JP2890953B2 - バンドパスフィルタおよびその周波数特性調整方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はバンドパスフィルタお
よびその周波数特性調整方法に関し、特に３段の共振器
を有するバンドパスフィルタおよびその周波数特性調整
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の従来のバンドパスフィルタとし
ては、１枚の層上に複数のストリップラインを形成して
構成したものがあった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
従来のバンドパスフィルタでは、その周波数特性が中心
周波数の両側でなだらかとなっており、中心周波数に対
称なポールが存在せず、中心周波数近傍の減衰量が不十
分であった。

【０００４】それゆえに、この発明の目的は、中心周波
数の両側にポールが存在する周波数特性として十分な減
衰量を確保することができる、バンドパスフィルタを提
供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明にかかるバンド
パスフィルタは、並列に接続される第１のインダクタお
よび第１のコンデンサを有する第１の共振器と、並列に
接続される第２のインダクタおよび第２のコンデンサを
有し第２のインダクタが第１のインダクタに磁気結合さ
れる第２の共振器と、並列に接続される第３のインダク
タおよび第３のコンデンサを有し第３のインダクタが第
２のインダクタに磁気結合される第３の共振器と、第１
の入出力用コンデンサを介して第１の共振器の一端に接
続される第１の入出力端子と、第２の入出力用コンデン
サを介して第３の共振器の一端に接続される第２の入出
力端子と、第１の共振器の他端に接続される第１のアー
ス端子と、第３の共振器の他端に接続される第２のアー
ス端子と、第１の共振器の他端および第３の共振器の他
端の間に接続されるポール形成用インダクタとを含む、
バンドパスフィルタであって、各共振器は、複数の誘電
体層が積層された積層体内に形成されており、ポール形
成用インダクタを誘電体層上のシールド電極により形成
したことを特徴とする、バンドパスフィルタである。

【０００６】上述のバンドパスフィルタにおいて、第１
の層と、第１の層の一方主面に形成され、第１，第２お
よび第３のインダクタとなる第１，第２および第３のコ
イル電極と、第１の層の他方主面側に形成され、ポール
形成用インダクタとして機能させるシールド電極と、コ
イル電極を挟むようにして、第１の層の一方主面側に形
成される第２の層と、第２の層の表面に形成される第１
および第２の入出力用コンデンサ電極と、入出力用コン
デンサ電極を挟むようにして、第２の層の表面側に形成
される第１の誘電体層と、第１の誘電体層の表面に形成
される第１，第２および第３のコンデンサ電極と、コン
デンサ電極を挟むようにして、第１の誘電体層の表面側
に形成される第２の誘電体層と、第２の誘電体層の表面
に形成される第１，第２および第３のアース電極とを含
み、第１の入出力用コンデンサ電極、第１の誘電体層お
よび第１のコンデンサ電極で、第１の入出力用コンデン
サが構成され、第２の入出力用コンデンサ電極、第１の
誘電体層および第３のコンデンサ電極で、第２の入出力
用コンデンサが構成され、第１のコンデンサ電極、第２
の誘電体層および第１のアース電極で、第１のコンデン
サが構成され、第２のコンデンサ電極、第２の誘電体層
および第２のアース電極で、第２のコンデンサが構成さ
れ、第３のコンデンサ電極、第２の誘電体層および第３
のアース電極で、第３のコンデンサが構成されてもよ
い。

【０００７】この発明にかかるバンドパスフィルタの周
波数特性調整方法は、上述のバンドパスフィルタにおい
て、ポール形成用インダクタを形成するシールド電極の
インダクタンスを変えることによって、フィルタの減衰
極の周波数を調整するようにした、バンドパスフィルタ
の周波数特性調整方法である。

【０００８】

【作用】第１の共振回路の他端および第３の共振回路の
他端の間に接続されるポール形成用インダクタを形成す
るシールド電極のインダクタンスを変えれば、バンドパ
スフィルタの減衰極の周波数が変わる。その結果、所望
の周波数での減衰量を減衰極移動によって確保すること
ができる。

【０００９】

【発明の効果】この発明によれば、中心周波数の両側に
ポールが存在する周波数特性として中心周波数の近傍に
十分な減衰量を確保することができる、バンドパスフィ
ルタが得られる。

【００１０】この発明の上述の目的，その他の目的，特
徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳
細な説明から一層明らかとなろう。

【００１１】

【実施例】図１はこの発明の一実施例を示す斜視図であ
り、図２はその実施例の分解斜視図である。このバンド
パスフィルタ１０は、たとえば誘電体からなる矩形シー
ト状の第１の層１２を含む。この第１の層１２は、たと
えば多数の誘電体層１２ａ，１２ａ，・・・を積層する
ことによって形成される。

【００１２】第１の層１２の一方主面には、第１，第２
および第３のコイル電極１４ａ，１４ｂおよび１４ｃが
形成される。これらのコイル電極１４ａ〜１４ｃは、第
１の層１２の幅方向の一端から他端に渡って斜めに形成
される。第１，第２および第３のコイル電極１４ａ，１
４ｂおよび１４ｃは、それぞれ、第１，第２および第３
の共振器Ｑ１，Ｑ２およびＱ３（図３）の第１，第２の
第３のインダクタＬ１，Ｌ２およびＬ３（図３）として
働く。さらに、第２のコイル電極１４ｂは、第１のコイ
ル電極１４ａおよび第３のコイル電極１４ｃにそれぞれ
磁気結合度Ｍで結合される。

【００１３】また、第１の層１２の他方主面側において
縁部を除いた部分には、シールド電極１６が形成され
る。このシールド電極１６は、コイル電極１４ａ〜１４
ｃなどを外部から磁気的にシールドするためのシールド
材として働くとともに、ポール形成用インダクタＬｇ
（図３）として働く。また、このシールド電極１６は第
１の層１２の一端に延びる引出部と他端に延びる引出部
とを有し、これらの引出部はそれぞれ平面的に見て第１
のコイル電極１４ａの一端部および第３のコイル電極１
４ｃの他端部に対応する。

【００１４】さらに、第１の層１２の他方主面側には、
シールド電極１６を挟むようにして、たとえば誘電体か
らなる第１の保護層１８が形成される。

【００１５】一方、第１の層１２の一方主面側には、コ
イル電極１４ａ〜１４ｃを挟むようにして、たとえば誘
電体からなる第２の層２０が形成される。この第２の層
２０は、たとえば多数の誘電体層２０ａ，２０ａ，・・
・を積層することによって形成される。

【００１６】第２の層２０の上面において縁部を除いた
部分には、第１および第２の入出力用コンデンサ電極２
２ａおよび２２ｂが形成される。この場合、第１の入出
力用コンデンサ電極２２ａは、第２の層２０の幅方向の
他端側おいてその長手方向の一端側に形成される。第２
の入出力用コンデンサ電極２２ｂは、第２の層２０の幅
方向の一端側においてその長手方向の他端側に形成され
る。また、第１の入出力用コンデンサ電極２２ａは第２
の層２０の幅方向の他端に延びる引出部を有する。第２
の入出力用コンデンサ電極２２ｂは第２の層２０の幅方
向の一端に延びる引出部を有する。

【００１７】さらに、第２の層２０の上面側には、入出
力用コンデンサ電極２２ａおよひ２２ｂを挟むようにし
て、第１の誘電体層２４が形成される。第１の誘電体層
２４の上面において縁部を除いた部分には、第１，第２
および第３のコンデンサ電極２６ａ，２６ｂおよび２６
ｃが、第１の誘電体層２４の長手方向に間隔を隔てて形
成される。また、第１および第３のコンデンサ電極２６
ａおよび２６ｃは、それぞれ、平面的に見て第１および
第２の入出力用コンデンサ電極２２ａおよび２２ｂに対
向する。したがって、第１および第２の入出力用コンデ
ンサ電極２２ａおよび２２ｂと第１の誘電体層２４と第
１および第３のコンデンサ電極２６ａおよび２６ｃと
で、第１および第２の入出力用コンデンサＣ４およびＣ
５（図３）が形成される。

【００１８】また、第１のコンデンサ電極２６ａは、第
１の誘電体層２４の他端に延びかつ第１のコイル電極１
４ａの他端部に対応する引出部を有し、第２のコンデン
サ電極２６ｂは、第１の誘電体層２４の一端に延びかつ
第２のコイル電極１４ｂの一端部に対応する引出部を有
し、第３のコンデンサ電極２６ｃは、第１の誘電体層２
４の一端に延びかつ第３のコイル電極１４ｃの一端部に
対応する引出部を有する。

【００１９】さらに、第１の誘電体層２４の上面側に
は、コンデンサ電極２６ａ〜２６ｃを挟むようにして、
第２の誘電体層２８が形成される。第２のの誘電体層２
８の上面において縁部を除いた部分には、第１，第２お
よび第３のアース電極３０ａ，３０ｂおよび３０ｃが形
成される。第１〜第３のアース電極３０ａ〜３０ｃは、
それぞれ、平面的に見て第１〜第３のコンデンサ電極２
６ａ〜２６ｃに対向する。したがって、第１〜第３のコ
ンデンサ電極２６ａ〜２６ｃと第２の誘電体層２８と第
１〜第３のアース電極３０ａ〜３０ｃとで、第１，第２
および第３の共振器Ｑ１，Ｑ２およびＱ３の第１，第２
および第３のコンデンサＣ１，Ｃ２およびＣ３が（図
３）が形成される。

【００２０】また、第１のアース電極３０ａは、第２の
誘電体層２８の一端に延びかつ第１のコイル電極１４ａ
の一端部に対応する引出部を有し、第２のアース電極３
０ｂは、第２の誘電体層２８の他端に延びかつ第２のコ
イル電極１４ｂの他端部に対応する引出部を有し、第３
のアース電極３０ｃは、第２の誘電体層２８の他端に延
びかつ第３のコイル電極１４ｃの他端部に対応する引出
部を有する。

【００２１】さらに、第２の誘電体層２８の上面側に
は、第１〜第３のアース電極３０ａ〜３０ｃを挟むよう
にして、たとえば２層の第３の誘電体層３２が形成され
る。第３の誘電体層３２の上面には、第１，第２および
第３のトリミング用電極３４ａ，３４ｂおよび３４ｃが
形成される。第１〜第３のトリミング用電極３４ａ〜３
４ｃは、それぞれ、平面的に見て第１〜第３のアース電
極３０ａ〜３０ｃに対向するように形成される。したが
って、第１〜第３のアース電極３０ａ〜３０ｃと第３の
誘電体層３２と第１〜第３のトリミング用電極３４ａ〜
３４ｃとで、第１，第２および第３のトリミング用コン
デンサＣ１ｘ，Ｃ２ｘおよびＣ３ｘ（図３）が形成され
る。

【００２２】また、第１のトリミング用電極３４ａは、
第３の誘電体層３２の他端に延びかつ第１のコイル電極
１４ａの他端部に対応する引出部を有し、第２のトリミ
ング用電極３４ｂは、第３の誘電体層３２の一端に延び
かつ第２のコイル電極１４ｂの一端部に対応する引出部
を有し、第３のトリミング用電極３４ｃは、第３の誘電
体層３２の一端に延びかつ第３のコイル電極１４ｃの一
端部に対応する引出部を有する。したがって、これらの
トリミング用電極３４ａ〜３４ｃを分断したりすること
によって、これらのトリミング用電極３４ａ〜３４ｃの
有効面積が変わり、それによって、第１，第２および第
３のトリミング用コンデンサＣ１ｘ，Ｃ２ｘおよびＣ３
ｘの静電容量を調整することができる。すなわち、これ
らのトリミング用電極３４ａ〜３４ｃは、共振器Ｑ１，
Ｑ２およびＱ３の共振周波数を調整するためのものであ
る。

【００２３】さらに、第３の誘電体層３２の上面側に
は、第１〜第３のトリミング用電極３４ａ〜３４ｃを挟
むようにして、たとえば誘電体からなる第２の保護層３
６が形成される。

【００２４】また、このバンドパスフィルタ１０には、
幅方向における一方側面に、たとえば断面コ字形の４つ
の外部電極３８ａ，３８ｂ，３８ｃおよび３８ｄが形成
され、その他方側面にも、たとえば断面コ字形の４つの
外部電極３８ｅ，３８ｆ，３８ｇおよび３８ｈが形成さ
れる。

【００２５】そして、外部電極３８ａによって、第１の
コイル電極１４ａの一端部とシールド電極１６の一方の
引出部と第１のアース電極３０ａの引出部とが接続され
る。同様に、外部電極３８ｅによって、第３のコイル電
極１４ｃの他端部とシールド電極１６の他方の引出部と
第３のアース電極３０ｃの引出部とが接続される。これ
らの外部電極３８ａおよび３８ｅは、それぞれ、第１お
よび第２のアース端子として用いられる。

【００２６】また、外部電極３８ｈは第１の入出力用コ
ンデンサ電極２２ａの引出部に接続され、外部電極３８
ｄは第２の入出力用コンデンサ電極２２ｂの引出部に接
続される。これらの外部電極３８ｈおよび３８ｄは、そ
れぞれ、第１および第２の入出力用端子として用いられ
る。

【００２７】さらに、外部電極３８ｇによって、第１の
コイル電極１４ａの他端部と第１のコンデンサ電極２６
ａの引出部と第１のトリミング用電極３４ａの引出部と
が接続される。同様に、外部電極３８ｃによって、第３
のコイル電極１４ｃの一端部と第３のコンデンサ電極２
６ｃの引出部と第３のトリミング用電極３４ｃの引出部
とが接続される。

【００２８】また、外部電極３８ｂによって、第２のコ
イル電極１４ｂの一端部と第２のコンデンサ電極２６ｂ
の引出部と第２のトリミング用電極３４ｂの引出部とが
接続される。さらに、外部電極３８ｆによって、第２の
コイル電極１４ｂの他端部と第２のアース電極３０ｂの
引出部とが接続される。

【００２９】このバンドパスフィルタ１０は、図３に示
す等価回路を有する。すなわち、このバンドパスフィル
タ１０は、第１，第２および第３の共振器Ｑ１，Ｑ２お
よびＱ３を有する。

【００３０】第１の共振器Ｑ１は、並列に接続される第
１のインダクタＬ１および第１のコンデンサＣ１を有す
る。第２の共振器Ｑ２も、並列に接続される第２のイン
ダクタＬ２および第２のコンデンサＣ２を有し、第３の
共振器Ｑ３も、並列に接続される第３のインダクタＬ３
および第３のコンデンサＣ３を有する。また、第２の共
振器Ｑ２のインダクタＬ２は、第１の共振器Ｑ１のイン
ダクタＬ１および第３の共振器Ｑ３のインダクタＬ３に
それぞれ磁気結合度Ｍで結合される。さらに、これらの
共振器Ｑ１，Ｑ２およびＱ３のコンデンサＣ１，Ｃ２お
よびＣ３には、第１，第２および第３のトリミング用コ
ンデンサＣ１ｘ，Ｃ２ｘおよびＣ３ｘがそれぞれ並列に
接続される。

【００３１】また、第１の共振器Ｑ１の一端は、第１の
入出力用コンデンサＣ４を介して、第１の入出力用端子
として用いられる外部電極３８ｈに接続される。同様
に、第３の共振器Ｑ３の一端は、第２の入出力用コンデ
ンサＣ５を介して、第２の入出力用端子として用いられ
る外部電極３８ｄに接続される。

【００３２】さらに、第２の共振器Ｑ２の一端は、第１
の共振器Ｑ１の一端および第３の共振器Ｑ３の一端に、
それぞれ浮遊容量Ｃｐを介して接続される。

【００３３】また、第１の共振器Ｑ１の他端は第１のア
ース端子として用いられる外部電極３８ａに接続され、
第３の共振器Ｑ３の他端は第２のアース端子として用い
られる外部電極３８ｅに接続される。

【００３４】さらに、第１の共振器Ｑ１の他端と第３の
共振器Ｑ３の他端との間には、ポール形成用インダクタ
Ｌｇが接続される。このポール形成用インダクタＬｇ
は、このバンドパスフィルタ１０の周波数特性において
通過帯域の両側を規定するポールを形成するためのもの
であって、そのインダクタンスは、シールド電極１６の
幅Ａ，厚み，実効長等を変えることによって調整するこ
とができる。

【００３５】図３に示す回路において、ポール形成用イ
ンダクタＬｇのインダクタンスを５ｎＨ，２ｎＨおよび
０．５ｎＨとした場合のシミュレーションによる周波数
特性を図４に示す。

【００３６】図４に示す周波数特性より、図３に示す回
路では、中心周波数の両側にポールが存在し、十分な減
衰量を確保することができることがわかる。しかも、ポ
ール形成用インダクタＬｇのインダクタンスを大きくす
るに従って、中心周波数の両側のポールにおける減衰量
が大きくなることがわかる。

【００３７】さらに、図４に示す周波数特性より、図３
に示す回路では、通過帯域の両側を規定する両ポールを
含む周波数特性が中心周波数を中心にしてほぼ対称にな
っていることがわかる。しかも、ポール形成用インダク
タＬｇのインダクタンスを小さくするに従って、ポール
が中心周波数に近づくことがわかる。

【００３８】また、図３に示す等価回路を有する図１に
示すバンドパスフィルタ１０において、ポール形成用イ
ンダクタＬｇとして働くシールド電極１６の幅Ａを１．
０ｍｍ，３．０ｍｍおよび４．０ｍｍにした場合、つま
りシールド電極１６の幅を変えてそのインダクタンスを
変えた場合の周波数特性を図５に示す。

【００３９】図５に示す周波数特性より、このバンドパ
スフィルタ１０でも、中心周波数の両側にポールが存在
し、十分な減衰量を確保することができることがわか
る。

【００４０】さらに、図５に示す周波数特性より、この
バンドパスフィルタ１０でも、通過帯域の両側を規定す
る両ポールを含む周波数特性が中心周波数を中心にして
ほぼ対称になっていることがわかる。しかも、シールド
電極１６の幅Ａを広くしてポール形成用インダクタＬｇ
のインダクタンスを小さくするに従って、ポールが中心
周波数に近づくことがわかる。なお、シールド電極１６
の幅Ａを１．０ｍｍから３．０ｍへ広くした場合には、
ポールは中心周波数に６ＭＨｚ近づき、シールド電極１
６の幅Ａを３．０ｍｍから４．０ｍｍへ広くした場合に
は、ポールは中心周波数に３ＭＨｚ近づいた。

【００４１】上述の実施例ではポール形成用インダクタ
Ｌｇをシールド電極１６で構成しているが、第１のアー
ス端子となる外部電極３８ａと第２のアース端子となる
外部電極３８ｅとの間に接続される別のコイル電極を形
成し、そのコイル電極でポール形成用インダクタを構成
してもよい。この場合、そのコイル電極の幅，厚み，実
効長を変えることによって、ポール形成用インダクタの
インダクタンスを変えることができる。

【００４２】さらに、上述の実施例において、ポール形
成用インダクタＬｇのインダクタンスを大きくするため
にシールド電極１６の面積を狭くする場合には、別のシ
ールド電極が形成されてもよい。

【００４３】また、ポール形成用インダクタを構成する
シールド電極やコイル電極は、矩形や帯形に限らずたと
えば波形など他の形状に形成されてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示す斜視図である。

【図２】図１に示す実施例の分解斜視図である。

【図３】図１に示す実施例の等価回路図である。

【図４】図３に示す回路においてシミュレーションによ
る周波数特性を示すグラフである。

【図５】図１に示す実施例の周波数特性を示すグラフで
ある。

【符号の説明】

１０ バンドパスフィルタ １２ 第１の層 １４ａ，１４ｂ，１４ｃ コイル電極 １６ シールド電極 ２０ 第２の層 ２２ａ，２２ｂ 入出力用コンデンサ電極 ２４ 第１の誘電体層 ２６ａ，２６ｂ，２６ｃ コンデンサ電極 ２８ 第２の誘電体層 ３０ａ，３０ｂ，３０ｃ アース電極 ３８ａ，３８ｅ アース端子として用いられる外部電極 ３８ｄ，３８ｈ 入出力用端子として用いられる外部電
極 Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３ 共振器 Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３ インダクタ Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３ コンデンサ Ｃ４，Ｃ５ 入出力用コンデンサ Ｌｇ ポール形成用インダクタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−262313（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−171011（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01P 1/20 - 1/219 H01P 7/00 - 7/10 H03H 7/00 - 7/13

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 並列に接続される第１のインダクタおよ
   び第１のコンデンサを有する第１の共振器、 並列に接続される第２のインダクタおよび第２のコンデ
   ンサを有し前記第２のインダクタが前記第１のインダク
   タに磁気結合される第２の共振器、 並列に接続される第３のインダクタおよび第３のコンデ
   ンサを有し前記第３のインダクタが前記第２のインダク
   タに磁気結合される第３の共振器、 第１の入出力用コンデンサを介して前記第１の共振器の
   一端に接続される第１の入出力端子、 第２の入出力用コンデンサを介して前記第３の共振器の
   一端に接続される第２の入出力端子、 前記第１の共振器の他端に接続される第１のアース端
   子、 前記第３の共振器の他端に接続される第２のアース端
   子、および前記第１の共振器の他端および前記第３の共
   振器の他端の間に接続されるポール形成用インダクタを
   含む、バンドパスフィルタであって、 各共振器は、複数の誘電体層が積層された積層体内に形
   成されており、 ポール形成用インダクタを誘電体層上のシールド電極に
   より形成したことを特徴とする 、バンドパスフィルタ。
2. 【請求項２】 第１の層、 前記第１の層の一方主面に形成され、前記第１，第２お
   よび第３のインダクタとなる第１，第２および第３のコ
   イル電極、 前記第１の層の他方主面側に形成され、前記ポール形成
   用インダクタとなるシールド電極、 前記コイル電極を挟むようにして、前記第１の層の一方
   主面側に形成される第２の層、 前記第２の層の表面に形成される第１および第２の入出
   力用コンデンサ電極、前記入出力用コンデンサ電極を挟
   むようにして、前記第２の層の表面側に形成される第１
   の誘電体層、 前記第１の誘電体層の表面に形成される第１，第２およ
   び第３のコンデンサ電極、 前記コンデンサ電極を挟むようにして、前記第１の誘電
   体層の表面側に形成される第２の誘電体層、および前記
   第２の誘電体層の表面に形成される第１，第２および第
   ３のアース電極を含み、 前記第１の入出力用コンデンサ電極、前記第１の誘電体
   層および前記第１のコンデンサ電極で、前記第１の入出
   力用コンデンサが構成され、 前記第２の入出力用コンデンサ電極、前記第１の誘電体
   層および前記第３のコンデンサ電極で、前記第２の入出
   力用コンデンサが構成され、 前記第１のコンデンサ電極、前記第２の誘電体層および
   前記第１のアース電極で、前記第１のコンデンサが構成
   され、 前記第２のコンデンサ電極、前記第２の誘電体層および
   前記第２のアース電極で、前記第２のコンデンサが構成
   され、 前記第３のコンデンサ電極、前記第２の誘電体層および
   前記第３のアース電極で、前記第３のコンデンサが構成
   される、請求項１のバンドパスフィルタ。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２のバンドパスフ
   ィルタにおいて、前記ポール形成用インダクタを形成す
   るシールド電極のインダクタンスを変えることによっ
   て、フィルタの減衰極の周波数を調整するようにした、
   バンドパスフィルタの周波数特性調整方法。