JP3543461B2 - 積層型誘電体フィルタ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、携帯用電話機等に搭載される高周波フィルタ等に適用して有用な積層型誘電体フィルタに関する。
【0002】
【従来の技術】
数MHz〜数GHzの周波数帯域で用いられる小型の高周波フィルタとして、グリーンシート法により作られる、所定の電極パターンを形成した複数の誘電体層を積層した積層型の誘電体フィルタが知られている。
図5は、従来の積層型誘電体フィルタの分解斜視図である。誘電体積層構造の中間部に、ストリップライン型共振器を構成する共振電極11,12が形成された誘電体層10と、共振電極11,12にそれぞれ結合する入出力電極21,22が形成された誘電体層20を有する。誘電体層20の上には外部アース電極50が形成された誘電体層30が積層され、また誘電体層10の下には、上面に共振電極11,12間を結合するための結合電極41が形成され、下面に外部アース電極50が形成された誘電体層40を有する。
【0003】
図5では省略しているが、誘電体積層構造の側面には、入出力電極21,22にそれぞれ接続される外部入出力電極が形成され、またこの外部入出力電極以外の領域を全て覆って、共振電極11,12の一端が接続され、且つ上下の外部アース電極50に連続するように外部アース電極が形成される。図5の最上面に示した電極61,71は、図では省略されている側面の外部入出力電極を介して誘電体層20上の入出力電極21,22につながる。
【0004】
この様な積層構造により、共振電極11,12と誘電体層10による分布定数回路からなる二つのLC共振回路が構成され、結合電極41によりこれらの共振回路間が容量結合され、入出力電極21,22が各共振電極11,12に容量結合されて、バンドパスフィルタが構成される。
【0005】
この様な積層型誘電体フィルタを例えばグリーンシート法で作成した場合、電極パターンの印刷、圧着、切断等の工程で内部に埋め込まれる電極の位置ズレが生じると、共振器長や付加容量値の変化によりフィルタ特性が変化する。この特性変化の一つの大きな要因として、共振電極11,12の対接地間容量の変化がある。即ち、図6に示すように、共振電極11,12はその開放端が外部アース電極50に対して所定ギャップgをもって対向し、ここで所定の対接地間容量C1,C2が構成される。従って製造工程でギャップgが変化すると、容量C1,C2が変化し、これがフィルタの中心周波数に大きな影響を与える。
【0006】
図7は、上述のギャップgの変動によるフィルタ中心周波数変動の一例を示している。ギャップgが小さくなると共振電極の対接地容量が増大して、中心周波数は低下する。図から明らかなように、この傾向は、ギャップgが小さくなるほど顕著になる。従って、フィルタを小型化する程、積層工程での位置ズレによるギャップgの変動がフィルタ特性に大きな影響を与えることになる。このギャップ変動は、中心周波数のみならず、共振器間の結合強度にも影響を与え、通過帯域幅の変動をももたらす。
【0007】
上述した共振電極と側面の外部アース電極との間隔のばらつきによる特性のばらつきを低減する構造として、図8に示すように、共振電極11,12と同じ面に、それらの開放端に対向する内部アース電極18,19を配設することが提案されている(例えば、特開平5−243810号公報参照)。共振電極11,12と内部アース電極18,19の間のギャップは印刷工程で決まり、その後の積層工程や切断工程で変化することはないから、上述した位置ズレによる特性のばらつきをある程度低減することが可能である。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、図8に示す構造では、共振電極11,12のそれぞれの開放端のみに対向させて別々の内部アース電極18,19を配設しているため、位置ズレの影響は完全には除去されない。即ち図8の構造では、共振電極11,12の縁端部からの外部アース電極50への電界放射が避けられないため、外部アース電極50の影響を完全には抑制できず、位置ズレによる中心周波数や帯域幅のばらつきが生じる。
【0009】
この発明は、上記事情を考慮してなされたもので、位置ズレによる特性のばらつきを確実に抑制できるようにした積層型誘電体フィルタを提供することを目的としている。
【0010】
【課題を解決するための手段】
この発明は、ストリップライン型共振器を構成するn本(nは2以上の整数)の共振電極が形成された誘電体層と、前記共振電極に結合する入出力電極が形成された誘電体層とを含む複数の誘電体層の積層体により構成され、前記積層体の外面に前記共振電極の接地端が接続される外部アース電極、及び前記入出力電極がそれぞれ接続される外部入出力電極が形成された積層型誘電体フィルタにおいて、前記n本の共振電極が形成された誘電体層の前記共振電極と同一面上の前記n本の共振電極の開放端側端部に、前記n本の共振電極の開放端と面方向に所定ギャップをもって対向する内部アース電極が、前記n本の共振電極の配列領域をカバーし、前記n本の共振電極の開放端先端部を三方から囲むコの字状の折れ曲がり連続パターンとして配設されていることを特徴としている。
【0012】
この発明によると、内部に埋め込まれるn本の共振電極に対して、それらの共振電極の開放端に対向する内部アース電極を各共振電極毎ではなく、n本の共振電極が配列された領域をカバーするような一つの連続パターンとして配設することによって、共振電極の縁端部からの電界が内部アース電極に集中し、外部アース電極との直接的な結合が確実に抑制されて、対接地間容量の大部分は共振電極と内部アース電極との間で形成される。従って、製造工程で生じる位置ズレに起因するフィルタ特性のばらつきは効果的に低減される。
更に、内部アース電極を、共振電極開放端のみならず、開放端近傍の共振電極側面にも対向するように、折れ曲がり部を持たせた連続パターンとすることにより、言い換えれば共振電極先端部を三方から囲むようなコの字型とすることにより、共振電極先端部の外部アース電極との結合はより確実に抑制される。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、この発明の実施例を説明する。
図1はこの発明の一実施例による積層型誘電体フィルタの分解斜視図であり、図2は外観斜視図である。なお図5に示した従来構造と対応する部分には図5と同一符号を付してある。
【0014】
内部の第1の誘電体層10の面には、この実施例の場合、1/4波長ストリップライン共振器を構成するための2本の互いに平行な共振電極11,12が形成されている。共振電極11,12の接地端は第1の誘電体層10の一端まで配設されていて、図2に示すように積層後に側面に形成される外部アース電極50に接続される。第1の誘電体層10の共振電極11,12の開放端側端部には、第1の誘電体層10の幅wの全範囲にわたって連続する矩形パターンの内部アース電極13が配設されている。内部アース電極13は、共振電極11,12に対して所定ギャップg0をもって対向する。この内部アース電極13も側面に形成される外部アース電極50に接続される。
【0015】
第1の誘電体層10に重なる第2の誘電体層20の上面には、共振電極11,12に対してそれぞれ容量結合する入出力電極21,22が形成されている。これらの入出力電極21,22は、図2に示すように側面に形成される外部入出力電極60,70にそれぞれ接続される。
【0016】
第1の誘電体層10の下の誘電体層40には、上面に共振電極11,12間を容量結合させるための結合電極41が形成され、また共振電極11,12の先端に対接地間容量を付加するための付加容量電極42,43がそれぞれ共振電極11,12の先端部に重なるように形成されている。誘電体層40の下面には全面に外部アース電極50が形成される。
【0017】
第2の誘電体層20の上に重なる誘電体層30の上面には外部アース電極50と、外部入出力電極の一部となる電極61,71が形成されている。即ち電極61,71は、図2に示すように側面に形成される外部入出力電極60,70と接続されて、入出力端子の一部となる。
【0018】
具体的にこの実施例の誘電体フィルタをグリーンシート法により作製する場合、各誘電体層10,20,30,40にはそれぞれ、用いるセラミック材料の誘電率を勘案して設計すべきフィルタ特性に応じて必要な枚数のシートを重ねる。そして、上述した各電極が埋め込まれたセラミック積層体を形成した後、側面に銀ペーストの印刷,焼成等により外部アース電極50、外部入出力電極60,70等を形成する。
【0019】
図3は、この実施例による積層型誘電体フィルタの等価回路を示す。二つの共振電極11,12により、それぞれ分布定数型のLC並列共振回路1,2が形成される。二つの共振回路1,2の間は、主として結合電極41との間の静電容量により決まる結合容量C22と、結合電極41のインダクタンスにより決まる相互インダクタンスMにより結合される。入出力端IN,OUTの容量C21,C23は、入出力電極21,22と共振電極11,12間の静電容量である。共振器開放端の対接地容量C31,C32は、共振電極11,12の先端部と同じ面内の内部アース電極13との間、及び下層の付加容量電極42,43との間の容量により決まる。
【0020】
上述のようにこの実施例においては、共振電極11,12が形成された誘電体層10の面にこの面を横切る連続パターンをもって共振電極11,12の開放端に対向する内部アース電極13が形成される。従って、図8のように共振電極11,12に個別に対向する内部アース電極を設ける構造と異なり、共振電極11,12のエッジ効果による外部アース電極との結合がほぼ完全になくなるから、圧着,切断等の工程で電極の位置ズレがあっても、共振電極11,12の対接地容量、即ち図3に示す容量C31,C32のばらつきは殆ど生じない。これにより、フィルタの中心周波数や帯域幅の変動が確実に防止される。
また、共振電極11,12の対接地容量C31,C32は、共振電極11,12と内部アース電極13との間、及び下地の付加容量電極42,43との間で構成され、外部アース電極50の影響がなくなることから、フィルタ全体の小型化が図られる。
【0021】
なお図1の実施例では、内部アース電極13を第1の誘電体層10の幅全体にわたる連続パターンとしたが、この内部アース電極13は、エッジ効果を考慮して共振電極11,12と外部アース電極との直接的な結合を防止できる長さであればよい。従って、図4(a)に示すように、内部アース電極13を、少なくとも2本の共振電極11,12が配設された範囲をカバーするような連続パターンとして形成すれば、十分効果が得られる。
【0022】
図4(b)は、更に好ましい内部アース電極パターンを示す。この例では、図1に示す幅方向に横切る内部アース電極13に更に、共振電極11,12の先端部側面にも対向する折れ曲がり部14a,14bを連続的に形成している。内部アース電極13をこの様なコの字状の折れ曲がりパターンとして共振電極11,12の開放端先端部を三方から囲むことにより、図の左右方向の位置ズレによる影響が確実に抑制される。特にこの構成は、フィルタ全体を小型化するために共振電極11,12の側面と外部アース電極との間隔が小さくなった場合に有効である。
【0023】
図4(c)は、共振電極11,12として、開放端部に幅を大きくしたステップ部15,16を持つパターンを用いた場合に、図4(b)と同様の内部アース電極パターンを採用した例である。図のようなステップ部15,16を持つ共振電極11,12は、容量を大きくしてその分共振電極長を短縮する場合に用いられる。この場合、共振電極11,12の側面と外部アース電極との間隔はより小さくなるから、従来構造では位置ズレの影響が大きく出るが、この実施例のようにステップ部15,16に対向するように折れ曲がり部14a,14bを設けた内部アース電極13を用いることにより、効果的に特性ばらつきが低減される。
【0024】
図4(d)は、内部アース電極13の共振電極11,12との対向部に凸部17a,17bをパターン形成した例である。この様な内部アース電極パターンを用いても、上記実施例と同様に外部アース電極の影響を避けることができる。
【0025】
この発明は上記実施例に限られない。例えば実施例では、入出力電極21,22を同じ誘電体層に形成したが、入力電極21と出力電極22を共振電極11,12が形成された誘電体層の上下に配置される誘電体層に分けて配設する構造としてもよい。また、結合電極41や付加容量電極42,43を用いない構造や、これらを共振電極11,12が形成された誘電体層を挟んで上下に配置する構造とした場合にも同様にこの発明を適用することができる。更に、実施例では2本の共振電極を持つ場合を説明したが、3本以上の共振電極を持つフィルタにも同様にこの発明を適用することが可能である。
【0026】
【発明の効果】
以上述べたようにこの発明によれば、内部に埋め込まれるn本の共振電極に対して、それらの共振電極の開放端に対向する内部アース電極を各共振電極毎ではなく、n本の共振電極の範囲をカバーするような一つの連続パターンとして配設することによって、外部アース電極との直接的な結合が確実に抑制され、従って、積層型誘電体フィルタの製造工程で生じる位置ズレに起因するフィルタ特性のばらつきが効果的に低減される。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例による積層型誘電体フィルタの分解斜視図である。
【図2】同実施例の外観斜視図である。
【図3】同実施例のフィルタの等価回路である。
【図4】他の実施例の内部アース電極パターンである。
【図5】従来の積層型誘電体フィルタの分解斜視図である。
【図6】同従来例の共振電極パターンである。
【図7】同従来例の中心周波数の共振電極開放端側ギャップ依存性を示す特性図である。
【図8】他の従来例の内部アース電極パターンを示す。
【符号の説明】10…第1の誘電体層、11,12…共振電極、13…内部アース電極、20…第2の誘電体層、21,22…入出力電極、30,40…誘電体層、50…外部アース電極、60,61,70,71…外部入出力電極、14a,14b…折れ曲がり部。
Claims (1)
- ストリップライン型共振器を構成するn本(nは2以上の整数)の共振電極が形成された誘電体層と、前記共振電極に結合する入出力電極が形成された誘電体層とを含む複数の誘電体層の積層体により構成され、前記積層体の外面に前記共振電極の接地端が接続される外部アース電極、及び前記入出力電極がそれぞれ接続される外部入出力電極が形成された積層型誘電体フィルタにおいて、
前記n本の共振電極が形成された誘電体層の前記共振電極と同一面上の前記n本の共振電極の開放端側端部に、前記n本の共振電極の開放端と面方向に所定ギャップをもって対向する内部アース電極が、前記n本の共振電極の配列領域をカバーし、前記n本の共振電極の開放端先端部を三方から囲むコの字状の折れ曲がり連続パターンとして配設されている
ことを特徴とする積層型誘電体フィルタ。
Priority Applications (1)
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JP34831395A JP3543461B2 (ja) | 1995-12-18 | 1995-12-18 | 積層型誘電体フィルタ |
Applications Claiming Priority (1)
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JP34831395A JP3543461B2 (ja) | 1995-12-18 | 1995-12-18 | 積層型誘電体フィルタ |
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JP2004031466A Division JP2004140878A (ja) | 2004-02-09 | 2004-02-09 | 積層型誘電体フィルタ |
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Publication Number | Publication Date |
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JPH09167901A JPH09167901A (ja) | 1997-06-24 |
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Family Applications (1)
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JP34831395A Expired - Lifetime JP3543461B2 (ja) | 1995-12-18 | 1995-12-18 | 積層型誘電体フィルタ |
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-
1995
- 1995-12-18 JP JP34831395A patent/JP3543461B2/ja not_active Expired - Lifetime
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JPH09167901A (ja) | 1997-06-24 |
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