JP2021175152A - Filter element - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、フィルタ素子に関する。 The present invention relates to a filter element.
マイクロ波帯あるいはミリ波帯に含まれる所定の共振周波数を有し、該共振周波数を含む通過帯域に含まれる電磁波を通過させるフィルタ素子が広く利用されている。このようなフィルタ素子の一例として、特許文献1の図1に記載の電磁界バンドパスフィルタが挙げられる。
A filter element having a predetermined resonance frequency included in a microwave band or a millimeter wave band and passing an electromagnetic wave included in a pass band including the resonance frequency is widely used. As an example of such a filter element, the electromagnetic field bandpass filter described in FIG. 1 of
この電磁界バンドパスフィルタは、印刷配線回路基板の一方の主面上、すなわち同一平面上に設けられた4個の共振器を備えている。これらの4個の共振器の各々の一方の端部同士は、短絡されている。また、これらの4個の共振器の各々は、上述した短絡された点を中心として、4回の回転対称性を有するように配置されている。 This electromagnetic field bandpass filter includes four resonators provided on one main surface of the printed wiring circuit board, that is, on the same plane. One end of each of these four resonators is short-circuited. Further, each of these four resonators is arranged so as to have four rotational symmetries around the short-circuited point described above.
しかしながら、上述のような電磁界バンドパスフィルタは、容量結合する一対の帯状導体を含む構造を、同一平面状に複数配置することによって共振周波数を調整している。そのため、上述のような電磁界バンドパスフィルタは、平面視した場合のサイズを小型化することが難しい。 However, in the electromagnetic field bandpass filter as described above, the resonance frequency is adjusted by arranging a plurality of structures including a pair of capacitively coupled band-shaped conductors in the same plane. Therefore, it is difficult to reduce the size of the electromagnetic field bandpass filter as described above when viewed in a plan view.
本発明の一態様に係るフィルタ素子は、上述した課題に鑑みなされたものであり、その目的は、通過帯域がマイクロ波帯あるいはミリ波帯に含まれるフィルタ素子において、平面視した場合のサイズを小型化することである。 The filter element according to one aspect of the present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to determine the size of a filter element whose pass band is included in the microwave band or the millimeter wave band when viewed in a plan view. It is to make it smaller.
上記の課題を解決するために、本発明の第1の態様に係るフィルタ素子は、誘電体製の複数の基板を積層してなる積層基板と、前記積層基板を挟み込む一対の導体膜と、前記積層基板の1又は複数の中間層のうち特定の中間層に設けられ、且つ、該特定の中間層の閉じた領域である内側領域の外縁の外側に、該外縁に沿って設けられた一対の帯状導体と、前記一対の帯状導体の各々に1つずつ接続された一対の入出力ポートと、前記内側領域内に配置され、且つ、前記一対の導体膜同士を短絡する複数の導体ポストからなる導体ポスト群と、を備えている。 In order to solve the above problems, the filter element according to the first aspect of the present invention includes a laminated substrate formed by laminating a plurality of substrates made of a dielectric, a pair of conductor films sandwiching the laminated substrate, and the above. A pair of intermediate layers provided on a specific intermediate layer among one or a plurality of intermediate layers of a laminated substrate, and provided along the outer edge outside the outer edge of an inner region which is a closed region of the specific intermediate layer. It consists of a strip-shaped conductor, a pair of input / output ports connected to each of the pair of strip-shaped conductors, and a plurality of conductor posts arranged in the inner region and short-circuiting the pair of conductor films. It is equipped with a group of conductor posts.
上記の構成によれば、容量結合する一対の帯状導体を含む構造を複数用いることなく、通過帯域がマイクロ波帯あるいはミリ波帯に含まれるフィルタ素子を実現することができる。したがって、本フィルタ素子は、通過帯域がマイクロ波帯あるいはミリ波帯に含まれるフィルタ素子において、平面視した場合のサイズを小型化することができる。 According to the above configuration, it is possible to realize a filter element whose pass band is included in the microwave band or the millimeter wave band without using a plurality of structures including a pair of band-shaped conductors that are capacitively coupled. Therefore, the size of the filter element in a plan view can be reduced in the filter element whose pass band is included in the microwave band or the millimeter wave band.
また、本発明の第2の態様に係るフィルタ素子は、第1の態様に係るフィルタ素子の構成に加えて、前記一対の帯状導体は、線対称となる形状を有し、前記一対の入出力ポートの各々は、前記一対の帯状導体が前記線対称となる対称軸上において、前記一対の帯状導体の各々に接続されている、構成を採用している。 Further, in the filter element according to the second aspect of the present invention, in addition to the configuration of the filter element according to the first aspect, the pair of strip conductors have a shape that is axisymmetric, and the pair of input / output conductors. Each of the ports employs a configuration in which the pair of strip conductors are connected to each of the pair of strip conductors on an axis of symmetry in which the pair of strip conductors are axisymmetric.
上記の構成によれば、一対の帯状導体及び一対の入出力ポートの対称性を高めることができる。その結果、一対の帯状導体の各々において、入出力ポートが接続される接続点から、帯状導体の両端の各々までの距離が等しくなる。したがって、本フィルタ素子は、通過特性及び反射特性を高めることができる。 According to the above configuration, the symmetry of the pair of strip conductors and the pair of input / output ports can be enhanced. As a result, in each of the pair of strip conductors, the distance from the connection point to which the input / output ports are connected to each of both ends of the strip conductor becomes equal. Therefore, this filter element can enhance the pass characteristics and the reflection characteristics.
また、本発明の第3の態様に係るフィルタ素子は、第1又は第2の態様に係るフィルタ素子の構成に加えて、前記一対の帯状導体の各々の長軸のパターンは、それぞれ、半円弧状である、構成を採用している。 Further, in the filter element according to the third aspect of the present invention, in addition to the configuration of the filter element according to the first or second aspect, the pattern of each major axis of the pair of strip conductors is a semicircle, respectively. It has an arc-shaped structure.
一対の帯状導体における長軸のパターンは限定されるものではないが、好適な例としては、半円弧状が挙げられる。 The pattern of the long axis in the pair of strip conductors is not limited, but a preferred example is a semicircular arc shape.
また、本発明の第4の態様に係るフィルタ素子は、第1〜第3の態様の何れか一態様に係るフィルタ素子の構成に加えて、前記複数の導体ポストは、前記内側領域の外縁に沿って、一重又は複数重の柵状に設けられている、構成を採用している。 Further, in the filter element according to the fourth aspect of the present invention, in addition to the configuration of the filter element according to any one of the first to third aspects, the plurality of conductor posts are formed on the outer edge of the inner region. Along the way, a single or multiple fence-like structure is adopted.
上記の構成によれば、前記複数の導体ポストのうち隣接する導体ポスト同士の中心間距離と、各導体ポストの直径とを適宜設計することにより、一対の帯状導体同士の間に生じる結合の強さを制御することができる。その、結果として、本フィルタ素子は、接する導体ポスト同士の中心間距離及び各導体ポストの直径を設計パラメータとして、通過特性及び反射特性を最適化することができる。 According to the above configuration, by appropriately designing the distance between the centers of adjacent conductor posts among the plurality of conductor posts and the diameter of each conductor post, the strength of the bond generated between the pair of strip-shaped conductors is strong. Can be controlled. As a result, the present filter element can optimize the pass characteristics and the reflection characteristics by using the distance between the centers of the conductor posts in contact with each other and the diameter of each conductor post as design parameters.
また、本発明の第5の態様に係るフィルタ素子は、第4の態様に係るフィルタ素子の構成に加えて、前記複数の導体ポストは、二重の柵状に設けられている、構成を採用している。 Further, the filter element according to the fifth aspect of the present invention adopts a configuration in which the plurality of conductor posts are provided in a double fence shape in addition to the configuration of the filter element according to the fourth aspect. doing.
上記の構成によれば、遮断帯域のうち通過帯域の近傍におけるSパラメータS(2,1)の減衰を急峻にすることができる。 According to the above configuration, it is possible to steeply attenuate the S parameter S (2, 1) in the vicinity of the pass band in the cutoff band.
また、本発明の第6の態様に係るフィルタ素子は、第1〜第5の態様の何れか一態様に係るフィルタ素子の構成に加えて、前記複数の導体ポストを複数の第1導体ポストとして、前記一対の帯状導体を取り囲むように設けられ、且つ、前記一対の導体膜同士を短絡する複数の第2導体ポストからなるポスト壁を更に備えている、構成を採用している。 Further, in the filter element according to the sixth aspect of the present invention, in addition to the configuration of the filter element according to any one of the first to fifth aspects, the plurality of conductor posts are used as a plurality of first conductor posts. The structure is adopted, which is provided so as to surround the pair of strip-shaped conductors and further includes a post wall composed of a plurality of second conductor posts that short-circuit the pair of conductor films.
上記の構成によれば、ポスト壁を備えていない場合と比較して、通過帯域の帯域幅を狭くすることができる。 According to the above configuration, the bandwidth of the passband can be narrowed as compared with the case where the post wall is not provided.
また、本発明の第7の態様に係るフィルタ素子は、第6の態様に係るフィルタ素子の構成に加えて、前記積層基板の1又は複数の中間層のうち少なくとも1つの中間層に設けられた枠状の導体パターンであって、前記複数の第2導体ポストの各々を短絡する少なくとも1つの導体パターンを更に備えている、構成を採用している。 Further, the filter element according to the seventh aspect of the present invention is provided in at least one intermediate layer among one or a plurality of intermediate layers of the laminated substrate in addition to the configuration of the filter element according to the sixth aspect. A frame-shaped conductor pattern is adopted, which further includes at least one conductor pattern that short-circuits each of the plurality of second conductor posts.
上記の構成によれば、複数の第2導体ポストの各々の電位差をより低減することができる。 According to the above configuration, the potential difference between the plurality of second conductor posts can be further reduced.
本発明の一態様によれば、通過帯域がマイクロ波帯あるいはミリ波帯に含まれるフィルタ素子において、平面視した場合のサイズを小型化することができる。 According to one aspect of the present invention, in a filter element whose pass band is included in the microwave band or the millimeter wave band, the size when viewed in a plan view can be reduced.
〔フィルタ素子〕
本発明の一実施形態に係るフィルタ素子10について、図1及び図2を参照して説明する。図1は、フィルタ素子10の斜視図である。図2の(a)は、フィルタ素子10が備えている帯状導体131及び132の平面図である。図2の(b)は、図2の(a)に示したA−A’線に沿った断面におけるフィルタ素子10の断面図である。
[Filter element]
The
フィルタ素子10は、マイクロ波帯あるいはミリ波帯に含まれる所定の共振周波数を有し、該共振周波数を含む通過帯域に含まれる電磁波を通過させるフィルタ素子である。本実施形態において、フィルタ素子10は、共振周波数が20GHz近傍となるように設計されている。
The
図1及び図2の(a)及び(b)に示すように、フィルタ素子10は、積層基板11、導体膜121,122と、帯状導体131,132と、入出力ポート141,142と、導体ポスト群15と、ポスト壁16と、導体パターン171,172,173と、を備えている。
As shown in FIGS. 1 and 2 (a) and 2 (b), the
<積層基板>
積層基板11は、誘電体製の複数の基板である基板111,112,113,114,115を、この順番で積層することによって構成されている。図1及び図2の(b)においては、基板111〜115のなかで、基板111が最も下側に位置し、基板115が最も上側に位置する状態でフィルタ素子10を図示している。
<Laminated board>
The laminated
基板111〜115は、誘電体製である。本実施形態では、基板111〜115を構成する誘電体として、ガラス繊維強化樹脂(GFRP,Glass Fiber Reinforced Plastic)の一例であるガラスエポキシ樹脂であって、比誘電率εが4.6であるガラスエポキシ樹脂を採用している。このようなガラスエポキシ樹脂を用いた基板の規格名称としては、例えば、FR−4が挙げられる。言い替えれば、本実施形態では、基板111〜115の各々として、FR−4に準拠した板材(以下においてFR4材と称する)を採用している。なお、基板111〜114の各々の厚さは、200μmであり、基板115の厚さは、800μmである。
The
ただし、積層基板11を構成する誘電体製の複数の基板の厚さや、FR4材の枚数などは、上述した構成に限定されず、適宜選択することができる。
However, the thickness of the plurality of dielectric substrates constituting the
本実施形態において、基板111〜115の各々を平面視した場合の形状は、何れも長方形であり、互いに合同である。
In the present embodiment, the shapes of the
基板111の基板112と逆側の主面(図1及び図2の(b)に示した状態において下側の主面)には、この主面を覆う導体膜121が形成されている。
A
基板111の基板112側の主面(図1及び図2の(b)に示した状態において上側の主面)には、導体パターン171が形成されている。
A
基板112の基板113側の主面(図1及び図2の(b)に示した状態において上側の主面)には、導体パターンが形成されていない。
No conductor pattern is formed on the main surface of the
基板113の基板114側の主面(図1及び図2の(b)に示した状態において上側の主面)には、導体パターン172と、帯状導体131,132と、入出力ポート141,142と、が形成されている。
On the main surface of the
基板114の基板115側の主面(図1及び図2の(b)に示した状態において上側の主面)には、導体パターン173が形成されている。
A
基板115の基板114と逆側の主面(図1及び図2の(b)に示した状態において上側の主面)には、この主面を覆う導体膜122が形成されている。
A
以上のように、導体膜121,122は、積層基板11を挟み込んでいる。
As described above, the
基板111〜115のうち、互いに隣接する基板の近接する主面同士は、樹脂層により接着されている。なお、これらの樹脂層は、図1及び図2の(b)において図示を省略している。
Of the
基板111と基板112との間、基板112と基板113との間、基板113と1基板114との間、及び、基板114と基板115との間には、中間層が介在する。積層基板11を構成する基板111〜115の枚数をN枚(ここで、Nは、2以上の整数)とした場合、N−1層の中間層が形成される。Nが2である場合、中間層は1層のみとなるし、Nが3以上である場合、中間層は、複数となる。本発明の一実施形態において、Nは、複数であればよい。すなわち、中間層の数は、1であってもよいし、複数であってもよい。
An intermediate layer is interposed between the
本実施形態において、基板113と基板114との間に介在する中間層は、帯状導体131,132、入出力ポート141,142、及び導体パターン172が設けられた特定の中間層の一例である。なお、特定の中間層は、基板113と基板114との間に介在する中間層に限定されるものではない。
In the present embodiment, the intermediate layer interposed between the
以上のように構成されたフィルタ素子10の積層基板11は、プリント基板の一態様であるとも言える。言い替えれば、フィルタ素子10は、他の電子部品とともに、単一のプリント基板上に実装することができる。
It can be said that the
なお、基板111〜115を構成する誘電体は、上述したガラスエポキシ樹脂に限定されない。基板111〜115を構成する誘電体は、比誘電率や誘電正接などの物性値を考慮して適宜選択すればよい。基板111〜115を構成する誘電体の他の例としては、液晶ポリマー(LCP,Liquid Crystal Polymer)樹脂や、アクリル系樹脂や、ガラスなどが挙げられる。ただし、基板111〜115を構成する誘電体としてガラスエポキシ樹脂を採用することによって、フィルタ素子10の製造コストを低減することができる。
The dielectrics constituting the
<導体膜及び導体製のパターン>
導体膜121,122は、導体製のベタ膜である。
<Conductor membrane and conductor pattern>
The
帯状導体131,132、入出力ポート141,142、及び、導体パターン171,172,173の各々は、何れも、導体製のベタ膜を成形することによって得られた導体製のパターンである。
Each of the strip-shaped
本実施形態では、導体膜121,122、帯状導体131,132、入出力ポート141,142、及び、導体パターン171,172,173の各々を構成する導体として、銅を採用している。
In this embodiment, copper is used as a conductor constituting each of the
ただし、導体膜121,122、帯状導体131,132、入出力ポート141,142、及び、導体パターン171,172,173の各々を構成する導体は、銅に限定されるものではなく、導電率や加工のしやすさなどを考慮して適宜選択することができる。導体膜121,122、帯状導体131,132、入出力ポート141,142、及び、導体パターン171,172,173の各々を構成する導体の他の例としては、抵抗率が小さな金属(例えば、銀、アルミ、及び金)が挙げられる。
However, the conductors constituting the
(帯状導体)
帯状導体131,132は、上述したように、積層基板11の複数の中間層のうち特定の中間層である基板113と基板114との間に介在する中間層に設けられている。図2の(a)に示すように、基板113を平面視した場合に、特定の中間層における中央を含む閉じた領域を内側領域RIと呼ぶ。本実施形態において、内側領域RIは、長方形の4つ角を滑らかに丸めることによって得られる角丸長方形である。
(Strip conductor)
As described above, the strip-shaped
帯状導体131,132は、内側領域RIの外縁の外側に、該外縁に沿って設けられた一対の帯状導体の一例である。
The band-shaped
本実施形態において、平面視した場合における帯状導体131,132の各々の長軸のパターンは、それぞれ、円形を二分割することによって得られる半円弧状である(図2の(a)参照)。ただし、帯状導体131,132のパターンは、これに限定されるものではない。帯状導体131,132の各々別のパターンとしては、楕円形を二分割することによって得られる半楕円弧状や、角丸長方形を二分割することによって得られるアルファベットのU字形状などが挙げられる。
In the present embodiment, the long-axis patterns of the strip-shaped
また、本実施形態において、帯状導体131,132は、図2の(a)に図示したA−A’線を対称軸として、線対称となる形状を有する。
Further, in the present embodiment, the strip-shaped
(入出力ポート)
入出力ポート141,142は、帯状導体131,132と同様に、特定の中間層に設けられている。入出力ポート141,142の各々は、帯状の長さが幅よりも短い形状に形成された帯状導体である。本実施形態において、平面視した場合における入出力ポート141,142の各々の形状は、合同である。なお、入出力ポート141,142の各々において、図2の(a)に図示したA−A’線と直交する方向を幅方向と定め、A−A’線と平行な方向を長さ方向と定めている。
(I / O port)
The input /
入出力ポート141は、帯状導体131の外縁とA−A’線との交点である点P1上において、入出力ポート141の外縁を構成する四辺のうち一辺の中央部が帯状導体131に接続されている。すなわち、入出力ポート141は、A−A’線上において帯状導体131に接続されている。また、入出力ポート141は、点P1を起点として帯状導体131から遠ざかるように、A−A’線と平行に引き出されている。
The input /
入出力ポート142は、帯状導体132の外縁と、A−A’線との交点である点P2上において、入出力ポート142の外縁を構成する四辺のうち一辺の中央部が帯状導体132に接続されている。すなわち、入出力ポート142は、A−A’線上において帯状導体132に接続されている。入出力ポート142は、点P2を起点として帯状導体132から遠ざかるように、A−A’線と平行に引き出されている。
The input /
したがって、入出力ポート141,142は、帯状導体131,132と同様に、A−A’線を対称軸として、線対称となるように配置されている。
Therefore, the input /
帯状導体131と入出力ポート141とは、もともと単一のベタ膜を成形することによって得られた導体製のパターンである。同様に、帯状導体132と入出力ポート142とは、もともと単一のベタ膜を成形することによって得られた導体製のパターンである。したがって、帯状導体131と入出力ポート141とは、一体成形されており、帯状導体132と入出力ポート142とは、一体成形されている。
The strip-shaped
入出力ポート141の点P1と逆側の端部、及び、入出力ポート142の点P2と逆側の端部に電力を供給する態様は、限定されるものではない。例えば、導体膜121の一部にコプレナー線路を形成しておき、そのコプレナー線路の信号線の一端と、入出力ポート141の点P1と逆側の端部とを、ブラインドビアを用いて接続することができる。この構成によれば、コプレナー線路から入出力ポート141に電力を供給することができる。入出力ポート142についても同様である。
The mode of supplying power to the end of the input /
<導体ポスト群>
導体ポスト群15は、内側領域RIの領域内に配置された複数(本実施形態においては22本)の導体ポスト151〜1522により構成されている。各導体ポスト15i(iは、1以上22以下の整数)は、導体膜121と導体膜122とを短絡するように構成されている。したがって、導体膜121、導体膜122、及び各導体ポスト15iは、同電位となる。各導体ポスト15iは、第1導体ポストの一例である。
<Conductor post group>
The
本実施形態において、導体ポスト群15は、一重の柵状になるように各導体ポスト15iが配置されている(図2の(a)参照)。ただし、本発明の一実施形態において、導体ポスト群15を構成する各導体ポスト15iは、複数重の柵状になるように配置されていてもよい。
In the present embodiment, in the
本実施形態において、各導体ポスト15iは、積層基板11に貫通孔を形成したうえで、その貫通孔の内壁に導体膜を形成することによって得られる。この製造プロセスによれば、上述した導体膜121,122と、各導体ポスト15iと、後述するポスト壁16を構成する導体ポスト161〜1654とが、まとめて形成される。ただし、各導体ポスト15iを形成する方法は、これに限定されない。例えば、各導体ポスト15iは、積層基板11に貫通孔を形成したうえで、その貫通孔に導体を充填することによって形成されてもよい。
In the present embodiment, each conductor post 15i is obtained by forming a through hole in the
<ポスト壁>
ポスト壁16は、内側領域RIの領域外に配置された複数(本実施形態においては54本)の導体ポスト161〜1654により構成されている。各導体ポスト16j(jは、1以上54以下の整数)は、導体膜121と導体膜122とを短絡するように構成されている。したがって、導体膜121、導体膜122、各導体ポスト15i、及び各導体ポスト16jは、同電位となる。各導体ポスト16jは、第2導体ポストの一例である。
<Post wall>
The
ポスト壁16において、各導体ポスト16jは、帯状導体131,132及び入出力ポート141,142を取り囲むように設けられている。
In the
ポスト壁16は、各導体ポスト16jのうち隣接する導体ポスト同士の中心間距離が、フィルタ素子10の共振周波数に対応する電磁波の実効波長よりも短くなるように定められていることによって、該電磁波を反射する仮想的な導体壁として機能する。
The
<導体パターン>
図2の(a)に示した導体パターン172は、積層基板11の複数の中間層のうち特定の中間層である基板113と基板114との間に介在する中間層に設けられた導体パターンである。
<Conductor pattern>
The
導体パターン172は、帯状導体における長軸のパターンが長方形状になるように配置されている。したがって、導体パターン172の形状は、枠状である。
The
導体パターン172は、平面視した場合に、各導体ポスト16jを包含する領域に設けられており、導体パターン172は、各導体ポスト16jを短絡する。
The
図1に示すように、導体パターン171及び導体パターン173の各々は、導体パターン172と同じ形状に成形されている。したがって、本実施形態では、導体パターン171及び導体パターン173の形状に関する説明を省略する。なお、導体パターン171は、基板111と基板112との間に介在する中間層に設けられており、導体パターン173は、基板114と基板115との間に介在する中間層に設けられている。また、導体パターン171及び導体パターン173は導体パターン172と同様に、各導体ポスト16jを短絡する。したがって、導体パターン171、導体パターン172、導体パターン173、各導体ポスト15i、及び各導体ポスト16jは、同電位となる。
As shown in FIG. 1, each of the
フィルタ素子10は、3層の導体パターン171,172,173を備えている。しかし、フィルタ素子10において、導体パターンは、積層基板の1又は複数の中間層のうち少なくとも1つの中間層に設けられていればよい。
The
〔第1の変形例〕 [First modification]
本発明の第1の変形例であるフィルタ素子10Aについて、図3を参照して説明する。図3は、フィルタ素子10Aが備えている帯状導体131,132の平面図である。
The
フィルタ素子10Aは、図1に示したフィルタ素子10の構成をベースにし、ポスト壁16をポスト壁16Aに置き換え、導体パターン172を導体パターン172A1,172A2に置き換え、入出力ポート141,142を入出力ポート141A,142Aに置き換えることによって得られる。したがって、第1の変形例では、これらの構成について説明し、フィルタ素子10と同様の構成については、その説明を省略する。
The
フィルタ素子10Aにおいては、平面視した場合に、入出力ポート141Aの点P1と逆側の端部がポスト壁16Aにより取り囲まれている領域の外側に至るように、入出力ポート141Aの長軸は、延伸されている。同様に、入出力ポート142Aの点P2と逆側の端部がポスト壁16Aにより取り囲まれている領域の外側に至るように、入出力ポート142Aの長軸は、延伸されている。
In the
ここで、入出力ポート141Aとポスト壁とが短絡することを防ぐため、導体ポスト161〜1654のうち、2本の導体ポスト167,1634が省略されている。
Here, in order to prevent the input /
また、フィルタ素子10Aでは、入出力ポート141Aと導体パターンとが短絡することを防ぐため、図2の(a)に示したフィルタ素子10の導体パターン172を、A−A’線により二分割することによって得られる導体パターン172A1,172A2を採用している。導体パターン172A1の両端部と、導体パターン172A2の両端部との間には、入出力ポート141A,142Aの幅を上回る隙間が設けられている。
Further, in the
フィルタ素子10Aによれば、入出力ポート141A,142Aの各々をポスト壁16Aにより取り囲まれている領域の外側に引き出すことができる。したがって、特定の中間層内に設けられた信号線であって、マイクロストリップ線路の信号線又はコプレナー線路の信号線を、直接、入出力ポート141A,142Aの各々に接続することができる。
According to the
〔第2の変形例〕
本発明の第2の変形例であるフィルタ素子10Bについて、図4を参照して説明する。図4は、フィルタ素子10Bが備えている帯状導体131,132の平面図である。
[Second modification]
The
フィルタ素子10Bは、図1に示したフィルタ素子10の構成をベースにし、導体ポスト群15を導体ポスト群15Bに置き換えることによって得られる。したがって、第2の変形例では、導体ポスト群15Bについて説明し、フィルタ素子10と同様の構成については、その説明を省略する。
The
図4に示すように、導体ポスト群15Bは、導体ポスト群15が備えている導体ポスト151〜1522(図2の(a)参照)に加えて、導体ポスト1523〜1539を更に備えている。導体ポスト1523〜1539の各々は、それぞれの配置を除いて導体ポスト151〜1522の各々と同様に構成された導体ポストである。
As shown in FIG. 4, the
導体ポスト群15Bにおける導体ポスト151〜1539は、二重の柵状になるように設けられている。導体ポスト群15の場合と同様に、導体ポスト151〜1522は、一重の柵状になるように設けられており、且つ、導体ポスト1523〜1539は、導体ポスト151〜1522の更に内側にもう一重の柵状になるように設けられている。
The conductor posts 151 to 1539 in the
〔第3の変形例〕
本発明の第3の変形例であるフィルタ素子10Cについて、図5を参照して説明する。図5は、フィルタ素子10Cの斜視図である。
[Third variant]
The filter element 10C, which is a third modification of the present invention, will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a perspective view of the filter element 10C.
フィルタ素子10Cは、図1に示したフィルタ素子10の構成をベースにし、ポスト壁16と導体パターン171〜173とを省略することによって得られる。本発明の範疇には、フィルタ素子10Cも含まれる。
The filter element 10C is obtained by omitting the
また、図1に示したフィルタ素子10の構成をベースにし、導体パターン171〜173を省略することによって得られるフィルタ素子も本発明の範疇に含まれる。
Further, a filter element obtained by omitting the
〔実施例及び比較例〕
本発明の第1〜第3の実施例及び比較例について、図6〜図10を参照して説明する。図6は、第1の実施例であるフィルタ素子10のSパラメータS(2,1)及びSパラメータS(1,1)の周波数依存性を示すグラフである。なお、以下において、SパラメータS(2,1)の周波数依存性のことを透過特性と称し、SパラメータS(1,1)の周波数依存性のことを反射特性と称する。図7は、比較例であるフィルタ素子110の透過特性及び反射特性を示すグラフである。図8は、第1の実施例であるフィルタ素子10及び第2の実施例であるフィルタ素子10Bの透過特性を示すグラフである。図9は、第2の実施例であるフィルタ素子10B及び第3の実施例であるフィルタ素子10Cの透過特性を示すグラフである。図10は、比較例であるフィルタ素子110が備えている帯状導体131,132の平面図である。
[Examples and Comparative Examples]
The first to third examples and comparative examples of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 to 10. FIG. 6 is a graph showing the frequency dependence of the S-parameters S (2,1) and S-parameters S (1,1) of the
<第1の実施例>
第1の実施例は、図1及び図2に示したフィルタ素子10において、以下の設計パラメータを採用した。
<First Example>
In the first embodiment, the following design parameters were adopted in the
(1)半円弧状である帯状導体131,132における半径:1345μm。
(1) Radius of the semicircular arc-shaped
(2)帯状導体131,132における幅:150μm。
(2) Width of
(3)帯状導体131の両端部と帯状導体132の両端部との隙間:150μm。
(3) Gap between both ends of the
(4)導体ポスト群15を構成する各導体ポスト15iの直径:100μm。 (4) Diameter of each conductor post 15i constituting the conductor post group 15: 100 μm.
(5)ポスト壁16を構成する各導体ポスト16jの直径:100μm。 (5) Diameter of each conductor post 16j constituting the post wall 16: 100 μm.
<第2の実施例>
第2の実施例は、図4に示したフィルタ素子10Bにおいて、帯状導体131,132における幅を80μmとした。また、導体ポスト群15Bを構成する各導体ポスト15iは、二重の柵状になるように配置されている。
<Second Example>
In the second embodiment, in the
<第3の実施例>
第3の実施例は、第2の実施例であるフィルタ素子10Bの構成をベースにし、ポスト壁16及び導体パターン171〜173を省略することによって得られたものである。第3の実施例は、図5に示したフィルタ素子10Cをベースにし、導体ポスト群15を図4に示した導体ポスト群15Bに置き換えたものとも表現できる。そこで、以下では、第3の実施例のことをフィルタ素子10C’と称する。
<Third Example>
The third embodiment is based on the configuration of the
<比較例>
比較例であるフィルタ素子110は、第1の実施例であるフィルタ素子10をベースにし、図10に示すように導体ポスト群15を省略したものである。
<Comparison example>
The
<シミュレーション結果>
図7を参照すれば、比較例であるフィルタ素子110には、共振周波数がないことが分かった。すなわち、フィルタ素子110は、フィルタ素子として機能しないことが分かった。
<Simulation result>
With reference to FIG. 7, it was found that the
それに対して、図6を参照すれば、第1の実施例であるフィルタ素子10は、20GHz近傍に共振周波数をもち、フィルタ素子として機能することが分かった。
On the other hand, referring to FIG. 6, it was found that the
次に、図8を参照して、第2の実施例であるフィルタ素子10Bと、第1の実施例であるフィルタ素子10とを比較する。図8を参照すれば、フィルタ素子10Bは、フィルタ素子10と同様に20GHz近傍に共振周波数をもつことが分かった。そのうえで、フィルタ素子10Bは、フィルタ素子10と比較して、(1)帯域幅を狭くすることができ、且つ、(2)遮断領域におけるSパラメータS(2,1)の減衰を急峻にすることができることが分かった。(1)の効果は、帯状導体131,132における幅を狭くすることによって得られたと考えられる。また、(2)の効果は、導体ポスト群15Bを構成する各導体ポスト15iを二重の柵状に配置することによって得られたと考えられる。
Next, with reference to FIG. 8, the
次に、図9を参照して、第3の実施例であるフィルタ素子10C’と、第2の実施例であるフィルタ素子10Bとを比較する。図9を参照すれば、フィルタ素子10C’は、フィルタ素子10及びフィルタ素子10Bと同様に20GHz近傍に共振周波数をもつことが分かった。そのうえで、フィルタ素子10C’は、フィルタ素子10Bと比較して、帯域幅が広がり、且つ、遮断領域におけるSパラメータS(2,1)の減衰が緩やかになることが分かった。とはいえ、フィルタ素子10C’の透過特性は、フィルタ素子10の透過特性と同程度であり、ポスト壁16及び導体パターン171〜173を省略してもフィルタ素子として機能することが分かった。
Next, with reference to FIG. 9, the filter element 10C'of the third embodiment and the
〔付記事項〕
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
[Additional notes]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made within the scope of the claims, and the embodiment obtained by appropriately combining the technical means disclosed in each embodiment is also available. It is included in the technical scope of the present invention.
10,10A,10B,10C フィルタ素子
11 積層基板
111〜115 基板
RI 内側領域
121,122 導体膜
131,132 帯状導体
141,142 入出力ポート
15 導体ポスト群
151,・・・,15i,・・・,1539 導体ポスト(第1の導体ポスト)
16 ポスト壁
161,・・・,16j,・・・,1654 導体ポスト(第2の導体ポスト)
171,172,173 導体パターン
10, 10A, 10B,
1711,172,173 Conductor pattern
Claims (7)
前記積層基板を挟み込む一対の導体膜と、
前記積層基板の1又は複数の中間層のうち特定の中間層に設けられ、且つ、該特定の中間層の閉じた領域である内側領域の外縁の外側に、該外縁に沿って設けられた一対の帯状導体と、
前記一対の帯状導体の各々に1つずつ接続された一対の入出力ポートと、
前記内側領域内に配置され、且つ、前記一対の導体膜同士を短絡する複数の導体ポストからなる導体ポスト群と、を備えている、
ことを特徴とするフィルタ素子。 A laminated substrate made by laminating a plurality of dielectric substrates,
A pair of conductor films sandwiching the laminated substrate,
A pair provided on a specific intermediate layer among one or a plurality of intermediate layers of the laminated substrate and provided along the outer edge on the outside of the outer edge of the inner region which is a closed region of the specific intermediate layer. Band-shaped conductor and
A pair of input / output ports connected to each of the pair of strip conductors,
It is provided with a group of conductor posts arranged in the inner region and composed of a plurality of conductor posts that short-circuit the pair of conductor films.
A filter element characterized by this.
前記一対の入出力ポートの各々は、前記一対の帯状導体が前記線対称となる対称軸上において、前記一対の帯状導体の各々に接続されている、
ことを特徴とする請求項1に記載のフィルタ素子。 The pair of strip-shaped conductors have a shape that is line-symmetrical and has a shape that is line-symmetrical.
Each of the pair of input / output ports is connected to each of the pair of strip conductors on an axis of symmetry in which the pair of strip conductors are axisymmetric.
The filter element according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のフィルタ素子。 The pattern of each major axis of the pair of strip conductors is semicircular, respectively.
The filter element according to claim 1 or 2.
ことを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載のフィルタ素子。 The plurality of conductor posts are provided in a single or multiple fence shape along the outer edge of the inner region.
The filter element according to any one of claims 1 to 3.
ことを特徴とする請求項4に記載のフィルタ素子。 The plurality of conductor posts are provided in a double fence shape.
The filter element according to claim 4.
前記一対の帯状導体を取り囲むように設けられ、且つ、前記一対の導体膜同士を短絡する複数の第2導体ポストからなるポスト壁を更に備えている、
ことを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載のフィルタ素子。 Using the plurality of conductor posts as a plurality of first conductor posts,
A post wall is further provided so as to surround the pair of strip-shaped conductors and is composed of a plurality of second conductor posts that short-circuit the pair of conductor films.
The filter element according to any one of claims 1 to 5, wherein the filter element.
ことを特徴とする請求項6に記載のフィルタ素子。 A frame-shaped conductor pattern provided in at least one of the one or a plurality of intermediate layers of the laminated substrate, further comprising at least one conductor pattern that short-circuits each of the plurality of second conductor posts. ing,
The filter element according to claim 6.
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