数の直列腕共振子と、
   並列腕に配置された複数の並列腕共振子と、
   前記入力端子又は前記出力端子に接続され、所定の方向に巻かれた第３配線電極を含み、多層基板の内部の層に形成された第３インダクタと、
   前記複数の直列腕共振子の一つに並列に接続され、前記所定の方向に巻かれた第４配線電極を含み、前記多層基板の内部の層に形成された第４インダクタと、
   を備え、
   前記第３配線電極及び前記第４配線電極は、前記多層基板を平面視した場合に、少なくとも一部が重なるように配置されている、
   バンドパスフィルタ。
6. 前記多層基板は、複数の層を含み、
   前記第３配線電極の少なくとも一部と前記第４配線電極の少なくとも一部とは、それぞれ隣接した層に配置されている、
   請求項５に記載のバンドパスフィルタ。
7. 前記多層基板は、前記第３配線電極及び前記第４配線電極が配置される複数の層を含み、
   前記第３配線電極の少なくとも一部は、前記第４配線電極が配置される前記層を挟む少なくとも２つの層に配置され、又は、前記第４配線電極の少なくとも一部は、前記第３配線電極が配置される前記層を挟む少なくとも２つの層に配置されている、
   請求項５又は６に記載のバンドパスフィルタ。
   
   
   

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