JP3939176B2 - 積層型誘電体フィルタ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、数百ＭＨｚ〜数ＧＨｚのマイクロ波帯において共振回路を構成する積層型誘電体フィルタに関し、特に、製造ばらつきを抑制することができ、積層型誘電体フィルタ等の小型化並びに高歩留まり化を実現させることができる積層型誘電体フィルタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近時、携帯電話等の無線通信システムの多様化に伴い、積層型誘電体フィルタに対して、小型化、低損失化の要請が強くなってきている。
【０００３】
積層型誘電体フィルタの小型化を実現させるためには、共振器（共振電極）を小さくしなければならない。
【０００４】
そこで、従来では、共振電極の開放端に容量を付加する手法が一般的に行われており、特に、積層型誘電体フィルタ１００では、例えば図１２に示すように、誘電体基板１０２内の同一面上にそれぞれ同一幅を有する例えば３枚の共振電極１０４Ａ、１０４Ｂ及び１０４Ｃを形成すると共に、各共振電極１０４Ａ、１０４Ｂ及び１０４Ｃに対してそれぞれ上下２枚の内層アース電極（１０６Ａ、１０８Ａ）、（１０６Ｂ、１０８Ｂ）及び（１０６Ｃ、１０８Ｃ）を形成し、これら上下２枚の内層アース電極（１０６Ａ、１０８Ａ）、（１０６Ｂ、１０８Ｂ）及び（１０６Ｃ、１０８Ｃ）でそれぞれ対応する共振電極１０４Ａ、１０４Ｂ及び１０４Ｃの開放端を挟み込む方法が採用されている。
【０００５】
ところで、このような積層型誘電体フィルタ１００においては、減衰極とバンド幅（通過帯域）を決定するために、共振電極の開放端容量（開放端部分と内層アース電極間の容量）を調整したり、共振電極間に結合電極を形成するようにしている。
【０００６】
通常、両側の共振電極の共振周波数をほぼ同一（例えばｆ１）にし、中央の共振電極の共振周波数を前記共振周波数ｆ１とは異なる共振周波数ｆ２に設定するようにしている。減衰極は、共振電極間の結合度に依存するが、共振電極間の結合度は、共振電極間のインダクタンス並びに共振電極間の容量（共振電極と結合電極間の容量）とするようにしている。
【０００７】
このような設定では、バンド幅を広げることについて限界が生じるおそれがある。そこで、３本の共振電極についてそれぞれ異なる共振周波数に設定することでバンド幅を広げる手法が提案されている。これを実現するには、各共振電極の開放端容量をそれぞれ異ならせることで達成される。
【０００８】
しかし、バンド幅が広がることに関連して、減衰極も変更させる必要があることから、各共振電極と結合電極間の容量を変更したり、各共振電極間の距離をそれぞれ変更させることが考えられている。なお、各共振電極間の距離をそれぞれ変更することについては、例えば特開平５−２５１９０５号公報に記載がある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した積層型誘電体フィルタ１００において、小型化と高性能化を同時に実現させる場合、例えば図１３に示す提案例に係る積層型誘電体フィルタ３００のように、誘電体基板３０２内に、例えば３つの共振電極３０４Ａ、３０４Ｂ及び３０４Ｃを形成し、隣接する共振電極３０４Ａと３０４Ｂ間並びに３０４Ｂと３０４Ｃ間にそれぞれ結合電極３０６及び３０８を配置する。
【００１０】
通常、コムライン共振器の場合、共振器間は必ず誘導結合となる。従って、図１３の例で、共振器間の結合を容量性にするには、結合電極の面積等を調整することにより行う。例えば中央の共振電極３０４Ｂと結合電極３０６間の結合容量を大きくすると、誘導性が弱まり、更に大きくすると、容量性結合に変化する。即ち、誘導性、容量性への変更は、中央の共振電極３０４Ｂと結合電極３０６及び３０８間の結合容量で調整することができる。
【００１１】
なお、入力側共振電極３０４Ａと中央の共振電極３０４Ｂ間の間隔ｄ１を出力側共振電極３０４Ｃと中央の共振電極３０４Ｂ間の間隔ｄ２よりも大きくしたのは、減衰特性の調整のためである。
【００１２】
このような積層型誘電体フィルタ３００において、図１３に示すように、共振器としてλ／４共振器を使用した場合、共振器を構成する共振電極３０４Ａ、３０４Ｂ及び３０４Ｃの各一端（短絡端）を、誘電体基板３０２の側面に形成されたアース電極３１０に接続するようにしているため、共振器長は個片分割（チップ分割）時の切断により決定される。
【００１３】
この切断工程において、内層アース電極３１２の端部から誘電体基板３０２の短絡端側の面までの長さＬｃ（以下、切断長さと記す）が規定の長さからずれると、そのずれ量に応じて周波数が変動する。
【００１４】
特に、図１３に示す例では、確かに小型化と高性能化を両立させる優れた構造ではあるが、図１２の従来例に係る積層型誘電体フィルタ１００と異なり、入力側共振電極３０４Ａと出力側共振電極３０４Ｃが中央の共振電極３０４Ｂに対して、容量的並びに位置的に対称に形成されていないため、前記誘電体基板３０２の切断による周波数変動量が共振器ごとに異なるおそれがある。
【００１５】
その場合、歩留まりの低下を引き起こすことから、許容範囲としてある程度のマージンを確保せざるを得なくなり、容量性結合と誘導性結合を共に有する積層型誘電体フィルタとしての優位性を発揮できないおそれがある。
【００１６】
本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、製造ばらつきを低減することができる積層型誘電体フィルタを提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る積層型誘電体フィルタは、複数の誘電体層が積層されて構成された誘電体基板内に、３つ以上の共振電極と、前記３つ以上の共振電極の開放端側と対向する内層アース電極とが形成された積層型誘電体フィルタにおいて、前記３つ以上の共振電極のすべてあるいは一部の共振電極は、それぞれ開放端部分に、電極の幅により共振周波数を調整する第１の電極部分と、前記第１の電極部分に隣接し、かつ、電極の幅により周波数変動量を調整する第２の電極部分とを有することを特徴とする。
【００２２】
これにより、まず、この積層型誘電体フィルタの製造段階において、フィルタとして使用されるべき周波数となるように、３つ以上の共振電極のすべてあるいは一部の共振電極について、それぞれ開放端部分における第１の電極部分の幅を拡張する場合が考えられる。その場合、共振電極の形成において積層ずれが生じると、各共振電極における開放端容量の変動量が異なり、その結果、各共振電極の周波数変動量がまちまちとなる。これは、リターンロスの波形変化が大きくなり、特性の劣化につながるおそれがある。
【００２３】
しかし、本発明では、前記３つ以上の共振電極のすべてあるいは一部の共振電極におけるそれぞれ開放端部分に周波数変動量を調整するための第２の電極部分を有することから、この第２の電極部分の幅を調整することで、共振電極の積層ずれによる各共振電極の周波数変動量はほとんど同じになり、特性劣化を抑制することができる。
【００２４】
そして、前記構成において、前記開放端部分は、前記第１の電極部分と前記第２の電極部分のみで構成され、前記第１の電極部分は、前記開放端部分のうち、前記内層アース電極にて完全に含まれる部分に位置され、前記第２の電極部分は、前記開放端部分のうち、前記第１の電極部分とは異なり、かつ、前記内層アース電極の縁部に対向する部分に位置されていることが好ましい。
【００２５】
なお、各共振電極の開放端と対向する位置に前記内層アース電極が形成されている場合においては、積層ずれによる通過帯域の変動は生じるものの、リターンロスの波形変化は小さくなり、特性劣化を抑制することができる。
【００２８】
また、前記構成において、前記３つ以上の共振電極は、各短絡端がアース電極に接続され、各電極面の少なくとも一主面における短絡端近傍が接続部材を介してアース電極に接続されていてもよい。
これにより、まず、この積層型誘電体フィルタの製造段階において、個片分割（チップ分割）によって誘電体基板を切断した場合に、切断長さが規定の長さからずれても、各共振電極の少なくとも一主面における短絡端近傍が接続部材を介してアース電極に接続されることから、アース電極からみた各共振電極の共振器長は、切断長さに拘わらずほとんど変わらないことになる。従って、切断長さのばらつきによる周波数変動は小さいものとなる。
前記構成において、前記各電極面の両主面におけるそれぞれの短絡端近傍が接続部材を介してアース電極に接続されていてもよい。この場合、切断長さのばらつきによる周波数変動を更に抑制することができる。
前記接続部材は、前記誘電体基板内に形成されたビアホールであってもよい。この場合、誘電体基板内に形成された共振電極の短絡端近傍と誘電体基板表面のアース電極とを容易に接続させることができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る積層型誘電体フィルタの実施の形態例を図１〜図１１を参照しながら説明する。
【００３２】
まず、第１の実施の形態に係る積層型誘電体フィルタ１０Ａは、図１に示すように、複数の誘電体層（Ｓ１〜Ｓ７：図２参照）が積層、焼成一体化され、かつ、表面にアース電極１２が形成された誘電体基板１４を有し、誘電体基板１４内には、３つの共振電極１６Ａ、１６Ｂ及び１６Ｃが形成されている。
【００３３】
また、誘電体基板１４の表面には、一方の側面に入力端子１８が形成され、他方の側面に出力端子２０が形成されている。なお、入力端子１８とアース電極１２間、並びに出力端子２０とアース電極１２間にはそれぞれ絶縁のための領域（誘電体基板１４が露出した部分）２２及び２４が設けられている。
【００３４】
３つの共振電極１６Ａ、１６Ｂ及び１６Ｃをそれぞれ１／４波長の共振電極とした場合は、例えば図３及び図５に示すように、誘電体基板１４の側面のうち、共振電極１６Ａ、１６Ｂ及び１６Ｃが露出する面にアース電極１２を形成して各共振電極１６Ａ、１６Ｂ及び１６Ｃの各一端（短絡端）をアース電極１２と短絡させた構造が採用される。
【００３５】
また、この第１の実施の形態では、図２及び図３に示すように、３つの共振電極１６Ａ、１６Ｂ及び１６Ｃの開放端に対して上下で対向する２つの内層アース電極３０及び３２を形成するようにしている。この場合、各共振電極１６Ａ、１６Ｂ及び１６Ｃの開放端がそれぞれ内層アース電極３０及び３２を介してアース電極１２と容量結合されることで、各共振電極１６Ａ、１６Ｂ及び１６Ｃの電気長を短くすることができる。
【００３６】
各内層アース電極３０及び３２は、それぞれ３つの共振電極１６Ａ、１６Ｂ及び１６Ｃの開放端を共通に含むように板状に形成され、誘電体基板１４の側面、特に３つの共振電極１６Ａ、１６Ｂ及び１６Ｃの開放端と対向する側面に形成されたアース電極１２に接続された形態となっている。
【００３７】
具体的に、第１の実施の形態に係る積層型誘電体フィルタ１０Ａの構成を図２に基づいて説明すると、まず、前記誘電体基板１４は、第１〜第７の誘電体層Ｓ１〜Ｓ７が順次積層されて構成されている。これら第１〜第７の誘電体層Ｓ１〜Ｓ７はそれぞれ１枚あるいは複数枚の層にて構成される。
【００３８】
そして、第４の誘電体層Ｓ４の一主面に３つの共振電極１６Ａ、１６Ｂ及び１６Ｃが形成され、そのうち、誘電体基板１４の一方の側面に近接する共振電極１６Ａ（入力側共振電極）並びに誘電体基板１４の他方の側面に近接する共振電極１６Ｃ（出力側共振電極）は、それぞれ入力端子１８及び出力端子２０（図１参照）と直接接続するためのリード電極３３及び３４が形成されている。
【００３９】
第３の誘電体層Ｓ３の一主面には、平面的に、共振電極１６Ａ、１６Ｂ及び１６Ｃの各開放端を含む位置に内層アース電極３０が形成され、更に、出力側共振電極１６Ｃと中央の共振電極１６Ｂ間に容量を形成するための第１の結合電極３６が形成されている。
【００４０】
第５の誘電体層Ｓ５の一主面には、平面的に、共振電極１６Ａ、１６Ｂ及び１６Ｃの各開放端を含む位置に内層アース電極３２が形成され、更に、入力側共振電極１６Ａと中央の共振電極１６Ｂ間に容量を形成するための第２の結合電極３８が形成されている。
【００４１】
前記第１の結合電極３６は、平面的にＬ字状とされた平面電極部３６Ａと、該平面電極部３６Ａと出力側共振電極１６Ｃとを電気的に接続するビアホール３６Ｂとから構成され、平面電極部３６Ａは、出力側共振電極１６Ｃの上方から中央の共振電極１６Ｂの上方にかけて延びる第１の電極部３６Ａａと、中央の共振電極１６Ｂと重なり、かつ、中央の共振電極１６Ｂに沿って延在する第２の電極部３６Ａｂとが一体に形成されて構成されている。
【００４２】
第２の結合電極３８も前記第１の結合電極３６と同様に、平面的にＬ字状とされた平面電極部３８Ａと、該平面電極部３８Ａと入力側共振電極１６Ａとを電気的に接続するビアホール３８Ｂとから構成され、平面電極部３８Ａは、入力側共振電極１６Ａの上方から中央の共振電極１６Ｂの上方にかけて延びる第１の電極部３８Ａａと、中央の共振電極１６Ｂと重なり、かつ、中央の共振電極１６Ｂに沿って延在する第２の電極部３８Ａｂとが一体に形成されて構成されている。
【００４３】
そして、この第１の実施の形態に係る積層型誘電体フィルタ１０Ａは、バンド幅を広くとるために、３つの共振電極１６Ａ、１６Ｂ及び１６Ｃについての各共振周波数をそれぞれ異なるようにしている。そのため、３つの共振電極１６Ａ、１６Ｂ及び１６Ｃのすべてあるいは一部の共振電極の開放端部分のうち、内層アース電極３０及び３２にて完全に含まれる部分（第１の電極部分）の幅を拡張するようにしている。
【００４４】
この例では、図５に示すように、中央の共振電極１６Ｂと出力側共振電極１６Ｃの各開放端部分１６Ｂａ及び１６Ｃａにおける第１の電極部分１６Ｂａ１及び１６Ｃａ１の幅ＨＢ１及びＨＣ１を拡張するようにしている。特に、中央の共振電極１６Ｂは、前記開放端部分１６Ｂａにおける第１の電極部分１６Ｂａ１の幅ＨＢ１を入力側共振電極１６Ａに向けて拡張し、出力側共振電極１６Ｃは、前記開放端部分１６Ｃａにおける第１の電極部分１６Ｃａ１の幅を中央の出力端子２０側に向けて拡張するようにしている。
【００４５】
更に、この第１の実施の形態では、使用されるフィルタの特性に合わせて、周波数特性上の減衰極の位置も調整するようにしている。例えば誘導結合による減衰極と容量結合による減衰極を出現させるようにしている。
【００４６】
通常、本実施の形態のようなコムライン共振器の場合、共振器間は必ず誘導結合となる。従って、共振器間の結合を容量性にするには、共振器間の間隔を大きくするか、共振器間の容量を大きくするなどの手法が好ましく採用される。
【００４７】
図２の例では、隣接する共振電極１６Ａ及び１６Ｂ間並びに１６Ｂ及び１６Ｃ間の各間隔ｄ１とｄ２が均等でなく、入力側共振電極１６Ａと中央の共振電極１６Ｂ間の間隔ｄ１を中央の共振電極１６Ｂと出力側共振電極１６Ｃ間の間隔ｄ２よりも大きく設定している。これにより、入力側共振電極１６Ａと中央の共振電極１６Ｂ間の誘導性結合が弱まることになり、入力側共振電極１６Ａと中央の共振電極１６Ｂ間の結合度に応じた減衰極は通過帯域よりも低い周波数において出現することとなる。
【００４８】
この減衰極の位置を微調整するには、第２の結合電極３８の面積等を調整することにより行う。例えば中央の共振電極１６Ｂと第２の結合電極３８間の結合容量を大きくしていくと、前記減衰極がより低い周波数に位置し、中央の共振電極１６Ｂと第２の結合電極３８間の結合容量を小さくしていくと、前記減衰極がより通過帯域に近い周波数に位置することになる。
【００４９】
一方、中央の共振電極１６Ｂと出力側共振電極１６Ｃ間の間隔を小さくすることで、中央の共振電極１６Ｂと出力側共振電極１６Ｃ間の誘導性結合が強まり、中央の共振電極１６Ｂと出力側共振電極１６Ｃ間の結合度に応じた減衰極は通過帯域よりも高い周波数において出現することとなる。
【００５０】
この減衰極の位置を微調整するには、第１の結合電極３６の面積等を調整することにより行う。例えば中央の共振電極１６Ｂと第２の結合電極３８間の結合容量を大きくしていくと、前記減衰極がより低い周波数に位置し、中央の共振電極１６Ｂと第２の結合電極３８間の結合容量を小さくしていくと、前記減衰極がより通過帯域に近い周波数に位置することになる。
【００５１】
そして、この第１の実施の形態に係る積層型誘電体フィルタ１０Ａにおいては、図２に示すように、各共振電極１６Ａ、１６Ｂ及び１６Ｃの両主面における短絡端の近傍と上下のアース電極１２とがそれぞれビアホールを介して電気的に接続されている。具体的には、入力側共振電極１６Ａの両主面における短絡端の近傍と上下のアース電極１２とがそれぞれビアホール４０Ａａ及び４０Ａｂを介して接続され、中央の共振電極１６Ｂの両主面における短絡端の近傍と上下のアース電極１２とがそれぞれビアホール４０Ｂａ及び４０Ｂｂを介して接続され、出力側共振電極１６Ｃの両主面における短絡端の近傍と上下のアース電極１２とがそれぞれビアホール４０Ｃａ及び４０Ｃｂを介して接続されている。
【００５２】
従って、この第１の実施の形態に係る積層型誘電体フィルタ１０Ａは、以下のような作用効果を奏することになる。
【００５３】
まず、一般的な積層型誘電体フィルタの製造段階においては、通常、誘電体基板１４を切断して個片分割（チップ分割）して製造するが、このとき、切断長さＬｃ（図５及び図１３参照）が規定の長さからずれると、そのずれ量に応じて共振器長が変化し、各共振電極での共振周波数が変動することになる。
【００５４】
一方、この第１の実施の形態に係る積層型誘電体フィルタ１０Ａにおいては、各共振電極１６Ａ、１６Ｂ及び１６Ｃの両主面における短絡端の近傍と上下のアース電極１２とがそれぞれビアホール（４０Ａａ，４０Ａｂ）、（４０Ｂａ，４０Ｂｂ）及び（４０Ｃａ，４０Ｃｂ）を介して電気的に接続されているため、アース電極１２からみた各共振電極１６Ａ、１６Ｂ及び１６Ｃの共振器長は、切断長さＬｃに拘わらずほとんど変わらないことになる。従って、切断長さＬｃのばらつきによる周波数変動は小さいものとなる。
【００５５】
ここで、１つの実験例を示す。この実験例は、比較例と実施例について、切断長さＬｃを規定の長さに対して０、−３０μｍ、＋３０μｍとした場合の周波数特性をみたものである。
【００５６】
比較例は、第１の実施の形態に係る積層型誘電体フィルタ１０Ａにおいて、各共振電極１６Ａ、１６Ｂ及び１６Ｃの両主面における短絡端の近傍と上下のアース電極１２とを接続しない構成を有し、実施例は、第１の実施の形態に係る積層型誘電体フィルタ１０Ａと同様の構成を有する。比較例の結果を図６に示し、実施例の結果を図７に示す。
【００５７】
図６から、比較例においては、切断長さＬｃが＋方向にずれる（長くなる）と、通過帯域が規定の帯域よりも低周波側にずれ（一点鎖線参照）、切断長さＬｃが−方向にずれる（短くなる）と、通過帯域が規定の帯域よりも高周波側にずれていることがわかる（破線参照）。
【００５８】
一方、実施例においては、図７に示すように、切断長さＬｃが＋方向にずれても−方向にずれても、通過帯域の変動はなく、ほぼ一定であることがわかる。
【００５９】
上述の例では、３つの共振電極１６Ａ、１６Ｂ及び１６Ｃを有する積層型誘電体フィルタに適用した場合を示したが、その他、２つの共振電極を有する積層型誘電体フィルタや４つ以上の共振電極を有する積層型誘電体フィルタについても適用できる。
【００６０】
次に、第２の実施の形態に係る積層型誘電体フィルタ１０Ｂについて図８を参照しながら説明する。
【００６１】
この第２の実施の形態に係る積層型誘電体フィルタ１０Ｂは、図８に示すように、上述した第１の実施の形態に係る積層型誘電体フィルタ１０Ａとほぼ同様の構成を有するが、以下の点で異なる。
【００６２】
即ち、３つの共振電極１６Ａ、１６Ｂ及び１６Ｃのすべてあるいは一部の共振電極の各開放端部分は、上述した第１の電極部分のほかに、第２の電極部分を有する。
【００６３】
具体的には、共振電極１６Ｂについてみると、その開放端部分１６Ｂａは、内層アース電極３０及び３２に完全に含まれる第１の電極部分１６Ｂａ１と、内層アース電極３０及び３２の縁部に対向する第２の電極部分１６Ｂａ２（斜線で示す部分）とを一体に有する。
【００６４】
また、共振電極１６Ｃについてみると、その開放端部分１６Ｃａは、内層アース電極３０及び３２に完全に含まれる第１の電極部分１６Ｃａ１と、内層アース電極３０及び３２の縁部に対向する第２の電極部分１６Ｃａ２（斜線で示す部分）とを一体に有する。
【００６５】
そして、前記第２の電極部分１６Ｂａ２及び１６Ｃａ２の幅ＨＢ２及びＨＣ２が３つの共振電極１６Ａ、１６Ｂ及び１６Ｃの積層ずれに伴う各共振電極１６Ａ、１６Ｂ及び１６Ｃの周波数変動量がほぼ同じになるように設定されている。
【００６６】
具体的には、まず前提として、バンド幅を広くとるために、３つの共振電極１６Ａ、１６Ｂ及び１６Ｃについての各共振周波数をそれぞれ異なるようにしている。そのために、３つの共振電極１６Ａ、１６Ｂ及び１６Ｃのすべてあるいは一部の共振電極の開放端部分における第１の電極部分の幅を拡張するようにしている。図８では、中央の共振電極１６Ｂ及び出力側共振電極１６Ｃにおける各開放端部分１６Ｂａ及び１６Ｃａの第１の電極部分１６Ｂａ１及び１６Ｃａ１の幅ＨＢ１及びＨＣ１を拡張するようにしている。そのため、各共振電極１６Ａ、１６Ｂ及び１６Ｃの開放端容量（開放端とアース電極１２間の容量）は、それぞれ異なることになる。
【００６７】
そして、各共振電極１６Ａ、１６Ｂ及び１６Ｃの形成の際に、積層ずれが生じた場合、各共振電極１６Ａ、１６Ｂ及び１６Ｃにおける開放端容量が変化することとなるが、その変化率は共振電極ごとに異なり、その結果、前記積層ずれによる周波数変動量が共振電極ごとにそれぞれ異なることとなる。
【００６８】
一例を挙げると、今、２つの共振器（例えば入力側共振電極１６Ａと中央の共振電極１６Ｂによる２つの共振器）に注目したとき、一方の共振器のインピーダンスを１６Ωとし、他方の共振器のインピーダンスを１２Ωとする。その場合の積層ずれ（積層ずらし量）による共振周波数変動量は例えば図９に示すように共振器ごとに異なる。一方の共振器は積層ずれに対して共振周波数変動量が急峻に変化し（直線Ａ参照）、その変動は他方の共振器の場合（直線Ｂ参照）の２．５倍となっている。
【００６９】
そこで、入力側共振電極１６Ａと中央の共振電極１６Ｂのみを考えた場合、中央の共振電極１６Ｂ（特性インピーダンス１２Ω）における開放端部分１６Ｂａの第２の電極部分１６Ｂａ２の幅ＨＢ２をより大きくすると、図１０の直線Ｃに示すように、該中央の共振電極１６Ｂの周波数変動量が大きくなり、入力側共振電極１６Ａ（特性インピーダンス１６Ω）の周波数変動量に近づく。これにより、フィルタ波形は通過帯域がシフトするもののリターンロスの波形変化を小さくすることができる。
【００７０】
これは、出力側共振電極１６Ｃについても同様であり、開放端部分１６Ｃａにおける第２の電極部分１６Ｃａ２の幅ＨＣ２をより大きくすることで、入力側共振電極１６Ａの周波数変動量に近づけることができ、リターンロスの波形変化を小さくすることができる。
【００７１】
図８の例では、中央の共振電極１６Ｂの開放端部分１６Ｂａにおける第１及び第２の電極部分１６Ｂａ１及び１６Ｂａ２を入力側共振電極１６Ａに向けて張り出させ、出力側共振電極１６Ｃの開放端部分１６Ｃａにおける第１及び第２の電極部分１６Ｃａ１及び１６Ｃａ２を出力端子２０に向けて張り出させるようにしている。
【００７２】
このように、第２の実施の形態に係る積層型誘電体フィルタ１０Ｂにおいては、３つの共振電極１６Ａ、１６Ｂ及び１６Ｃのすべてあるいは一部の共振電極におけるそれぞれ開放端部分に周波数変動量を調整するための第２の電極部分を有することから、この第２の電極部分の幅を調整することで、共振電極の積層ずれによる各共振電極の周波数変動量をほとんど同じにすることが可能となり、特性劣化を抑制することができる。
【００７３】
次に、第３の実施の形態に係る積層型誘電体フィルタ１０Ｃについて図１１を参照しながら説明する。
【００７４】
この第３の実施の形態に係る積層型誘電体フィルタ１０Ｃは、図１１に示すように、上述した第２の実施の形態に係る積層型誘電体フィルタ１０Ｂとほぼ同様の構成を有するが、内層アース電極３０及び３２が帯状に形成されている点と、中央の共振電極１６Ｂ及び出力側共振電極１６Ｃが、それぞれ開放端部分１６Ｂａ及び１６Ｃａに、横方向に張り出して形成された張り出し電極部１６Ｂａ３及び１６Ｃａ３（斜線で示す）を有し、前記張り出し電極部１６Ｂａ３及び１６Ｃａ３の両端が前記内層アース電極３０及び３２の両縁部からそれぞれはみ出た部分に位置している点で異なる。なお、入力側共振電極１６Ａの開放端部分１６Ａａも内層アース電極３０及び３２の端部からはみ出た部分に位置している。
【００７５】
中央の共振電極１６Ｂの開放端部分１６Ｂａにおける張り出し電極部１６Ｂａ３を含む幅ＨＢ１並びに出力側共振電極１６Ｃの開放端部分１６Ｃａにおける張り出し電極部１６Ｃａ３を含む幅ＨＣ１が拡張され、更に、張り出し電極部１６Ｂａ３及び１６Ｃａ３の長さＬＢ及びＬＣが内層アース電極３０及び３２の幅Ｗより大きく設定されている。
【００７６】
従って、この第３の実施の形態に係る積層型誘電体フィルタ１０Ｃにおいては、共振電極１６Ａ、１６Ｂ及び１６Ｃの内層アース電極３０及び３２に対する積層ずれがあっても、各共振電極１６Ａ、１６Ｂ及び１６Ｃにおいて、開放端容量が変化しないため、リターンロスの波形変化を小さくできると共に、通過帯域の変動も抑えることができる。
【００７７】
上述の第２及び第３の実施の形態では、３つの共振電極１６Ａ、１６Ｂ及び１６Ｃを有する積層型誘電体フィルタに適用した場合を示したが、その他、４つ以上の共振電極を有する積層型誘電体フィルタにも適用することができる。
【００７８】
上述の各実施の形態では、入力側共振電極１６Ａと中央の共振電極１６Ｂ間の間隔ｄ１を出力側共振電極１６Ｃと中央の共振電極１６Ｂ間の間隔ｄ２よりも大きくしたが、間隔ｄ１とｄ２をほぼ同じにしてもよい。
【００７９】
なお、この発明に係る積層型誘電体フィルタは、上述の実施の形態に限らず、この発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【００８０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る積層型誘電体フィルタによれば、積層型誘電体フィルタの製造ばらつきを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態に係る積層型誘電体フィルタを示す斜視図である。
【図２】第１の実施の形態に係る積層型誘電体フィルタを示す分解斜視図である。
【図３】第１の実施の形態に係る積層型誘電体フィルタについて、中央の共振電極の中心線に沿って切断した場合の縦断面図である。
【図４】第１の実施の形態に係る積層型誘電体フィルタについて、入力端子から出力端子に向けた線上に沿って切断した場合の縦断面図である。
【図５】第１の実施の形態に係る積層型誘電体フィルタを平面から見て示す説明図である。
【図６】比較例について、切断長さを規定の長さに対して０、−３０μｍ、＋３０μｍとした場合の周波数特性を示す図である。
【図７】実施例について、切断長さを規定の長さに対して０、−３０μｍ、＋３０μｍとした場合の周波数特性を示す図である。
【図８】第２の実施の形態に係る積層型誘電体フィルタを平面から見て示す説明図である。
【図９】特性インピーダンス１６Ωの共振器と特性インピーダンス１２Ωの共振器の積層ずれに対する共振周波数変動量の変化を示す図である。
【図１０】特性インピーダンス１２Ωの共振器の積層ずれに対する共振周波数変動量の変化を改善させた例を示す図である。
【図１１】第３の実施の形態に係る積層型誘電体フィルタを平面から見て示す説明図である。
【図１２】従来例に係る積層型誘電体フィルタを示す分解斜視図である。
【図１３】提案例に係る積層型誘電体フィルタを平面から見て示す説明図である。
【符号の説明】
１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ…積層型誘電体フィルタ
１２…アース電極 １４…誘電体基板
１６Ａ…入力側共振電極 １６Ｂ…中央の共振電極
１６Ｃ…出力側共振電極 ３０、３２…内層アース電極
３６…第１の結合電極 ３８…第２の結合電極
４０Ａａ、４０Ａｂ、４０Ｂａ、４０Ｂｂ、４０Ｃａ、４０Ｃｂ…ビアホール
【発明の属する技術分野】
本発明は、数百ＭＨｚ〜数ＧＨｚのマイクロ波帯において共振回路を構成する積層型誘電体フィルタに関し、特に、製造ばらつきを抑制することができ、積層型誘電体フィルタ等の小型化並びに高歩留まり化を実現させることができる積層型誘電体フィルタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近時、携帯電話等の無線通信システムの多様化に伴い、積層型誘電体フィルタに対して、小型化、低損失化の要請が強くなってきている。
【０００３】
積層型誘電体フィルタの小型化を実現させるためには、共振器（共振電極）を小さくしなければならない。
【０００４】
そこで、従来では、共振電極の開放端に容量を付加する手法が一般的に行われており、特に、積層型誘電体フィルタ１００では、例えば図１２に示すように、誘電体基板１０２内の同一面上にそれぞれ同一幅を有する例えば３枚の共振電極１０４Ａ、１０４Ｂ及び１０４Ｃを形成すると共に、各共振電極１０４Ａ、１０４Ｂ及び１０４Ｃに対してそれぞれ上下２枚の内層アース電極（１０６Ａ、１０８Ａ）、（１０６Ｂ、１０８Ｂ）及び（１０６Ｃ、１０８Ｃ）を形成し、これら上下２枚の内層アース電極（１０６Ａ、１０８Ａ）、（１０６Ｂ、１０８Ｂ）及び（１０６Ｃ、１０８Ｃ）でそれぞれ対応する共振電極１０４Ａ、１０４Ｂ及び１０４Ｃの開放端を挟み込む方法が採用されている。
【０００５】
ところで、このような積層型誘電体フィルタ１００においては、減衰極とバンド幅（通過帯域）を決定するために、共振電極の開放端容量（開放端部分と内層アース電極間の容量）を調整したり、共振電極間に結合電極を形成するようにしている。
【０００６】
通常、両側の共振電極の共振周波数をほぼ同一（例えばｆ１）にし、中央の共振電極の共振周波数を前記共振周波数ｆ１とは異なる共振周波数ｆ２に設定するようにしている。減衰極は、共振電極間の結合度に依存するが、共振電極間の結合度は、共振電極間のインダクタンス並びに共振電極間の容量（共振電極と結合電極間の容量）とするようにしている。
【０００７】
このような設定では、バンド幅を広げることについて限界が生じるおそれがある。そこで、３本の共振電極についてそれぞれ異なる共振周波数に設定することでバンド幅を広げる手法が提案されている。これを実現するには、各共振電極の開放端容量をそれぞれ異ならせることで達成される。
【０００８】
しかし、バンド幅が広がることに関連して、減衰極も変更させる必要があることから、各共振電極と結合電極間の容量を変更したり、各共振電極間の距離をそれぞれ変更させることが考えられている。なお、各共振電極間の距離をそれぞれ変更することについては、例えば特開平５−２５１９０５号公報に記載がある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した積層型誘電体フィルタ１００において、小型化と高性能化を同時に実現させる場合、例えば図１３に示す提案例に係る積層型誘電体フィルタ３００のように、誘電体基板３０２内に、例えば３つの共振電極３０４Ａ、３０４Ｂ及び３０４Ｃを形成し、隣接する共振電極３０４Ａと３０４Ｂ間並びに３０４Ｂと３０４Ｃ間にそれぞれ結合電極３０６及び３０８を配置する。
【００１０】
通常、コムライン共振器の場合、共振器間は必ず誘導結合となる。従って、図１３の例で、共振器間の結合を容量性にするには、結合電極の面積等を調整することにより行う。例えば中央の共振電極３０４Ｂと結合電極３０６間の結合容量を大きくすると、誘導性が弱まり、更に大きくすると、容量性結合に変化する。即ち、誘導性、容量性への変更は、中央の共振電極３０４Ｂと結合電極３０６及び３０８間の結合容量で調整することができる。
【００１１】
なお、入力側共振電極３０４Ａと中央の共振電極３０４Ｂ間の間隔ｄ１を出力側共振電極３０４Ｃと中央の共振電極３０４Ｂ間の間隔ｄ２よりも大きくしたのは、減衰特性の調整のためである。
【００１２】
このような積層型誘電体フィルタ３００において、図１３に示すように、共振器としてλ／４共振器を使用した場合、共振器を構成する共振電極３０４Ａ、３０４Ｂ及び３０４Ｃの各一端（短絡端）を、誘電体基板３０２の側面に形成されたアース電極３１０に接続するようにしているため、共振器長は個片分割（チップ分割）時の切断により決定される。
【００１３】
この切断工程において、内層アース電極３１２の端部から誘電体基板３０２の短絡端側の面までの長さＬｃ（以下、切断長さと記す）が規定の長さからずれると、そのずれ量に応じて周波数が変動する。
【００１４】
特に、図１３に示す例では、確かに小型化と高性能化を両立させる優れた構造ではあるが、図１２の従来例に係る積層型誘電体フィルタ１００と異なり、入力側共振電極３０４Ａと出力側共振電極３０４Ｃが中央の共振電極３０４Ｂに対して、容量的並びに位置的に対称に形成されていないため、前記誘電体基板３０２の切断による周波数変動量が共振器ごとに異なるおそれがある。
【００１５】
その場合、歩留まりの低下を引き起こすことから、許容範囲としてある程度のマージンを確保せざるを得なくなり、容量性結合と誘導性結合を共に有する積層型誘電体フィルタとしての優位性を発揮できないおそれがある。
【００１６】
本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、製造ばらつきを低減することができる積層型誘電体フィルタを提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る積層型誘電体フィルタは、複数の誘電体層が積層されて構成された誘電体基板内に、３つ以上の共振電極と、前記３つ以上の共振電極の開放端側と対向する内層アース電極とが形成された積層型誘電体フィルタにおいて、前記３つ以上の共振電極のすべてあるいは一部の共振電極は、それぞれ開放端部分に、電極の幅により共振周波数を調整する第１の電極部分と、前記第１の電極部分に隣接し、かつ、電極の幅により周波数変動量を調整する第２の電極部分とを有することを特徴とする。
【００２２】
これにより、まず、この積層型誘電体フィルタの製造段階において、フィルタとして使用されるべき周波数となるように、３つ以上の共振電極のすべてあるいは一部の共振電極について、それぞれ開放端部分における第１の電極部分の幅を拡張する場合が考えられる。その場合、共振電極の形成において積層ずれが生じると、各共振電極における開放端容量の変動量が異なり、その結果、各共振電極の周波数変動量がまちまちとなる。これは、リターンロスの波形変化が大きくなり、特性の劣化につながるおそれがある。
【００２３】
しかし、本発明では、前記３つ以上の共振電極のすべてあるいは一部の共振電極におけるそれぞれ開放端部分に周波数変動量を調整するための第２の電極部分を有することから、この第２の電極部分の幅を調整することで、共振電極の積層ずれによる各共振電極の周波数変動量はほとんど同じになり、特性劣化を抑制することができる。
【００２４】
そして、前記構成において、前記開放端部分は、前記第１の電極部分と前記第２の電極部分のみで構成され、前記第１の電極部分は、前記開放端部分のうち、前記内層アース電極にて完全に含まれる部分に位置され、前記第２の電極部分は、前記開放端部分のうち、前記第１の電極部分とは異なり、かつ、前記内層アース電極の縁部に対向する部分に位置されていることが好ましい。
【００２５】
なお、各共振電極の開放端と対向する位置に前記内層アース電極が形成されている場合においては、積層ずれによる通過帯域の変動は生じるものの、リターンロスの波形変化は小さくなり、特性劣化を抑制することができる。
【００２８】
また、前記構成において、前記３つ以上の共振電極は、各短絡端がアース電極に接続され、各電極面の少なくとも一主面における短絡端近傍が接続部材を介してアース電極に接続されていてもよい。
これにより、まず、この積層型誘電体フィルタの製造段階において、個片分割（チップ分割）によって誘電体基板を切断した場合に、切断長さが規定の長さからずれても、各共振電極の少なくとも一主面における短絡端近傍が接続部材を介してアース電極に接続されることから、アース電極からみた各共振電極の共振器長は、切断長さに拘わらずほとんど変わらないことになる。従って、切断長さのばらつきによる周波数変動は小さいものとなる。
前記構成において、前記各電極面の両主面におけるそれぞれの短絡端近傍が接続部材を介してアース電極に接続されていてもよい。この場合、切断長さのばらつきによる周波数変動を更に抑制することができる。
前記接続部材は、前記誘電体基板内に形成されたビアホールであってもよい。この場合、誘電体基板内に形成された共振電極の短絡端近傍と誘電体基板表面のアース電極とを容易に接続させることができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る積層型誘電体フィルタの実施の形態例を図１〜図１１を参照しながら説明する。
【００３２】
まず、第１の実施の形態に係る積層型誘電体フィルタ１０Ａは、図１に示すように、複数の誘電体層（Ｓ１〜Ｓ７：図２参照）が積層、焼成一体化され、かつ、表面にアース電極１２が形成された誘電体基板１４を有し、誘電体基板１４内には、３つの共振電極１６Ａ、１６Ｂ及び１６Ｃが形成されている。
【００３３】
また、誘電体基板１４の表面には、一方の側面に入力端子１８が形成され、他方の側面に出力端子２０が形成されている。なお、入力端子１８とアース電極１２間、並びに出力端子２０とアース電極１２間にはそれぞれ絶縁のための領域（誘電体基板１４が露出した部分）２２及び２４が設けられている。
【００３４】
３つの共振電極１６Ａ、１６Ｂ及び１６Ｃをそれぞれ１／４波長の共振電極とした場合は、例えば図３及び図５に示すように、誘電体基板１４の側面のうち、共振電極１６Ａ、１６Ｂ及び１６Ｃが露出する面にアース電極１２を形成して各共振電極１６Ａ、１６Ｂ及び１６Ｃの各一端（短絡端）をアース電極１２と短絡させた構造が採用される。
【００３５】
また、この第１の実施の形態では、図２及び図３に示すように、３つの共振電極１６Ａ、１６Ｂ及び１６Ｃの開放端に対して上下で対向する２つの内層アース電極３０及び３２を形成するようにしている。この場合、各共振電極１６Ａ、１６Ｂ及び１６Ｃの開放端がそれぞれ内層アース電極３０及び３２を介してアース電極１２と容量結合されることで、各共振電極１６Ａ、１６Ｂ及び１６Ｃの電気長を短くすることができる。
【００３６】
各内層アース電極３０及び３２は、それぞれ３つの共振電極１６Ａ、１６Ｂ及び１６Ｃの開放端を共通に含むように板状に形成され、誘電体基板１４の側面、特に３つの共振電極１６Ａ、１６Ｂ及び１６Ｃの開放端と対向する側面に形成されたアース電極１２に接続された形態となっている。
【００３７】
具体的に、第１の実施の形態に係る積層型誘電体フィルタ１０Ａの構成を図２に基づいて説明すると、まず、前記誘電体基板１４は、第１〜第７の誘電体層Ｓ１〜Ｓ７が順次積層されて構成されている。これら第１〜第７の誘電体層Ｓ１〜Ｓ７はそれぞれ１枚あるいは複数枚の層にて構成される。
【００３８】
そして、第４の誘電体層Ｓ４の一主面に３つの共振電極１６Ａ、１６Ｂ及び１６Ｃが形成され、そのうち、誘電体基板１４の一方の側面に近接する共振電極１６Ａ（入力側共振電極）並びに誘電体基板１４の他方の側面に近接する共振電極１６Ｃ（出力側共振電極）は、それぞれ入力端子１８及び出力端子２０（図１参照）と直接接続するためのリード電極３３及び３４が形成されている。
【００３９】
第３の誘電体層Ｓ３の一主面には、平面的に、共振電極１６Ａ、１６Ｂ及び１６Ｃの各開放端を含む位置に内層アース電極３０が形成され、更に、出力側共振電極１６Ｃと中央の共振電極１６Ｂ間に容量を形成するための第１の結合電極３６が形成されている。
【００４０】
第５の誘電体層Ｓ５の一主面には、平面的に、共振電極１６Ａ、１６Ｂ及び１６Ｃの各開放端を含む位置に内層アース電極３２が形成され、更に、入力側共振電極１６Ａと中央の共振電極１６Ｂ間に容量を形成するための第２の結合電極３８が形成されている。
【００４１】
前記第１の結合電極３６は、平面的にＬ字状とされた平面電極部３６Ａと、該平面電極部３６Ａと出力側共振電極１６Ｃとを電気的に接続するビアホール３６Ｂとから構成され、平面電極部３６Ａは、出力側共振電極１６Ｃの上方から中央の共振電極１６Ｂの上方にかけて延びる第１の電極部３６Ａａと、中央の共振電極１６Ｂと重なり、かつ、中央の共振電極１６Ｂに沿って延在する第２の電極部３６Ａｂとが一体に形成されて構成されている。
【００４２】
第２の結合電極３８も前記第１の結合電極３６と同様に、平面的にＬ字状とされた平面電極部３８Ａと、該平面電極部３８Ａと入力側共振電極１６Ａとを電気的に接続するビアホール３８Ｂとから構成され、平面電極部３８Ａは、入力側共振電極１６Ａの上方から中央の共振電極１６Ｂの上方にかけて延びる第１の電極部３８Ａａと、中央の共振電極１６Ｂと重なり、かつ、中央の共振電極１６Ｂに沿って延在する第２の電極部３８Ａｂとが一体に形成されて構成されている。
【００４３】
そして、この第１の実施の形態に係る積層型誘電体フィルタ１０Ａは、バンド幅を広くとるために、３つの共振電極１６Ａ、１６Ｂ及び１６Ｃについての各共振周波数をそれぞれ異なるようにしている。そのため、３つの共振電極１６Ａ、１６Ｂ及び１６Ｃのすべてあるいは一部の共振電極の開放端部分のうち、内層アース電極３０及び３２にて完全に含まれる部分（第１の電極部分）の幅を拡張するようにしている。
【００４４】
この例では、図５に示すように、中央の共振電極１６Ｂと出力側共振電極１６Ｃの各開放端部分１６Ｂａ及び１６Ｃａにおける第１の電極部分１６Ｂａ１及び１６Ｃａ１の幅ＨＢ１及びＨＣ１を拡張するようにしている。特に、中央の共振電極１６Ｂは、前記開放端部分１６Ｂａにおける第１の電極部分１６Ｂａ１の幅ＨＢ１を入力側共振電極１６Ａに向けて拡張し、出力側共振電極１６Ｃは、前記開放端部分１６Ｃａにおける第１の電極部分１６Ｃａ１の幅を中央の出力端子２０側に向けて拡張するようにしている。
【００４５】
更に、この第１の実施の形態では、使用されるフィルタの特性に合わせて、周波数特性上の減衰極の位置も調整するようにしている。例えば誘導結合による減衰極と容量結合による減衰極を出現させるようにしている。
【００４６】
通常、本実施の形態のようなコムライン共振器の場合、共振器間は必ず誘導結合となる。従って、共振器間の結合を容量性にするには、共振器間の間隔を大きくするか、共振器間の容量を大きくするなどの手法が好ましく採用される。
【００４７】
図２の例では、隣接する共振電極１６Ａ及び１６Ｂ間並びに１６Ｂ及び１６Ｃ間の各間隔ｄ１とｄ２が均等でなく、入力側共振電極１６Ａと中央の共振電極１６Ｂ間の間隔ｄ１を中央の共振電極１６Ｂと出力側共振電極１６Ｃ間の間隔ｄ２よりも大きく設定している。これにより、入力側共振電極１６Ａと中央の共振電極１６Ｂ間の誘導性結合が弱まることになり、入力側共振電極１６Ａと中央の共振電極１６Ｂ間の結合度に応じた減衰極は通過帯域よりも低い周波数において出現することとなる。
【００４８】
この減衰極の位置を微調整するには、第２の結合電極３８の面積等を調整することにより行う。例えば中央の共振電極１６Ｂと第２の結合電極３８間の結合容量を大きくしていくと、前記減衰極がより低い周波数に位置し、中央の共振電極１６Ｂと第２の結合電極３８間の結合容量を小さくしていくと、前記減衰極がより通過帯域に近い周波数に位置することになる。
【００４９】
一方、中央の共振電極１６Ｂと出力側共振電極１６Ｃ間の間隔を小さくすることで、中央の共振電極１６Ｂと出力側共振電極１６Ｃ間の誘導性結合が強まり、中央の共振電極１６Ｂと出力側共振電極１６Ｃ間の結合度に応じた減衰極は通過帯域よりも高い周波数において出現することとなる。
【００５０】
この減衰極の位置を微調整するには、第１の結合電極３６の面積等を調整することにより行う。例えば中央の共振電極１６Ｂと第２の結合電極３８間の結合容量を大きくしていくと、前記減衰極がより低い周波数に位置し、中央の共振電極１６Ｂと第２の結合電極３８間の結合容量を小さくしていくと、前記減衰極がより通過帯域に近い周波数に位置することになる。
【００５１】
そして、この第１の実施の形態に係る積層型誘電体フィルタ１０Ａにおいては、図２に示すように、各共振電極１６Ａ、１６Ｂ及び１６Ｃの両主面における短絡端の近傍と上下のアース電極１２とがそれぞれビアホールを介して電気的に接続されている。具体的には、入力側共振電極１６Ａの両主面における短絡端の近傍と上下のアース電極１２とがそれぞれビアホール４０Ａａ及び４０Ａｂを介して接続され、中央の共振電極１６Ｂの両主面における短絡端の近傍と上下のアース電極１２とがそれぞれビアホール４０Ｂａ及び４０Ｂｂを介して接続され、出力側共振電極１６Ｃの両主面における短絡端の近傍と上下のアース電極１２とがそれぞれビアホール４０Ｃａ及び４０Ｃｂを介して接続されている。
【００５２】
従って、この第１の実施の形態に係る積層型誘電体フィルタ１０Ａは、以下のような作用効果を奏することになる。
【００５３】
まず、一般的な積層型誘電体フィルタの製造段階においては、通常、誘電体基板１４を切断して個片分割（チップ分割）して製造するが、このとき、切断長さＬｃ（図５及び図１３参照）が規定の長さからずれると、そのずれ量に応じて共振器長が変化し、各共振電極での共振周波数が変動することになる。
【００５４】
一方、この第１の実施の形態に係る積層型誘電体フィルタ１０Ａにおいては、各共振電極１６Ａ、１６Ｂ及び１６Ｃの両主面における短絡端の近傍と上下のアース電極１２とがそれぞれビアホール（４０Ａａ，４０Ａｂ）、（４０Ｂａ，４０Ｂｂ）及び（４０Ｃａ，４０Ｃｂ）を介して電気的に接続されているため、アース電極１２からみた各共振電極１６Ａ、１６Ｂ及び１６Ｃの共振器長は、切断長さＬｃに拘わらずほとんど変わらないことになる。従って、切断長さＬｃのばらつきによる周波数変動は小さいものとなる。
【００５５】
ここで、１つの実験例を示す。この実験例は、比較例と実施例について、切断長さＬｃを規定の長さに対して０、−３０μｍ、＋３０μｍとした場合の周波数特性をみたものである。
【００５６】
比較例は、第１の実施の形態に係る積層型誘電体フィルタ１０Ａにおいて、各共振電極１６Ａ、１６Ｂ及び１６Ｃの両主面における短絡端の近傍と上下のアース電極１２とを接続しない構成を有し、実施例は、第１の実施の形態に係る積層型誘電体フィルタ１０Ａと同様の構成を有する。比較例の結果を図６に示し、実施例の結果を図７に示す。
【００５７】
図６から、比較例においては、切断長さＬｃが＋方向にずれる（長くなる）と、通過帯域が規定の帯域よりも低周波側にずれ（一点鎖線参照）、切断長さＬｃが−方向にずれる（短くなる）と、通過帯域が規定の帯域よりも高周波側にずれていることがわかる（破線参照）。
【００５８】
一方、実施例においては、図７に示すように、切断長さＬｃが＋方向にずれても−方向にずれても、通過帯域の変動はなく、ほぼ一定であることがわかる。
【００５９】
上述の例では、３つの共振電極１６Ａ、１６Ｂ及び１６Ｃを有する積層型誘電体フィルタに適用した場合を示したが、その他、２つの共振電極を有する積層型誘電体フィルタや４つ以上の共振電極を有する積層型誘電体フィルタについても適用できる。
【００６０】
次に、第２の実施の形態に係る積層型誘電体フィルタ１０Ｂについて図８を参照しながら説明する。
【００６１】
この第２の実施の形態に係る積層型誘電体フィルタ１０Ｂは、図８に示すように、上述した第１の実施の形態に係る積層型誘電体フィルタ１０Ａとほぼ同様の構成を有するが、以下の点で異なる。
【００６２】
即ち、３つの共振電極１６Ａ、１６Ｂ及び１６Ｃのすべてあるいは一部の共振電極の各開放端部分は、上述した第１の電極部分のほかに、第２の電極部分を有する。
【００６３】
具体的には、共振電極１６Ｂについてみると、その開放端部分１６Ｂａは、内層アース電極３０及び３２に完全に含まれる第１の電極部分１６Ｂａ１と、内層アース電極３０及び３２の縁部に対向する第２の電極部分１６Ｂａ２（斜線で示す部分）とを一体に有する。
【００６４】
また、共振電極１６Ｃについてみると、その開放端部分１６Ｃａは、内層アース電極３０及び３２に完全に含まれる第１の電極部分１６Ｃａ１と、内層アース電極３０及び３２の縁部に対向する第２の電極部分１６Ｃａ２（斜線で示す部分）とを一体に有する。
【００６５】
そして、前記第２の電極部分１６Ｂａ２及び１６Ｃａ２の幅ＨＢ２及びＨＣ２が３つの共振電極１６Ａ、１６Ｂ及び１６Ｃの積層ずれに伴う各共振電極１６Ａ、１６Ｂ及び１６Ｃの周波数変動量がほぼ同じになるように設定されている。
【００６６】
具体的には、まず前提として、バンド幅を広くとるために、３つの共振電極１６Ａ、１６Ｂ及び１６Ｃについての各共振周波数をそれぞれ異なるようにしている。そのために、３つの共振電極１６Ａ、１６Ｂ及び１６Ｃのすべてあるいは一部の共振電極の開放端部分における第１の電極部分の幅を拡張するようにしている。図８では、中央の共振電極１６Ｂ及び出力側共振電極１６Ｃにおける各開放端部分１６Ｂａ及び１６Ｃａの第１の電極部分１６Ｂａ１及び１６Ｃａ１の幅ＨＢ１及びＨＣ１を拡張するようにしている。そのため、各共振電極１６Ａ、１６Ｂ及び１６Ｃの開放端容量（開放端とアース電極１２間の容量）は、それぞれ異なることになる。
【００６７】
そして、各共振電極１６Ａ、１６Ｂ及び１６Ｃの形成の際に、積層ずれが生じた場合、各共振電極１６Ａ、１６Ｂ及び１６Ｃにおける開放端容量が変化することとなるが、その変化率は共振電極ごとに異なり、その結果、前記積層ずれによる周波数変動量が共振電極ごとにそれぞれ異なることとなる。
【００６８】
一例を挙げると、今、２つの共振器（例えば入力側共振電極１６Ａと中央の共振電極１６Ｂによる２つの共振器）に注目したとき、一方の共振器のインピーダンスを１６Ωとし、他方の共振器のインピーダンスを１２Ωとする。その場合の積層ずれ（積層ずらし量）による共振周波数変動量は例えば図９に示すように共振器ごとに異なる。一方の共振器は積層ずれに対して共振周波数変動量が急峻に変化し（直線Ａ参照）、その変動は他方の共振器の場合（直線Ｂ参照）の２．５倍となっている。
【００６９】
そこで、入力側共振電極１６Ａと中央の共振電極１６Ｂのみを考えた場合、中央の共振電極１６Ｂ（特性インピーダンス１２Ω）における開放端部分１６Ｂａの第２の電極部分１６Ｂａ２の幅ＨＢ２をより大きくすると、図１０の直線Ｃに示すように、該中央の共振電極１６Ｂの周波数変動量が大きくなり、入力側共振電極１６Ａ（特性インピーダンス１６Ω）の周波数変動量に近づく。これにより、フィルタ波形は通過帯域がシフトするもののリターンロスの波形変化を小さくすることができる。
【００７０】
これは、出力側共振電極１６Ｃについても同様であり、開放端部分１６Ｃａにおける第２の電極部分１６Ｃａ２の幅ＨＣ２をより大きくすることで、入力側共振電極１６Ａの周波数変動量に近づけることができ、リターンロスの波形変化を小さくすることができる。
【００７１】
図８の例では、中央の共振電極１６Ｂの開放端部分１６Ｂａにおける第１及び第２の電極部分１６Ｂａ１及び１６Ｂａ２を入力側共振電極１６Ａに向けて張り出させ、出力側共振電極１６Ｃの開放端部分１６Ｃａにおける第１及び第２の電極部分１６Ｃａ１及び１６Ｃａ２を出力端子２０に向けて張り出させるようにしている。
【００７２】
このように、第２の実施の形態に係る積層型誘電体フィルタ１０Ｂにおいては、３つの共振電極１６Ａ、１６Ｂ及び１６Ｃのすべてあるいは一部の共振電極におけるそれぞれ開放端部分に周波数変動量を調整するための第２の電極部分を有することから、この第２の電極部分の幅を調整することで、共振電極の積層ずれによる各共振電極の周波数変動量をほとんど同じにすることが可能となり、特性劣化を抑制することができる。
【００７３】
次に、第３の実施の形態に係る積層型誘電体フィルタ１０Ｃについて図１１を参照しながら説明する。
【００７４】
この第３の実施の形態に係る積層型誘電体フィルタ１０Ｃは、図１１に示すように、上述した第２の実施の形態に係る積層型誘電体フィルタ１０Ｂとほぼ同様の構成を有するが、内層アース電極３０及び３２が帯状に形成されている点と、中央の共振電極１６Ｂ及び出力側共振電極１６Ｃが、それぞれ開放端部分１６Ｂａ及び１６Ｃａに、横方向に張り出して形成された張り出し電極部１６Ｂａ３及び１６Ｃａ３（斜線で示す）を有し、前記張り出し電極部１６Ｂａ３及び１６Ｃａ３の両端が前記内層アース電極３０及び３２の両縁部からそれぞれはみ出た部分に位置している点で異なる。なお、入力側共振電極１６Ａの開放端部分１６Ａａも内層アース電極３０及び３２の端部からはみ出た部分に位置している。
【００７５】
中央の共振電極１６Ｂの開放端部分１６Ｂａにおける張り出し電極部１６Ｂａ３を含む幅ＨＢ１並びに出力側共振電極１６Ｃの開放端部分１６Ｃａにおける張り出し電極部１６Ｃａ３を含む幅ＨＣ１が拡張され、更に、張り出し電極部１６Ｂａ３及び１６Ｃａ３の長さＬＢ及びＬＣが内層アース電極３０及び３２の幅Ｗより大きく設定されている。
【００７６】
従って、この第３の実施の形態に係る積層型誘電体フィルタ１０Ｃにおいては、共振電極１６Ａ、１６Ｂ及び１６Ｃの内層アース電極３０及び３２に対する積層ずれがあっても、各共振電極１６Ａ、１６Ｂ及び１６Ｃにおいて、開放端容量が変化しないため、リターンロスの波形変化を小さくできると共に、通過帯域の変動も抑えることができる。
【００７７】
上述の第２及び第３の実施の形態では、３つの共振電極１６Ａ、１６Ｂ及び１６Ｃを有する積層型誘電体フィルタに適用した場合を示したが、その他、４つ以上の共振電極を有する積層型誘電体フィルタにも適用することができる。
【００７８】
上述の各実施の形態では、入力側共振電極１６Ａと中央の共振電極１６Ｂ間の間隔ｄ１を出力側共振電極１６Ｃと中央の共振電極１６Ｂ間の間隔ｄ２よりも大きくしたが、間隔ｄ１とｄ２をほぼ同じにしてもよい。
【００７９】
なお、この発明に係る積層型誘電体フィルタは、上述の実施の形態に限らず、この発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【００８０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る積層型誘電体フィルタによれば、積層型誘電体フィルタの製造ばらつきを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態に係る積層型誘電体フィルタを示す斜視図である。
【図２】第１の実施の形態に係る積層型誘電体フィルタを示す分解斜視図である。
【図３】第１の実施の形態に係る積層型誘電体フィルタについて、中央の共振電極の中心線に沿って切断した場合の縦断面図である。
【図４】第１の実施の形態に係る積層型誘電体フィルタについて、入力端子から出力端子に向けた線上に沿って切断した場合の縦断面図である。
【図５】第１の実施の形態に係る積層型誘電体フィルタを平面から見て示す説明図である。
【図６】比較例について、切断長さを規定の長さに対して０、−３０μｍ、＋３０μｍとした場合の周波数特性を示す図である。
【図７】実施例について、切断長さを規定の長さに対して０、−３０μｍ、＋３０μｍとした場合の周波数特性を示す図である。
【図８】第２の実施の形態に係る積層型誘電体フィルタを平面から見て示す説明図である。
【図９】特性インピーダンス１６Ωの共振器と特性インピーダンス１２Ωの共振器の積層ずれに対する共振周波数変動量の変化を示す図である。
【図１０】特性インピーダンス１２Ωの共振器の積層ずれに対する共振周波数変動量の変化を改善させた例を示す図である。
【図１１】第３の実施の形態に係る積層型誘電体フィルタを平面から見て示す説明図である。
【図１２】従来例に係る積層型誘電体フィルタを示す分解斜視図である。
【図１３】提案例に係る積層型誘電体フィルタを平面から見て示す説明図である。
【符号の説明】
１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ…積層型誘電体フィルタ
１２…アース電極 １４…誘電体基板
１６Ａ…入力側共振電極 １６Ｂ…中央の共振電極
１６Ｃ…出力側共振電極 ３０、３２…内層アース電極
３６…第１の結合電極 ３８…第２の結合電極
４０Ａａ、４０Ａｂ、４０Ｂａ、４０Ｂｂ、４０Ｃａ、４０Ｃｂ…ビアホール
Claims (4)
- 複数の誘電体層が積層されて構成された誘電体基板内に、３つ以上の共振電極と、前記３つ以上の共振電極の開放端側と対向する内層アース電極とが形成された積層型誘電体フィルタにおいて、
前記３つ以上の共振電極のすべてあるいは一部の共振電極は、それぞれ開放端部分に、電極の幅により共振周波数を調整する第１の電極部分と、前記第１の電極部分に隣接し、かつ、電極の幅により周波数変動量を調整する第２の電極部分とを有し、
前記開放端部分は、前記第１の電極部分と前記第２の電極部分のみで構成され、
前記第１の電極部分は、前記開放端部分のうち、前記内層アース電極にて完全に含まれる部分に位置され、
前記第２の電極部分は、前記開放端部分のうち、前記第１の電極部分とは異なり、かつ、前記内層アース電極の縁部に対向する部分に位置されていることを特徴とする積層型誘電体フィルタ。 - 請求項１記載の積層型誘電体フィルタにおいて、
前記３つ以上の共振電極は、各短絡端がアース電極に接続され、各電極面の少なくとも一主面における短絡端近傍が接続部材を介してアース電極に接続されていることを特徴とする積層型誘電体フィルタ。 - 請求項２記載の積層型誘電体フィルタにおいて、
前記各電極面の両主面におけるそれぞれの短絡端近傍が接続部材を介してアース電極に接続されていることを特徴とする積層型誘電体フィルタ。 - 請求項２又は３記載の積層型誘電体フィルタにおいて、
前記接続部材は、前記誘電体基板内に形成されたビアホールであることを特徴とする積層型誘電体フィルタ。
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