JP3521832B2 - 高周波回路モジュール、フィルタ、デュプレクサおよび通信装置 - Google Patents
高周波回路モジュール、フィルタ、デュプレクサおよび通信装置Info
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- JP3521832B2 JP3521832B2 JP2000042159A JP2000042159A JP3521832B2 JP 3521832 B2 JP3521832 B2 JP 3521832B2 JP 2000042159 A JP2000042159 A JP 2000042159A JP 2000042159 A JP2000042159 A JP 2000042159A JP 3521832 B2 JP3521832 B2 JP 3521832B2
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- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
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- H01P5/08—Coupling devices of the waveguide type for linking dissimilar lines or devices
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01P7/10—Dielectric resonators
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- H01P1/00—Auxiliary devices
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- H01P1/213—Frequency-selective devices, e.g. filters combining or separating two or more different frequencies
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- Inductance-Capacitance Distribution Constants And Capacitance-Resistance Oscillators (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、マイクロ波帯や
ミリ波帯で使用される発振器、フィルタ、デュプレクサ
などの高周波回路モジュールおよびそれらを用いた通信
装置に関するものである。
ミリ波帯で使用される発振器、フィルタ、デュプレクサ
などの高周波回路モジュールおよびそれらを用いた通信
装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】本願出願人は、特開平８−２６５０１５
号において、誘電体基板の両面に、互いに電極非形成部
を対向させて電極を設けることにより、２つの電極非形
成部で挟まれる誘電体基板内の領域およびその近傍の領
域をＴＥ０１０モードの共振器として用いるようにした
ものを開示している。
号において、誘電体基板の両面に、互いに電極非形成部
を対向させて電極を設けることにより、２つの電極非形
成部で挟まれる誘電体基板内の領域およびその近傍の領
域をＴＥ０１０モードの共振器として用いるようにした
ものを開示している。
【０００３】また、信学会ソサエティ大会'97/9/6 C2-6
8 、特開平１１−２１４９０８号および特開平１０−１
４５１１７号において、上記ＴＥ０１０共振器を用いた
フィルタや発振器などの高周波回路モジュールを開示し
ている。
8 、特開平１１−２１４９０８号および特開平１０−１
４５１１７号において、上記ＴＥ０１０共振器を用いた
フィルタや発振器などの高周波回路モジュールを開示し
ている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記従来のＴＥ０１０
モードの共振器を用いた高周波回路モジュールは、その
ＴＥ０１０共振器を構成する共振器基板を、線路を形成
した回路基板上あるいは裏面に積み重ねることによっ
て、その回路基板上の線路を上記共振器に結合させるよ
うにしている。
モードの共振器を用いた高周波回路モジュールは、その
ＴＥ０１０共振器を構成する共振器基板を、線路を形成
した回路基板上あるいは裏面に積み重ねることによっ
て、その回路基板上の線路を上記共振器に結合させるよ
うにしている。
【０００５】ところが、共振器を構成する共振器基板を
回路基板の裏面側に取り付けるようにしたものでは、共
振器基板の電極を板バネにより回路基板の接地電極に接
合させたり、導電性接着剤を用いて接合するようにして
いたため、温度の変動や経時変化で両電極間の接触状態
が変化し、回路基板上の線路と共振器との結合状態が不
安定となって、特性変動が生じるおそれがあった。
回路基板の裏面側に取り付けるようにしたものでは、共
振器基板の電極を板バネにより回路基板の接地電極に接
合させたり、導電性接着剤を用いて接合するようにして
いたため、温度の変動や経時変化で両電極間の接触状態
が変化し、回路基板上の線路と共振器との結合状態が不
安定となって、特性変動が生じるおそれがあった。
【０００６】また、回路基板上に上記共振器基板を実装
する構造では、共振器基板の裏面側の電極が回路基板上
の線路などと接触しないようにスペーサを介して配置す
る必要があった。
する構造では、共振器基板の裏面側の電極が回路基板上
の線路などと接触しないようにスペーサを介して配置す
る必要があった。
【０００７】ところで、上記共振器基板に設けた共振器
と回路基板上の線路との結合量は、回路基板上の線路位
置における共振モードの磁束の大きさに比例する。しか
し、共振器の共振エネルギーは共振器基板内に多く閉じ
込められるため、共振器基板外部に存在する回路基板上
の線路では大きな結合量が得られない。また、結合量を
高めようとすれば、共振器の中央部寄りに回路基板上の
線路を配置すればよいが、そのことで共振モードの電磁
界が乱れ、Ｑが低下し、不要モードを誘発するおそれが
あった。
と回路基板上の線路との結合量は、回路基板上の線路位
置における共振モードの磁束の大きさに比例する。しか
し、共振器の共振エネルギーは共振器基板内に多く閉じ
込められるため、共振器基板外部に存在する回路基板上
の線路では大きな結合量が得られない。また、結合量を
高めようとすれば、共振器の中央部寄りに回路基板上の
線路を配置すればよいが、そのことで共振モードの電磁
界が乱れ、Ｑが低下し、不要モードを誘発するおそれが
あった。
【０００８】この発明の目的は、誘電体層を電極層で挟
んで構成した共振器と線路との結合量を容易に高められ
るようにし、且つ上述の信頼性を確保し、スペーサなど
を不要とし、さらに高いＱを得て、不要なモードの誘発
を防止した高周波回路モジュールを提供することにあ
る。
んで構成した共振器と線路との結合量を容易に高められ
るようにし、且つ上述の信頼性を確保し、スペーサなど
を不要とし、さらに高いＱを得て、不要なモードの誘発
を防止した高周波回路モジュールを提供することにあ
る。
【０００９】この発明の他の目的は、上記高周波回路モ
ジュールの構成を採って、特に発振器、フィルタ、デュ
プレクサおよびそれらを用いた通信装置を提供すること
にある。
ジュールの構成を採って、特に発振器、フィルタ、デュ
プレクサおよびそれらを用いた通信装置を提供すること
にある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この発明の高周波回路モ
ジュールは、誘電体層を挟む２つの電極層に、互いに対
向する電極非形成部を設け、前記２つの電極層の間に少
なくとも１つの中間電極層を設けるとともに、該中間電
極層に、前記２つの電極非形成部で挟まれる領域および
その近傍に生じる共振モードと結合する線路を形成す
る。
ジュールは、誘電体層を挟む２つの電極層に、互いに対
向する電極非形成部を設け、前記２つの電極層の間に少
なくとも１つの中間電極層を設けるとともに、該中間電
極層に、前記２つの電極非形成部で挟まれる領域および
その近傍に生じる共振モードと結合する線路を形成す
る。
【００１１】この構造により、互いに対向する電極非形
成部で挟まれる間の共振領域に生じる共振モードと中間
電極層の線路とが結合する。この線路は共振エネルギー
が強く閉じ込められている共振領域内に存在するため、
強い結合量が得られる。
成部で挟まれる間の共振領域に生じる共振モードと中間
電極層の線路とが結合する。この線路は共振エネルギー
が強く閉じ込められている共振領域内に存在するため、
強い結合量が得られる。
【００１２】また、この発明の高周波回路モジュール
は、前記中間電極層の一部を露出させ、その露出部に、
例えば上記線路と電気的に接続される実装部品を配置す
る。この構造により、対向する電極非形成部で挟まれる
領域およびその近傍に構成される上記共振器に結合する
線路に接続される実装部品の実装が容易となる。
は、前記中間電極層の一部を露出させ、その露出部に、
例えば上記線路と電気的に接続される実装部品を配置す
る。この構造により、対向する電極非形成部で挟まれる
領域およびその近傍に構成される上記共振器に結合する
線路に接続される実装部品の実装が容易となる。
【００１３】また、この発明の高周波回路モジュール
は、前記中間電極層の電極に導通する電極を前記２つの
電極層のうち少なくとも一方に設け、その電極に実装部
品を配置する。この構造により、複数の誘電体層を含む
多層基板に特別な加工を施すことなく基板の片面側に実
装部品を実装することになるので、生産性が向上する。
は、前記中間電極層の電極に導通する電極を前記２つの
電極層のうち少なくとも一方に設け、その電極に実装部
品を配置する。この構造により、複数の誘電体層を含む
多層基板に特別な加工を施すことなく基板の片面側に実
装部品を実装することになるので、生産性が向上する。
【００１４】また、この発明の高周波回路モジュール
は、少なくとも前記２つの電極層間を導通させるスルー
ホールを前記誘電体層に形成する。これにより誘電体層
内のスルーホール部分が、接地電位である２つの電極層
と同電位となって、上記２つの電極層間を伝搬するパラ
レルプレートモード等のスプリアスモードが抑圧され
る。
は、少なくとも前記２つの電極層間を導通させるスルー
ホールを前記誘電体層に形成する。これにより誘電体層
内のスルーホール部分が、接地電位である２つの電極層
と同電位となって、上記２つの電極層間を伝搬するパラ
レルプレートモード等のスプリアスモードが抑圧され
る。
【００１５】また、この発明の高周波回路モジュール
は、前記２つの電極層と前記中間電極層とで挟まれる２
つの誘電体層の広がる幅を異ならせる。この構造によ
り、２つの電極層で挟まれる共振領域にのみ上記２つの
電極層の対向領域を設けられるので、パラレルプレート
などのスプリアスモードの周波数を、実質上問題となら
ない高域へシフトさせることができる。また、２つの電
極層のうち一方の電極層と中間電極層とで挟まれる誘電
体層の幅が狭くなったことにより、他方の誘電体層の露
出面への電極パターンおよび実装部品の配置が容易とな
り、高性能化・多機能化が可能となる。また、その露出
面での電極パターンのトリミング調整も容易となる。さ
らに、用いる誘電体量が必要最小限にできるので、軽量
となり低コスト化が図れる。
は、前記２つの電極層と前記中間電極層とで挟まれる２
つの誘電体層の広がる幅を異ならせる。この構造によ
り、２つの電極層で挟まれる共振領域にのみ上記２つの
電極層の対向領域を設けられるので、パラレルプレート
などのスプリアスモードの周波数を、実質上問題となら
ない高域へシフトさせることができる。また、２つの電
極層のうち一方の電極層と中間電極層とで挟まれる誘電
体層の幅が狭くなったことにより、他方の誘電体層の露
出面への電極パターンおよび実装部品の配置が容易とな
り、高性能化・多機能化が可能となる。また、その露出
面での電極パターンのトリミング調整も容易となる。さ
らに、用いる誘電体量が必要最小限にできるので、軽量
となり低コスト化が図れる。
【００１６】この発明の発振器は、上記高周波回路モジ
ュールにおける線路に反射増幅器を接続して構成する。
ュールにおける線路に反射増幅器を接続して構成する。
【００１７】この発明のフィルタは、上記高周波回路モ
ジュールにおける線路の一部を入出力端子として、また
はその線路に結合する電極を入出力端子として外部へ取
り出した構造とする。
ジュールにおける線路の一部を入出力端子として、また
はその線路に結合する電極を入出力端子として外部へ取
り出した構造とする。
【００１８】この発明のデュプレクサは、前記共振領域
を複数設け、２つの共振領域の共振モードと結合する線
路を共通の入出力端子として、または上記線路に結合す
る電極を共通の入出力端子として外部へ取り出して構成
する。
を複数設け、２つの共振領域の共振モードと結合する線
路を共通の入出力端子として、または上記線路に結合す
る電極を共通の入出力端子として外部へ取り出して構成
する。
【００１９】この発明の通信装置は、上記フィルタまた
はデュプレクサを、例えば高周波回路部における送信信
号または受信信号の信号処理部またはアンテナ共用器と
して用いて構成する。
はデュプレクサを、例えば高周波回路部における送信信
号または受信信号の信号処理部またはアンテナ共用器と
して用いて構成する。
【００２０】
【発明の実施の形態】第１の実施形態に係るフィルタの
構成を図１および図２を参照して説明する。図１の
（Ａ）はフィルタの主要部の分解斜視図である。図１の
（Ａ）において１，２はそれぞれ誘電体板である。誘電
体板１の上面には、一部を円形の電極非形成部５とする
第１の電極層３を形成している。なお、第１の電極層３
は誘電体板１の４つの端面にまで延びている。この誘電
体板１の下面には電極を形成していない。（Ｂ）は誘電
体板２の下面図であり、誘電体板２の下面には、この誘
電体板２に誘電体板１が積層された状態で電極非形成部
５に対向する位置を電極非形成部６とする第２の電極層
４を形成している。誘電体板２の上面には線路７，８を
形成している。この誘電体板２の上面に形成する線路
７，８などの電極が、この発明に係る「中間電極層」に
相当する。この線路７，８の端部は、誘電体板２の端面
を経由して下面側の一部にまで延びていて、その部分を
除く誘電体板２の４つの端面に、下面の第２の電極層４
から延びる電極を形成している。
構成を図１および図２を参照して説明する。図１の
（Ａ）はフィルタの主要部の分解斜視図である。図１の
（Ａ）において１，２はそれぞれ誘電体板である。誘電
体板１の上面には、一部を円形の電極非形成部５とする
第１の電極層３を形成している。なお、第１の電極層３
は誘電体板１の４つの端面にまで延びている。この誘電
体板１の下面には電極を形成していない。（Ｂ）は誘電
体板２の下面図であり、誘電体板２の下面には、この誘
電体板２に誘電体板１が積層された状態で電極非形成部
５に対向する位置を電極非形成部６とする第２の電極層
４を形成している。誘電体板２の上面には線路７，８を
形成している。この誘電体板２の上面に形成する線路
７，８などの電極が、この発明に係る「中間電極層」に
相当する。この線路７，８の端部は、誘電体板２の端面
を経由して下面側の一部にまで延びていて、その部分を
除く誘電体板２の４つの端面に、下面の第２の電極層４
から延びる電極を形成している。
【００２１】誘電体板１，２は、それぞれ独立して焼成
した後、電極層を形成した上で両者を積層し、端面に銀
電極を形成する際の焼付けによって、またはろう付けや
導電性接着剤によって一体化する。または、それぞれを
グリーンシート状態で積層し、一体焼成することによっ
て一体化する。
した後、電極層を形成した上で両者を積層し、端面に銀
電極を形成する際の焼付けによって、またはろう付けや
導電性接着剤によって一体化する。または、それぞれを
グリーンシート状態で積層し、一体焼成することによっ
て一体化する。
【００２２】図１のような構造によって、誘電体板２の
下面に設けた電極非形成部６と上面の線路７，８は、誘
電体板２に対するフォトリソグラフィによって形成する
ため、電極非形成部６と上面の線路７，８とは極めて高
い相対位置精度でパターン化できる。そのため、共振器
との結合量などを高い精度で設定できるようになる。
下面に設けた電極非形成部６と上面の線路７，８は、誘
電体板２に対するフォトリソグラフィによって形成する
ため、電極非形成部６と上面の線路７，８とは極めて高
い相対位置精度でパターン化できる。そのため、共振器
との結合量などを高い精度で設定できるようになる。
【００２３】図２は上記フィルタの中央部の縦断面図で
ある。図２において９はセラミック板に端子電極を形成
したベース、１０はその上部を被う金属性のキャップで
ある。図１に示した２つの誘電体板１，２を積層した状
態で、電極非形成部５，６で挟まれる誘電体板１，２に
よる誘電体層が共振領域となり、ＴＥ０１０モードの共
振器として作用する。さらに、上記誘電体板１，２の積
層体をベース９の上部に取り付け、キャップ１０で被う
ことによって共振空間を構成するとともに電磁シールド
する。
ある。図２において９はセラミック板に端子電極を形成
したベース、１０はその上部を被う金属性のキャップで
ある。図１に示した２つの誘電体板１，２を積層した状
態で、電極非形成部５，６で挟まれる誘電体板１，２に
よる誘電体層が共振領域となり、ＴＥ０１０モードの共
振器として作用する。さらに、上記誘電体板１，２の積
層体をベース９の上部に取り付け、キャップ１０で被う
ことによって共振空間を構成するとともに電磁シールド
する。
【００２４】なお、図２では現れていないが、線路７，
８から誘電体板２の下面にまで引き出した電極は、ベー
ス９に設けた端子電極に導通し、ベース９の側面を経由
して下面の一部にまで引き出している。これにより表面
実装可能なフィルタを構成する。
８から誘電体板２の下面にまで引き出した電極は、ベー
ス９に設けた端子電極に導通し、ベース９の側面を経由
して下面の一部にまで引き出している。これにより表面
実装可能なフィルタを構成する。
【００２５】以上のように構成したことにより、線路
７，８はＴＥ０１０モードの磁界エネルギーの強い箇所
を通るため、ＴＥ０１０モードと強く結合させることが
できる。
７，８はＴＥ０１０モードの磁界エネルギーの強い箇所
を通るため、ＴＥ０１０モードと強く結合させることが
できる。
【００２６】また、その分、線路７，８を電極非形成部
の周縁付近に設けることができ、線路７，８による共振
電磁界の乱れが最小で済むので、従来に比べて損失が小
さくなる。
の周縁付近に設けることができ、線路７，８による共振
電磁界の乱れが最小で済むので、従来に比べて損失が小
さくなる。
【００２７】なお、図１に示した例では、線路７，８の
端部を直接外部へ引き出すようにしたが、共振器に結合
する線路７，８に結合する他の線路を設け、この他の線
路を外部へ引き出すようにしてもよい。
端部を直接外部へ引き出すようにしたが、共振器に結合
する線路７，８に結合する他の線路を設け、この他の線
路を外部へ引き出すようにしてもよい。
【００２８】次に、第２の実施形態に係る高周波回路モ
ジュールの構成を図３および図４を参照して説明する。
図３は高周波回路モジュールの分解斜視図である。第１
の実施形態の場合と同様に、誘電体板１の上面に、所定
箇所を電極非形成部５とする第１電極層３を形成し、誘
電体板２の下面に、上記電極非形成部５に対向する位置
を電極非形成部６とする第２電極層４を形成している。
そして、誘電体板２の上面に線路７、薄膜抵抗１１、電
極１２，１３，１４などの回路パターンを形成してい
る。これらの電極パターンのうち、線路７は、誘電体板
１，２を積層した状態で、電極非形成部５，６で挟まれ
る共振領域内を通って、その共振領域に生じるＴＥ０１
０モードに結合する。
ジュールの構成を図３および図４を参照して説明する。
図３は高周波回路モジュールの分解斜視図である。第１
の実施形態の場合と同様に、誘電体板１の上面に、所定
箇所を電極非形成部５とする第１電極層３を形成し、誘
電体板２の下面に、上記電極非形成部５に対向する位置
を電極非形成部６とする第２電極層４を形成している。
そして、誘電体板２の上面に線路７、薄膜抵抗１１、電
極１２，１３，１４などの回路パターンを形成してい
る。これらの電極パターンのうち、線路７は、誘電体板
１，２を積層した状態で、電極非形成部５，６で挟まれ
る共振領域内を通って、その共振領域に生じるＴＥ０１
０モードに結合する。
【００２９】図３に示すように、誘電体板１には、誘電
体板２と積層されたときに、線路７，電極１２，１３，
１４の一部が露出するように開口部１５を形成してい
る。
体板２と積層されたときに、線路７，電極１２，１３，
１４の一部が露出するように開口部１５を形成してい
る。
【００３０】図４は図３に示した２つの誘電体板１，２
を積層し、さらに開口部１５から誘電体板２の上面に、
実装部品としてのＦＥＴ１６を取り付けた状態を示して
いる。このように中間電極層の一部を露出させて、露出
部に実装部品を配置することによって、共振器と結合す
る回路に対する実装部品の接続が容易となる。
を積層し、さらに開口部１５から誘電体板２の上面に、
実装部品としてのＦＥＴ１６を取り付けた状態を示して
いる。このように中間電極層の一部を露出させて、露出
部に実装部品を配置することによって、共振器と結合す
る回路に対する実装部品の接続が容易となる。
【００３１】次に、第３の実施形態に係る高周波回路モ
ジュールの構成を図５および図６を参照して説明する。
図５は高周波回路モジュールの分解斜視図、図６はその
主要部の断面図である。図３に示した構造と異なるの
は、誘電体板１に開口部を設けずに、誘電体板２の上面
の電極と導通するスルーホールを設け、誘電体板１の上
面に実装部品を実装するようにした点である。すなわ
ち、図５においてＳはスルーホールであり、誘電体板２
の上面に設けた線路７および電極１２，１３，１４に導
通して、誘電体板１の上面の電極７’，１２’，１
３’，１４’にそれぞれ取り出している。ＦＥＴ１６
は、図６に示すように、誘電体板１の上面の電極７’，
１２’，１３’，１４’にそれぞれ接続する。
ジュールの構成を図５および図６を参照して説明する。
図５は高周波回路モジュールの分解斜視図、図６はその
主要部の断面図である。図３に示した構造と異なるの
は、誘電体板１に開口部を設けずに、誘電体板２の上面
の電極と導通するスルーホールを設け、誘電体板１の上
面に実装部品を実装するようにした点である。すなわ
ち、図５においてＳはスルーホールであり、誘電体板２
の上面に設けた線路７および電極１２，１３，１４に導
通して、誘電体板１の上面の電極７’，１２’，１
３’，１４’にそれぞれ取り出している。ＦＥＴ１６
は、図６に示すように、誘電体板１の上面の電極７’，
１２’，１３’，１４’にそれぞれ接続する。
【００３２】次に、第４の実施形態に係る高周波回路モ
ジュールの構成を図７および図８を参照して説明する。
図７は高周波回路モジュールの分解斜視図、図８はその
主要部の断面図である。図３に示したものと異なる点
は、誘電体板１の上面に形成した第１電極層３と誘電体
板２の下面に形成した第２電極層４との間の所定箇所
を、Ｓで示すスルーホールで導通させたことである。
ジュールの構成を図７および図８を参照して説明する。
図７は高周波回路モジュールの分解斜視図、図８はその
主要部の断面図である。図３に示したものと異なる点
は、誘電体板１の上面に形成した第１電極層３と誘電体
板２の下面に形成した第２電極層４との間の所定箇所
を、Ｓで示すスルーホールで導通させたことである。
【００３３】このように、第１・第２の電極層間を所定
箇所でスルーホールを介して導通させることにより、第
１・第２の電極層間に生じるパラレルプレートモードな
どのスプリアスモードを抑制でき、動作を安定化するこ
とができる。
箇所でスルーホールを介して導通させることにより、第
１・第２の電極層間に生じるパラレルプレートモードな
どのスプリアスモードを抑制でき、動作を安定化するこ
とができる。
【００３４】次に、第５の実施形態に係る高周波回路モ
ジュールの構成を図９および図１０を参照して説明す
る。図９はその斜視図、図１０はその主要部の断面図で
ある。この例では、誘電体板１に、その略中央部を電極
非形成部５とする第１電極層３を設けるとともに、この
誘電体板１の縦方向および横方向の幅を誘電体板２の幅
よりそれぞれ狭くしている。誘電体２の下面には電極非
形成部５に対向する位置を電極非形成部とする第２電極
層を形成している。これにより、上下の電極非形成部で
挟まれる領域およびその近傍をＴＥ０１０モードの共振
領域として作用させる。誘電体板２の上面の露出部には
ＦＥＴ１６などの実装部品を配置している。
ジュールの構成を図９および図１０を参照して説明す
る。図９はその斜視図、図１０はその主要部の断面図で
ある。この例では、誘電体板１に、その略中央部を電極
非形成部５とする第１電極層３を設けるとともに、この
誘電体板１の縦方向および横方向の幅を誘電体板２の幅
よりそれぞれ狭くしている。誘電体２の下面には電極非
形成部５に対向する位置を電極非形成部とする第２電極
層を形成している。これにより、上下の電極非形成部で
挟まれる領域およびその近傍をＴＥ０１０モードの共振
領域として作用させる。誘電体板２の上面の露出部には
ＦＥＴ１６などの実装部品を配置している。
【００３５】誘電体板１の縦方向および横方向の幅を上
記共振領域程度に小さくすることによって、第１・第２
の電極層で挟まれる縦および横方向の幅が小さくなっ
て、そこに生じるスプリアスモードが高域へシフトす
る。そのため、スプリアスモードの応答が使用周波数帯
から遠ざかり、影響を受けにくくなる。また、一方の誘
電体板を他方の誘電体板より狭くして、他方の誘電体板
に露出した面に実装部品を配置することによって、多く
の実装部品が配置でき、高性能化および多機能化が可能
となる。また、その露出した面の電極パターンをトリミ
ングすることによって特性調整が容易となる。さらに、
用いる誘電体量が必要最小限で済むので、軽量化および
低価格化が可能となる。
記共振領域程度に小さくすることによって、第１・第２
の電極層で挟まれる縦および横方向の幅が小さくなっ
て、そこに生じるスプリアスモードが高域へシフトす
る。そのため、スプリアスモードの応答が使用周波数帯
から遠ざかり、影響を受けにくくなる。また、一方の誘
電体板を他方の誘電体板より狭くして、他方の誘電体板
に露出した面に実装部品を配置することによって、多く
の実装部品が配置でき、高性能化および多機能化が可能
となる。また、その露出した面の電極パターンをトリミ
ングすることによって特性調整が容易となる。さらに、
用いる誘電体量が必要最小限で済むので、軽量化および
低価格化が可能となる。
【００３６】次に、第６の実施形態に係るデュプレクサ
の構成を図１１を参照して説明する。図１１の（Ａ）は
上部の誘電体板の上面図、（Ｂ）は下部の誘電体板の上
面図、（Ｃ）はその２つの誘電体板を積層して成るデュ
プレクサの背面図である。誘電体板１の上面には、２つ
の電極非形成部５ａ，５ｂを有する第１電極層３を形成
している。下面には電極を形成していない。誘電体板２
の上面には線路７ａ，７ｂ，８をそれぞれ形成してい
て、下面には上記電極非形成部５ａ，５ｂに対向する位
置を電極非形成部６ａ，６ｂとする第２電極層を形成し
ている。この上下の誘電体板１，２を積層した状態で、
線路７ａは、電極非形成部５ａ，６ａで挟まれる領域お
よびその近傍の共振モードと結合し、線路７ｂは、電極
非形成部５ｂ，６ｂで挟まれる領域およびその近傍に生
じる共振モードとそれぞれ結合する。また線路８は上記
２つの共振モードにそれぞれ結合する。線路７ａ，７ｂ
の端部は誘電体板２の両端面を経由して下面の一部にま
で引き出している。また線路８の所定箇所を誘電体板２
の端面を経由して下面の一部にまで引き出している。こ
こで、線路７ａの端部を送信信号入力端子、線路７ｂの
端部を受信信号出力端子、線路８から分岐させた線路の
端部をアンテナ端子として用いる。
の構成を図１１を参照して説明する。図１１の（Ａ）は
上部の誘電体板の上面図、（Ｂ）は下部の誘電体板の上
面図、（Ｃ）はその２つの誘電体板を積層して成るデュ
プレクサの背面図である。誘電体板１の上面には、２つ
の電極非形成部５ａ，５ｂを有する第１電極層３を形成
している。下面には電極を形成していない。誘電体板２
の上面には線路７ａ，７ｂ，８をそれぞれ形成してい
て、下面には上記電極非形成部５ａ，５ｂに対向する位
置を電極非形成部６ａ，６ｂとする第２電極層を形成し
ている。この上下の誘電体板１，２を積層した状態で、
線路７ａは、電極非形成部５ａ，６ａで挟まれる領域お
よびその近傍の共振モードと結合し、線路７ｂは、電極
非形成部５ｂ，６ｂで挟まれる領域およびその近傍に生
じる共振モードとそれぞれ結合する。また線路８は上記
２つの共振モードにそれぞれ結合する。線路７ａ，７ｂ
の端部は誘電体板２の両端面を経由して下面の一部にま
で引き出している。また線路８の所定箇所を誘電体板２
の端面を経由して下面の一部にまで引き出している。こ
こで、線路７ａの端部を送信信号入力端子、線路７ｂの
端部を受信信号出力端子、線路８から分岐させた線路の
端部をアンテナ端子として用いる。
【００３７】このようにして、それぞれ１段の共振器を
送信フィルタおよび受信フィルタとするデュプレクサを
構成する。
送信フィルタおよび受信フィルタとするデュプレクサを
構成する。
【００３８】なお、図１１に示した例では、２つの共振
器のみ設けたが、対向する電極非形成部を複数組配置し
て、隣接する共振器を結合させ、送信フィルタと受信フ
ィルタを複数段の共振器から構成してもよい。また、図
１１に示した例では、各線路の端部を直接外部へ引き出
すようにしたが、共振器に結合する線路に結合する他の
線路をそれぞれ設け、これらの他の線路を外部へ引き出
すようにしてもよい。
器のみ設けたが、対向する電極非形成部を複数組配置し
て、隣接する共振器を結合させ、送信フィルタと受信フ
ィルタを複数段の共振器から構成してもよい。また、図
１１に示した例では、各線路の端部を直接外部へ引き出
すようにしたが、共振器に結合する線路に結合する他の
線路をそれぞれ設け、これらの他の線路を外部へ引き出
すようにしてもよい。
【００３９】次に、第７の実施形態に係る発振器の構成
を図１２を参照して説明する。図１２は図３〜図１０に
示した高周波回路モジュールを具体的に発振器として構
成したものの等価回路図である。図１２において共振器
は上述した２つの電極非形成部で挟まれる領域およびそ
の近傍に構成されるＴＥ０１０モードの共振器であり、
線路７，８は第１・第２の電極層の間を通る中間電極層
に設けて、共振器と結合させている。線路７の一方端
は、図に示すように薄膜抵抗１１で終端していて、他方
の端部にはＦＥＴ１６のゲートを接続している。このＦ
ＥＴ１６のドレインには等価的にインダクタおよびキャ
パシタによる回路を介してバイアス電圧Ｖｄを印加す
る。ＦＥＴ１６のソースには、接地との間に抵抗を接続
し、キャパシタを介して発振信号を出力するようにして
いる。線路８にはバラクタダダイオードなどの可変リア
クタンス素子１７を接続し、その可変リアクタンス素子
１７に対して制御電圧Ｖｃを供給する回路を接続してい
る。
を図１２を参照して説明する。図１２は図３〜図１０に
示した高周波回路モジュールを具体的に発振器として構
成したものの等価回路図である。図１２において共振器
は上述した２つの電極非形成部で挟まれる領域およびそ
の近傍に構成されるＴＥ０１０モードの共振器であり、
線路７，８は第１・第２の電極層の間を通る中間電極層
に設けて、共振器と結合させている。線路７の一方端
は、図に示すように薄膜抵抗１１で終端していて、他方
の端部にはＦＥＴ１６のゲートを接続している。このＦ
ＥＴ１６のドレインには等価的にインダクタおよびキャ
パシタによる回路を介してバイアス電圧Ｖｄを印加す
る。ＦＥＴ１６のソースには、接地との間に抵抗を接続
し、キャパシタを介して発振信号を出力するようにして
いる。線路８にはバラクタダダイオードなどの可変リア
クタンス素子１７を接続し、その可変リアクタンス素子
１７に対して制御電圧Ｖｃを供給する回路を接続してい
る。
【００４０】このような回路構成により、ＦＥＴ１６は
反射増幅器として作用し、この増幅器と線路７および共
振器とによって帯域反射型発振回路を構成する。また、
この例では、可変リアンクタンス素子１７に対する制御
電圧Ｖｃによって、その静電容量を変化させ、共振器に
装荷する静電容量成分を変化させて、その共振周波数を
変化させる。これにより結果的に発振周波数を電圧制御
する。
反射増幅器として作用し、この増幅器と線路７および共
振器とによって帯域反射型発振回路を構成する。また、
この例では、可変リアンクタンス素子１７に対する制御
電圧Ｖｃによって、その静電容量を変化させ、共振器に
装荷する静電容量成分を変化させて、その共振周波数を
変化させる。これにより結果的に発振周波数を電圧制御
する。
【００４１】上述したように、線路７，８は共振器に対
して強く結合するので、可変リアクタンス素子１７のリ
アクタンス可変幅に対する発振周波数の変化幅が大きく
とれる。
して強く結合するので、可変リアクタンス素子１７のリ
アクタンス可変幅に対する発振周波数の変化幅が大きく
とれる。
【００４２】次に、第８の実施形態に係る通信装置の構
成を図１３を参照して説明する。同図においてＡＮＴは
送受信アンテナ、ＤＰＸはデュプレクサ、ＢＰＦａ，Ｂ
ＰＦｂ，ＢＰＦｃはそれぞれ帯域通過フィルタ、ＡＭＰ
ａ，ＡＭＰｂはそれぞれ増幅回路、ＭＩＸａ，ＭＩＸｂ
はそれぞれミキサ、ＯＳＣはオシレータ、ＤＩＶは分配
器である。ＶＣＯは送信信号（送信データ）に応じた信
号により発振周波数を変調する電圧制御発振器である。
成を図１３を参照して説明する。同図においてＡＮＴは
送受信アンテナ、ＤＰＸはデュプレクサ、ＢＰＦａ，Ｂ
ＰＦｂ，ＢＰＦｃはそれぞれ帯域通過フィルタ、ＡＭＰ
ａ，ＡＭＰｂはそれぞれ増幅回路、ＭＩＸａ，ＭＩＸｂ
はそれぞれミキサ、ＯＳＣはオシレータ、ＤＩＶは分配
器である。ＶＣＯは送信信号（送信データ）に応じた信
号により発振周波数を変調する電圧制御発振器である。
【００４３】ＭＩＸａはＶＣＯで変調された信号と、Ｏ
ＳＣから出力され、ＤＩＶで分配された信号とを混合
し、ＢＰＦａはＭＩＸａからの混合出力信号のうち送信
周波数帯域のみを通過させ、ＡＭＰａはこれを電力増幅
してＤＰＸを介しＡＮＴより送信する。ＢＰＦｂはＤＰ
Ｘから出力される受信信号のうち受信周波数帯域のみを
通過させ、ＡＭＰｂはそれを増幅する。ＭＩＸｂは、Ｏ
ＳＣから出力されＤＩＶで分配されＢＰＦｃより出力さ
れる周波数信号と受信信号とをミキシングして中間周波
信号ＩＦを出力する。
ＳＣから出力され、ＤＩＶで分配された信号とを混合
し、ＢＰＦａはＭＩＸａからの混合出力信号のうち送信
周波数帯域のみを通過させ、ＡＭＰａはこれを電力増幅
してＤＰＸを介しＡＮＴより送信する。ＢＰＦｂはＤＰ
Ｘから出力される受信信号のうち受信周波数帯域のみを
通過させ、ＡＭＰｂはそれを増幅する。ＭＩＸｂは、Ｏ
ＳＣから出力されＤＩＶで分配されＢＰＦｃより出力さ
れる周波数信号と受信信号とをミキシングして中間周波
信号ＩＦを出力する。
【００４４】図１３に示したデュプレクサＤＰＸ部分に
は、図１１に示した構造のデュプレクサを用いる。また
帯域通過フィルタＢＰＦａ，ＢＰＦｂ，ＢＰＦｃには図
１および図２に示した構造の誘電体フィルタを用いる。
また、ＶＣＯには図１２に示した電圧制御発振器を用い
る。
は、図１１に示した構造のデュプレクサを用いる。また
帯域通過フィルタＢＰＦａ，ＢＰＦｂ，ＢＰＦｃには図
１および図２に示した構造の誘電体フィルタを用いる。
また、ＶＣＯには図１２に示した電圧制御発振器を用い
る。
【００４５】。このように、信頼性が高く、低挿入損失
のフィルタやデュプレクサを用い、Ｃ／Ｎ特性の優れた
電圧制御発振器を用いることにより、高周波回路特性に
優れた小型の通信装置を得る。
のフィルタやデュプレクサを用い、Ｃ／Ｎ特性の優れた
電圧制御発振器を用いることにより、高周波回路特性に
優れた小型の通信装置を得る。
【００４６】
【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、個別の
共振器基板と回路基板とを積層するのではなく、一体構
造であるので信頼性が高く、基板間を絶縁するスペーサ
等も不要となる。また、互いに対向する電極非形成部で
挟まれる間の共振エネルギーが強く閉じ込められている
共振領域内に線路が存在するため、強い結合量が得られ
る。また、共振器の中央部寄りに回路基板上の線路を配
置しなくても容易に強い結合が得られるため、共振モー
ドの電磁界の乱れ、Ｑの低下、不要モードの誘発、とい
った問題が生じない。
共振器基板と回路基板とを積層するのではなく、一体構
造であるので信頼性が高く、基板間を絶縁するスペーサ
等も不要となる。また、互いに対向する電極非形成部で
挟まれる間の共振エネルギーが強く閉じ込められている
共振領域内に線路が存在するため、強い結合量が得られ
る。また、共振器の中央部寄りに回路基板上の線路を配
置しなくても容易に強い結合が得られるため、共振モー
ドの電磁界の乱れ、Ｑの低下、不要モードの誘発、とい
った問題が生じない。
【００４７】請求項２に記載の発明によれば、上記共振
器に結合する線路に導通する実装部品の実装が容易とな
る。また、実装部品の実装面が誘電体層内であるので、
全体に低背化を図ることができる。
器に結合する線路に導通する実装部品の実装が容易とな
る。また、実装部品の実装面が誘電体層内であるので、
全体に低背化を図ることができる。
【００４８】請求項３に記載の発明によれば、複数の誘
電体層を含む多層基板の片面側に実装部品を実装するこ
とになるので、通常の基板表面に対する場合と同様に、
実装部品が実装でき、生産性が向上する。
電体層を含む多層基板の片面側に実装部品を実装するこ
とになるので、通常の基板表面に対する場合と同様に、
実装部品が実装でき、生産性が向上する。
【００４９】請求項４に記載の発明によれば、誘電体層
内のスルーホール部分が、接地電位である２つの電極層
と同電位となって、上記２つの電極層間を伝搬するパラ
レルプレートモード等のスプリアスモードが抑圧され
る。
内のスルーホール部分が、接地電位である２つの電極層
と同電位となって、上記２つの電極層間を伝搬するパラ
レルプレートモード等のスプリアスモードが抑圧され
る。
【００５０】請求項５に記載の発明によれば、２つの電
極層で挟まれる共振領域にのみ上記２つの電極層の対向
領域を設けて、パラレルプレートなどのスプリアスモー
ドの周波数を、実質上問題とならない高域へシフトさせ
ることができる。また、２つの電極層のうち一方の電極
層と中間電極層とで挟まれる誘電体層の幅が狭くなった
ことにより、他方の誘電体層の露出面への電極パターン
および実装部品の配置が容易となり、高性能化・多機能
化が可能となる。また、その露出面での電極パターンの
トリミング調整も容易となる。さらに、用いる誘電体量
が必要最小限にできるので、軽量化および低コスト化が
図れる。
極層で挟まれる共振領域にのみ上記２つの電極層の対向
領域を設けて、パラレルプレートなどのスプリアスモー
ドの周波数を、実質上問題とならない高域へシフトさせ
ることができる。また、２つの電極層のうち一方の電極
層と中間電極層とで挟まれる誘電体層の幅が狭くなった
ことにより、他方の誘電体層の露出面への電極パターン
および実装部品の配置が容易となり、高性能化・多機能
化が可能となる。また、その露出面での電極パターンの
トリミング調整も容易となる。さらに、用いる誘電体量
が必要最小限にできるので、軽量化および低コスト化が
図れる。
【００５１】請求項６に記載の発明によれば、Ｑの高い
共振器を用いるため、Ｃ／Ｎ特性の優れた発振器が得ら
れる。
共振器を用いるため、Ｃ／Ｎ特性の優れた発振器が得ら
れる。
【００５２】請求項７，８に記載の発明によれば、低挿
入損失・低スプリアス特性のフィルタまたはデュプレク
サが得られる。
入損失・低スプリアス特性のフィルタまたはデュプレク
サが得られる。
【００５３】請求項９に記載の発明によれば、小型で信
頼性が高く、低挿入損失のフィルタやデュプレクサを用
い、Ｃ／Ｎ特性の優れた電圧制御発振器を用いることに
より、高周波回路特性に優れた小型の通信装置が得られ
る。
頼性が高く、低挿入損失のフィルタやデュプレクサを用
い、Ｃ／Ｎ特性の優れた電圧制御発振器を用いることに
より、高周波回路特性に優れた小型の通信装置が得られ
る。
【図１】第１の実施形態に係るフィルタの構成を示す図
【図２】同フィルタの断面図
【図３】第２の実施形態に係る高周波回路モジュールの
分解斜視図
分解斜視図
【図４】同高周波回路モジュールの斜視図
【図５】第３の実施形態に係る高周波回路モジュールの
構成を示す図
構成を示す図
【図６】同フィルタの断面図
【図７】第４の実施形態に係る高周波回路モジュールの
構成を示す図
構成を示す図
【図８】同フィルタの断面図
【図９】第５の実施形態に係る高周波回路モジュールの
構成を示す図
構成を示す図
【図１０】同フィルタの断面図
【図１１】第６の実施形態に係るデュプレクサの構成を
示す図
示す図
【図１２】第７の実施形態に係る発振器の等価回路図
【図１３】第８の実施形態に係る通信装置の構成を示す
ブロック図
ブロック図
【符号の説明】
１，２−誘電体板
３−第１電極層
４−第２電極層
５，６−電極非形成部
７，８−線路
９−ベース
１０−キャップ
１１−薄膜抵抗
１２〜１４，７’，１２’〜１４’−電極
１５−開口部
１６−ＦＥＴ
１７−可変リアクタンス素子
Ｓ−スルーホール
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平11−3967（ＪＰ，Ａ)
特開 平11−239021（ＪＰ，Ａ)
特開 平11−234007（ＪＰ，Ａ)
実開 平４−8501（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01P 1/20
H01P 1/213
H03B 5/18
Claims (9)
- 【請求項１】 誘電体層を挟む２つの電極層に、互いに
対向する電極非形成部を設け、前記２つの電極層の間に
少なくとも１つの中間電極層を設けるとともに、該中間
電極層に、前記２つの電極非形成部で挟まれる領域およ
びその近傍に生じる共振モードと結合する線路を形成し
た高周波回路モジュール。 - 【請求項２】 前記中間電極層の一部を露出させ、該露
出部に実装部品を配置した請求項１に記載の高周波回路
モジュール。 - 【請求項３】 前記中間電極層の電極に導通する電極を
前記２つの電極層のうち少なくとも一方に設け、当該電
極に実装部品を配置した請求項１に記載の高周波回路モ
ジュール。 - 【請求項４】 少なくとも前記２つの電極層間を導通さ
せるスルーホールを前記誘電体層に形成した請求項１、
２または３に記載の高周波回路モジュール。 - 【請求項５】 前記２つの電極層と前記中間電極層とで
挟まれる２つの誘電体層の一方の面積を他方の面積より
小さくした請求項１〜４のうちいずれかに記載の高周波
回路モジュール。 - 【請求項６】 請求項１〜５のうちいずれかに記載の高
周波回路モジュールにおける前記線路に反射増幅器を接
続して成る発振器。 - 【請求項７】 請求項１〜５のうちいずれかに記載の高
周波回路モジュールにおける前記線路の一部を、または
該線路に結合する電極を、入出力端子として外部へ取り
出して成るフィルタ。 - 【請求項８】 請求項７に記載のフィルタにおいて、前
記共振領域を複数設け、これらの共振領域のうち２つの
共振領域の共振モードと結合する線路の一部を、または
該線路に結合する電極を、共通のアンテナ用入出力端子
として外部へ取り出して成るデュプレクサ。 - 【請求項９】 請求項６に記載の発振器、請求項７に記
載のフィルタまたは請求項８に記載のデュプレクサを用
いて成る通信装置。
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| JP2000042159A JP3521832B2 (ja) | 2000-02-21 | 2000-02-21 | 高周波回路モジュール、フィルタ、デュプレクサおよび通信装置 |
| KR10-2001-0008379A KR100394811B1 (ko) | 2000-02-21 | 2001-02-20 | 고주파 회로 모듈, 필터, 듀플렉서 및 통신 장치 |
| CNB011047208A CN1165095C (zh) | 2000-02-21 | 2001-02-20 | 高频电路组件、滤波器、双工器和通信装置 |
| EP01104155A EP1130674A3 (en) | 2000-02-21 | 2001-02-21 | High frequency circuit module |
| US09/790,152 US6466104B2 (en) | 2000-02-21 | 2001-02-21 | High-frequency circuit module, filter, duplexer, and communication device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000042159A JP3521832B2 (ja) | 2000-02-21 | 2000-02-21 | 高周波回路モジュール、フィルタ、デュプレクサおよび通信装置 |
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|---|---|
| JP2001237607A JP2001237607A (ja) | 2001-08-31 |
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ID=18565270
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|---|---|---|---|
| JP2000042159A Expired - Fee Related JP3521832B2 (ja) | 2000-02-21 | 2000-02-21 | 高周波回路モジュール、フィルタ、デュプレクサおよび通信装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6466104B2 (ja) |
| EP (1) | EP1130674A3 (ja) |
| JP (1) | JP3521832B2 (ja) |
| KR (1) | KR100394811B1 (ja) |
| CN (1) | CN1165095C (ja) |
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| KR100862713B1 (ko) * | 2007-06-08 | 2008-10-10 | 에스케이텔레시스 주식회사 | 분기기 |
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| RU2534957C1 (ru) * | 2013-04-16 | 2014-12-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" | Полосно-пропускающий фильтр |
| KR101743988B1 (ko) | 2017-02-28 | 2017-06-07 | 조인셋 주식회사 | 탄성을 갖는 복합 필터 |
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|---|---|---|---|---|
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| JPH08316731A (ja) * | 1995-05-22 | 1996-11-29 | Tdk Corp | 電圧制御発振器 |
| JP3087664B2 (ja) | 1996-11-06 | 2000-09-11 | 株式会社村田製作所 | 誘電体共振器装置及び高周波モジュール |
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