JP3811417B2

JP3811417B2 - filter

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Publication number: JP3811417B2
Application number: JP2002081861A
Authority: JP
Inventors: 哲也岡元
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2002-03-22
Filing date: 2002-03-22
Publication date: 2006-08-23
Anticipated expiration: 2022-03-22
Also published as: JP2003283205A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、通信機器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】
従来のフィルタとして、例えば特開平10−276005号公報には、図９（ａ）〜（ｈ）に分解平面図で、図10（ａ）および（ｂ）にそれぞれ図９中に示すＡｂ−ＡＡｂ断面図およびＢｂ―ＢＢｂ断面図で示す構成のものが提案されている。また、図11にこのフィルタの等価回路図を示し、図12にこのフィルタの周波数特性を線図で示す。なお、図12において横軸は周波数（単位：ＧＨｚ）を、縦軸は信号通過量Ｓ21（単位：ｄＢ）を表す。
【０００３】
これらの図において、101および102は入出力端子、141〜148は複数の誘電体層、103および104は複数の誘電体層141〜147を挟む一対の接地電極、151・153および155は先端開放ストリップ線路、152・154および156は先端短絡ストリップ線路、106および113はコンデンサ電極、109は一対の接地導体103・104間を接続する貫通導体、110は対向する先端開放ストリップ線路151・153および155を接続する貫通導体である。また、先端開放ストリップ線路151・153・155の自己アドミッタンスをそれぞれＹ１ｂ・Ｙ３ｂ・Ｙ５ｂとし、先端短絡ストリップ線路152・154・156の自己アドミッタンスをそれぞれＹ２ｂ・Ｙ４ｂ・Ｙ６ｂとし、先端開放ストリップ線路151と153との間の相互アドミッタンスをＹ13ｂ、先端開放ストリップ線路153と155との間の相互アドミッタンスをＹ35ｂ、先端短絡ストリップ線路152と154との間の相互アドミッタンスをＹ24ｂ、先端短絡ストリップ線路154と156との間の相互アドミッタンスをＹ46ｂとし、コンデンサ電極106と先端開放ストリップ線路151との間に生じる容量をＣ１ｂ、コンデンサ電極113と先端開放ストリップ線路155との間に生じる容量をＣ２ｂと等価的に表す。
【０００４】
この特開平10−276005号公報に開示されたフィルタによると、通過帯域の近傍に第１の減衰極ｆ１ｂを、高周波側に第１の減衰極ｆ１ｂよりも高い周波数の第２の減衰極ｆ２ｂ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103・104に挟まれた複数の誘電体層141〜147から成る誘電体基板の内部に、一端が接地電極103・104に接続された先端短絡ストリップ線路152・154・156と、その他端に接続された先端開放ストリップ線路151・153・155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、かつ２組の共振器の先端短絡ストリップ線路152・156と先端開放ストリップ線路151・155との接続点にそれぞれキャパシタを介して入出力端子101・102が接続されているとともに、先端開放ストリップ線路151・153・155の線路長を第２の減衰極ｆ２ｂの波長の略４分の１または先端短絡ストリップ線路152・154・156の線路長を第２の減衰極ｆ２ｂの波長の略２分の１としている。これによれば、各電極を側結合に近い結合状態になるように線路長方向に電磁界的に結合するように配置したことにより、先端開放ストリップ線路151・153・155間の相互アドミッタンスＹ13ｂ・Ｙ35ｂと、先端短絡ストリップ線路152・154・156間の相互アドミッタンスＹ24ｂ・Ｙ46ｂとを十分に大きくできるために、通過帯域の近傍に急峻な減衰極ｆ１ｂを持たせることができるというものである。
【０００５】
また、一対の接地電極103・104もストリップライン共振器の電極151〜156の一部と誘電体層141〜147とを挟んで配置されることから、ストリップライン共振器の各電極151〜156の自己アドミッタンスＹ１ｂ〜Ｙ６ｂを大きくすることができるため、狭帯域化を実現することができるというものである。
【０００６】
さらに、各共振器の先端開放ストリップ線路151・153・155の線路長を通過帯域の高周波側の第２の減衰極ｆ２ｂの波長の略４分の１または先端短絡ストリップ線路152・154・156の線路長を通過帯域の高周波側の第２の減衰極ｆ２ｂの波長の略２分の１としたことにより、第２の減衰極ｆ２ｂを通過帯域の２次高調波や３次高調波の減衰極として利用できると同時に、各共振器の共振器長を通過帯域の周波数の４分の１波長より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することができるというものである。
【０００７】
さらに、先端短絡ストリップ線路152・154・156の長さを線路幅の２〜３倍とし、先端開放ストリップ線路151・153・155との接続部の幅をほぼ同等にすることにより、共振電流の流れをスムーズにし、通過帯域の挿入損失を減らすことができるというものである。
【０００８】
そして、結合用コンデンサＣ１ｂ・Ｃ２ｂのコンデンサ電極106・113を先端開放ストリップ線路151・155間に挟むことにより、フィルタ自体を小型化することができるというものである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この特開平10−276005号公報に開示されたフィルタは、先端開放ストリップ線路151・153・155間の結合アドミッタンスＹ13ｂ・Ｙ35ｂと先端短絡ストリップ線路152・154・156間の結合アドミッタンスＹ24ｂ・Ｙ46ｂとの並列共振現象を利用して第１の減衰極ｆ１ｂを発現しているため、通過帯域の近傍にて大きな減衰量が得られるものの、減衰極の帯域が狭く、通過帯域の近傍にて大きな減衰量を得ると同時に帯域の広い減衰極を確保することが困難であるという問題点があった。
【００１０】
また、減衰極が狭いため、ストリップ線路の幅や積層ずれ、あるいは誘電体層141〜147間の厚みのばらつき等にて減衰極が移動してしまい、所望の帯域にて所望の減衰量を得ることが困難であるという問題点があった。
【００１１】
本発明は上記従来技術の問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的は、フィルタの通過帯域の近傍の減衰極の帯域を広げることができるとともに、十分な減衰量を確保しやすいフィルタを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明のフィルタは、通過帯域の低周波側の近傍に第１の減衰極を、高周波側に第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、前記先端開放ストリップ線路の線路長を前記第２の減衰極の波長の略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の減衰極の波長の略２分の１とするとともに、前記２組の共振器の前記先端開放ストリップ線路は、それぞれその前記先端短絡ストリップ線路の上下の層内に互いに対向させて形成された略同形状の先端開放ストリップライン電極と、前記先端短絡ストリップ線路と同じ層内に前記先端開放ストリップライン電極に対向させて形成された、前記先端開放ストリップライン電極と略同じ外形形状の枠状電極と、上下の前記先端開放ストリップライン電極および前記枠状電極を接続する貫通導体とから成り、前記２組の共振器の一方の前記枠状電極の内側にコンデンサ電極を配置して一方の入出力端子とし、かつ他方の前記枠状電極の内側に並列共振用コンデンサ電極と、一端が前記並列共振用コンデンサ電極に接続され、他端が前記枠状電極に接続された並列共振用ストリップ線路とを配置して、これら並列共振用コンデンサ電極と並列共振用ストリップ線路との接続点を他方の入出力端子としたことを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明のフィルタは、上記構成において、前記一方の前記枠状電極の内側に配置した前記コンデンサ電極に代えて、並列共振用コンデンサ電極と、一端が前記並列共振用コンデンサ電極に接続され、他端が前記枠状電極に接続された並列共振用ストリップ線路とを配置して、これら並列共振用コンデンサ電極と並列共振用ストリップ線路との接続点を一方の入出力端子としたことを特徴とするものである。
【００１４】
本発明のフィルタによれば、共振器を構成する先端開放ストリップ線路および先端短絡ストリップ線路の各電極を線路長方向に配置し、各電極間の相互アドミッタンスを大きくしたことにより、通過帯域の近傍に急峻な減衰極を持たせることができる。また、各電極を接地電極にて挟み、自己アドミッタンスを大きくしたことにより、狭帯域化することができる。
【００１５】
また、各共振器の先端開放ストリップ線路の線路長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としたことにより、第２の減衰極を通過帯域の２次高調波や３次高調波の減衰極として利用することができる。
【００１６】
また、各共振器の共振器長を通過帯域の周波数の４分の１波長より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することができる。
【００１７】
さらに、先端短絡ストリップ線路の長さを線路幅の２〜３倍とし、先端開放ストリップ線路との接続部の幅をほぼ同等にすることにより、共振電流の流れをスムーズにし、通過帯域の挿入損失を減らすことができる。
【００１８】
また、並列共振用コンデンサ電極と並列共振用ストリップ線路との並列共振現象により、通過帯域の低周波側の近傍に新たな減衰極を発現させることができるため、この新たな減衰極を適切に設けることにより減衰極の帯域を広げることができ、ストリップ線路の幅や積層ずれ、あるいは誘電体層間の厚みのばらつき等に起因して減衰極が移動しても、所望の帯域にて所望の減衰量が得られるフィルタを実現することができる。
【００１９】
また、先端開放ストリップ線路を構成する上下の先端開放ストリップライン電極に挟まれるようにして枠状電極の内側にコンデンサ電極・並列共振用コンデンサ電極および並列共振用ストリップ線路を配置したことにより、フィルタ自体を小型化できると同時に、全体の形状を大きくすることなく新たな減衰極を発現させることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のフィルタについて図面を参照しつつ説明する。
【００２１】
図１（ａ）〜（ｈ）は、本発明の第１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中に示すＡ−ＡＡ断面図とＢ―ＢＢ断面図である。また、図１に示すフィルタの等価回路図を図３に示す。また、図４は図１に示すフィルタにおける周波数特性を示す線図であり、横軸は周波数（単位：ＧＨｚ）を、縦軸は信号通過量Ｓ21（単位：ｄＢ）を表す。
【００２２】
これらの図において、１および２は入出力端子、41〜48は複数の誘電体層、３および４は複数の誘電体層41〜47を挟む一対の接地電極、51ａ〜ｃ・53ａ〜ｃおよび55ａ〜ｃは先端開放ストリップ線路（51ａ・51ｂ・53ａ・53ｂ・53ｃ・55ａ・55ｂは先端開放ストリップライン電極、51ｃ・55ｃは枠状電極であり、これらにより各先端開放ストリップ線路が構成されている）、52・54および56は先端短絡ストリップ線路、６はコンデンサ電極、７は並列共振用コンデンサ電極、８は並列共振用ストリップ線路、９は一対の接地導体３・４間を接続する貫通導体、10は対向する先端開放ストリップライン電極51ａ・51ｂおよび枠状電極51ｃを接続する貫通導体、11は対向する先端開放ストリップライン電極55ａ・55ｂおよび枠状電極55ｃを接続する貫通導体、12は対向する先端開放ストリップライン電極53ａ・53ｂ・53ｃを接続する貫通導体である。
【００２３】
また、先端開放ストリップ線路51ａ〜ｃ・53ａ〜ｃおよび55ａ〜ｃの自己アドミッタンスをそれぞれＹ１・Ｙ３およびＹ５とし、先端短絡ストリップ線路52・54および56の自己アドミッタンスをそれぞれＹ２・Ｙ４およびＹ６とし、先端開放ストリップ線路51ａ〜ｃと53ａ〜ｃとの間の相互アドミッタンスをＹ13、先端開放ストリップ線路53ａ〜ｃと55ａ〜ｃとの間の相互アドミッタンスをＹ35、先端短絡ストリップ線路52と54との間の相互アドミッタンスをＹ24、先端短絡ストリップ線路54と56との間の相互アドミッタンスをＹ46とし、コンデンサ電極６と先端開放ストリップ線路51ａ〜ｃとの間に生じる容量をＣ１、並列共振用コンデンサ電極７と先端開放ストリップ線路55ａ〜ｃとの間に生じる容量をＣ２、並列共振用ストリップ線路８によって生じるインダクタンス成分をＬ２として等価的に表す。
【００２４】
本発明の第１のフィルタによれば、各電極を側結合に近い結合状態になるように線路長方向に電磁界的に結合するように配置したことにより、先端開放ストリップ線路51ａ〜ｃ・53ａ〜ｃ・55ａ〜ｃ間の相互アドミッタンスＹ13・Ｙ35と、先端短絡ストリップ線路52・54・56間の相互アドミッタンスＹ24・Ｙ46とを十分に大きくできるため、入出力端子１・２間に直列に挿入されるＹ13とＹ24との並列共振による減衰極、およびＹ35とＹ46との並列共振による減衰極を通過帯域の近傍に設定でき、通過帯域の低周波側の近傍に急峻な減衰極ｆ１を持たせることができる。
【００２５】
また、一対の接地電極３・４も、ストリップライン共振器の各電極を構成する各線路51ａ〜ｃ・52・53ａ〜ｃ・54・55ａ〜ｃ・56の一部と誘電体層41〜47とを挟んで配置されることから、ストリップライン共振器の各電極を構成する各線路51ａ〜ｃ・52・53ａ〜ｃ・54・55ａ〜ｃ・56の自己アドミッタンスＹ１〜Ｙ６を大きくすることができ、51ａ〜ｃおよび52、53ａ〜ｃおよび54、55ａ〜ｃ・56からなる各ストリップライン共振器自体の帯域を狭くすることができるため、フィルタとしても狭帯域化を実現することができる。
【００２６】
さらに、各共振器の先端開放ストリップ線路51ａ〜ｃ・53ａ〜ｃ・55ａ〜ｃの線路長を通過帯域の高周波側の第２の減衰極ｆ２の波長の略４分の１とするか、または先端短絡ストリップ線路52・54・56の線路長を通過帯域の高周波側の第２の減衰極ｆ２の波長の略２分の１としたことにより、第２の減衰極ｆ２を通過帯域の２次高調波や３次高調波の減衰極として利用できると同時に、各共振器の共振器長を通過帯域の周波数の４分の１波長より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することができるものとなる。
【００２７】
さらにまた、先端短絡ストリップ線路52・54・56の線路長を線路幅の２〜３倍とし、先端開放ストリップ線路51ａ〜ｃ・53ａ〜ｃ・55ａ〜ｃとの接続部の幅をほぼ同等にすることにより、共振電流の流れをスムーズにして通過帯域の挿入損失を減らすことができる。
【００２８】
また、並列共振用コンデンサＣ２と並列共振用インダクタＬ２との並列共振現象により通過帯域の低周波側に新たな減衰極ｆ３を発現させることができるため、通過帯域の低周波側の近傍の減衰極ｆ１のさらに低周波側に新たな減衰極ｆ３を適切に設けることにより減衰極の帯域を広げることができ、ストリップラインの幅や積層ずれ、誘電体間の厚みのばらつき等に起因して減衰極が移動しても所望の帯域にて所望の減衰量を得るフィルタを実現することができる。
【００２９】
また、先端開放ストリップ線路55ａ〜ｃを構成する上下の先端開放ストリップライン電極55ａ・55ｂに挟まれるようにして枠状電極55ｃの内側に並列共振用コンデンサ電極７・並列共振用ストリップ線路８を配置したことにより、並列共振用コンデンサ電極７および並列共振用ストリップ線路８の電極を新たに別の層や別の場所に設ける必要がないことから、全体の形状を大きくすることなく新たな減衰極ｆ３を発現させることができる。
【００３０】
次に、本発明の第２のフィルタについて図面を参照しつつ説明する。
【００３１】
図５（ａ）〜（ｈ）は、本発明の第２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６（ａ）および（ｂ）はそれぞれ図５中に示すＡａ−ＡＡａ断面図およびＢａ―ＢＢａ断面図である。また、図５に示すフィルタの等価回路図を図７に示す。また、図８は図１に示すフィルタにおける周波数特性を示す線図であり、横軸は周波数（単位：ＧＨｚ）を、縦軸は信号通過量Ｓ21（単位：ｄＢ）を表す。
【００３２】
これらの図において、図１〜図４と同様の箇所には同じ符号を付してあり、１および２は入出力端子、41〜48は複数の誘電体層、３および４は複数の誘電体層41〜47を挟む一対の接地電極、51ａ〜ｃ・53ａ〜ｃおよび55ａ〜ｃは先端開放ストリップ線路（51ａ・51ｂ・53ａ・53ｂ・53ｃ・55ａ・55ｂは先端開放ストリップライン電極、51ｃ・55ｃは枠状電極であり、これらにより各先端開放ストリップ線路が構成されている）、52・54および56は先端短絡ストリップ線路である。また、７および７’は並列共振用コンデンサ電極、８および８’は並列共振用ストリップ線路、９は一対の接地導体３・４間を接続する貫通導体、10は対向する先端開放ストリップライン電極51ａ・51ｂおよび枠状電極51ｃを接続する貫通導体、11は対向する先端開放ストリップライン電極55ａ・55ｂおよび枠状電極55ｃを接続する貫通導体、12は対向する先端開放ストリップライン電極53ａ・53ｂ・53ｃを接続する貫通導体である。
【００３３】
また、先端開放ストリップ線路51ａ〜ｃ・53ａ〜ｃおよび55ａ〜ｃの自己アドミッタンスをそれぞれＹ１ａ・Ｙ３ａおよびＹ５ａとし、先端短絡ストリップ線路52・54および56の自己アドミッタンスをそれぞれＹ２ａ・Ｙ４ａおよびＹ６ａとし、先端開放ストリップ線路51ａ〜ｃと53ａ〜ｃとの間の相互アドミッタンスをＹ13ａ、先端開放ストリップ線路53ａ〜ｃと55ａ〜ｃとの間の相互アドミッタンスをＹ35ａ、先端短絡ストリップ線路52と54との間の相互アドミッタンスをＹ24ａ、先端短絡ストリップ線路54と56との間の相互アドミッタンスをＹ46ａとし、並列共振用コンデンサ電極７’と先端開放ストリップ線路51ａ〜ｃとの間に生じる容量をＣ１ａ、並列共振用コンデンサ電極７と先端開放ストリップ線路55ａ〜ｃとの間に生じる容量をＣ２ａ、並列共振用ストリップ線路８’によって生じるインダクタンス成分をＬ１ａ、並列共振用ストリップ線路８によって生じるインダクタンス成分をＬ２ａとして等価的に表す。
【００３４】
本発明の第２のフィルタによれば、各電極を側結合に近い結合状態になるように線路長方向に電磁界的に結合するように配置したことにより、先端開放ストリップ線路51ａ〜ｃ・53ａ〜ｃ・55ａ〜ｃ間の相互アドミッタンスＹ13ａ・Ｙ35ａと、先端短絡ストリップ線路52・54・56間の相互アドミッタンスＹ24ａ・Ｙ46ａとを十分に大きくできるため、入出力端子１・２間に直列に挿入されるＹ13ａとＹ24ａとの並列共振による減衰極、およびＹ35ａとＹ46ａとの並列共振による減衰極を通過帯域の近傍に設定でき、通過帯域の低周波側の近傍に急峻な減衰極ｆ１ａを持たせることができる。
【００３５】
また、一対の接地電極３・４もストリップライン共振器の各電極を構成する各線路51ａ〜ｃ・52・53ａ〜ｃ・54・55ａ〜ｃ・56の一部と誘電体層41〜47とを挟んで配置されることから、ストリップライン共振器の各電極を構成する各線路51ａ〜ｃ・52・53ａ〜ｃ・54・55ａ〜ｃ・56の自己アドミッタンスＹ１ａ〜Ｙ６ａを大きくすることができ、51ａ〜ｃおよび52、53ａ〜ｃおよび54、55ａ〜ｃ・56からなる各ストリップライン共振器自体の帯域を狭くすることができるため、フィルタとしても狭帯域化を実現することができる。
【００３６】
さらに、各共振器の先端開放ストリップ線路51ａ〜ｃ・53ａ〜ｃ・55ａ〜ｃの線路長を通過帯域の高周波側の第２の減衰極ｆ２ａの波長の略４分の１とするか、または先端短絡ストリップ線路52・54・56の線路長を通過帯域の高周波側の第２の減衰極ｆ２ａの波長の略２分の１としたことにより、第２の減衰極ｆ２ａを通過帯域の２次高調波や３次高調波の減衰極として利用できると同時に、各共振器の共振器長を通過帯域の周波数の４分の１波長より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することができるものとなる。
【００３７】
さらにまた、先端短絡ストリップ線路52・54・56の線路長を線路幅の２〜３倍とし、先端開放ストリップ線路51ａ〜ｃ・53ａ〜ｃ・55ａ〜ｃとの接続部の幅をほぼ同等にすることにより、共振電流の流れをスムーズにして通過帯域の挿入損失を減らすことができる。
【００３８】
また、並列共振用コンデンサＣ２ａと並列共振用インダクタＬ２ａとの並列共振現象により通過帯域の低周波側に新たな減衰極ｆ３ａを、並列共振用コンデンサＣ１ａと並列共振用インダクタＬ１ａとの並列共振現象により通過帯域の低周波側に新たな減衰極ｆ４ａをそれぞれ発現させることができるため、通過帯域の低周波側の近傍の減衰極ｆ１ａのさらに低周波側に新たな減衰極ｆ３ａ・ｆ４ａを適切に設けることにより減衰極の帯域を本発明の第１のフィルタに比べてさらに広げることができ、ストリップラインの幅や積層ずれ、誘電体間の厚みのばらつき等に起因して減衰極が移動しても所望の帯域にて所望の減衰量を得るフィルタを実現することができる。
【００３９】
また、先端開放ストリップ線路55ａ〜ｃを構成する上下の先端開放ストリップライン電極55ａ・55ｂに挟まれるようにして枠状電極55ｃの内側に並列共振用コンデンサ電極７および並列共振用ストリップ線路８を配置するとともに、先端開放ストリップ線路51ａ〜ｃを構成する上下の先端開放ストリップライン電極51ａ・51ｂに挟まれるようにして枠状電極51ｃの内側に並列共振用コンデンサ電極７’および並列共振用ストリップ線路８’を配置したことにより、並列共振用コンデンサ電極７・７’および並列共振用ストリップ線路８・８’の電極を新たに別の層や別の場所に設ける必要がないことから、全体の形状を大きくすることなく新たな減衰極ｆ３ａおよびｆ４ａを発現させることができる。
【００４０】
本発明のフィルタは、例えば誘電体層がセラミックスから成る場合であれば、焼成後に各誘電体層となる誘電体セラミックグリーンシートに所定の孔開け加工を施すとともに各電極のパターン形状および貫通導体となる貫通孔やグリーンシートの側面等に導体ペーストを塗布し、これらを積層して焼成することによって製作される。あるいは、誘電体層がフッ素樹脂やガラスエポキシ樹脂・ポリイミド樹脂から成る樹脂基板を用い、その誘電体層の表面に被着された銅箔をエッチングして各電極パターン形成を行ない、さらに層間接続用ビア導体を形成して積層プレスするような多層基板によって製作される。
【００４１】
本発明のフィルタを構成する誘電体層には、アルミナセラミックス・ムライトセラミックス等のセラミックス材料やガラスセラミックス等の無機系材料、あるいは四フッ化エチレン樹脂（ポリテトラフルオロエチレン；ＰＴＦＥ）・四フッ化エチレン−エチレン共重合樹脂（テトラフルオロエチレン−エチレン共重合樹脂；ＥＴＦＥ）・四フッ化エチレン−パーフルオロアルコキシエチレン共重合樹脂（テトラフルオロエチレン−パーフルテロアルキルビニルエーテル共重合樹脂；ＰＦＡ）等のフッ素樹脂やガラスエポキシ樹脂・ポリイミド等の樹脂系材料等が用いられる。また、電極には、高周波信号伝送用の金属材料の導体層、例えばＣｕ層・Ｍｏ−Ｍｎのメタライズ層上にＮｉメッキ層およびＡｕメッキ層を被着させたもの・Ｗのメタライズ層上にＮｉメッキ層およびＡｕメッキ層を被着させたもの・Ｃｒ−Ｃｕ合金層・Ｃｒ−Ｃｕ合金層上にＮｉメッキ層およびＡｕメッキ層を被着させたもの・Ｔａ₂Ｎ層上にＮｉ−Ｃｒ合金層およびＡｕメッキ層を被着させたもの・Ｔｉ層上にＰｔ層およびＡｕメッキ層を被着させたもの・またはＮｉ−Ｃｒ合金層上にＰｔ層およびＡｕメッキ層を被着させたもの等を用いて、厚膜印刷法あるいは各種の薄膜形成方法やメッキ法等により形成される。その厚みや幅は、伝送される高周波信号の周波数や用途等に応じて設定される。
【００４２】
なお、本発明は以上の実施の形態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、上面に電子部品などを実装しフィルタを内蔵したモジュールとし構成したり、その他の誘電体を積層し構成可能なダイプレクサやバラン等の部品と一体化してもよい。
【００４３】
【発明の効果】
本発明のフィルタによれば、通過帯域の低周波側の近傍に第1の減衰極を、高周波側に第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、前記先端開放ストリップ線路の線路長を前記第２の減衰極の波長の略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の減衰極の波長の略２分の１とするとともに、前記２組の共振器の前記先端開放ストリップ線路は、それぞれその前記先端短絡ストリップ線路の上下の層内に互いに対向させて形成された略同形状の先端開放ストリップライン電極と、前記先端短絡ストリップ線路と同じ層内に前記先端開放ストリップライン電極に対向させて形成された、前記先端開放ストリップライン電極と略同じ外形形状の枠状電極と、上下の前記先端開放ストリップライン電極および前記枠状電極を接続する貫通導体とから成り、前記２組の共振器の一方の前記枠状電極の内側にコンデンサ電極を配置して一方の入出力端子とし、かつ他方の前記枠状電極の内側に並列共振用コンデンサ電極と、一端が前記並列共振用コンデンサ電極に接続され、他端が前記枠状電極に接続された並列共振用ストリップ線路とを配置して、これら並列共振用コンデンサ電極と並列共振用ストリップ線路との接続点を他方の入出力端子としたことから、共振器を構成する先端開放ストリップ線路および先端短絡ストリップ線路の各電極を線路長方向に配置し、各電極間の相互アドミッタンスを大きくしたことにより、通過帯域の近傍に急峻な減衰極を持たせることができる。また、各電極を接地電極にて挟み、自己アドミッタンスを大きくしたことにより、狭帯域化することができる。
【００４４】
また、各共振器の先端開放ストリップ線路の線路長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としたことにより、第２の減衰極を通過帯域の２次高調波や３次高調波の減衰極として利用することができる。
【００４５】
また、各共振器の共振器長を通過帯域の周波数の４分の１波長より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することができる。
【００４６】
さらに、先端短絡ストリップ線路の長さを線路幅の２〜３倍とし、先端開放ストリップ線路との接続部の幅をほぼ同等にすることにより、共振電流の流れをスムーズにし、通過帯域の挿入損失を減らすことができる。
【００４７】
また、並列共振用コンデンサと並列共振用インダクタとの並列共振現象により、通過帯域の低周波側の近傍に新たな減衰極を発現させることができるため、すなわち、２組の共振器の先端開放ストリップ線路を構成する、貫通導体により接続された上下の先端開放ストリップライン電極の間に挟まれるようにして枠状電極の内側に、並列共振用コンデンサ電極と、一端が並列共振用コンデンサ電極に接続され、他端が枠状電極に接続された並列共振用ストリップ線路との並列共振現象によって通過帯域の低周波側の近傍の第１の減衰極のさらに低周波側に新たな第３の減衰極を発現させることができるため、この新たな減衰極を適切に設けることによりフィルタの通過帯域の低周波側の近傍の減衰極の帯域を広げることができ、ストリップ線路の幅や積層ずれ、あるいは誘電体層間の厚みのばらつき等に起因して減衰極が移動しても、所望の帯域にて所望の減衰量を確保しやすいフィルタを実現することができる。
【００４８】
また、先端開放ストリップ線路を構成する上下の先端開放ストリップライン電極に挟まれるようにして枠状電極の内側にコンデンサ電極・並列共振用コンデンサ電極および並列共振用ストリップ線路を配置したことにより、フィルタ自体を小型化できると同時に、全体の形状を大きくすることなく新たな減衰極を発現させることができる。
【００４９】
また、本発明のフィルタによれば、上記構成において、一方の枠状電極の内側に配置したコンデンサ電極に代えて、並列共振用コンデンサ電極と、一端が並列共振用コンデンサ電極に接続され、他端が枠状電極に接続された並列共振用ストリップ線路とを配置して、これら並列共振用コンデンサ電極と並列共振用ストリップ線路との接続点を一方の入出力端子としたときには、２組の共振器の並列共振用コンデンサ電極と並列共振用ストリップ線路との並列共振現象によって、通過帯域の低周波側の近傍の第１の減衰極のさらに低周波側に新たに第３および第４の減衰極を発現させることができるため、フィルタの通過帯域の低周波側の近傍の減衰極の帯域を広げることができ、所望の帯域にて所望の減衰量を確保しやすいフィルタを実現することができる。
【００５０】
以上により、本発明のフィルタによれば、フィルタの通過帯域の近傍の減衰極の帯域を広げることができるとともに、十分な減衰量を確保しやすい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）は本発明の第1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）は図１に示すフィルタの例のＡ−ＡＡ線断面図およびＢ−ＢＢ線断面図である。
【図３】図１に示すフィルタの等価回路図である。
【図４】図１に示すフィルタの信号通過量の周波数特性を示す線図である。
【図５】（ａ）〜（ｈ）は本発明の第２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６】（ａ）および（ｂ）は図５に示すフィルタの例のＡａ−ＡＡａ線断面図およびＢａ−ＢＢａ線断面図である。
【図７】図５に示すフィルタの等価回路図である。
【図８】図５に示すフィルタの信号通過量の周波数特性を示す線図である。
【図９】（ａ）〜（ｈ）は従来のフィルタの例を示す分解平面図である。
【図１０】（ａ）および（ｂ）は図９に示すフィルタの例のＡｂ−ＡＡｂ線断面図およびＢｂ−ＢＢｂ線断面図である。
【図１１】図９に示すフィルタの等価回路図である。
【図１２】図９に示すフィルタの信号通過量の周波数特性を示す線図である。
【符号の説明】
１、２・・・入出力端子
３、４・・・接地電極
41〜48・・・誘電体層
51ａ〜ｃ、53ａ〜ｃ、55ａ〜ｃ・・・先端開放ストリップ線路
51ａ、51ｂ、53ａ〜ｃ、55ａ、55ｂ・・・先端開放ストリップライン電極
51ｃ、55ｃ・・・枠状電極
52、54、56・・・先端短絡ストリップ線路
６・・・コンデンサ電極
７、７’・・・並列共振用コンデンサ電極
８、８’・・・並列共振用ストリップ線路
９、10、11、12・・・貫通導体
ｆ１ａ、ｆ１ｂ・・・第１の減衰極
ｆ２ａ、ｆ２ｂ・・・第２の減衰極[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a filter built in a multilayer substrate used for communication equipment and the like, particularly to a band pass filter.
[0002]
[Prior art]
As a conventional filter, for example, in Japanese Patent Laid-Open No. 10-276005, FIGS. 9A to 9H are exploded plan views, and FIGS. 10A and 10B are respectively Ab-AAb shown in FIG. A configuration having a cross-sectional view and a Bb-BBb cross-sectional view has been proposed. FIG. 11 shows an equivalent circuit diagram of the filter, and FIG. 12 shows a frequency characteristic of the filter in a diagram. In FIG. 12, the horizontal axis represents frequency (unit: GHz) and the vertical axis represents signal passing amount S21 (unit: dB).
[0003]
In these figures, 101 and 102 are input / output terminals, 141 to 148 are a plurality of dielectric layers, 103 and 104 are a pair of ground electrodes sandwiching the plurality of dielectric layers 141 to 147, and 151, 153 and 155 are open-ended. Strip lines, 152, 154 and 156 are short-circuited short-circuit strip lines, 106 and 113 are capacitor electrodes, 109 is a through conductor connecting between a pair of ground conductors 103 and 104, and 110 is an opposed open-ended strip line 151, 153 and 155. Is a through conductor connecting the two. The self-admittances of the open-end strip lines 151, 153, and 155 are Y1b, Y3b, and Y5b, respectively, and the self-admittances of the short-circuited strip lines 152, 154, and 156 are Y2b, Y4b, and Y6b, respectively. Y13b, the mutual admittance between the open-ended strip lines 153 and 155, Y35b, the mutual admittance between the short-circuited strip lines 152 and 154, Y24b, and the short-circuited strip lines 154 and 156 The mutual admittance between the capacitor electrode 106 and the open end strip line 151 is equivalently expressed as C1b, and the capacity generated between the capacitor electrode 113 and the open end strip line 155 is equivalently expressed as C2b.
[0004]
According to the filter disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-276005, the first attenuation pole f1b is located in the vicinity of the pass band, and the second attenuation pole f2b having a higher frequency than the first attenuation pole f1b is located on the high frequency side. A filter having a frequency band characteristic having one end connected to a ground electrode 103/104 inside a dielectric substrate composed of a plurality of dielectric layers 141 to 147 sandwiched between a pair of ground electrodes 103/104. Three sets of resonators composed of the short-circuited short-circuit strip lines 152, 154, and 156 and the open-end strip lines 151, 153, and 155 connected to the other ends are disposed, and two of these resonators are disposed in the other Each resonator is electromagnetically coupled in the length direction of the line by being positioned in a different layer from one set of resonators, and the short-circuited strip lines 152 and 156 of the two sets of resonators and the open-ended strip lines 151 and Enter the connection point with 155 via a capacitor. The force terminals 101 and 102 are connected, and the line lengths of the open-end strip lines 151, 153, and 155 are set to approximately one-fourth of the wavelength of the second attenuation pole f2b or the short-circuited strip lines 152, 154, and 156 The line length is approximately one half of the wavelength of the second attenuation pole f2b. According to this, by arranging each electrode to be electromagnetically coupled in the line length direction so as to be in a coupling state close to side coupling, the mutual admittance Y13b between the open-end strip lines 151, 153, and 155 Since Y35b and the mutual admittance Y24b / Y46b between the short-circuited strip lines 152, 154, and 156 can be made sufficiently large, a steep attenuation pole f1b can be provided in the vicinity of the pass band.
[0005]
In addition, since the pair of ground electrodes 103 and 104 are also arranged with a part of the electrodes 151 to 156 of the stripline resonator and the dielectric layers 141 to 147 interposed therebetween, the electrodes 151 to 156 of the stripline resonator are arranged. Since the self-admittances Y1b to Y6b can be increased, a narrow band can be realized.
[0006]
Furthermore, the line lengths of the open-end strip lines 151, 153, and 155 of the resonators are set to approximately one-fourth of the wavelength of the second attenuation pole f2b on the high-frequency side of the pass band or the short-circuited strip lines 152, 154, and 156. By setting the line length to approximately one half of the wavelength of the second attenuation pole f2b on the high frequency side of the pass band, the second attenuation pole f2b is used as the attenuation pole of the second harmonic or third harmonic of the pass band. At the same time, by making the resonator length of each resonator shorter than a quarter wavelength of the passband frequency, the filter can be miniaturized as a built-in filter.
[0007]
Furthermore, the length of the short-circuited short-circuit strip lines 152, 154, and 156 is set to 2 to 3 times the line width, and the widths of the connection portions with the open-end strip lines 151, 153, and 155 are made substantially equal to each other. The flow can be made smoother and the insertion loss in the passband can be reduced.
[0008]
The filter itself can be reduced in size by sandwiching the capacitor electrodes 106 and 113 of the coupling capacitors C1b and C2b between the strip lines 151 and 155 with open ends.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, the filter disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 10-276005 has a coupling admittance Y13b / Y35b between the open-ended strip lines 151/153/155 and a coupled admittance Y24b / Y46b between the short-circuited strip lines 152/154/156. Since the first attenuation pole f1b is expressed by utilizing the parallel resonance phenomenon with, a large attenuation amount is obtained in the vicinity of the pass band, but the attenuation pole band is narrow and large in the vicinity of the pass band. There is a problem that it is difficult to obtain an attenuation pole having a wide band while obtaining an attenuation amount.
[0010]
In addition, since the attenuation pole is narrow, the attenuation pole moves due to the strip line width, stacking deviation, or thickness variation between the dielectric layers 141 to 147, and the desired attenuation is obtained in a desired band. There was a problem that it was difficult.
[0011]
The present invention has been devised in view of the above-mentioned problems of the prior art, and the object thereof is to widen the band of the attenuation pole in the vicinity of the pass band of the filter and to easily secure a sufficient attenuation. To provide a filter.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The filter of the present invention is a filter having a frequency band characteristic having a first attenuation pole in the vicinity of the low frequency side of the pass band and a second attenuation pole on the high frequency side, and is sandwiched between a pair of ground electrodes. A resonant circuit comprising a tip short-circuited strip line having one end connected to the ground electrode and a tip-open strip line connected to the other end of the tip short-circuited strip line inside a dielectric substrate comprising a plurality of dielectric layers. 3 sets of resonators are arranged, and two of the resonators are positioned in a different layer from the other set of resonators, and each resonator is electromagnetically coupled in the line length direction. The line length of the open-end strip line is set to approximately one quarter of the wavelength of the second attenuation pole, or the line length of the short-circuited strip line is set to approximately one-half of the wavelength of the second attenuation pole. , Opening the tips of the two sets of resonators The trip lines are each provided with open-ended stripline electrodes having substantially the same shape formed in the upper and lower layers of the short-circuited short-circuit strip line, respectively, and the open-ended stripline in the same layer as the short-circuited short-circuit strip line. A frame-like electrode formed in opposition to the electrode and having substantially the same outer shape as the open-end stripline electrode, and upper and lower open-end stripline electrodes and through conductors connecting the frame-like electrodes, Capacitor electrodes are arranged inside one of the frame-shaped electrodes of the set of resonators as one input / output terminal, and parallel resonance capacitor electrodes are arranged inside the other frame-shaped electrode, and one end is used for the parallel resonance. A parallel resonance strip line connected to the capacitor electrode and having the other end connected to the frame-like electrode. The connection point between the electrode and the parallel resonant stripline is characterized in that it has the other input terminal.
[0013]
Further, in the filter of the present invention, in the above configuration, instead of the capacitor electrode arranged inside the one frame-like electrode, a parallel resonance capacitor electrode and one end are connected to the parallel resonance capacitor electrode, A parallel resonance strip line having the other end connected to the frame-like electrode is disposed, and a connection point between the parallel resonance capacitor electrode and the parallel resonance strip line is used as one input / output terminal. To do.
[0014]
According to the filter of the present invention, the electrodes of the open-ended strip line and the short-circuited strip line constituting the resonator are arranged in the line length direction, and the mutual admittance between the electrodes is increased, so that the vicinity of the pass band is obtained. A steep attenuation pole can be provided. Further, the band can be narrowed by sandwiching each electrode with the ground electrode and increasing the self-admittance.
[0015]
Further, the line length of the open strip line at the end of each resonator is set to approximately one-fourth of the wavelength of the second attenuation pole on the high frequency side of the pass band or the line length of the short-circuited strip line is set to the second high frequency side of the pass band. By setting it to approximately one half of the wavelength of the attenuation pole, the second attenuation pole can be used as the attenuation pole of the second harmonic or third harmonic of the pass band.
[0016]
Further, by making the resonator length of each resonator shorter than a quarter wavelength of the passband frequency, the filter can be miniaturized as a substrate built-in type filter.
[0017]
In addition, the length of the short-circuited short-circuit strip line is set to 2 to 3 times the line width, and the width of the connection portion with the open-end strip line is made approximately equal, thereby smoothing the flow of resonance current and insertion loss in the passband. Can be reduced.
[0018]
In addition, since a new attenuation pole can be developed in the vicinity of the low frequency side of the passband due to the parallel resonance phenomenon of the parallel resonance capacitor electrode and the parallel resonance strip line, this new attenuation pole is appropriately provided. Therefore, even if the attenuation pole moves due to the strip line width, stacking deviation, or variation in thickness between dielectric layers, the desired attenuation can be obtained in the desired band. Can be obtained.
[0019]
In addition, the capacitor electrode, the parallel resonance capacitor electrode, and the parallel resonance strip line are arranged inside the frame electrode so as to be sandwiched between the upper and lower open end strip line electrodes constituting the open end strip line. Can be reduced in size, and a new attenuation pole can be developed without increasing the overall shape.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the filter of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0021]
FIGS. 1A to 1H are exploded plan views showing an example of an embodiment of the first filter of the present invention, and FIGS. 2A and 2B are respectively A shown in FIG. -AA sectional view and B-BB sectional view. FIG. 3 shows an equivalent circuit diagram of the filter shown in FIG. 4 is a diagram showing the frequency characteristics of the filter shown in FIG. 1. The horizontal axis represents the frequency (unit: GHz), and the vertical axis represents the signal passing amount S21 (unit: dB).
[0022]
In these drawings, 1 and 2 are input / output terminals, 41 to 48 are a plurality of dielectric layers, 3 and 4 are a pair of ground electrodes sandwiching the plurality of dielectric layers 41 to 47, 51a to c and 53a to c, and 55a-c are open-end strip lines (51a, 51b, 53a, 53b, 53c, 55a and 55b are open-end strip line electrodes, and 51c and 55c are frame-shaped electrodes. 52, 54 and 56 are short-circuited strip lines, 6 is a capacitor electrode, 7 is a capacitor electrode for parallel resonance, 8 is a strip line for parallel resonance, and 9 is a through conductor connecting between a pair of ground conductors 3 and 4. , 10 is a through conductor connecting the opposing open end strip line electrodes 51a and 51b and the frame-like electrode 51c, 11 is a through conductor connecting the opposing open end strip line electrodes 55a and 55b and the frame-like electrode 55c, and 12 is a pair A through conductor that connects the open-end strip line electrodes 53a · 53b · 53c to.
[0023]
Further, the self-admittances of the open-end strip lines 51a-c, 53a-c and 55a-c are Y1, Y3 and Y5, respectively, and the self-admittances of the short-circuited strip lines 52, 54 and 56 are Y2, Y4 and Y6, respectively. The mutual admittance between the open-end strip lines 51a-c and 53a-c is Y13, the mutual admittance between the open-end strip lines 53a-c and 55a-c is Y35, and between the short-circuited strip lines 52 and 54. The mutual admittance is Y24, the mutual admittance between the short-circuited strip lines 54 and 56 is Y46, the capacitance generated between the capacitor electrode 6 and the open-circuit strip lines 51a to 51c is C1, and the parallel resonant capacitor electrode 7 Capacitance generated between the open-ended strip lines 55a to 55c is generated by the parallel resonant strip line C2. The inductance component is equivalently expressed as L2.
[0024]
According to the first filter of the present invention, by disposing each electrode so as to be electromagnetically coupled in the line length direction so as to be in a coupling state close to side coupling, the open end strip lines 51a to 51c are formed. The mutual admittances Y13 and Y35 between ~ c and 55a-c and the mutual admittances Y24 and Y46 between the short-circuited strip lines 52, 54 and 56 can be made sufficiently large, so they are inserted in series between the input and output terminals 1 and 2 The attenuation pole due to the parallel resonance of Y13 and Y24 and the attenuation pole due to the parallel resonance of Y35 and Y46 can be set in the vicinity of the pass band, and the steep attenuation pole f1 is provided in the vicinity of the low frequency side of the pass band. be able to.
[0025]
The pair of ground electrodes 3 and 4 also includes a part of each line 51a to c, 52, 53a to c, 54, 55a to c, 56 and dielectric layers 41 to 47 constituting each electrode of the stripline resonator. Therefore, the self-admittances Y1 to Y6 of the lines 51a to c, 52, 53a to c, 54, 55a to c and 56 constituting the electrodes of the stripline resonator can be increased. In addition, since the band of each stripline resonator itself composed of 51a to c and 52, 53a to c and 54, 55a to c · 56 can be narrowed, narrowing of the band can also be realized as a filter.
[0026]
Furthermore, the line lengths of the open-end strip lines 51a to c, 53a to c, and 55a to c of each resonator are set to approximately one quarter of the wavelength of the second attenuation pole f2 on the high frequency side of the pass band, or By setting the line length of the short-circuited short-circuit strip lines 52, 54, and 56 to approximately one half of the wavelength of the second attenuation pole f2 on the high frequency side of the pass band, the second attenuation pole f2 is the secondary of the pass band. It can be used as an attenuation pole for harmonics and third harmonics, and at the same time, by reducing the resonator length of each resonator to less than a quarter wavelength of the passband frequency, it can be miniaturized as a filter with a built-in substrate. It will be possible.
[0027]
Furthermore, the lengths of the short-circuited short-circuit strip lines 52, 54, and 56 are set to 2 to 3 times the line width, and the widths of the connecting portions with the open-end strip lines 51a to c, 53a to c, and 55a to c are substantially equal. By doing so, the flow of the resonance current can be made smooth and the insertion loss of the pass band can be reduced.
[0028]
Further, since a new attenuation pole f3 can be developed on the low frequency side of the pass band due to the parallel resonance phenomenon of the parallel resonance capacitor C2 and the parallel resonance inductor L2, the attenuation pole near the low frequency side of the pass band can be developed. By appropriately providing a new attenuation pole f3 on the lower frequency side of f1, the band of the attenuation pole can be widened, and the attenuation pole is caused by strip line width, stacking deviation, thickness variation between dielectrics, and the like. It is possible to realize a filter that obtains a desired attenuation amount in a desired band even if is moved.
[0029]
Further, the parallel resonance capacitor electrode 7 and the parallel resonance strip line 8 are arranged inside the frame-shaped electrode 55c so as to be sandwiched between the upper and lower end open strip line electrodes 55a and 55b constituting the open end strip lines 55a to 55c. As a result, it is not necessary to newly provide the electrodes of the parallel resonance capacitor electrode 7 and the parallel resonance strip line 8 in another layer or in another place, so that a new attenuation pole f3 can be obtained without increasing the overall shape. Can be expressed.
[0030]
Next, the second filter of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0031]
FIGS. 5A to 5H are exploded plan views showing an example of an embodiment of the second filter of the present invention. FIGS. 6A and 6B are respectively Aa- shown in FIG. It is AAa sectional drawing and Ba-BBa sectional drawing. FIG. 7 shows an equivalent circuit diagram of the filter shown in FIG. FIG. 8 is a diagram showing frequency characteristics in the filter shown in FIG. 1. The horizontal axis represents frequency (unit: GHz), and the vertical axis represents signal passing amount S21 (unit: dB).
[0032]
In these figures, the same reference numerals are given to the same parts as in FIGS. 1 to 4, 1 and 2 are input / output terminals, 41 to 48 are a plurality of dielectric layers, and 3 and 4 are a plurality of dielectrics. A pair of ground electrodes sandwiching the layers 41 to 47, 51a to c, 53a to c, and 55a to 55c are open end strip lines (51a, 51b, 53a, 53b, 53c, 55a and 55b are open end strip line electrodes, 51c 55c is a frame-like electrode, and each of the open end strip lines is constituted by these), and 52, 54 and 56 are short end strip line. 7 and 7 'are parallel resonance capacitor electrodes, 8 and 8' are parallel resonance strip lines, 9 is a through conductor connecting between the pair of ground conductors 3 and 4, and 10 is a facing open end stripline electrode 51a. A through conductor connecting 51b and the frame-like electrode 51c, 11 is a through conductor connecting the opposite open end stripline electrodes 55a and 55b and the frame-like electrode 55c, and 12 is an open end stripline electrode 53a, 53b and 53c facing each other. Is a through conductor connecting the two.
[0033]
Further, the self-admittances of the open end strip lines 51a to c, 53a to c and 55a to c are Y1a, Y3a and Y5a, respectively, and the self admittances of the short end short strip lines 52, 54 and 56 are Y2a, Y4a and Y6a, respectively. The mutual admittance between the open-ended strip lines 51a-c and 53a-c is Y13a, the mutual admittance between the open-ended strip lines 53a-c and 55a-c is Y35a, and the short-circuited strip lines 52 and 54 are connected. The mutual admittance is Y24a, the mutual admittance between the short-circuited strip lines 54 and 56 is Y46a, and the capacitance generated between the parallel resonant capacitor electrode 7 'and the open-ended striplines 51a to 51c is C1a. The capacitance generated between the capacitor electrode 7 and the open end strip lines 55a to 55c is C2a, L1a an inductance component caused by a resonant strip line 8 ', equivalently represent the inductance component caused by the parallel resonance strip line 8 as L2a.
[0034]
According to the second filter of the present invention, by disposing each electrode so as to be electromagnetically coupled in the line length direction so as to be in a coupling state close to side coupling, the open-end strip lines 51a to c · 53a are provided. Since the mutual admittances Y13a and Y35a between ~ c and 55a and c and the mutual admittances Y24a and Y46a between the short-circuited strip lines 52, 54 and 56 can be made sufficiently large, they are inserted in series between the input / output terminals 1 and 2 The attenuation pole due to the parallel resonance of Y13a and Y24a and the attenuation pole due to the parallel resonance of Y35a and Y46a can be set in the vicinity of the pass band, and a steep attenuation pole f1a is provided in the vicinity of the low frequency side of the pass band. be able to.
[0035]
Also, the pair of ground electrodes 3 and 4 includes a part of each of the lines 51a to c, 52, 53a to c, 54, 55a to c, 56 and the dielectric layers 41 to 47 constituting the electrodes of the stripline resonator. Therefore, the self-admittances Y1a to Y6a of the lines 51a to c, 52, 53a to c, 54, 55a to c and 56 constituting each electrode of the stripline resonator can be increased. , 51 a to c and 52, 53 a to c and 54, 55 a to c · 56, the band of each stripline resonator itself can be narrowed, so that a narrow band can be realized as a filter.
[0036]
Furthermore, the line lengths of the open-end strip lines 51a to c, 53a to c, and 55a to c of each resonator are set to approximately one quarter of the wavelength of the second attenuation pole f2a on the high frequency side of the pass band, or By setting the line length of the short-circuited strip lines 52, 54, and 56 to about one half of the wavelength of the second attenuation pole f2a on the high frequency side of the pass band, the second attenuation pole f2a is the secondary of the pass band. It can be used as an attenuation pole for harmonics and third harmonics, and at the same time, by reducing the resonator length of each resonator to less than a quarter wavelength of the passband frequency, it can be miniaturized as a filter with a built-in substrate. It will be possible.
[0037]
Furthermore, the lengths of the short-circuited short-circuit strip lines 52, 54, and 56 are set to 2 to 3 times the line width, and the widths of the connecting portions with the open-end strip lines 51a to c, 53a to c, and 55a to c are substantially equal. By doing so, the flow of the resonance current can be made smooth and the insertion loss of the pass band can be reduced.
[0038]
Further, a new attenuation pole f3a is provided on the low frequency side of the pass band due to the parallel resonance phenomenon of the parallel resonance capacitor C2a and the parallel resonance inductor L2a, and the parallel resonance phenomenon of the parallel resonance capacitor C1a and the parallel resonance inductor L1a. Since new attenuation poles f4a can be developed on the low frequency side of the pass band, new attenuation poles f3a and f4a are appropriately provided on the lower frequency side of the attenuation pole f1a near the low frequency side of the pass band. As a result, the band of the attenuation pole can be further expanded as compared with the first filter of the present invention, and even if the attenuation pole moves due to strip line width, stacking deviation, thickness variation between dielectrics, and the like. A filter that obtains a desired attenuation in a desired band can be realized.
[0039]
Further, the parallel resonance capacitor electrode 7 and the parallel resonance strip line 8 are arranged inside the frame-shaped electrode 55c so as to be sandwiched between the upper and lower end open strip line electrodes 55a and 55b constituting the open end strip lines 55a to 55c. At the same time, the parallel resonance capacitor electrode 7 'and the parallel resonance strip line 8 are placed inside the frame-shaped electrode 51c so as to be sandwiched between the upper and lower end open strip line electrodes 51a and 51b constituting the open end strip lines 51a to 51c. By arranging “, it is not necessary to provide the electrodes of the parallel resonance capacitor electrodes 7 and 7 ′ and the parallel resonance strip lines 8 and 8 ′ in another layer or in another place. New attenuation poles f3a and f4a can be expressed without increasing the size.
[0040]
For example, if the dielectric layer is made of ceramics, the filter of the present invention performs predetermined perforation processing on the dielectric ceramic green sheet that becomes each dielectric layer after firing, and the pattern shape of each electrode and through conductors The conductive paste is applied to the through-holes and the side surfaces of the green sheets, etc., and these are laminated and fired. Alternatively, use a resin substrate whose dielectric layer is made of fluororesin, glass epoxy resin, or polyimide resin, and etch the copper foil deposited on the surface of the dielectric layer to form each electrode pattern. It is manufactured by a multilayer substrate in which via conductors are formed and laminated and pressed.
[0041]
In the dielectric layer constituting the filter of the present invention, ceramic materials such as alumina ceramics and mullite ceramics, inorganic materials such as glass ceramics, or tetrafluoroethylene resin (polytetrafluoroethylene; PTFE) / tetrafluoroethylene -Fluorine resins such as ethylene copolymer resin (tetrafluoroethylene-ethylene copolymer resin; ETFE) / tetrafluoroethylene-perfluoroalkoxyethylene copolymer resin (tetrafluoroethylene-perfluteroalkyl vinyl ether copolymer resin; PFA) Resin-based materials such as glass epoxy resin and polyimide are used. Also, the electrode has a conductive layer of a metal material for high-frequency signal transmission, such as a Cu layer, a Mo-Mn metallization layer, a Ni plating layer and an Au plating layer deposited thereon, a W metallization layer, Ni Plated layer and Au plated layer deposited ・ Cr-Cu alloy layer ・ Cr-Cu alloy layer deposited Ni plated layer and Au plated layerTa ₂ Ni-Cr alloy layer and Au plating layer deposited on N layer, Pt layer and Au plating layer deposited on Ti layer, or Pt layer and Au plating on Ni-Cr alloy layer It is formed by a thick film printing method, various thin film forming methods, a plating method, or the like using a layer to which a layer is applied. The thickness and width are set according to the frequency and application of the high-frequency signal to be transmitted.
[0042]
It should be noted that the present invention is not limited to the examples of the embodiments described above, and it is possible to make any changes or improvements without departing from the gist of the present invention. For example, it may be configured as a module in which an electronic component or the like is mounted on the upper surface and a filter is incorporated, or may be integrated with a component such as a diplexer or balun that can be configured by stacking other dielectrics.
[0043]
【The invention's effect】
According to the filter of the present invention, a filter having a frequency band characteristic having a first attenuation pole in the vicinity of the low frequency side of the pass band and a second attenuation pole on the high frequency side, between the pair of ground electrodes. Inside a dielectric substrate composed of a plurality of sandwiched dielectric layers, a tip short-circuit strip line having one end connected to the ground electrode and a tip open strip line connected to the other end of the tip short-circuit strip line Three resonators are arranged, and two of these resonators are positioned in different layers from the other resonators, and each resonator is electromagnetically coupled in the line length direction. The line length of the open end strip line is set to approximately one quarter of the wavelength of the second attenuation pole, or the line length of the short end strip line is set to approximately one half of the wavelength of the second attenuation pole. And opening the tips of the two resonators The strip lines are respectively formed in the upper and lower layers of the tip short-circuited strip line so as to be opposed to each other. A frame-like electrode formed in opposition to the electrode and having substantially the same outer shape as the open-end stripline electrode, and upper and lower open-end stripline electrodes and through conductors connecting the frame-like electrodes, Capacitor electrodes are arranged inside one of the frame-shaped electrodes of the set of resonators as one input / output terminal, and parallel resonance capacitor electrodes are arranged inside the other frame-shaped electrode, and one end is used for the parallel resonance. A parallel resonance strip line connected to the capacitor electrode and having the other end connected to the frame-shaped electrode. Since the connection point between the electrode and the strip line for parallel resonance is the other input / output terminal, each electrode of the open-ended strip line and the short-circuited strip line constituting the resonator is arranged in the line length direction, and between the electrodes. By increasing the mutual admittance, the steep attenuation pole can be provided in the vicinity of the pass band. Further, the band can be narrowed by sandwiching each electrode with the ground electrode and increasing the self-admittance.
[0044]
Further, the line length of the open strip line at the end of each resonator is set to approximately one-fourth of the wavelength of the second attenuation pole on the high frequency side of the pass band or the line length of the short-circuited strip line is set to the second high frequency side of the pass band. By setting it to approximately one half of the wavelength of the attenuation pole, the second attenuation pole can be used as the attenuation pole of the second harmonic or third harmonic of the pass band.
[0045]
Further, by making the resonator length of each resonator shorter than a quarter wavelength of the passband frequency, the filter can be miniaturized as a substrate built-in type filter.
[0046]
In addition, the length of the short-circuited short-circuit strip line is set to 2 to 3 times the line width, and the width of the connection portion with the open-end strip line is made approximately equal, thereby smoothing the flow of resonance current and insertion loss in the passband. Can be reduced.
[0047]
In addition, a new attenuation pole can be developed in the vicinity of the low frequency side of the pass band due to the parallel resonance phenomenon of the parallel resonance capacitor and the parallel resonance inductor. The parallel resonance capacitor electrode and one end are connected to the parallel resonance capacitor electrode on the inner side of the frame-like electrode so as to be sandwiched between the upper and lower open stripline electrodes connected by through conductors constituting the line. Due to the parallel resonance phenomenon with the parallel resonance strip line whose other end is connected to the frame-shaped electrode, a new third attenuation pole is further provided on the lower frequency side of the first attenuation pole near the lower frequency side of the pass band. Therefore, the band of the attenuation pole near the low frequency side of the pass band of the filter can be expanded by appropriately providing this new attenuation pole. Of deviation or laminated, or even due to variations in thickness of the dielectric layers and attenuation pole moves, it is possible to realize a filter that easily ensure a desired amount of attenuation at a desired band.
[0048]
In addition, the capacitor electrode, the parallel resonance capacitor electrode, and the parallel resonance strip line are arranged inside the frame electrode so as to be sandwiched between the upper and lower open end strip line electrodes constituting the open end strip line. Can be reduced in size, and a new attenuation pole can be developed without increasing the overall shape.
[0049]
Further, according to the filter of the present invention, in the above configuration, instead of the capacitor electrode arranged inside one of the frame-shaped electrodes, the parallel resonance capacitor electrode and one end are connected to the parallel resonance capacitor electrode, and the other end Are arranged with a parallel resonance strip line connected to the frame-shaped electrode, and when the connection point between the parallel resonance capacitor electrode and the parallel resonance strip line is one input / output terminal, two sets of resonators Due to the parallel resonance phenomenon of the parallel resonance capacitor electrode and the parallel resonance strip line, the third and fourth attenuation poles are newly added to the low frequency side of the first attenuation pole near the low frequency side of the pass band. Since it can be expressed, the band of the attenuation pole near the low frequency side of the pass band of the filter can be widened, and a filter that can easily secure a desired attenuation in the desired band is realized. It is possible.
[0050]
As described above, according to the filter of the present invention, it is possible to provide a filter that can widen the band of the attenuation pole in the vicinity of the pass band of the filter and easily secure a sufficient amount of attenuation.
[Brief description of the drawings]
FIGS. 1A to 1H are exploded plan views showing an example of an embodiment of a first filter of the present invention.
2A and 2B are a cross-sectional view taken along line A-AA and a cross-sectional view taken along line B-BB of the example of the filter shown in FIG.
FIG. 3 is an equivalent circuit diagram of the filter shown in FIG.
4 is a diagram showing frequency characteristics of a signal passing amount of the filter shown in FIG.
FIGS. 5A to 5H are exploded plan views showing an example of an embodiment of a second filter of the present invention. FIG.
6A and 6B are a cross-sectional view taken along the line Aa-AAa and a cross-sectional view taken along the line Ba-BBa of the example of the filter shown in FIG.
7 is an equivalent circuit diagram of the filter shown in FIG.
FIG. 8 is a diagram showing frequency characteristics of a signal passing amount of the filter shown in FIG.
9A to 9H are exploded plan views showing examples of conventional filters.
10A and 10B are a cross-sectional view taken along the line Ab-AAb and a cross-sectional view taken along the line Bb-BBb of the example of the filter shown in FIG.
FIG. 11 is an equivalent circuit diagram of the filter shown in FIG.
12 is a diagram showing frequency characteristics of a signal passing amount of the filter shown in FIG.
[Explanation of symbols]
1, 2 ... Input / output terminals
3, 4 ... Ground electrode
41 ~ 48 ・・・ Dielectric layer
51a-c, 53a-c, 55a-c ... Open end stripline
51a, 51b, 53a-c, 55a, 55b ... strip line electrode with open end
51c, 55c ... Frame electrode
52, 54, 56 ... Short-circuited strip line
6 ... Capacitor electrode
7, 7 '... Capacitor electrode for parallel resonance
8, 8 '... Strip line for parallel resonance
9, 10, 11, 12, ... through conductor
f1a, f1b... first attenuation pole
f2a, f2b ... second attenuation pole

Claims

A filter having frequency band characteristics having a first attenuation pole in the vicinity of the low frequency side of the passband and a second attenuation pole on the high frequency side, and a plurality of dielectric layers sandwiched between a pair of ground electrodes Three sets of resonators each having one end connected to the ground electrode and one end open strip line connected to the other end of the tip short-circuited strip line are disposed in a dielectric substrate made of And two of the resonators are positioned in different layers from the other resonators, and the resonators are electromagnetically coupled in the line length direction. The line length is set to approximately one quarter of the wavelength of the second attenuation pole, or the line length of the short-circuited strip line is set to approximately one half of the wavelength of the second attenuation pole, and the two sets of resonances The open strip line at the end of the The open-ended stripline electrodes having substantially the same shape formed in the upper and lower layers of the short-circuited short-circuit strip line and opposed to the open-ended strip-line electrode in the same layer as the short-circuited short-circuit strip line. The two sets of resonators are formed of a frame-shaped electrode having substantially the same outer shape as the open-end stripline electrode and through conductors connecting the upper and lower open-end stripline electrodes and the frame-shaped electrode. A capacitor electrode is arranged inside one of the frame-shaped electrodes to serve as one input / output terminal, and a parallel resonance capacitor electrode is connected to the other of the frame-shaped electrodes, and one end is connected to the parallel resonance capacitor electrode. A parallel resonance strip line having the other end connected to the frame electrode, and the parallel resonance capacitor electrode and the parallel resonance strip. Filter, wherein a connection point between-up line and the other input terminal.

Instead of the capacitor electrode arranged inside the one frame-like electrode, a parallel resonance capacitor electrode and a parallel one end connected to the parallel resonance capacitor electrode and the other end connected to the frame-like electrode 2. The filter according to claim 1, wherein a resonance strip line is arranged, and a connection point between the parallel resonance capacitor electrode and the parallel resonance strip line is one input / output terminal.