JP3823406B2 - 積層フィルタとこれを用いた携帯電話機 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は携帯電話機の高周波回路部に使用される積層フィルタに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の積層フィルタにおいては、通過帯域の異なる2個あるいはそれ以上のフィルタを接続する場合、互いの通過帯域に影響を与えないように各々の入出力部に、外部素子である移相器を接続していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上記構成において問題となるのは、各々の入出力端子に外部素子である移相器を接続するために、フィルタの全体形状が大きくなるという問題があった。そこで、本発明はフィルタの形状を大きくせず実現することを目的とするものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】
そしてこの目的を達成するために本発明の積層フィルタは、誘電体上に設けた複数のストリップラインと、このストリップラインの開放端側に誘電体を介して入力パターンおよび出力パターンの一端部が接続された端面電極を備え、前記端面電極と入力電極および出力電極とを接続する電極パターンを設けたものである。
【0005】
このような構成にすれば、フィルタの移相器をフィルタ内部に構成することができ、フィルタを小型化することができる。
【0006】
【発明の実施の形態】
本発明は、シールドパターンを有する誘電体層と、誘電体上に設けた複数のストリップラインと、このストリップラインの開放端側に誘電体を介して入力パターンおよび出力パターンの一端部が接続された端面電極を備え、前記端面電極と入力電極および出力電極とを接続する電極パターンを設けた積層フィルタである。これにより、入力パターン連続部および出力パターン連続部と端面電極、さらに電極パターンと入力電極および出力電極にてインダクタンス成分を作り、通過帯域より高い周波数帯における入力インピーダンスを高くし、接続するもう一方の通過帯域のより高いフィルタに対する影響を低減する。
【0007】
また、電極パターンをシールドパターンよりストリップラインに近い層に設けた。これにより、電極パターンの特性インピーダンスを高くしてインダクタンス成分を大きくでき、電極パターンの線路長を短くすることができ、ひいてはフィルタの形状を小型化することができる。
【0008】
また、電極パターンをストリップラインと対向しないように設けた。これにより、電極パターンとストリップラインが結合しないようにしてフィルタの特性劣化を防ぐことができる。
【0009】
また、電極パターンとストリップラインの間にコンデンサパターンを設けた。これにより、電極パターンとストリップラインが結合しないようにしてフィルタの特性劣化を防ぐことができる。
【0010】
また、シールドパターンを有する誘電体層と、誘電体上に設けた複数のストリップラインと、このストリップラインの開放端側に誘電体を介して入力パターンおよび出力パターンの一端部が接続された入力電極および出力電極を備え、入力パターンおよび出力パターンの連続部とシールドパターン間の誘電体層に前記誘電体層より誘電率が低い部分を形成した。これにより、前記入力パターンおよび出力パターンの連続部の特性インピーダンスを高くして、共振器と入力電極および出力電極間に純キャパシタンス成分を作ることができ、通過帯域より低い周波数帯における入力インピーダンスを高くすることができ、接続するもう一方の通過周波数帯域のより低いフィルタに対する影響を低減する。
【0011】
また、入力パターンおよび出力パターンの連続部とシールドパターン間の誘電体層に空間を形成した積層フィルタであり、前記入力パターンおよび出力パターンの連続部の特性インピーダンスを高くして、共振器と入力電極および出力電極間に純キャパシタンス成分を作ることができ、通過帯域より低い周波数帯における入力インピーダンスを高くすることができ、接続するもう一方の通過周波数帯域のより低いフィルタに対する影響を低減する。
【0012】
また、入力パターンおよび出力パターンの連続部とシールドパターン間の誘電体層に前記誘電体より誘電率の低い材料を形成した。これにより、前記入力パターンおよび出力パターンの連続部の特性インピーダンスを高くして、共振器と入力電極および出力電極間に純キャパシタンス成分を作ることができ、通過帯域より低い周波数帯における入力インピーダンスを高くすることができ、接続するもう一方の通過周波数帯域のより低いフィルタに対する影響を低減する。
【0013】
また、シールドパターンを有する誘電体層と、誘電体上に設けた複数のストリップラインと、このストリップラインの開放端側に誘電体を介して入力パターンおよび出力パターンの一端部が接続された端面電極を備え、前記端面電極と入力電極および出力電極とを接続する電極パターンを設けた。これにより、入力パターン連続部および出力パターン連続部と端面電極、さらに電極パターンと入力電極および出力電極にてインダクタンス成分を作り、通過帯域より高い周波数帯における入力インピーダンスを高くし、接続するもう一方の通過帯域のより高いフィルタに影響を与えないようにした。さらに、シールドパターンを有する誘電体層と、誘電体上に設けた複数のストリップラインと、このストリップラインの開放端側に誘電体を介して入力パターンおよび出力パターンの一端部が接続された入力電極および出力電極を備え、入力パターンおよび出力パターンの連続部とシールドパターン間の誘電体層に前記誘電体層より誘電率が低い部分を形成した。これにより、前記入力パターンおよび出力パターンの連続部の特性インピーダンスを高くして、共振器と入力電極および出力電極間に純キャパシタンス成分を作ることができ、通過帯域より低い周波数帯における入力インピーダンスを高くすることができ、接続する互いのフィルタの通過周波数帯域に影響を与えないようにし、フィルタを小型化できる。
【0014】
また、誘電体を介して対向する複数のシールドパターンを1層のシールドパターンとした積層フィルタであり、電極層を少なくすることができ、フィルタを小型化できる。
【0015】
(実施の形態1)
以下、本発明の第1の実施の形態を図1と図2と図3を用いて説明する。
【0016】
図1は本発明の一実施形態におけるフィルタの分解斜視図であり、図2はフィルタ全体を示す斜視図、図3は外形端子の様子を示す展開図である。すなわち、フィルタは6層の誘電体1〜6を積層したものであって、誘電体2と6の上面にはシールドパターン2Aと6Aが設けられている。また誘電体3の上面には入出力パターン結合部3Aが設けられ、誘電体4の上面にはストリップライン4Aが設けられている。このうち入出力パターン結合部3Aはストリップライン4Aに対向させている。
【0017】
また、入出力パターン連続部3Bは図1のように入出力パターン結合部3Aよりストリップライン長方向と垂直方向の線路幅を小さくし、側面の端面電極7A,7Bに接続している。さらに端面電極7A,7Bを図1のように電極パターン5Aにて入出力電極8A,8Bに接続している。
【0018】
これにより、図4に示すようにインダクタンスL1,L2を実現して通過帯域より高い周波数帯において入力インピーダンスが高くなるようにして、外部素子を使用することなく、より高い通過帯域を有するフィルタを接続できる。また、電極パターン5Aは特性インピーダンスが低下しないようシールドパターン6Aよりストリップライン4Aに近い層に形成するのが望ましい。さらに、電極パターン5Aはフィルタ特性に影響を与えないようストリップライン4Aに対向しないように形成することが望ましい。
【0019】
図5のように、フィルタの小型化のため電極パターン5Aとストリップライン4Aが対向する場合には、フィルタ特性に影響を与えないよう電極パターン5Aとストリップライン4Aの間にコンデンサパターン10Aを設ける。
【0020】
そしてこの結果により、左右の入出力パターン結合部3Aとストリップライン4A間で図4のコンデンサC1,C2が形成され、ストリップライン4AでL,CとLm,Ccが形成されている。また、図4のインダクタンスL1,L2は図1、図3の入出力パターン連続部3Bおよび端面電極7A,7B、電極パターン5Aで形成されている。
【0021】
(実施の形態2)
図6は本発明の第2の実施の形態におけるフィルタの分解斜視図を示している。すなわち5層の誘電体11〜15を積層したものであって誘電体12と15の上面にはシールドパターン12Aと15Aが設けられている。また誘電体13の上面には入出力パターン結合部13Aと入出力パターン連続部13Bと入出力パターン取出部13Cが設けられ、誘電体14の上面にはストリップライン14Aが設けられている。このうち入出力パターン結合部13Aはストリップライン14Aに対向させている。また、入出力パターン連続部13Bは図6のように入出力パターン連続部13Bとシールドパターン12Aとの間に誘電体12より低い誘電率を有する低誘電率部12Bを設けている。
【0022】
これにより図7に示すように、寄生素子である接地間キャパシタンスC5,C6を小さくしてキャパシタンスC3,C4を実現し、通過帯域より低い周波数帯において入力インピーダンスが高くなるようにして、外部素子を使用することなく、より低い通過帯域を有するフィルタを接続できる。なお、低誘電率部12Bは図8のように空間12C,12Dで、または図9のように誘電体層12より誘電率が低い低誘電率材料12E,12Fで形成することにより実現できる。
【0023】
(実施の形態3)
図10は本発明の第3の実施の形態におけるフィルタの分解斜視図を示している。すなわち10層の誘電体層16〜25を積層したものであって、誘電体層17,21,22,25の上面にはシールドパターン17A,21A,22A,25Aが設けられている。また、誘電体層18の上面には入出力パターン結合部18Aが設けられ、誘電体19の上面にはストリップライン19Aが設けられている。このうち入出力パターン結合部18Aはストリップライン19Aに対向させている。また、入出力パターン連続部18Bは図10のように側面の端面電極7A,7Bに接続している。さらに端面電極7A,7Bを図10のように電極パターン20Aにて入出力電極8A,8Bに接続している。
【0024】
そしてこの結果により、左右の入出力パターン結合部18Aとストリップライン19A間で図11のコンデンサC7,C8が形成され、ストリップライン19AでLr1,Cr1とLm1,Cc1が形成されている。また、図10の入出力パターン連続部18Bおよび端面電極7A,7B、電極パターン20Aにより、図11に示すようにインダクタンスL3,L4を実現して通過帯域より高い周波数帯域において入力インピーダンスが高くなるようにして、外部素子を使用することなく、より高い通過帯域を有するフィルタを接続できる。
【0025】
さらに、誘電体23の上面には入出力パターン結合部23Aと入出力パターン連続部23Bと入出力パターン取出部23Cが設けられ、誘電体24の上面にはストリップライン24Aが設けられている。このうち入出力パターン結合部23Aはストリップライン24Aに対向させている。また、入出力パターン連続部23Bとシールドパターン22Aとの間に誘電体層22より低い誘電率を有する低誘電率部22Bを設けている。
【0026】
これにより図11に示しているような寄生素子である接地間キャパシタンスC11,C12を小さくしてキャパシタンスC9,C10を実現し、通過帯域より低い周波数帯において入力インピーダンスが高くなるようにして、外部素子を使用することなく、より低い通過帯域を有するフィルタを接続でき、図12のような周波数特性を有する1入力1出力の二周波数帯域通過フィルタを実現している。また、誘電体を介して直接対向する複数のシールドパターンであるシールドパターン21Aとシールドパターン22Aを図13のシールドパターン26Aのように1層とすれば、層数を減らすことができ、フィルタをさらに小型化できる。
【0027】
【発明の効果】
以上のように本発明は、シールドパターンを有する誘電体層の間に複数のストリップラインを有する誘電体層と上記複数のストリップラインに対向する結合部をもつ入力パターンおよび出力パターンを有する誘電体層とを配した積層フィルタであり、側面の上記入力パターン連続部および出力パターン連続部に接続された端面電極と、入力電極および出力電極を接続する電極パターンを形成したものである。
【0028】
そして以上の構成とすれば、入力端子および出力端子と共振器の間に大きいインダクタンス成分(図4のL1,L2)を形成できるので、高い周波数において入力インピーダンスが高くなり、この結果として、外部素子である移相器などを付加しなくても、より通過帯域が高いフィルタをそのまま接続することができ、フィルタ全体を小型化できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の実施の形態の分解斜視図
【図2】 その斜視図
【図3】 その外形端子の様子を示した展開図
【図4】 その等価回路図
【図5】 本発明の第1の実施の形態の他の実施例の分解斜視図
【図6】 本発明の第2の実施の形態の分解斜視図
【図7】 その等価回路図
【図8】 本発明の第2の実施の形態の他の実施例の断面図
【図9】 本発明の第2の実施の形態の他の実施例の断面図
【図10】 本発明の第3の実施の形態の分解斜視図
【図11】 その等価回路図
【図12】 その周波数特性図
【図13】 本発明の第3の実施の形態の他の実施例の分解斜視図
【符号の説明】
1 誘電体
2 誘電体
2A シールドパターン
3 誘電体
3A 入出力パターン結合部
3B 入出力パターン連続部
4 誘電体
4A ストリップライン
5 誘電体
5A 電極パターン
6 誘電体
6A シールドパターン
7A 端面電極
7B 端面電極
8A 入出力電極
8B 入出力電極
9A シールド電極
9B シールド電極
10 誘電体
10A コンデンサパターン
11 誘電体
12 誘電体
12A シールドパターン
12B 低誘電率部
12C 空間
12D 空間
12E 低誘電率材料
12F 低誘電率材料
13 誘電体
13A 入出力パターン結合部
13B 入出力パターン連続部
13C 入出力パターン取出部
14 誘電体
14A ストリップライン
15 誘電体
15A シールドパターン
C1 コンデンサ
C2 コンデンサ
L1 インダクタンス
L2 インダクタンス
Claims (8)
- 第1誘電体層とこの第1誘電体層の上に第2誘電体層とこの第2誘電体層の上に第3誘電体層とを有する積層フィルタであって、
この積層フィルタの側面に配置された入出力電極と、
前記第2誘電体層と前記第3誘電体層との間に配置されると共に、前記入出力電極に電気的に接続された連続部とこの連続部に接続された結合部とを有する入出力パターンと、
前記第1誘電体層と前記第2誘電体層との間に前記結合部に前記第2誘電体層を介して対向するように配置されると共に短絡端を有するストリップラインと、
前記第3誘電体層の上に配置されたシールドパターンと、
このシールドパターンと前記入出力パターンの前記連続部との間に配置されると共に前記第3誘電体層よりも低い誘電率を有する低誘電率部とを備えた積層フィルタ。 - 前記低誘電率部は空間からなる請求項1に記載の積層フィルタ。
- 前記低誘電率部は前記第3誘電体層よりも低い誘電率を有する低誘電率材料からなる請求項1に記載の積層フィルタ。
- 前記連続部の線路幅は前記結合部の線路幅より小さい請求項1に記載の積層フィルタ。
- 前記入出力電極と前記入出力パターンとを電気的に接続すると共に前記ストリップラインと対向しないように設けられた電極パターンを有する請求項1に記載の積層フィルタ。
- 前記ストリップラインは複数存在し、
前記複数のストリップラインに前記第1誘電体層を介して対向するように配置されたコンデンサパターンを有し、このコンデンサパターンと前記複数のストリップラインとでコンデンサを形成する請求項1に記載の積層フィルタ。 - 前記電極パターンはシールドパターンより前記ストリップラインに近い請求項5に記載の積層フィルタ。
- 請求項1に記載の積層フィルタと、この積層フィルタに並列接続されると共に前記積層フィルタが通過させる信号の周波数帯よりも低い周波数帯の信号を通過させる低周波フィルタとを有する携帯電話機。
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