JP3495219B2 - フィルタ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は通信機等に使用され
る多層基板に内蔵されるフィルタ、特に帯域通過フィル
タに関する。 【０００２】 【従来の技術】近年、無線電話機を始めとする通信機等
に使用されるフィルタは、通信機等の薄型化・小型化の
要求に伴い、配線基板上に同軸誘電体型等のフィルタ部
品を実装することによって構成される表面実装型から、
平面積層型のフィルタへ、さらには誘電体から成る配線
基板内に共振電極を埋設することによって構成される基
板内蔵型へと進展してきている。 【０００３】そのような従来の平面積層型のフィルタと
して、例えば特開平５−95202 号公報には、図５に分解
斜視図で示す構成のものが提案されている。 【０００４】図５において１ａ・１ｂは誘電体層、１ｃ
〜１ｇはそれらより厚みが薄い誘電体シートであり、誘
電体シート１ｃ上にはストリップライン共振器電極２ａ
・２ｂが、誘電体シート１ｄ上には平行平板コンデンサ
の第２の電極３ａと第３の電極３ｂと第４の電極３ｃ・
３ｄが、誘電体シート１ｅ上にはシールド電極４ａが、
誘電体シート１ｆ上にはシールド電極４ｂが、それぞれ
形成されている。ストリップライン共振器電極２ａ・２
ｂにより構成されるストリップライン共振器の共振器長
はほぼ４分の１波長であり、ストリップライン共振器電
極２ａ・２ｂの短絡側の線路幅をストリップラインの途
中で幅広部から幅細部へと狭くすることにより小型化が
図られている。そして、これら誘電体層１ａ・１ｂと誘
電体シート１ｃ〜１ｆと、シールド電極４ｂ保護用の誘
電体シート１ｇとを全て重ねて全体を積層化した構造と
し、その側面に、第４の電極３ｃ・３ｄとそれぞれ接続
される側面電極５ａ・５ｂと、シールド電極４ａ・４ｂ
にそれぞれ接続される側面電極６ａ〜６ｃを形成する。 【０００５】このような構造の平面積層型のフィルタに
よれば、ストリップライン共振器電極２ａ・２ｂとそれ
らに対向する第２〜第４の電極３ａ〜３ｄはそれぞれの
間で平行平板コンデンサを構成する。このような平行平
板コンデンサの第２の電極３ａは段間結合コンデンサと
して、また第３の電極３ｂはストリップライン共振器の
共振周波数を下げる並列コンデンサとして、第４の電極
３ｃ・３ｄは入出力結合コンデンサとして機能する。さ
らに第４の電極３ｃ・３ｄは側面電極５ａ・５ｂと接続
して入出力端子として使用し、上下のシールド電極４ａ
・４ｂは側面電極６ａ〜６ｃで接続して接地端子として
使用される。 【０００６】図６にこの平面積層型フィルタを等価回路
的に示す。図６においてストリップライン共振器11ａ・
11ｂは上記ストリップライン共振器電極２ａ・２ｂに対
応し、コンデンサ12ａ・12ｂは第３の電極３ｂとストリ
ップライン共振器電極２ａ・２ｂとの間で構成されるコ
ンデンサに対応し、コンデンサ13ａ・13ｂは第２の電極
３ａとストリップライン共振器電極２ａ・２ｂとの間で
構成されるコンデンサに対応し、コンデンサ14ａ・14ｂ
は第４の電極３ｃ・３ｄとストリップライン共振器電極
２ａ・２ｂとの間で構成されるコンデンサに対応する。 【０００７】また、Ｍはストリップライン共振器11ａ・
11ｂ間の磁界結合を表わしており、以上のようにしてフ
ィルタが構成される。 【０００８】そして、このような構成のフィルタによれ
ば、積層化を行なうことにより簡単な構造で小型化とシ
ールドが実現でき、電極印刷の工程が少なくて済むこと
からフィルタ特性のばらつきが抑えられ、共振器間結合
を小さくできて良好な狭帯域バンドパス特性を持つ小型
で平面型の誘電体フィルタを実現することができるとい
うものである。 【０００９】なお、このような構成の平面型のフィルタ
は同様の構成で基板内蔵型とすることもできるものであ
る。 【００１０】次に、従来の基板内蔵型のフィルタとして
は、例えば特開平４−284606号公報に、図７に分解斜視
図で示す構成のものが提案されている。また、図８
（ａ）および（ｂ）にそのＸ−Ｙ断面図およびＳ−Ｔ断
面図を、図９にこれを多層基板に実装するバンドパスフ
ィルタの等価回路図を示す。 【００１１】図７〜図９において、21〜26は誘電体層、
27・31・35は接地電極、28・30・32・34・36はコイル、
29・33はコンデンサ電極、37・38はブラインドスルーホ
ール（内部が導体で満たされたスルーホール）による接
続を示す線、39〜49はコンデンサ、50〜52はコイル、53
は入力端子であり、Ｍは相互インダクタンスを示してい
る。接地電極27・31・35、コイル28・30・32・34・36、
コンデンサ電極29・33、スルーホール37・38、入力端子
53は、それぞれ厚膜印刷パターンで形成されている。 【００１２】これにより図９に示すように、コンデンサ
45とコイル50、コンデンサ46とコイル51、コンデンサ47
とコイル52がそれぞれ並列共振回路であるＬＣ共振器を
構成している。また、コンデンサ43・44・48・49はそれ
ぞれ結合コンデンサであり、図９の回路ではＬＣ共振器
がＮ個並列接続されているものの一部の回路のみが示さ
れており、図７および図８ではこの回路の内、コンデン
サ43・44・45・46とコイル50・51の部分の実装図のみを
示している。 【００１３】このような回路を多層基板に実装する際に
は、隣接するＬＣ共振器のコイル間すなわちコイル50と
コイル51間、コイル51とコイル52間、・・・がそれぞれ
磁気的結合するように配置され、以上のようにして基板
内蔵型のフィルタが構成される。 【００１４】このような構成の基板内蔵型のフィルタに
よれば、バンドパスフィルタの通過帯域特性を改善する
のにコイルを新たに付加しなくて済むことから、多層基
板に実装するコイルの数が少なくて済み、フィルタ素子
の小型化と通過帯域特性の改善とが同時に実現できると
いうものである。 【００１５】以上のようなフィルタに対して求められる
特性の一つは所定の周波数帯域のみを選択的に通過させ
ることである。このためには、通過帯域が狭帯域であ
り、かつこの通過帯域の近傍に急峻な減衰極を有するよ
うな周波数通過特性を有し、さらにフィルタの挿入損失
が小さいことが必要である。 【００１６】また、通過帯域の近傍に急峻な減衰極を形
成するには、ストリップライン共振器間の電磁界結合を
大きく、つまり相互アドミタンスを大きくする必要があ
る。 【００１７】さらに、通過帯域の挿入損失を小さくする
には、ストリップラインもしくはコイルパターンの配線
抵抗を小さくする必要がある。 【００１８】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図５お
よび図６に示したような従来のフィルタでは、ストリッ
プライン共振器11ａ・11ｂ間の結合の内、先端短絡スト
リップライン共振器電極２ａ・２ｂ間の側結合の相互ア
ドミタンスが小さくなりすぎて、通過帯域の近傍に急峻
な減衰極が得られなくなるという問題点があった。 【００１９】また、ストリップライン共振器11ａ・11ｂ
がほぼ４分の１波長の共振器長に規定されていることか
ら、さらなる小型化の要求に十分に応えられないという
問題点もあった。 【００２０】一方、図７〜図９に示したような従来のフ
ィルタにおいても、その回路素子としてコイルパターン
を使用していることからそのコイルの線幅に対してコイ
ルの長さが大きなものとなり、従ってコイルの抵抗も大
きくなってしまうため、バンドパスフィルタの低損失化
に十分に応えられないという問題点があった。 【００２１】本発明は上記問題点を改善すべく案出され
たものであり、その目的は、帯域通過フィルタとして良
好な有極性の狭帯域な通過帯域特性を実現できる、小型
化ならびに薄型化の要求にも十分に対応でき、さらに低
挿入損失の多層基板内蔵型のフィルタを提供することに
ある。 【００２２】 【課題を解決するための手段】 本発明のフィルタは、
通過帯域の近傍に第１の減衰極を、高周波側に前記第１
の減衰極よりも高い周波数の第２の減衰極を有する周波
数帯域特性を持つフィルタであって、一対の接地電極間
に挟まれた複数の誘電体層から成る誘電体基板の内部
に、一端が前記接地電極に接続された先端短絡ストリッ
プ線路と、この先端短絡ストリップ線路の他端に接続さ
れた先端開放ストリップ線路とから成る共振器を３組配
設させるとともにそれらの内２組の共振器を他の１組の
共振器と異なる層内に位置させて、各共振器を線路長方
向に電磁界的に結合させて成り、かつ前記２組の共振器
の先端短絡ストリップ線路と先端開放ストリップ線路と
の接続点にそれぞれキャパシタを介して入出力端子が接
続されているとともに、前記先端開放ストリップ線路の
線路長を前記第２の減衰極の波長の４分の１または前記
先端短絡ストリップ線路の線路長を前記第２の減衰極の
波長の２分の１としており、前記２組の共振器が、前記
先端短絡ストリップ線路と、該先端短絡ストリップ線路
の上下の層にそれぞれが対向するように配設され、かつ
貫通導体により接続された２つの先端開放ストリップ線
路とから成るとともに、前記入出力端子に接続されたキ
ャパシタのキャパシタ電極が、前記貫通導体により接続
された２つの先端開放ストリップ線路間に挟まれている
ことを特徴とするものである。 【００２３】 【００２４】本発明のフィルタによれば、３組のストリ
ップライン共振器のうち回路的に両端にある組を形成し
ている２組の共振器の電極の一部と、それら２組の共振
器とは異なる層内に位置して回路的に中央にある組を形
成している他の１組の電極の一部とが、いわゆる側結合
に近い結合状態となるように、誘電体層を挟んで線路長
方向に電磁界的に結合するように配置されていることか
ら、先端開放ストリップライン間の上記結合の相互アド
ミタンスＹ₁₃・Ｙ₃₅と先端短絡ストリップライン間の上
記結合の相互アドミタンスＹ₂₄・Ｙ₄₆とを十分大きくす
ることが可能となり、これにより帯域通過フィルタを構
成した場合に通過帯域の低周波数側もしくは高周波数側
の近傍に急峻な減衰極を有するものとすることができ、
急峻な減衰特性を持たせることができる。 【００２５】また、誘電体基板を挟んでいる一対の接地
電極もストリップライン共振器の電極の一部と誘電体層
を挟んで配置されることから、各共振器の先端開放スト
リップラインや先端短絡ストリップラインの自己アドミ
タンスを大きくすることができ、これにより通過帯域の
狭帯域化も同時に実現できる。 【００２６】さらに、各共振器の先端開放ストリップ線
路の線路長Ｌ₁ を通過帯域の高周波側の第２の減衰極の
波長の略４分の１または先端短絡ストリップ線路の線路
長Ｌ₂ を通過帯域の高周波側の第２の減衰極の波長の略
２分の１としたことから、周波数帯域特性において有用
な第２の減衰極を所望の周波数に安定して設定すること
ができる。従って、この第２の減衰極を例えば通過帯域
の中心周波数の２次高調波や３次高調波等の通過帯域外
で阻止したい周波数に設定することにより、良好な通過
帯域特性を有する帯域通過フィルタを得ることができ
る。 【００２７】また、本発明のフィルタによれば、帯域通
過フィルタを構成するストリップライン共振器の共振器
長を通過帯域の中心周波数の４分の１波長よりも短くす
ることにより、基板内蔵型のフィルタとして小型化なら
びに薄型化の要求にも十分に対応できる。さらに、各ス
トリップライン共振器のアドミタンス値を基板内蔵型と
しての構造的に許される範囲で適切に設定することによ
って、さらなる小型化を図ることもできる。 【００２８】さらに、本発明のフィルタによれば、先端
短絡ストリップラインの長さＬ2をその線路幅W₂ に対し
て２〜３倍に留めることによってそのラインの抵抗を小
さくすることができ、これにより共振電流のスムーズな
流れを確保することができ、通過帯域に対する挿入損失
を小さくすることができる。さらにまた、先端開放スト
リップラインと先端短絡ストリップラインとの接続部に
おいて線路幅に対して接続部の幅を同等に設定すること
によって、共振電流のより一層スムーズな流れを確保す
ることができ、通過帯域に対する挿入損失をより一層小
さくすることができる。 【００２９】以上により、本発明のフィルタによれば、
帯域通過フィルタとして良好な有極性の狭帯域な通過帯
域特性を実現できる、小型化ならびに薄型化の要求にも
十分に対応でき、さらに低挿入損失の多層基板内蔵型の
フィルタを提供することができる。 【００３０】 【発明の実施の形態】以下、本発明のフィルタを添付図
面に基づき詳細に説明する。図１（ａ）〜（ｈ）は本発
明のフィルタの実施の形態の一例を示す分解平面図であ
り、図２（ａ）および（ｂ）はそれぞれ図１に示したフ
ィルタのＡ−Ａ’断面図およびＢ−Ｂ’断面図である。
また、図３はこのフィルタの等価回路図である。 【００３１】これらの図において61ａ〜61ｈはそれぞれ
誘電体層、62ａおよび62ｂはそれぞれ誘電体層61ａおよ
び61ｈ上に形成された接地電極、63ａおよび63ｂは誘電
体層61ａ上の接地電極62ａ中に導出された入出力端子電
極である。 【００３２】64ａおよび64ｂは誘電体層61ｂ上に形成さ
れた先端開放ストリップライン電極（先端開放ストリッ
プ線路）、65ａおよび65ｂは誘電体層61ｃ上に形成され
た先端短絡ストリップライン電極（先端短絡ストリップ
線路）、66ａおよび66ｂは誘電体層61ｄ上に形成された
先端開放ストリップライン電極（先端開放ストリップ線
路）であり、これらは先端開放ストリップライン電極64
ａ・66ａおよび64ｂ・66ｂの周囲に配設された多数のビ
アホール（貫通導体）67ａ・67ｂを介してそれぞれ並列
接続されている。このように、先端開放ストリップライ
ン電極64ａと66ａとおよび64ｂと66ｂとがそれぞれビア
ホール67ａ・67ｂを介して接続され、またそれらの幅方
向の一辺がビアホール67ａ・67ｂにより先端短絡ストリ
ップライン電極65ａ・65ｂの幅方向の一辺とそれぞれ接
続され、さらに先端短絡ストリップライン電極65ａ・65
ｂの幅方向のもう一つの辺が接地電極62ａ・62ｂとそれ
ぞれビアホール74を介して接続されることにより、先端
短絡ストリップライン電極65ａから成る先端短絡ストリ
ップラインＹ₂ の接地側でない側の他端に先端開放スト
リップライン電極64ａと66ａとから成る先端開放ストリ
ップラインＹ₁ が接続されたストリップライン共振器の
組Ａ₁ 、および先端短絡ストリップライン電極65ｂから
成る先端短絡ストリップラインＹ₆ の接地側でない側の
他端に先端開放ストリップライン電極64ｂと66ｂとから
成る先端開放ストリップラインＹ₅ が接続されたストリ
ップライン共振器の組Ａ₃ を構成している。 【００３３】68は誘電体層61ｅ上に形成された先端開放
ストリップライン電極（先端開放ストリップ線路）、69
は誘電体層61ｆ上に形成された先端短絡ストリップライ
ン電極（先端短絡ストリップ線路）、70は誘電体層61ｇ
上に形成された先端開放ストリップライン電極（先端開
放ストリップ線路）であり、これらは先端開放ストリッ
プライン電極68および70の周囲に配設された多数のビア
ホール71を介してそれぞれ並列接続されている。これに
より前述のストリップライン共振器の組Ａ₁ およびＡ₃
と同様に、先端短絡ストリップライン電極69から成る先
端短絡ストリップラインＹ₄ の接地側でない側の他端に
先端開放ストリップライン電極68と70ａとから成る先端
開放ストリップラインＹ₃ が接続されたストリップライ
ン共振器の組Ａ₂ を構成している。 【００３４】そして、図２（ａ）および（ｂ）ならびに
図３中に示したように、本発明のフィルタは接地電極62
ａと62ｂとで挟むようにして形成され、その接地電極62
ａと62ｂとは多数のビアホール（貫通導体）74により接
続されている。これにより、ストリップライン共振器の
組Ａ₁ およびＡ₃ はフィルタの回路的に両端にあり、ス
トリップライン共振器の組Ａ₂ は回路的に中央にある構
成となり、これらのストリップライン共振器の組Ａ₁ 〜
Ａ₃ は、それぞれ先端開放ストリップラインＹ₁ と先端
開放ストリップラインＹ₃ とのいわゆる側結合に近い結
合状態による線路長方向の電磁界的な結合Ｙ₁₃、先端開
放ストリップラインＹ₃ と先端開放ストリップラインＹ
₅ との線路長方向の電磁界的な結合Ｙ₃₅、ならびに先端
短絡ストリップラインＹ₂ と先端短絡ストリップライン
Ｙ₄ との線路長方向の電磁界的な結合Ｙ₂₄、先端短絡ス
トリップラインＹ₄ と先端短絡ストリップラインＹ₆ と
の線路長方向の電磁界的な結合Ｙ₄₆によって、電磁界的
に接続される。 【００３５】72ａおよび72ｂは誘電体層61ｃ上に先端短
絡ストリップライン電極65ａ・65ｂの上側にビアホール
67ａ・67ｂに囲まれるようにして配設されたキャパシタ
電極であり、73ａおよび73ｂはキャパシタ電極72ａ・72
ｂと入出力端子電極63ａ・63ｂとを接続するビアホール
である。キャパシタ電極72ａは誘電体層61ｂ・61ｃを介
してこの電極72ａを挟むように構成された先端開放スト
リップライン電極64ａ・66ａとの間にキャパシタＣ₁ を
形成し、キャパシタ電極72ｂは誘電体層61ｂ・61ｃを介
してこの電極72ｂを挟むように構成された先端開放スト
リップライン電極64ｂ・66ｂとの間にキャパシタＣ₂ を
形成している。 【００３６】このような構成により、図３に示したよう
に、先端開放ストリップラインＹ₁と先端短絡ストリッ
プラインＹ₂ との接続部に直列に接続したキャパシタＣ
₁ を介して一方の入出力端子電極63ａが接続され、先端
開放ストリップラインＹ₅ と先端短絡ストリップライン
Ｙ₆ との接続部に直列に接続したキャパシタＣ₂ を介し
て他方の入出力端子電極63ｂが接続されている。 【００３７】これらキャパシタＣ1 ・Ｃ2 はフィルタの
入出力端子を直流的に接地させないために設けてあり、
このように構成することにより、キャパシタＣ1 ・Ｃ2
と接地電極62ａとの間に発生する浮遊容量を無くすこと
ができ、理想的な直列キャパシタが実現できて安定した
フィルタ特性を得ることができる。また、これらキャパ
シタＣ1 ・Ｃ2 の容量を調整することにより、フィルタ
の入出力インピーダンスを調整することもできる。 【００３８】このような構成によれば、接地電極62ａ・
62ｂを接地電位に接続するとともに例えば入出力端子電
極63ａに入力信号を入力すると、この入力信号がビアホ
ール73ａ・キャパシタ電極72ａを介してストリップライ
ン共振器の組Ａ₁ に入力され、このストリップライン共
振器の組Ａ₁ では入力された信号のうち所定の周波数の
信号が選択的に共振を起こし、この共振のエネルギーが
ストリップライン共振器の組Ａ₂ との電磁カップリング
によってストリップライン共振器の組Ａ₂ に伝達され、
ストリップライン共振器の組Ａ₂ において所定周波数に
対する共振が起こり、さらにこの共振のエネルギーがス
トリップライン共振器の組Ａ₃ との電磁カップリングに
よってストリップライン共振器の組Ａ₃ に伝達されてス
トリップライン共振器の組Ａ₃ において所定周波数に対
する共振が起こり、これをビアホール73ｂ・キャパシタ
電極72ｂを介して入出力端子電極63ｂより出力させるこ
とによって、所定周波数のみを選択的に通過させること
ができる。 【００３９】この際、ストリップライン共振器の組Ａ₁
と組Ａ₂ および組Ａ₂ と組Ａ₃ とは、異なる層内に位置
させて誘電体層を挟んで上下に対向していることから、
各共振器の電極の互いに対向する面積を大きくすること
によって共振器間の相互アドミタンスを大きなものとす
ることができ、その結果、本発明のフィルタは、通過帯
域が狭帯域で、かつその通過帯域の高周波側または低周
波側の近傍に急峻な第１の減衰極を有するとともに、各
共振器の先端開放ストリップ線路の線路長Ｌ₁ を通過帯
域の高周波側の所望の第２の減衰極の波長の４分の１、
または先端短絡ストリップ線路の線路長Ｌ₂ を通過帯域
の高周波側の所望の第２の減衰極の波長の２分の１とす
ることにより、周波数帯域特性において有用な第２の減
衰極をその所望の周波数に安定して設定することができ
る。 【００４０】一般に、バンドパスフィルタの通過帯域を
狭帯域化するためには、各ストリップラインＹ₁ 〜Ｙ₆
の自己アドミタンスを大きくするか、または各ストリッ
プラインＹ₁ 〜Ｙ₆ 間の相互アドミタンスを小さくする
必要がある。しかし、狭帯域な通過帯域の近傍の減衰極
ｆ₁ を通過周波数帯域のより近傍に移動させるために
は、自己アドミタンスを小さくし、または相互アドミタ
ンスを大きくする必要があり、狭帯域化と相反する傾向
にある。 【００４１】これに対して、必要な通過帯域を確保した
上でその近傍に減衰極を有する狭帯域化を実現するに
は、各ストリップラインＹ₁ 〜Ｙ₆ の相互アドミタンス
も自己アドミタンスも共に大きくすればよく、それらの
大きさは、そのフィルタ回路の入出力インピーダンスよ
りも十分大きくすればよい。 【００４２】本発明のフィルタによれば、ストリップラ
イン共振器の組Ａ₁ と組Ａ₂ との間の相互アドミタンス
Ｙ₁₃は、誘電体層61ｄを介しての先端開放ストリップラ
イン電極66ａと先端開放ストリップライン電極68との重
なり幅と電極間距離（誘電体層61ｄの厚み）と誘電体層
61ｄの誘電率によって決定される。各ストリップライン
共振器の組Ａ₁ および組Ａ₂ のストリップラインの自己
アドミタンスＹ₁ およびＹ₃ を大きくするには、先端開
放ストリップライン電極64ａ・66ａおよび68・70の幅を
大きくするか、それらの電極と接地電極62ａ・62ｂとの
距離を短くするか等の構造的な設定により達成でき、相
互アドミタンスＹ₁₃を大きくするには、先端開放ストリ
ップライン電極66ａと先端開放ストリップライン電極68
との重なり幅を大きくするか、それらの電極間距離を短
くするか等の構造的な設定により達成できる。 【００４３】同じくストリップライン共振器の組Ａ₁ と
組Ａ₂ との間の相互アドミタンスＹ₂₄は、誘電体層61ｃ
・61ｄ・61ｅを介しての先端短絡ストリップライン電極
65ａと先端短絡ストリップライン電極69との重なり幅と
電極間距離（誘電体層61ｃ・61ｄ・61ｅの厚み）と誘電
体層61ｃ・61ｄ・61ｅの誘電率によって決定される。 【００４４】各ストリップライン共振器の組Ａ₁ および
組Ａ₂ のストリップラインの自己アドミタンスＹ₂ およ
びＹ₄ を大きくするには、先端短絡ストリップライン電
極65ａおよび69の幅を大きくするか、それらの電極と接
地電極62ａ・62ｂとの距離を短くするか等の構造的な設
定により達成でき、相互アドミタンスＹ₂₄を大きくする
には、先端短絡ストリップライン電極65ａと先端短絡ス
トリップライン電極69との重なり幅を大きくするか、そ
れらの電極間距離を短くするか等の構造的な設定により
達成できる。 【００４５】以上は、他のストリップライン共振器の組
Ａ₂ と組Ａ₃ の自己アドミタンスＹ₅ ・Ｙ₆ および相互
アドミタンスＹ₃₅・Ｙ₄₆についても同様である。 【００４６】また、本発明のフィルタによれば、通過帯
域の高周波側に、通過帯域の近傍の第１の減衰極よりも
高い周波数の第２の減衰極ｆ₄ を有する。この第２の減
衰極ｆ₄ の位置は先端開放ストリップラインＹ₁ ・Ｙ₃
・Ｙ₅ の共振器長Ｌ₁ または先端短絡ストリップライン
Ｙ₂ ・Ｙ₄ ・Ｙ₆ の共振器長Ｌ₂ によって決まり、これ
らの共振器長と減衰極ｆ₄ の波長λ₄ との間には次式の
ような関係がある。 ２Ｌ₁ ≧Ｌ₂ のとき、Ｌ₁ ＝λ₄ ／４ ２Ｌ₁ ≦Ｌ₂ のとき、Ｌ₂ ＝λ₄ ／２ 先端開放ストリップラインＹ₁ ・Ｙ₃ ・Ｙ₅ と先端短絡
ストリップラインＹ₂・Ｙ₄ ・Ｙ₆ との接続部は、どち
らかのストリップラインがこれらの条件式を満たせばイ
ンピーダンスが０になり、従って、フィルタ特性として
その周波数上に減衰極ｆ₄ ができることとなる。 【００４７】また、通過帯域の中心周波数は、各ストリ
ップラインの自己および相互アドミタンス値を適切に設
定することにより決定される。 【００４８】以上のような回路構成の本発明のフィルタ
により、図４に示すような周波数特性が得られる。図４
（ａ）および（ｂ）は挿入損失Ｓ₂₁（ｄＢ）の周波数
（ＧＨｚ）に対する特性を示す線図である。 【００４９】これら図４（ａ）および（ｂ）より分かる
ように本発明のフィルタによれば、前述のように狭帯域
な通過帯域ｆ₂ −ｆ₃ の低周波側近傍もしくは高周波側
近傍（同図においては低周波側近傍）に急峻な減衰極ｆ
₁ を有する。 【００５０】以上のような本発明のフィルタについての
回路構成および構造によれば、フィルタの入出力インピ
ーダンス（入出力アドミタンスの逆数）をある領域で任
意に設定することができるものとなる。 【００５１】一般に、高周波用のディスクリートのフィ
ルタ部品は、入出力インピーダンスが入力側および出力
側共に50Ωに設定されている。しかし、そのような部品
と高周波回路のスイッチや増幅器等のＩＣ（集積回路）
とを接続する場合、その間にインピーダンスマッチング
用のチップインダクタやチップコンデンサ等の部品を必
要とすることが多い。その理由は、必ずしも接続される
相手側の入出力インピーダンスが50Ωとは限らないから
である。 【００５２】これに対して、本発明のフィルタによれ
ば、各ストリップラインのアドミタンス値およびキャパ
シタＣ₁ ・Ｃ₂ の容量値（キャパシタンス）を変えるこ
とにより、容易に入出力インピーダンスを変更すること
ができる。従って、スイッチ用のＩＣや増幅器用のＩＣ
と接続する高周波用のフィルタとして本発明のフィルタ
を使用すれば、インピーダンスマッチング用のチップイ
ンダクタやチップコンデンサ等の部品数の低減を行なう
ことができるとともに、それらの部品を介することによ
って生じるアイソレーション特性の劣化や損失の増加を
防ぐこともでき、良好な高周波特性の高周波用回路を実
現することができるものとなる。 【００５３】誘電体基板を構成する誘電体層61ａ〜61ｈ
はガラスセラミックスやアルミナ・ムライト等の電気絶
縁材料から成る。 【００５４】これら誘電体層61ａ〜61ｈは、例えばアル
ミナ18〜24重量％と石英８〜17重量％、コージェライト
13〜25重量％、残部がホウ珪酸ガラスであるガラスセラ
ミックスで形成され、72〜76重量％の酸化珪素、15〜17
重量％の酸化ホウ素、２〜４重量％のアルミナ、1.5 重
量％以下の酸化マグネシウム、1.1 〜1.4 重量％の酸化
ジルコニウム、合量が２〜３重量％の酸化リチウム・酸
化カリウム・酸化ナトリウムから成るホウ珪酸ガラス粉
末に18〜24重量％のアルミナ粉末、８〜17重量％の石英
粉末、13〜25重量％のコージェライト粉末および適当な
有機バインダ・溶剤・可塑剤・分散剤等を添加混合して
スラリー状となすとともにこのスラリーを従来周知のド
クターブレード法やカレンダーロール法を採用してシー
ト状となすことによってグリーンシート（生シート）を
得、しかる後、所定のグリーンシートに適当な打ち抜き
加工を施すとともに複数枚を上下に積層してグリーンシ
ート積層体となし、最後にグリーンシート積層体を約90
0 ℃の温度で焼成することによって製作される。 【００５５】接地電極62ａ・62ｂや入出力端子電極63ａ
・63ｂ、先端開放ストリップライン電極64ａ・64ｂ・66
ａ・66ｂ・68・70、先端短絡ストリップライン電極65ａ
・65ｂ・69、キャパシタ電極72ａ・72ｂ、ビアホール67
ａ・67ｂ・71・72・73ａ・73ｂ・74は、例えば、銅や銀
・銀−パラジウム合金等の金属材料から成り、銅から成
る場合には、銅の粉末に適当な有機バインダ・溶剤等を
添加混合して得た金属ペーストを各誘電体層61ａ〜61ｈ
となるグリーンシートの上下面や貫通孔に予めスクリー
ン印刷法等の厚膜手法を採用して所定のパターンに印刷
塗布しておくことによって、誘電体基板の上下面や内部
に所定パターンに形成・配設される。 【００５６】なお、本発明は以上の例に限定されるもの
ではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で変更や改良
を加えることは何ら差し支えない。例えば、前述の例で
は接地電極62ａは誘電体基板の上面に配設されて外部に
露出しているが、この上にさらに誘電体層を積層して誘
電体基板の内部に配設してもよく、共振器Ａ₁ とＡ₃と
の間にＡ₂ を割り込ませるように配置してもよい。 【００５７】 【発明の効果】本発明のフィルタによれば、３組のスト
リップライン共振器のうち回路的に両端にある組を形成
している２組の共振器の電極の一部と、それら２組の共
振器とは異なる層内に位置して回路的に中央にある組を
形成している他の１組の電極の一部とが、いわゆる側結
合に近い結合状態となるように、誘電体層を挟んで線路
長方向に電磁界的に結合するように配置されていること
から、先端開放ストリップライン間の上記結合の相互ア
ドミタンスＹ₁₃と先端短絡ストリップライン間の上記結
合の相互アドミタンスＹ₂₄とを十分大きくすることが可
能となり、これにより帯域通過フィルタを構成した場合
に、必要な通過帯域を確保しつつその通過帯域の低周波
数側もしくは高周波数側の近傍に急峻な減衰極を有する
ものとすることができ、急峻な減衰特性を有する狭帯域
特性を持つバンドパスフィルタを提供することができ
た。 【００５８】また、本発明のフィルタによれば、誘電体
基板を挟んでいる一対の接地電極もストリップライン共
振器の電極の一部と誘電体層を挟んで配置されることか
ら、各共振器の先端開放ストリップラインや先端短絡ス
トリップラインの自己アドミタンスを大きくすることが
でき、これにより通過帯域の狭帯域化も容易に実現する
ことができた。 【００５９】さらに、本発明のフィルタによれば、各共
振器の先端開放ストリップ線路の線路長Ｌ₁ を通過帯域
の高周波側の第２の減衰極の波長の４分の１、または先
端短絡ストリップ線路の線路長Ｌ₂ を通過帯域の高周波
側の第２の減衰極の波長の２分の１としたことから、周
波数帯域特性において有用な第２の減衰極を所望の周波
数に安定して設定することができる。従って、この第２
の減衰極を例えば通過帯域の中心周波数の２次高調波や
３次高調波等の通過帯域外で阻止したい周波数に設定す
ることにより、良好な通過帯域特性を有する帯域通過フ
ィルタを得ることができた。 【００６０】また、本発明のフィルタによれば、帯域通
過フィルタを構成するストリップライン共振器の共振器
長を通過帯域の中心周波数の４分の１波長よりも短くす
ることにより、基板内蔵型のフィルタとして小型化なら
びに薄型化の要求にも十分に対応できた。これら各スト
リップライン共振器のアドミタンス値を基板内蔵型とし
ての構造的に許される範囲で適切に設定することによっ
て、さらなる小型化を図ることもできる。 【００６１】さらに、本発明のフィルタによれば、先端
短絡ストリップラインの長さＬ₂ をその線路幅Ｗ₂ に対
して２〜３倍に留めることによってそのラインの抵抗を
小さくすることができ、これにより共振電流のスムーズ
な流れを確保することができ、通過帯域に対する挿入損
失を小さくすることができた。さらにまた、先端開放ス
トリップラインと先端短絡ストリップラインとの接続部
において線路幅に対して接続部の幅を同等に設定するこ
とによって、共振電流のより一層スムーズな流れを確保
することができ、通過帯域に対する挿入損失をより一層
小さくすることができた。 【００６２】以上により、本発明のフィルタによれば、
帯域通過フィルタとして良好な有極性の狭帯域な通過帯
域特性を実現できる、小型化ならびに薄型化の要求にも
十分に対応でき、さらに低挿入損失の多層基板内蔵型の
フィルタを提供することができた。

【図面の簡単な説明】 【図１】（ａ）〜（ｈ）は、それぞれ本発明のフィルタ
の実施の形態の一例を示す分解平面図である。 【図２】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ図１に示した
フィルタのＡ−Ａ’断面図およびＢ−Ｂ’断面図であ
る。 【図３】図１および図２に示した本発明のフィルタの等
価回路図である。 【図４】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ図１〜図３に
示した本発明のフィルタの周波数特性を示す線図であ
る。 【図５】従来の平面積層型のフィルタの例を示す分解斜
視図である。 【図６】図５の平面積層型フィルタの等価回路図であ
る。 【図７】従来の基板内蔵型フィルタの例を示す分解斜視
図である。 【図８】（ａ）は図７のＸ−Ｙ断面図、（ｂ）は図７の
Ｓ−Ｔ断面図である。 【図９】図７の基板内蔵型フィルタの等価回路図であ
る。 【符号の説明】 61ａ〜61ｈ・・・・・・・・・・・・・・誘電体層 62ａ、62ｂ・・・・・・・・・・・・・・接地電極 64ａ、64ｂ、66ａ、66ｂ、68、70・・・・先端開放スト
リップライン電極（先端開放ストリップ線路） 65ａ、65ｂ、69・・・・・・・・・・・・先端短絡スト
リップライン電極（先端短絡ストリップ線路） 67ａ、67ｂ、71、72、73ａ、73ｂ、74・・ビアホール
（貫通導体） 72ａ、72ｂ・・・・・・・・・・・・・・キャパシタ電
極 Ａ₁ 、Ａ₂ 、Ａ₃ 、・・・・・・・・・・ストリップラ
イン共振器の組 Ｃ₁ 、Ｃ₂ ・・・・・・・・・・・・・・キャパシタ Ｌ₁ ・・・・・・・・・・・・・・・・・先端開放スト
リップ線路の線路長 Ｌ₂ ・・・・・・・・・・・・・・・・・先端短絡スト
リップ線路の線路長 ｆ₁ ・・・・・・・・・・・・・・・・・第１の減衰極 ｆ₄ ・・・・・・・・・・・・・・・・・第２の減衰極

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 通過帯域の近傍に第１の減衰極を、高周
   波側に前記第１の減衰極よりも高い周波数の第２の減衰
   極を有する周波数帯域特性を持つフィルタであって、一
   対の接地電極間に挟まれた複数の誘電体層から成る誘電
   体基板の内部に、一端が前記接地電極に接続された先端
   短絡ストリップ線路と、該先端短絡ストリップ線路の他
   端に接続された先端開放ストリップ線路とから成る共振
   器を３組配設させるとともにそれらの内２組の共振器を
   他の１組の共振器と異なる層内に位置させて、各共振器
   を線路長方向に電磁界的に結合させて成り、かつ前記２
   組の共振器の先端開放ストリップ線路にキャパシタを介
   して入出力端子が接続されているとともに、前記先端開
   放ストリップ線路の線路長を前記第２の減衰極の波長の
   ４分の１または前記先端短絡ストリップ線路の線路長を
   前記第２の減衰極の波長の２分の１としており、前記２
   組の共振器が、前記先端短絡ストリップ線路と、該先端
   短絡ストリップ線路の上下の層にそれぞれが対向するよ
   うに配設され、かつ貫通導体により接続された２つの先
   端開放ストリップ線路とから成るとともに、前記入出力
   端子に接続されたキャパシタのキャパシタ電極が、前記
   貫通導体により接続された２つの先端開放ストリップ線
   路間に挟まれていることを特徴とするフィルタ。