JP2023522064A - フィルタ構造およびフィルタデバイス - Google Patents

Abstract

本出願に係るフィルタ構造およびフィルタデバイスは、電子デバイスの技術分野に属する。フィルタ構造は、シールド部材と、共振部材と、結合補強部材とを備え、該シールド部材は、第１シールド層と第２シールド層とを含み、該第１シールド層と該第２シールド層とが対向するとともに間隔をあけて設置され、該共振部材は、少なくとも２つであり、各共振部材が間隔をあけて設置され、各共振部材が、共振柱と該共振柱と接続される共振盤とを含み、該共振柱が、第１シールド層と第２シールド層との間に位置し、該第１シールド層と接続され、該結合補強部材は、第１シールド層および第２シールド層のそれぞれと間隔をあけて設置されるとともに、少なくとも２つの共振柱のそれぞれと接続されることにより、該少なくとも２つの共振柱間の結合係数を大きくするように構成される。上記の設置によれば、フィルタデバイスにおいて集積化とデバイスの通過帯域の帯域幅を効果的に広げることとを両立させる課題を解決することができる。【選択図】図２

Description

本出願は、電子デバイスの技術分野に属し、具体的に、フィルタ構造およびフィルタデバイスに関する。

（関係出願の相互参照）
本出願は、２０２０年４月１７日に中国専利局に提出された、出願番号が２０２０１０３０６０１１．８であり、名称が「フィルタ構造およびフィルタデバイス」である中国出願に基づいて優先権を主張し、その内容のすべては本出願に参照として取り込まれる。

電子デバイスの技術分野において、デバイスの集積化において、小型化処理が特に重要である。フィルタデバイスは一般的にフィルタ構造により構成されるため、フィルタ構造の体積によりフィルタデバイスの体積が決められる。しかしながら、従来のフィルタ構造の製造プロセスであれば、フィルタデバイスの集積化において、小型化にする場合、デバイスの通過帯域の帯域幅が制限され、効果的に広げることが困難である。

上記の内容に鑑みて、本出願は、フィルタデバイスにおいて集積化とデバイスの通過帯域の帯域幅を効果的に広げることとを両立させる課題を解決できるフィルタ構造およびフィルタデバイスを提供する。

本出願の実施例は、下記の技術案を採用する。

フィルタ構造は、シールド部材と、共振部材と、結合補強部材とを備え、前記シールド部材は、第１シールド層と第２シールド層とを含み、前記第１シールド層と前記第２シールド層とが対向するとともに間隔をあけて設置され、前記共振部材は、少なくとも２つであり、各前記共振部材が間隔をあけて設置され、各前記共振部材が、共振柱と前記共振柱と接続される共振盤とを含み、前記共振柱が、前記第１シールド層と前記第２シールド層との間に位置し、前記第１シールド層と接続され、前記結合補強部材は、前記第１シールド層および前記第２シールド層のそれぞれと間隔をあけて設置されるとともに、前記少なくとも２つの共振柱のそれぞれと接続されることにより、前記少なくとも２つの共振柱間の結合係数を大きくするように構成される。

任意で、上記のフィルタ構造において、前記結合補強部材は、少なくとも１つの結合用接続部材を含み、各前記結合用接続部材が２つの共振柱のそれぞれと接続されることにより、２つの共振柱間の電磁結合係数を大きくするように構成される。

任意で、上記のフィルタ構造において、処理対象信号の各前記共振部材の間での伝送方向に沿って、各前記結合用接続部材が、隣接の２つの共振柱のそれぞれと接続されることにより、前記隣接の２つの共振柱間の電磁結合係数を大きくするように構成される。

任意で、上記のフィルタ構造において、処理対象信号の各前記共振部材の間での伝送方向に沿って、前記少なくとも１つの結合用接続部材のうち、少なくとも１つの結合用接続部材が、非隣接の２つの共振柱のそれぞれと接続されることにより、前記非隣接の２つの共振柱間の電磁結合係数を大きくするとともに、前記フィルタ構造の通過帯域外で、上限カットオフ周波数に近い位置で伝送零点を形成する。

任意で、上記のフィルタ構造において、前記結合補強部材は、少なくとも１組の結合用接続部材を含み、各組の結合用接続部材が、それぞれ２つの結合用接続部材を含み、同一組に属する２つの結合用接続部材が２つの共振柱とそれぞれ接続され、前記２つの結合用接続部材が、間隔をあけて重なるように設置されてコンデンサアッセンブリーとして形成され、これによって、前記２つの共振柱間の容量結合係数を大きくするように構成される。

任意で、上記のフィルタ構造において、処理対象信号の各前記共振部材の間での伝送方向に沿って、同一組に属する２つの結合用接続部材が、隣接の２つの共振柱とそれぞれ接続されることにより、前記隣接の２つの共振柱間の容量結合係数を大きくするように構成される。

任意で、上記のフィルタ構造において、処理対象信号の各前記共振部材の間での伝送方向に沿って、少なくとも１組の結合用接続部材の２つの結合用接続部材が、それぞれ非隣接の２つの共振柱と接続されることにより、前記非隣接の２つの共振柱間の容量結合係数を大きくするとともに、前記フィルタ構造の通過帯域外で、下限カットオフ周波数に近い位置で伝送零点を形成するように構成される。

任意で、上記のフィルタ構造において、同一組に属する２つの結合用接続部材は、平行に設置され、かつ、前記２つの結合用接続部材の重なる部分の、前記２つの結合用接続部材の延伸方向に垂直な方向における投影が重なり合う。

任意で、上記のフィルタ構造において、前記結合補強部材は、金属構造である。

任意で、上記のフィルタ構造において、前記第１シールド層および前記第２シールド層は、他の非導電構造に形成されたパターン化導電構造である。

任意で、上記のフィルタ構造において、前記シールド部材は、複数のシールド柱をさらに含み、複数の前記シールド柱は、チャンバー構造を形成するように前記第１シールド層と前記第２シールド層との間に間隔をあけて設置され、前記共振部材および前記結合補強部材が前記チャンバー構造の内部に位置する。

任意で、上記のフィルタ構造において、前記シールド部材は、前記第１シールド層と前記第２シールド層との間に設置されるとともに、第１シールド層と第２シールド層と共に密閉のチャンバー構造を形成する複数の他のシールド層をさらに含み、前記共振部材および前記結合補強部材が前記チャンバー構造の内部に位置する。

任意で、上記のフィルタ構造において、前記チャンバー構造の内部に各共振部材をそれぞれ設置するための複数のチャンバーサブ構造が形成され、前記チャンバーサブ構造の間に、処理対象信号を各共振部材の間で伝送するためのシールド開口が形成される。

任意で、上記のフィルタ構造において、前記第１シールド層および前記第２シールド層の互いに対向する面は四角形のものであり、前記他のシールド層は、４つである。

上記の内容をもとに、本出願の実施例は、フィルタデバイスをさらに提供し、前記フィルタデバイスは、第１ポートと第２ポートとを含む接続ポートと、上記のフィルタ構造とを備え、前記フィルタ構造は、複数設置され、それぞれ前記第１ポートと前記第２ポートとの間に接続され、前記第１ポートを介して入力される処理対象信号をフィルタリングして前記第２ポートを介して出力し、または前記第２ポートを介して入力される処理対象信号をフィルタリングして前記第１ポートを出力するように構成される。

本出願の実施例によるフィルタデバイスの構成ブロック図である。 本出願の実施例によるフィルタ構造の模式的構成図である。 本出願の実施例によるシールド部材の模式的構成図である。 本出願の実施例によるシールド柱により形成されるチャンバー構造と共振柱との位置分布関係を示す模式図である。 本出願の実施例による共振部材の模式的構成図である。 本出願の実施例による、電磁結合係数を大きくするための結合補強部材を備えるフィルタ構造の模式的構成図である。 本出願の実施例による、図６に示す結合用接続部材と、隣接の２つの共振柱との接続関係を示す模式図である。 本出願の実施例による、図６に示す結合用接続部材と、非隣接の２つの共振柱との接続関係を示す模式図である。 本出願の実施例による容量結合係数を大きくするための結合補強部材を備えるフィルタ構造の模式的構成図である。 本出願の実施例による図９に示す結合用接続部材と、隣接の２つの共振柱との接続関係を示す模式図である。 本出願の実施例による図９に示す結合用接続部材と、非隣接の２つの共振柱との接続関係を示す模式図である。 従来のフィルタ構造の模式的構成図である。 本出願の実施例による電磁結合係数を大きくするための結合用接続部材を備えるフィルタ構造の模式的構成図である。 図１２および図１３が示す２種のフィルタ構造に基づくシミュレーション結果を示す模式図である。 本出願の実施例による容量結合係数を大きくするための結合用接続部材を備えるフィルタ構造の模式的構成図である。 図１２および図１５が示す２種のフィルタ構造に基づくシミュレーション結果を示す模式図である。 図１２、図１３および図１５が示す３種のフィルタ構造に基づくシミュレーション結果を示す模式図。

本出願の実施例の目的、技術案および利点をより明瞭に説明するため、以下、本出願の実施例に用いられる図面を参照しながら、本出願の実施例における技術案を明瞭かつ完全に説明し、説明される実施例が本出願の一部の実施例にすぎず、すべての実施例ではないことは無論である。ここで図面を用いて示した本出願の実施例における部品は、様々な配置方法で配置、設計することが可能である。

このため、以下の図面に示された本出願の実施例に対する詳細な説明は、本出願の選択された実施例を示すものにすぎず、保護しようとする本出願の範囲を限定するものではない。本出願の実施例をもとに、当業者が発明能力を用いることなく得たすべての他の実施例も、本出願の保護範囲に属する。

図１に示すように、本出願の実施例は、フィルタデバイス１０を提供する。該フィルタデバイス１０は、接続ポート２００とフィルタ構造１００とを備える。

具体的に、接続ポート２００は、第１ポート２１０と第２ポート２３０とを含み、フィルタ構造１００は、複数設置することができる。このように、複数のフィルタ構造１００は、第１ポート２１０と第２ポート２３０との間に接続され、第１ポート２１０を介して入力される処理対象信号をフィルタリングして第２ポート２３０を介して出力し（すなわち、第１ポート２１０が入力ポートとされ、第２ポート２３０が出力ポートとされる）、または、第２ポート２３０を介して入力される処理対象信号をフィルタリングして第１ポート２１０を介して出力する（すなわち、第１ポート２１０が出力ポートとされ、第２ポート２３０が入力ポートとされる）ように構成される。

接続ポート２００は、個数が限定されなく、第１ポート２１０および第２ポート２３０のほか、第３ポート、第４ポートなどをさらに含んでもよく、実際の応用ニーズに応じて設置すればよい。

また、複数のフィルタ構造１００同士の接続関係も限定されなく、実際の応用ニーズに応じて選択することができる。

例えば、選択可能な例において、複数のフィルタ構造１００は、直列接続してもよい。また、他の選択可能な例において、複数のフィルタ構造１００は、並列接続してもよい。他の選択可能な例において、複数のフィルタ構造１００は、直並列接続（すなわち、直列接続と並列接続とを含む）してもよい。

なお、フィルタデバイス１０の具体的なタイプは限定されなく、実際の応用ニーズに応じて選択することができ、例えば、ミリ波フィルタがあり得る。

図２を参照すると、本出願の実施例は、上記のフィルタデバイス１０に適用するフィルタ構造１００をさらに提供する。フィルタ構造１００は、シールド部材１１０と、共振部材１２０と、結合補強部材１３０とを備える。

具体的に、シールド部材１１０は、第１シールド層１１１と第２シールド層１１３とを含み、該第１シールド層１１１と該第２シールド層１１３とが対向するとともに間隔をあけて設置される。共振部材１２０は、少なくとも２つであり、各共振部材１２０が間隔をあけて設置される。各共振部材１２０は、共振柱１２１と、該共振柱１２１と接続される共振盤１２３とを含み、該共振柱１２１が、第１シールド層１１１と第２シールド層１１３との間に位置し、該第１シールド層１１１と接続される。結合補強部材１３０は、第１シールド層１１１および第２シールド層１１３のそれぞれと間隔をあけて設置されるとともに、少なくとも２つの共振柱１２１のそれぞれと接続されることにより、該少なくとも２つの共振柱１２１間の結合係数を大きくするように構成される。

このようにして、一方、フィルタ構造１００の体積が、結合補強部材１３０の設置により増加することなく、他方、結合補強部材１３０が設置されるため、接続される共振柱１２１間の結合係数を大きくして、該フィルタ構造１００の通過帯域の帯域幅を広げることができ、したがって集積化とデバイスの通過帯域の帯域幅を効果的に広げることとを両立させる課題を解決することができる。

シールド部材１１０について、シールド部材１１０の具体的な構造（例えば、第１シールド層１１１、第２シールド層１１３および他の構造）は限定されなく、実際の応用ニーズに応じて選択することができる。

例えば、選択可能な一例において、シールド部材１１０が含む第１シールド層１１１と第２シールド層１１３とは、互いに少し傾斜して設置し、すなわち非平行に設置する。また、他の選択可能な例において、第１シールド層１１１と第２シールド層１１３とは、平行に設置してもよい。

第１シールド層１１１および第２シールド層１１３の具体的な構成も限定されなく、実際の応用ニーズに応じて選択することができる。

例えば、選択可能な一例において、第１シールド層１１１および第２シールド層１１３は、金属製層状構造である。また、他の選択可能な例において、第１シールド層１１１および第２シールド層１１３は、電磁シールド効果を有する非金属シールド構造であってもよい。

また、第１シールド層１１１および第２シールド層１１３は、他の非導電構造に形成されたパターン化導電構造（すなわち、該パターン化導電構造のみが電磁シールド効果を有する）であってもよく、層状導電構造であってもよい（すなわち、該層状導電構造全体も電磁シールド効果を有する）。

なお、シールド部材１１０は、第１シールド層１１１および第２シールド層１１３のほか、他のシールド構造をさらに含んでもよい。このようにして、第１シールド層１１１、第２シールド層１１３および他のシールド構造からなるシールド構造によりチャンバーが形成され、共振部材１２０および結合補強部材１３０が該シールド構造のチャンバーの内部に配置され、これによって、外部干渉信号の遮断を実現する。

任意で、チャンバーを構成するための他のシールド構造の具体的な構成も限定されなく、実際の応用ニーズに応じて選択することができる。

例えば、選択可能な一例において、図３を参照すると、シールド部材１１０が含む第１シールド層１１１、第２シールド層１１３および他のシールド構造により非密閉のチャンバーを形成できるため、該シールド部材１１０は、複数のシールド柱１１５をさらに含み、この場合、該複数のシールド柱１１５が上記の他のシールド構造である。

複数のシールド柱１１５は、収容空間（すなわち、上記のチャンバー）を形成するように第１シールド層１１１と第２シールド層１１３との間に間隔をあけて設置され、該収容空間に配置される共振部材１２０および結合補強部材１３０に対して電磁シールドを行うように構成される。

他の選択可能な例において、シールド部材１１０が含む第１シールド層１１１、第２シールド層１１３および他のシールド構造により密閉のチャンバーを形成できるため、該シールド部材１１０は、他のシールド層をさらに含んでもよく、この場合、該他のシールド層が上記の他のシールド構造である。

具体的な一応用例において、第１シールド層１１１および第２シールド層１１３の互いに対向する面が四角形（例えば、長方形または正方形）のものであり、他のシールド層が４つであり、したがって、第１シールド層１１１、第２シールド層１１３および４つの他のシールド層により、密閉の収容空間（すなわち、上記のチャンバー）を形成でき、該収容空間に共振部材１２０および結合補強部材１３０を設置する。

なお、上記の例において、第１シールド層１１１および第２シールド層１１３の互いに対向する面を四角形のもので例示したが、他の例において、応用ニーズに応じて、三角形、五角形、六角形などのものであってもよい。

上記の他のシールド構造としてのシールド柱１１５または他のシールド層の具体的な構成も限定されなく、実際の応用ニーズに応じて選択することができ、例えば、金属シールド層または金属シールド柱（あるいは、非金属シールド層、非金属シールド柱）である。

さらに、シールド部材１１０について、共振部材１２０が少なくとも２つあるので、処理対象信号を各共振部材１２０により順次にフィルタリングできるように、本実施例において、第１シールド層１１１、第２シールド層１１３および他のシールド構造により形成されるチャンバー構造の内部に、各共振部材１２０のそれぞれを設置するための少なくとも２つのチャンバーサブ構造がさらに形成される。

処理対象信号を少なくとも２つの共振部材１２０の間で順次に伝送できるため、上記のチャンバーサブ構造の間にシールド開口が形成され、これによって、前のチャンバーサブ構造において共振部材１２０により処理された処理対象信号が、該シールド開口を介して後のチャンバー構造内に伝送されてさらに共振部材１２０により処理される。

任意で、チャンバーサブ構造の具体的な形成方式が限定されなく、実際の応用ニーズに応じて選択することができる。例えば、選択可能な一例において、上記の他のシールド構造としてのシールド層を採用する。他の選択可能な例において、上記の他のシールド構造としてのシールド柱１１５を採用してもよい（図４を参照）。

上記の設置により上記のチャンバー構造の内部に形成される少なくとも２つのチャンバーサブ構造において、上記のシールド開口を形成するため、相応のチャンバーサブ構造に対してさらに処理を行う必要がある。例えば、該チャンバーサブ構造が複数のチャンバーシールド柱１１５により形成される場合、該チャンバーシールド柱１１５の位置関係を設計することによりシールド開口を形成し、これによって処理対象信号を該シールド開口を介して伝送する。

なお、チャンバーシールド柱１１５の位置関係が限定されなく、実際の応用ニーズに応じて設置することができ、ここで具体的に限定しない。

第１シールド層１１１と第２シールド層１１３との間に（例えば、上記で例示する、チャンバー構造により形成された収容空間）、媒体材料をさらに充填してもよい。

上記の媒体材料の具体的な種類が限定されなく、実際の応用ニーズに応じて選択することができ、例えば、比誘電率が３．０、３．５または４．０などである媒体を含むが、これらに限定されない。

共振部材１２０の具体的な個数は、限定されなく、実際の応用ニーズに応じて選択することができ、少なくとも２つあればよい。

例えば、選択可能な一例において、共振部材１２０は、２つであり、すなわち２つの共振柱１２１と２つの共振盤１２３とを含む。また、他の選択可能な例において、共振部材１２０は、３つであり、すなわち３つの共振柱１２１と３つの共振盤１２３とを含む。他の選択可能な例において、共振部材１２０は、４つであり、すなわち４つの共振柱１２１と４つの共振盤１２３とを含む。

また、共振部材１２０の具体的な構成（例えば、共振柱１２１と共振盤１２３との接続関係）も限定されなく、実際の応用ニーズに応じて選択することができる。

例えば、選択可能な一例において、図５に示すように、共振部材１２０が含む共振柱１２１と共振盤１２３は、側面で接続される。また、他の選択可能な例において、図２に示すように、共振柱１２１と共振盤１２３は、端面（端部の面）で接続される。共振柱１２１と共振盤１２３との有効な電気的な接続を保証できればよい。

共振柱１２１と共振盤１２３とが端面で接続される場合、ニーズに応じて、共振柱１２１は、該共振盤１２３を貫通し、すなわち共振柱１２１が共振盤１２３の第２シールド層１１３に近接した面まで延伸する（あるいは、該面を貫通する）ように設置されてもよく、共振柱１２１は、該共振盤１２３の第２シールド層１１３から離間した面まで延伸するように設置されてもよい。

任意で、共振柱１２１と共振盤１２３との相対的な位置関係も限定されなく、実際の応用ニーズに応じて選択することができる。

例えば、選択可能な一例において、共振柱１２１と共振盤１２３とは非垂直に設置され、すなわち各端面同士が０°でない夾角をなす。また、他の選択可能な例において、共振柱１２１と共振盤１２３とは、垂直に設置されてもよく、すなわち各端面同士が互いに平行である。

任意で、共振柱１２１と共振盤１２３の具体的な構成も限定されなく、実際の応用ニーズに応じて選択することができる。

例えば、選択可能な一例において、共振柱１２１および共振盤１２３は、それぞれ非金属導電柱および非金属導電盤である。また、他の選択可能な例において、共振柱１２１および共振盤１２３は、それぞれ金属柱および金属盤である。

非金属導電柱または金属柱の具体的な形状も限定されなく、実際の応用ニーズに応じて選択することができる。例えば、非金属導電円柱、金属円柱、非金属導電角柱または金属角柱などの規則的または不規則な柱状構造を含むが、これらに限定されない。

そして、非金属導電盤または金属盤の具体的な形状が限定されなく、例えば、非金属導電円盤、金属円盤、非金属導電角盤または金属角盤などの規則的または不規則な盤状構造を含むが、これらに限定されない。

任意で、共振柱１２１と第１シールド層１１１との相対的な位置関係も限定されなく、実際の応用ニーズに応じて選択することができる。

例えば、選択可能な一例において、共振柱１２１と第１シールド層１１１とは、非垂直に設置される。

また、他の選択可能な例において、共振柱１２１と第１シールド層１１１とは、垂直に設置されてもよく、すなわち、該共振柱１２１は、一端が該第１シールド層１１１に設置され、他端が該第１シールド層１１１に垂直な方向に沿って延伸する。

共振柱１２１が共振盤１２３に対して垂直をなす（すなわち、第１シールド層１１１と共振盤１２３とが平行に設置される）とき、該共振柱１２１が該共振盤１２３に垂直な方向に沿って延伸する。

なお、上記の例において、各共振柱１２１に対して、特定の製造プロセスにより、該共振柱１２１と共振盤１２３との、共振柱１２１の延伸方向における投影が完全に重なり合ってもよく、部分的に重なり合ってもよく、該共振柱１２１と共振盤１２３とが接続されればよい。

結合補強部材１３０について、該結合補強部材１３０の具体的な構成が限定されなく、実際の応用ニーズに応じて選択することができ、例えば、実際の異なる結合効果を得るため、異なって構成することができる。

例えば、選択可能な一例において、フィルタ構造１００の通過帯域全体の周波数を比較的に高くするため、結合補強部材１３０により共振柱１２１間の電磁結合係数を大きくするように構成することができる。

また、他の選択可能な例において、フィルタ構造１００の通過帯域全体の周波数を比較的に低くするため、結合補強部材１３０により共振柱１２１間の容量結合係数を大きくするように構成することができる。

このように、電磁結合係数を大きくすることを実現するため、任意で、図６に示すように、結合補強部材１３０は、少なくとも１つの結合用接続部材１３１を含む。

具体的に、各結合用接続部材１３１がそれぞれ２つの共振柱１２１と接続されることにより、該２つの共振柱１２１間の電磁結合係数を大きくする。すなわち、１つの結合用接続部材１３１が２つの共振柱１２１と直接電気的に接続されることにより、該２つの共振柱１２１の間に電磁結合を形成する。

任意で、各結合用接続部材１３１により接続される２つの共振柱１２１の相対的な関係が限定されなく、実際の応用ニーズに応じて選択することができ、２つの共振柱１２１であればよい。

例えば、選択可能な一例において、フィルタ構造１００の通過帯域全体の周波数を高くするため、下記のように設置することができる。

処理対象信号の各共振部材１２０の間での伝送方向に沿って、各結合用接続部材１３１が、隣接の２つの共振柱１２１のそれぞれと接続されることにより、該隣接の２つの共振柱１２１間の電磁結合係数を大きくする。

具体的に、具体的な一応用例において、図７に示すように、少なくとも２つの共振アッセンブリーを備え、共振アッセンブリーは、共振柱１と、共振柱２と、共振柱３とを備え、処理対象信号が共振柱１、共振柱２および共振柱３の順の方向に沿って伝送する。この場合、結合用接続部材１３１が共振柱１および共振柱２のそれぞれと電気的に接続するように構成することができる（すなわち、共振柱１と共振柱２との間に共振柱１２１の設置がない）。

また、他の選択可能な例において、フィルタ構造１００の通過帯域全体の周波数を高くするとともに、上限カットオフ周波数に近い位置で信号抑制を行うため、下記のように設置することができる。

処理対象信号の各共振部材１２０の間での伝送方向に沿って、結合用接続部材１３１のうち、少なくとも１つの結合用接続部材１３１が、非隣接の２つの共振柱１２１のそれぞれと接続されることにより、該非隣接の２つの共振柱１２１間の電磁結合係数を大きくするとともに、フィルタ構造１００の通過帯域外で、上限カットオフ周波数に近い位置で伝送零点を形成する。

具体的な一応用例において、図８に示すように、少なくとも２つの共振アッセンブリーを備え、共振アッセンブリーは、共振柱１と、共振柱２と、共振柱３とを備え、処理対象信号が共振柱１、共振柱２および共振柱３の順の方向に沿って伝送する。この場合、結合用接続部材１３１が共振柱１および共振柱３のそれぞれと電気的に接続するように構成することができる（すなわち、共振柱１と共振柱３との間に共振柱２が設置されている）。

上限カットオフ周波数に近い伝送零点の具体的な位置が限定されなく、実際の応用ニーズに応じて設置することができる。

例えば、選択可能な一例において、伝送零点の周波数が上限カットオフ周波数により近いようにするため、結合用接続部材１３１と第１シールド層１１１との間の距離（すなわち、結合用接続部材１３１の高さ）および該結合用接続部材１３１の幅の少なくとも一方を増加させることができる。

また、他の選択可能な例において、伝送零点の周波数が上限カットオフ周波数からより離れるようにするため、結合用接続部材１３１と第１シールド層１１１との間の距離（結合用接続部材１３１の高さ）および該結合用接続部材１３１の幅の少なくとも一方を減少させることができる。

もう一つのニーズに応じて、容量結合係数を大きくするため、本実施例において、図９に示すように、結合補強部材１３０は、少なくとも１組の結合用接続部材１３１を含み、各組の結合用接続部材１３１が、それぞれ２つの結合用接続部材１３１を含む。

具体的に、各組の結合用接続部材１３１に対して、同一組に属する２つの結合用接続部材１３１が２つの共振柱１２１とそれぞれ接続され、該２つの結合用接続部材１３１が、間隔をあけて重なるように設置されてコンデンサアッセンブリーとして形成され、これによって、該２つの共振柱１２１間の容量結合係数を大きくする。

すなわち、同一組の２つの結合用接続部材１３１の非直接な電気的接続により、１つのコンデンサアッセンブリーを形成し、これによって、接続される２つの共振柱１２１間の容量結合係数を大きくする。

任意で、各組の結合用接続部材１３１により接続される２つの共振柱１２１の相対的な関係が限定されなく、実際の応用ニーズに応じて選択することができる。

例えば、選択可能な一例において、フィルタ構造１００の通過帯域全体の周波数を低減するため、下記のように設置することができる。

処理対象信号の各共振部材１２０の間での伝送方向に沿って、同一組に属する２つの結合用接続部材１３１が、隣接の２つの共振柱１２１とそれぞれ接続されることにより、該隣接の２つの共振柱１２１間の容量結合係数を大きくする。

具体的に、具体的な一応用例において、図１０に示すように、少なくとも２つの共振アッセンブリーを備え、共振アッセンブリーは、共振柱１と、共振柱２と、共振柱３とを備え、処理対象信号が共振柱１、共振柱２および共振柱３の順の方向に沿って伝送する。この場合、１組の結合用接続部材１３１の２つの結合用接続部材１３１がそれぞれ共振柱１および共振柱２と電気的に接続するように構成することができる（すなわち、共振柱１と共振柱２との間に共振柱１２１の設置がない）。

また、他の選択可能な例において、フィルタ構造１００の通過帯域全体の周波数を低減するとともに、下限カットオフ周波数に近い位置での信号を抑制するため、下記のように設置することができる。

処理対象信号の各共振部材１２０の間での伝送方向に沿って、少なくとも１組の結合用接続部材１３１の２つの結合用接続部材１３１が、それぞれ非隣接の２つの共振柱１２１と接続されることにより、該非隣接の２つの共振柱１２１間の容量結合係数を大きくするとともに、フィルタ構造１００の通過帯域外で、下限カットオフ周波数に近い位置で伝送零点を形成する。

具体的に、具体的な一応用例において、図１１に示すように、少なくとも２つの共振アッセンブリーを備え、共振アッセンブリーは、共振柱１と、共振柱２と、共振柱３とを備え、処理対象信号が共振柱１、共振柱２および共振柱３の順の方向に沿って伝送する。この場合、１組の結合用接続部材１３１の２つの結合用接続部材１３１がそれぞれ共振柱１および共振柱３と電気的に接続するように構成することができる（すなわち、共振柱１と共振柱３との間に共振柱２が設置されている）。

下限カットオフ周波数に近い伝送零点の具体的な位置が限定されなく、実際の応用ニーズに応じて設置することができる。

例えば、選択可能な一例において、伝送零点の位置の周波数が下限カットオフ周波数により近いようにするため、２つの結合用接続部材１３１と第１シールド層１１１との間の距離（すなわち、２つの結合用接続部材１３１の高さ）および２つの結合用接続部材１３１の重なる部分の面積（すなわち、形成されるコンデンサアッセンブリーにおける２つの結合用接続部材１３１の対向する部分の面積）の少なくとも一方を増加させることができる。

また、他の選択可能な例において、伝送零点の位置の周波数が下限カットオフ周波数からより離れるようにするため、２つの結合用接続部材１３１と第１シールド層１１１との間の距離（すなわち、２つの結合用接続部材１３１の高さ）および２つの結合用接続部材１３１の重なる部分の面積（すなわち、形成されるコンデンサアッセンブリーにおける２つの結合用接続部材１３１の対向する部分の面積）の少なくとも一方を減少させることができる。

なお、同一組の結合用接続部材１３１に属する２つの結合用接続部材１３１の相対的な位置関係も限定されなく、実際の応用ニーズに応じて選択することができる。

例えば、選択可能な一例において、同一組の結合用接続部材１３１に属する２つの結合用接続部材１３１は、非平行に設置してもよく、例えば、比較的に小さい夾角をなすように設置する。

また、他の選択可能な例において、同一組の結合用接続部材１３１に属する２つの結合用接続部材１３１は、平行に設置し、かつ、該２つの結合用接続部材１３１の重なる部分の、該２つの結合用接続部材１３１の延伸方向に垂直な方向における投影が重なり合う。

このようにすれば、同一組の結合用接続部材１３１に属する２つの結合用接続部材１３１の対向する面積が比較的大きく、形成されるコンデンサアッセンブリーの容量を高めることができ、したがって、接続される２つの共振柱１２１間の容量結合係数を大きくすることができる。

結合補強部材１３０について、該結合補強部材１３０の具体的な構造も限定されなく、実際の応用ニーズに応じて選択することができる。

例えば、選択可能な一例において、結合補強部材１３０は、金属構造である（例えば、上記の結合用接続部材１３１は、金属接続線があり得る）。また、他の選択可能な例において、結合補強部材１３０は、非金属導電構造であってもよい。

上記の例で示す内容によれば、共振柱１２１間の結合係数を大きくして、フィルタ構造１００の通過帯域の帯域幅を増加することができる。通過帯域の帯域幅の増大効果を十分に説明するため、本出願では、上記の例に示すフィルタ構造１００および従来のフィルタ構造のそれぞれに対してシミュレーション分析を行った。

結合補強部材１３０を備えない従来のフィルタ構造１００を比較例とし、図１２に示すように、該フィルタ構造１００は、２つの共振柱１２１を備える。

ここで、電磁結合係数を大きくすることができるフィルタ構造１００を実験例とし、図１３に示すように、該フィルタ構造１００は、２つの共振柱１２１と、１つの結合用接続部材１３１とを備え、２つの共振柱１２１が結合用接続部材１３１により電気的に接続されて電磁結合を実現する。該フィルタ構造１００および上記の従来フィルタ構造に対してシミュレーション分析を行って、図１４に示すシミュレーション結果を得た。２つのピークの間の距離がフィルタ構造の通過帯域の帯域幅を表すことができ、したがって、結合用接続部材１３１が設置されていないフィルタ構造に対して、結合用接続部材１３１が設置されたフィルタ構造１００の通過帯域の帯域幅がより大きいことを確認することができた。

ここで、容量結合係数を大きくすることができるフィルタ構造１００を実験例とし、図１５に示すように、該フィルタ構造１００は、２つの共振柱１２１と、１組の結合用接続部材１３１とを備え、２つの共振柱１２１がそれぞれ該１組の結合用接続部材１３１における２つの結合用接続部材１３１と電気的に接続されて容量結合を実現する。該フィルタ構造１００および上記の従来のフィルタ構造に対してシミュレーション分析を行って、図１６に示すシミュレーション結果を得た。２つのピークの間の距離がフィルタ構造の通過帯域の帯域幅を表すことができ、したがって、結合用接続部材１３１が設置されていないフィルタ構造に対して、結合用接続部材１３１が設置されたフィルタ構造１００の通過帯域の帯域幅がより大きいことを確認することができた。

また、本出願の発明者らは、研究により、結合補強部材１３０を接地するように設置すれば、共振柱１２１間の結合係数を効果的に大きくすることができなくなり、通過帯域の帯域幅を効果的に広げることもできないことを判明した。

同様に、結合補強部材１３０が接地されるか否かによる異なる効果を説明するため、本出願では相応のシミュレーション分析を行った。図１７は、図１２が示す比較例、図１３が示す実験例、および該実験例において結合用接続部材１３１と第１シールド層１１１とを接触して設置された他の実験例に対するシミュレーション結果をそれぞれ示すものである。結合用接続部材１３１が接地されたフィルタ構造に対して、結合用接続部材１３１が接地されていないフィルタ構造１００は、通過帯域の帯域幅がより大きいことを確認することができた。

上記のように、本出願に係るフィルタ構造１００およびフィルタデバイス１０は、シールド部材１１０および共振部材１２０のほか、結合補強部材１３０を設置することにより、少なくとも２つの共振部材１２０の共振柱１２１間の結合係数を大きくする。このようにして、一方、フィルタ構造１００の体積が、結合補強部材１３０の設置により増加することなく、他方、結合補強部材１３０が設置されるため、接続される共振柱１２１間の結合係数を大きくして、該フィルタ構造１００の通過帯域の帯域幅を広げることができ、したがって集積化とデバイスの通過帯域の帯域幅を効果的に広げることとを両立させる課題を解決することができ、実用価値が比較的に高く、特に精密機器において応用効果が比較的に良い。

上記は、本出願の好ましい実施例にすぎず、本出願を限定するものではない。当業者にとって、本出願に各種の変更や変化を有してもよい。本出願の精神および原理から逸脱しない限り、行った如何なる変更、均等置換、改良なども、本出願の保護範囲に属する。
産業上の利用可能性

本出願に係るフィルタ構造およびフィルタデバイスは、シールド部材および共振部材のほか、結合補強部材を設置することにより、少なくとも２つの共振部材の共振柱間の結合係数を大きくする。このようにして、フィルタデバイスにおいて集積化とデバイスの通過帯域の帯域幅を効果的に広げることとを両立させる課題を解決することができ、実用価値が比較的に高い。

１０ フィルタデバイス
１００ フィルタ構造
１１０ シールド部材
１１１ 第１シールド層
１１３ 第２シールド層
１１５ シールド柱
１２０ 共振部材
１２１ 共振柱
１２３ 共振盤
１３０ 結合補強部材
１３１ 結合用接続部材
２００ 接続ポート
２１０ 第１ポート
２３０ 第２ポート

Claims (15)

1. シールド部材と、共振部材と、結合補強部材とを備え、
   前記シールド部材は、第１シールド層と第２シールド層とを含み、前記第１シールド層と前記第２シールド層とが対向するとともに間隔をあけて設置され、
   前記共振部材は、少なくとも２つであり、各前記共振部材が間隔をあけて設置され、各前記共振部材が、共振柱と前記共振柱と接続される共振盤とを含み、前記共振柱が、前記第１シールド層と前記第２シールド層との間に位置し、前記第１シールド層と接続され、
   前記結合補強部材は、前記第１シールド層および前記第２シールド層のそれぞれと間隔をあけて設置されるとともに、前記少なくとも２つの共振柱のそれぞれと接続されることにより、前記少なくとも２つの共振柱間の結合係数を大きくするように構成される
   ことを特徴とするフィルタ構造。
2. 前記結合補強部材は、少なくとも１つの結合用接続部材を含み、
   各前記結合用接続部材が２つの共振柱のそれぞれと接続されることにより、前記２つの共振柱間の電磁結合係数を大きくするように構成される
   ことを特徴とする請求項１に記載のフィルタ構造。
3. 処理対象信号の各前記共振部材の間での伝送方向に沿って、各前記結合用接続部材が、隣接の２つの共振柱のそれぞれと接続されることにより、隣接の２つの共振柱間の電磁結合係数を大きくするように構成される
   ことを特徴とする請求項２に記載のフィルタ構造。
4. 処理対象信号の各前記共振部材の間での伝送方向に沿って、前記少なくとも１つの結合用接続部材のうち、少なくとも１つの結合用接続部材が、非隣接の２つの共振柱のそれぞれと接続されることにより、前記非隣接の２つの共振柱間の電磁結合係数を大きくするとともに、前記フィルタ構造の通過帯域外で、上限カットオフ周波数に近い位置で伝送零点を形成する
   ことを特徴とする請求項２に記載のフィルタ構造。
5. 前記結合補強部材は、少なくとも１組の結合用接続部材を含み、各組の結合用接続部材が、それぞれ２つの結合用接続部材を含み、
   同一組に属する２つの結合用接続部材が２つの共振柱とそれぞれ接続され、前記２つの結合用接続部材が、間隔をあけて重なるように設置されてコンデンサアッセンブリーとして形成され、これによって、前記２つの共振柱間の容量結合係数を大きくするように構成される
   ことを特徴とする請求項１に記載のフィルタ構造。
6. 処理対象信号の各前記共振部材の間での伝送方向に沿って、同一組に属する２つの結合用接続部材が、隣接の２つの共振柱とそれぞれ接続されることにより、前記隣接の２つの共振柱間の容量結合係数を大きくするように構成される
   ことを特徴とする請求項５に記載のフィルタ構造。
7. 処理対象信号の各前記共振部材の間での伝送方向に沿って、少なくとも１組の結合用接続部材の２つの結合用接続部材が、それぞれ非隣接の２つの共振柱と接続されることにより、前記非隣接の２つの共振柱間の容量結合係数を大きくするとともに、前記フィルタ構造の通過帯域外で、下限カットオフ周波数に近い位置で伝送零点を形成するように構成される
   ことを特徴とする請求項５に記載のフィルタ構造。
8. 同一組に属する２つ結合用接続部材は、平行に設置され、かつ、前記２つの結合用接続部材の重なる部分の、前記２つの結合用接続部材の延伸方向に垂直な方向における投影が重なり合う
   ことを特徴とする請求項５に記載のフィルタ構造。
9. 前記結合補強部材は、金属構造である
   ことを特徴とする請求項１～８のいずれか１項に記載のフィルタ構造。
10. 前記第１シールド層および前記第２シールド層は、他の非導電構造に形成されたパターン化導電構造である
    ことを特徴とする請求項１～９のいずれか１項に記載のフィルタ構造。
11. 前記シールド部材は、複数のシールド柱をさらに含み、前記複数のシールド柱は、チャンバー構造を形成するように前記第１シールド層と前記第２シールド層との間に間隔をあけて設置され、前記共振部材および前記結合補強部材が前記チャンバー構造の内部に位置する
    ことを特徴とする請求項１～１０のいずれか１項に記載のフィルタ構造。
12. 前記シールド部材は、前記第１シールド層と前記第２シールド層との間に設置されるとともに、第１シールド層および第２シールド層と共に密閉のチャンバー構造を形成する複数の他のシールド層をさらに含み、前記共振部材および前記結合補強部材が前記チャンバー構造の内部に位置する
    ことを特徴とする請求項１～１０のいずれか１項に記載のフィルタ構造。
13. 前記チャンバー構造の内部に各共振部材をそれぞれ設置するための複数のチャンバーサブ構造が形成され、前記チャンバーサブ構造の間に、処理対象信号を各共振部材の間で伝送するためのシールド開口が形成される
    ことを特徴とする請求項１１または１２のいずれか１項に記載のフィルタ構造。
14. 前記第１シールド層および前記第２シールド層の互いに対向する面は四角形のものであり、前記他のシールド層は、４つである
    ことを特徴とする請求項１２に記載のフィルタ構造。
15. 第１ポートと第２ポートとを含む接続ポートと、
    請求項１～１４のいずれか１項に記載のフィルタ構造とを備え、
    前記フィルタ構造は、複数設置され、それぞれ前記第１ポートと前記第２ポートとの間に接続され、前記第１ポートを介して入力される処理対象信号をフィルタリングして前記第２ポートを介して出力し、または前記第２ポートを介して入力される処理対象信号をフィルタリングして前記第１ポートを出力するように構成される
    ことを特徴とするフィルタデバイス。

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