JP4155883B2 - Multilayer bandpass filter - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、平衡出力端を有する積層型バンドパスフィルタに関する。
【0002】
【従来の技術】
携帯電話機等の無線通信機器では、小型化、薄型化の要求が強いことから、高密度の部品実装技術が要求されている。そこで、多層基板を用いて部品を集積することも提案されている。
【0003】
ところで、無線通信機器における部品の一つには、受信信号を濾波するバンドパスフィルタがある。このバンドパスフィルタとしては、例えば特許文献1に記載されているように、積層型のバンドパスフィルタが知られている。この積層型のバンドパスフィルタは、多層基板における導体層を用いて構成された共振器を備えている。
【0004】
ところで、従来の積層型のバンドパスフィルタは、接地電位を基準電位とした不平衡信号を入出力するようになっていた。そのため、このバンドパスフィルタの出力信号を、平衡入力型の増幅器に与えるためには、不平衡信号を、互いに位相がほぼ180°異なり、振幅がほぼ等しい2つの信号からなる平衡信号に変換するバラン(不平衡−平衡変換器)が必要であった。このバランも、多層基板における導体層を用いて構成することができる。
【0005】
従来、上記バンドパスフィルタとバランは、互いに別個の回路として構成されていた。なお、特許文献1には、多層基板を用いてフィルタとバランとを一体化してなる積層型誘電体フィルタが記載されている。
【0006】
また、特許文献2には、バランを用いることなく平衡信号の入出力を行うことができるようにした誘電体フィルタが記載されている。この誘電体フィルタは、両端が開放または短絡された1/2波長共振器と、一端が短絡され、他端が開放された1/4波長共振器と、1/4波長共振器に結合する不平衡端子と、1/2波長共振器の2つの開放端付近にそれぞれ結合する2つの平衡端子とを備えている。
【0007】
【特許文献1】
特開2003−87008号公報
【特許文献2】
特開2000−349505号公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
バンドパスフィルタとバランとが互いに別個の回路として構成されている場合には、部品点数が多くなるため、バンドパスフィルタおよびバランを含む回路の損失および大きさが大きくなるという問題点がある。特許文献1に記載されている積層型誘電体フィルタでは、フィルタとバランとが多層基板を用いて一体化されているものの、フィルタとバランは別個の回路となっているため、上述の問題点は解決されない。
【0009】
特許文献2に記載されている誘電体フィルタでは、2つの平衡端子は、1/2波長共振器から離れた位置に配置され、それぞれ1/2波長共振器と平衡端子との間に生じるキャパシタンスを介して、1/2波長共振器に結合されている。この構成では、上記キャパシタンスの大きさによって1/2波長共振器の共振周波数が変化する。そのため、この構成では、フィルタの特性の調整が難しいという問題点がある。
【0010】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、平衡信号を出力でき、小型で、調整の容易な積層型バンドパスフィルタを提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明の第1の積層型バンドパスフィルタは、
不平衡信号を入力する不平衡入力端と、
平衡信号を出力する2つの平衡出力端と、
それぞれTEM線路よりなる複数の共振器を有し、不平衡入力端と平衡出力端との間に設けられたバンドパスフィルタ部と、
複数の共振器を集積するための多層基板とを備え、
バンドパスフィルタ部は、共振器として、両端開放の1/2波長共振器よりなる平衡出力用1/2波長共振器を含み、
平衡出力端は、平衡出力用1/2波長共振器に直接接続されているものである。
【0012】
本発明の第1の積層型バンドパスフィルタでは、両端開放の1/2波長共振器よりなる平衡出力用1/2波長共振器に、2つの平衡出力端が直接接続されている。これにより、第1の積層型バンドパスフィルタによれば、バランを設けることなく、2つの平衡出力端より平衡信号を出力することができる。なお、本出願において、「直接接続されている」とは、接続される両者が、導体として物理的に連続しているという意味である。
【0013】
本発明の第1の積層型バンドパスフィルタにおいて、一方の平衡出力端は、平衡出力用1/2波長共振器の長手方向についての一方の半分の部分に直接接続され、他方の平衡出力端は、平衡出力用1/2波長共振器の長手方向についての他方の半分の部分に直接接続されていてもよい。この場合、2つの平衡出力端は、平衡出力用1/2波長共振器の長手方向の中央に対して非対称な位置において、平衡出力用1/2波長共振器に接続されていてもよい。
【0014】
また、本発明の第1の積層型バンドパスフィルタは、更に、平衡出力用1/2波長共振器の長手方向の中央の近傍において平衡出力用1/2波長共振器に接続され、平衡出力用1/2波長共振器に直流電圧を印加するために用いられる直流電圧印加用端子を備えていてもよい。
【0015】
また、本発明の第1の積層型バンドパスフィルタにおいて、複数の共振器のうちの少なくとも1つは、その形状が矩形である場合に比べて、キャパシタンスまたはインダクタンスが大きくなる形状をなしていてもよい。
【0016】
また、本発明の第1の積層型バンドパスフィルタにおいて、バンドパスフィルタ部に含まれる少なくとも1つの両端開放の1/2波長共振器の両端がキャパシタを介して接続されていてもよい。
【0017】
本発明の第2の積層型バンドパスフィルタは、
不平衡信号を入力する不平衡入力端と、
平衡信号を出力する2つの平衡出力端と、
それぞれTEM線路よりなる複数の共振器を有し、不平衡入力端と平衡出力端との間に設けられたバンドパスフィルタ部と、
複数の共振器を集積するための多層基板とを備え、
バンドパスフィルタ部は、共振器として、両端開放の1/2波長共振器よりなる平衡出力用1/2波長共振器と、それぞれ1/4波長共振器よりなり、平衡出力用1/2波長共振器と平衡出力端との間に、一対の1/4波長共振器を1段として、1段以上設けられた平衡出力用1/4波長共振器とを含み、
各平衡出力端は、最終段の一対の平衡出力用1/4波長共振器の各々に直接接続されているものである。
【0018】
本発明の第2の積層型バンドパスフィルタは、両端開放の1/2波長共振器よりなる平衡出力用1/2波長共振器と、この平衡出力用1/2波長共振器と平衡出力端との間に設けられた1段以上の平衡出力用1/4波長共振器とを備え、2つの平衡出力端が最終段の一対の平衡出力用1/4波長共振器の各々に直接接続されている。これにより、第2の積層型バンドパスフィルタによれば、バランを設けることなく、2つの平衡出力端より平衡信号を出力することができる。
【0019】
本発明の第2の積層型バンドパスフィルタにおいて、平衡出力用1/4波長共振器としては、最終段の一対の平衡出力用1/4波長共振器のみ設けられていてもよい。そして、この最終段の一対の平衡出力用1/4波長共振器のうちの一方は平衡出力用1/2波長共振器における長手方向についての一方の半分の部分に結合され、最終段の一対の平衡出力用1/4波長共振器のうちの他方は平衡出力用1/2波長共振器における長手方向についての他方の半分の部分に結合されていてもよい。
【0020】
最終段の一対の平衡出力用1/4波長共振器は、平衡出力用1/2波長共振器に対して同じ結合方法で結合されていてもよい。また、最終段の一対の平衡出力用1/4波長共振器のうちの一方は平衡出力用1/2波長共振器における長手方向についての一方の半分の部分にのみ結合され、一対の平衡出力用1/4波長共振器のうちの他方は平衡出力用1/2波長共振器における長手方向についての他方の半分の部分にのみ結合されていてもよい。
【0021】
また、本発明の第2の積層型バンドパスフィルタにおいて、平衡出力用1/4波長共振器は、複数段設けられ、最も平衡出力用1/2波長共振器に近い1段目の一対の平衡出力用1/4波長共振器のうちの一方は平衡出力用1/2波長共振器における長手方向についての一方の半分の部分に結合され、1段目の一対の平衡出力用1/4波長共振器のうちの他方は平衡出力用1/2波長共振器における長手方向についての他方の半分の部分に結合されていてもよい。
【0022】
1段目の一対の平衡出力用1/4波長共振器は、平衡出力用1/2波長共振器に対して同じ結合方法で結合されていてもよい。また、1段目の一対の平衡出力用1/4波長共振器のうちの一方は平衡出力用1/2波長共振器における長手方向についての一方の半分の部分にのみ結合され、1段目の一対の平衡出力用1/4波長共振器のうちの他方は平衡出力用1/2波長共振器における長手方向についての他方の半分の部分にのみ結合されていてもよい。また、各段の一対の平衡出力用1/4波長共振器は、その前段または後段の一対の平衡出力用1/4波長共振器に対して同じ結合方法で結合されていてもよい。
【0023】
また、本発明の第2の積層型バンドパスフィルタにおいて、複数の共振器のうちの少なくとも1つは、その形状が矩形である場合に比べて、キャパシタンスまたはインダクタンスが大きくなる形状をなしていてもよい。
【0024】
また、本発明の第2の積層型バンドパスフィルタにおいて、バンドパスフィルタ部に含まれる少なくとも1つの両端開放の1/2波長共振器の両端がキャパシタを介して接続されていてもよい。
【0025】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
[第1の実施の形態]
始めに、図1を参照して、本発明の第1の実施の形態に係る積層型バンドパスフィルタの基本構成について説明する。図1に示したように、本実施の形態に係る積層型バンドパスフィルタ1は、不平衡信号を入力する1つの不平衡入力端2と、平衡信号を出力する2つの平衡出力端3A,3Bと、不平衡入力端2と平衡出力端3A,3Bとの間に設けられたバンドパスフィルタ部4とを備えている。バンドパスフィルタ部4は、それぞれTEM線路よりなる複数の共振器40を有している。積層型バンドパスフィルタ1は、更に、複数の共振器40を集積するための多層基板を備えている。
【0026】
TEM線路とは、電界および磁界が共に電磁波の進行方向に垂直な断面内にのみ存在する電磁波であるTEM波(Transverse Electromagnetic Wave)を伝送する伝送線路である。
【0027】
後で詳しく説明するが、多層基板は、誘電体層と、パターン化された導体層とが交互に積層された構造になっている。各共振器40は、この多層基板の導体層を用いて構成されている。また、各共振器40は、分布定数線路になっている。
【0028】
バンドパスフィルタ部4を構成する複数の共振器40の共振周波数は等しい。また、複数の共振器40は、隣り合うもの同士が電磁結合するように配列されている。これにより、複数の共振器40は、所定の周波数帯域内の周波数の信号を選択的に通過させるバンドパスフィルタとしての機能を発揮する。
【0029】
各共振器40としては、両端開放の1/2波長共振器と、両端短絡の1/2波長共振器と、1/4波長共振器のうちのいずれかを用いることができる。
【0030】
図2は、両端開放の1/2波長共振器41と、この共振器41における電界分布とを示している。図2に示したように、この共振器41では、長手方向の中央において電界がゼロとなり、両端部において電界は最大となる。共振器41における長手方向についての一方の半分の部分では、全ての点において電界の位相は等しい。同様に、共振器41における長手方向についての他方の半分の部分でも、全ての点において電界の位相は等しい。一方の半分の部分と他方の半分の部分では、電界の位相は180°異なり、電界の正負の符号は互いに逆になる。
【0031】
図3は、両端短絡の1/2波長共振器42と、この共振器42における電界分布とを示している。図3に示したように、この共振器42では、長手方向の中央において電界が最大となり、両端部において電界はゼロとなる。
【0032】
図4は、1/4波長共振器43と、この共振器43における電界分布とを示している。図4に示したように、この共振器43では、一端が短絡され、他端が開放されている。この共振器43では、短絡された端部において電界がゼロとなり、開放された端部において電界が最大となる。
【0033】
本実施の形態では、バンドパスフィルタ部4は、共振器40として、両端開放の1/2波長共振器41よりなる平衡出力用1/2波長共振器41Aを含んでいる。そして、平衡出力端3Aは、平衡出力用1/2波長共振器41Aの長手方向についての一方の半分の部分に直接接続され、平衡出力端3Bは、平衡出力用1/2波長共振器41Aの長手方向についての他方の半分の部分に直接接続されている。
【0034】
また、不平衡入力端2は、最も不平衡入力端2に近い位置に配置された共振器40である入力共振器40Iに接続されている。
【0035】
次に、図5を参照して、本実施の形態に係る積層型バンドパスフィルタ1の作用について説明する。積層型バンドパスフィルタ1の不平衡入力端2には、不平衡の信号が入力される。この信号のうち、所定の周波数帯域内の周波数の信号が選択的にバンドパスフィルタ部4を通過する。バンドパスフィルタ部4の最終段の共振器40は、両端開放の1/2波長共振器41よりなる平衡出力用1/2波長共振器41Aになっている。この共振器41Aでは、図2を参照して説明したように、長手方向についての一方の半分の部分と他方の半分の部分では、電界の位相は180°異なる。平衡出力端3Aは共振器41Aの一方の半分の部分に接続され、平衡出力端3Bは共振器41Aの他方の半分の部分に接続されている。そのため、平衡出力端3A,3Bから出力される各電圧は、必ず位相が互いに180°異なっている。従って、平衡出力端3A,3Bから出力される2つの電圧の振幅が等しくなるような位置に平衡出力端3A,3Bを設けることにより、平衡出力端3A,3Bから平衡信号を出力させることができる。
【0036】
ここで、図5に示したように、共振器41Aにおいて平衡出力端3Aが接続される位置を、共振器41Aの長手方向の中央Cから一方の端部側へ距離xaだけ離れた位置とし、共振器41Aにおいて平衡出力端3Bが接続される位置を、共振器41Aの長手方向の中央Cから他方の端部側へ距離xbだけ離れた位置とする。距離xa,xbは、いずれもゼロより大きい。距離xa,xbが大きくなるほど、平衡出力端3A,3Bから出力される電圧の振幅は大きくなる。
【0037】
共振器41Aの一方の半分の部分と他方の半分の部分とで電界の分布が対称である場合には、平衡出力端3A,3Bから出力される2つの電圧の振幅を等しくするには、距離xa,xbを等しくすればよい。しかし、入力共振器40Iに不平衡入力端2が接続されること等の理由から、共振器41Aの一方の半分の部分と他方の半分の部分とで電界の分布が対称ではない場合もある。この場合には、平衡出力端3A,3Bから出力される2つの電圧の振幅を等しくするための距離xa,xbは等しくなくなる。すなわち、平衡出力端3A,3Bは、共振器41Aの長手方向の中央Cに対して非対称な位置において、共振器41Aに接続される。
【0038】
次に、入力共振器40Iに対する不平衡入力端2の接続方法について説明する。入力共振器40Iに対する不平衡入力端2の接続方法には、主に、次の2つの方法がある。第1の方法は、キャパシタを介して不平衡入力端2を入力共振器40Iに接続する方法である。第2の方法は、キャパシタを介さずに、不平衡入力端2を入力共振器40Iに直接接続する方法である。以下、この2つの方法について、図6および図7を参照して順に説明する。
【0039】
まず、図6を参照して、第1の方法について説明する。第1の方法では、図6に示したように、キャパシタ21を介して不平衡入力端2を入力共振器40Iに接続する。なお、図6において、不平衡入力端2には信号源22が接続されている。この第1の方法では、キャパシタ21のキャパシタンスを小さくする程、不平衡入力端2と入力共振器40Iとの結合は弱くなり、キャパシタ21のキャパシタンスを大きくする程、不平衡入力端2と入力共振器40Iとの結合は強くなる。ただし、キャパシタ21のキャパシタンスを大きくする程、入力共振器40Iの共振周波数は低くなる。そのため、第1の方法を用いる場合において、入力共振器40Iにおいて所望の共振周波数が得られるようにするためには、キャパシタ21によって共振周波数が低くなることを見込んで、入力共振器40Iの長さを小さくして共振周波数を調整する必要がある。
【0040】
次に、第2の方法について説明する。第2の方法では、不平衡入力端2を入力共振器40Iに直接接続する。ここで、図7を参照して、入力共振器40Iが1/4波長共振器43である場合において、第2の方法を用いる場合について説明する。なお、図7において、不平衡入力端2には信号源22が接続されている。図7では、入力共振器40Iを、不平衡入力端2が接続された位置から短絡端までの第1の部分40Iaと、不平衡入力端2が接続された位置から開放端までの第2の部分40Ibとに分けて示している。第1の部分40Iaの長さと第2の部分40Ibの長さとの比を、x:(10−x)とする。なお、xは0より大きく、10以下である。この場合、xの値を小さくする程、不平衡入力端2と入力共振器40Iとの結合は弱くなり、xの値を大きくする程、不平衡入力端2と入力共振器40Iとの結合は強くなる。第2の方法では、xの値を変えても、入力共振器40Iの共振周波数は変化しない。
【0041】
次に、入力共振器40Iが1/2波長共振器である場合において、第2の方法を用いる場合について説明する。まず、入力共振器40Iが、図2に示した両端開放の1/2波長共振器41である場合には、入力共振器40Iに不平衡入力端2を接続する位置が入力共振器40Iの長手方向の中央に近づく程、不平衡入力端2と入力共振器40Iとの結合は弱くなり、入力共振器40Iに不平衡入力端2を接続する位置が入力共振器40Iの開放端に近づく程、不平衡入力端2と入力共振器40Iとの結合は強くなる。この場合、入力共振器40Iに不平衡入力端2を接続する位置を変えても、入力共振器40Iの共振周波数は変化しない。
【0042】
また、入力共振器40Iが、図3に示した両端短絡の1/2波長共振器42である場合には、入力共振器40Iに不平衡入力端2を接続する位置が入力共振器40Iの短絡端に近づく程、不平衡入力端2と入力共振器40Iとの結合は弱くなり、入力共振器40Iに不平衡入力端2を接続する位置が入力共振器40Iの長手方向の中央に近づく程、不平衡入力端2と入力共振器40Iとの結合は強くなる。この場合、入力共振器40Iに不平衡入力端2を接続する位置を変えても、入力共振器40Iの共振周波数は変化しない。
【0043】
このように、第2の方法では、入力共振器40Iの長さを調整することなく、不平衡入力端2と入力共振器40Iとの結合の強さを変えることができる。
【0044】
以下、本実施の形態に係る積層型バンドパスフィルタ1の具体的な構成の第1ないし第4の例について説明する。
【0045】
[第1の構成例]
図8は、第1の構成例の積層型バンドパスフィルタ1の回路図である。この積層型バンドパスフィルタ1は、不平衡入力端2と、平衡出力端3A,3Bと、不平衡入力端2と平衡出力端3A,3Bとの間に設けられたバンドパスフィルタ部4とを備えている。バンドパスフィルタ部4は、いずれも両端開放の1/2波長共振器41よりなり、並べて配置された3つの共振器40を有している。3つの共振器40のうち、最も不平衡入力端2に近い位置に配置された共振器40は入力共振器40Iである。入力共振器40Iには、不平衡入力端2が直接接続されている。また、最も平衡出力端3A,3Bに近い位置に配置された共振器40は平衡出力用1/2波長共振器41Aである。平衡出力用1/2波長共振器41Aには、平衡出力端3A,3Bが直接接続されている。以下、共振器40Iと共振器41Aとの間に配置された共振器40を、中間の共振器40Mと呼ぶ。入力共振器40Iと中間の共振器40Mは電磁結合され、中間の共振器40Mと平衡出力用1/2波長共振器41Aも電磁結合されている。また、3つの共振器40の各開放端とグランドとの間にはキャパシタCが設けられている。
【0046】
図9は、図8に示した積層型バンドパスフィルタ1を実現する多層基板30の構成の一例を示す分解斜視図である。この例では、多層基板30は、下から順に積層された7つの誘電体層31a〜31gを有している。誘電体層31bの上面には、シールドを兼ねたグランド用導体層32が形成されている。誘電体層31cの上面には、入力共振器40I、中間の共振器40Mおよび平衡出力用1/2波長共振器41Aが形成されている。誘電体層31cの上面には、更に、平衡出力用1/2波長共振器41Aに直接接続された端子用導体層33A,33Bが形成されている。端子用導体層33A,33Bにおける共振器41Aとは反対側の端部は平衡出力端3A,3Bとなっている。
【0047】
誘電体層31dの上面には、共振器40I,40M,41Aの両端部に対応する位置において、6つのスルーホール34が形成されている。誘電体層31dの上面には、更に、共振器40Iの一方の端部に対応する位置に配置されたスルーホール34に接続された端子用導体層35が形成されている。端子用導体層35におけるスルーホール34とは反対側の端部は不平衡入力端2となっている。
【0048】
誘電体層31eの上面には、6つのスルーホール34に対応する位置において、6つのキャパシタ用導体層36およびこれらに接続された6つのスルーホール37が形成されている。各キャパシタ用導体層36は、それぞれスルーホール34,37を介して、共振器40I,40M,41Aの各端部に接続されている。誘電体層31fの上面には、シールドを兼ねたグランド用導体層38が形成されている。図8におけるキャパシタCは、キャパシタ用導体層36とグランド用導体層38とによって形成されている。
【0049】
図10は、図9に示した多層基板30の外観の一例を示す斜視図である。この例では、多層基板30の上面、下面および側面には、複数の端子電極39が形成されている。この端子電極39は、多層基板30の内部の導体層に接続され、導体層と外部装置との接続に用いられる。
【0050】
多層基板30は、例えば低温焼成セラミック多層基板になっている。この場合、多層基板30は、例えば以下のようにして製造される。すなわち、まず、予めスルーホール用の孔が形成されたセラミックグリーンシート上に、例えば銀を主成分とする導電性ペーストを用いて、所定のパターンの導体層を形成する。次に、このように導体層が形成された複数のセラミックグリーンシートを積層し、これらを同時に焼成する。これにより、スルーホールも同時に形成される。次に、端子電極39を形成して、多層基板30を完成させる。
【0051】
第1の構成例の積層型バンドパスフィルタ1では、いずれも両端開放の1/2波長共振器41よりなる3つの共振器40を並べてバンドパスフィルタ部4を構成しているので、平衡信号のバランスがよい。また、この積層型バンドパスフィルタ1では、共振器40の各開放端とグランドとの間にキャパシタCを設けているので、キャパシタCを設けない場合に比べて、所望の共振周波数を有する共振器40の物理的な長さを小さくすることができる。
【0052】
[第2の構成例]
図11は、第2の構成例の積層型バンドパスフィルタ1の回路図である。この積層型バンドパスフィルタ1は、図8に示した第の構成例の積層型バンドパスフィルタ1に、直流電圧印加用端子5を加えたものである。直流電圧印加用端子5は、平衡出力用1/2波長共振器41Aの長手方向の中央の近傍において平衡出力用1/2波長共振器41Aに接続されている。また、直流電圧印加用端子5は、平衡出力用1/2波長共振器41Aに直流電圧を印加するために用いられる。この直流電圧は、例えば、平衡出力端3A,3Bに接続される集積回路を駆動するために用いられる。
【0053】
図12は、図11に示した積層型バンドパスフィルタ1を実現する多層基板30の構成の一例を示す分解斜視図である。この例では、多層基板30では、図9に示した多層基板30における誘電体層31cの上面に、平衡出力用1/2波長共振器41Aに直接接続された端子用導体層50が形成されている。端子用導体層50における共振器41Aとは反対側の端部は直流電圧印加用端子5となっている。
【0054】
第2の構成例の積層型バンドパスフィルタ1のその他の構成は、第1の構成例の積層型バンドパスフィルタ1と同様である。
【0055】
[第3の構成例]
図13は、第3の構成例の積層型バンドパスフィルタ1の回路図である。この積層型バンドパスフィルタ1は、不平衡入力端2と、平衡出力端3A,3Bと、不平衡入力端2と平衡出力端3A,3Bとの間に設けられたバンドパスフィルタ部4とを備えている。バンドパスフィルタ部4は、並べて配置された3つの共振器40を有している。3つの共振器40のうち、最も不平衡入力端2に近い位置に配置された共振器40は入力共振器40Iである。入力共振器40Iには、不平衡入力端2が直接接続されている。また、最も平衡出力端3A,3Bに近い位置に配置された共振器40は平衡出力用1/2波長共振器41Aである。平衡出力用1/2波長共振器41Aには、平衡出力端3A,3Bが直接接続されている。入力共振器40Iおよび中間の共振器40Mには、1/4波長共振器43が用いられている。入力共振器40Iと中間の共振器40Mは電磁結合され、中間の共振器40Mと平衡出力用1/2波長共振器41Aも電磁結合されている。
【0056】
図14は、図13に示した積層型バンドパスフィルタ1を実現する多層基板30の構成の一例を示す分解斜視図である。この例では、多層基板30は、下から順に積層された5つの誘電体層51a〜51eを有している。誘電体層51bの上面には、シールドを兼ねたグランド用導体層52が形成されている。誘電体層51cの上面には、入力共振器40I、中間の共振器40Mおよび平衡出力用1/2波長共振器41Aが形成されている。誘電体層51cの上面には、更に、平衡出力用1/2波長共振器41Aに直接接続された端子用導体層53A,53Bと、入力共振器40Iに直接接続された端子用導体層54が形成されている。端子用導体層53A,53Bにおける共振器41Aとは反対側の端部は平衡出力端3A,3Bとなっている。端子用導体層54における共振器40Iとは反対側の端部は不平衡入力端2となっている。誘電体層51dの上面には、シールドを兼ねたグランド用導体層55が形成されている。
【0057】
第3の構成例における多層基板30の外観は、例えば、第1の構成例における多層基板30と同様である。第3の構成例では、入力共振器40Iおよび中間の共振器40Mとして1/4波長共振器43を用いているので、第1の構成例に比べて積層型バンドパスフィルタ1を小型化することができる。
【0058】
[第4の構成例]
図15は、第4の構成例の積層型バンドパスフィルタ1の回路図である。この積層型バンドパスフィルタ1は、不平衡入力端2と、平衡出力端3A,3Bと、不平衡入力端2と平衡出力端3A,3Bとの間に設けられたバンドパスフィルタ部4とを備えている。バンドパスフィルタ部4は、いずれも両端開放の1/2波長共振器41よりなり、並べて配置された2つの共振器40を有している。不平衡入力端2に近い位置に配置された共振器40は入力共振器40Iである。入力共振器40Iには、不平衡入力端2が直接接続されている。また、平衡出力端3A,3Bに近い位置に配置された共振器40は平衡出力用1/2波長共振器41Aである。平衡出力用1/2波長共振器41Aには、平衡出力端3A,3Bが直接接続されている。入力共振器40Iと平衡出力用1/2波長共振器41Aは電磁結合されている。また、2つの共振器40の各開放端とグランドとの間にはキャパシタCが設けられている。更に、2つの共振器40の一方の開放端同士の間にはキャパシタC1が設けられている。また、2つの共振器40の他方の開放端同士の間にはキャパシタC2が設けられている。
【0059】
図16は、図15に示した積層型バンドパスフィルタ1を実現する多層基板30の構成の一例を示す分解斜視図である。この例では、多層基板30は、下から順に積層された7つの誘電体層61a〜61gを有している。誘電体層61bの上面には、シールドを兼ねたグランド用導体層62が形成されている。誘電体層61cの上面には、2つのキャパシタ用導体層63Aと、この2つのキャパシタ用導体層63Aを接続する導体層64Aと、2つのキャパシタ用導体層63Bと、この2つのキャパシタ用導体層63Bを接続する導体層64Bとが形成されている。
【0060】
誘電体層61dの上面には、入力共振器40Iと平衡出力用1/2波長共振器41Aが形成されている。誘電体層61dの上面には、更に、共振器40I,41Aの各一方の端部に接続された2つのキャパシタ用導体層65Aと、共振器40I,41Aの各他方の端部に接続された2つのキャパシタ用導体層65Bとが形成されている。2つのキャパシタ用導体層65Aは、2つのキャパシタ用導体層63Aに対向する位置に配置されている。同様に、2つのキャパシタ用導体層65Bは、2つのキャパシタ用導体層63Bに対向する位置に配置されている。
【0061】
誘電体層61dの上面には、更に、キャパシタ用導体層65A,65Bを介して、平衡出力用1/2波長共振器41Aに直接接続された端子用導体層66A,66Bが形成されている。端子用導体層66A,66Bにおける共振器41Aとは反対側の端部は平衡出力端3A,3Bとなっている。誘電体層61dの上面には、更に、キャパシタ用導体層65Aを介して、入力共振器40Iの一方の端部に直接接続された端子用導体層67が形成されている。端子用導体層67における入力共振器40Iとは反対側の端部は不平衡入力端2となっている。
【0062】
誘電体層61eの上面には、2つのグランド用導体層68Aと、2つのグランド用導体層68Bとが形成されている。2つのグランド用導体層68Aは、2つのキャパシタ用導体層65Aに対向する位置に配置されている。同様に、2つのグランド用導体層68Bは、2つのキャパシタ用導体層65Bに対向する位置に配置されている。誘電体層61fの上面には、シールドを兼ねたグランド用導体層69が形成されている。
【0063】
図15におけるキャパシタCは、キャパシタ用導体層65A,65Bとグランド用導体層68A,68Bとによって形成されている。図15におけるキャパシタC1は、2つのキャパシタ用導体層65A、2つのキャパシタ用導体層63Aおよび導体層64Aによって形成されている。また、図15におけるキャパシタC2は、2つのキャパシタ用導体層65B、2つのキャパシタ用導体層63Bおよび導体層64Bによって形成されている。
【0064】
第4の構成例における多層基板30の外観は、例えば、第1の構成例における多層基板30と同様である。第4の構成例では、共振器40の各開放端とグランドとの間にキャパシタCを設けているので、キャパシタCを設けない場合に比べて、所望の共振周波数を有する共振器40の物理的な長さを小さくすることができる。また、第4の構成例では、2つの共振器40の一方の開放端同士の間にキャパシタC1を設け、2つの共振器40の他方の開放端同士の間にキャパシタC2を設けている。これらのキャパシタC1,C2は、積層型バンドパスフィルタ1の減衰・挿入損失特性において減衰極を形成する機能を有する。また、第4の構成例では、2つの共振器40によってバンドパスフィルタ部4を構成しているので、3つの共振器40によってバンドパスフィルタ部4を構成する場合に比べて、挿入損失が小さくなる。
【0065】
ここで、図17ないし図20に、第1の構成例の積層型バンドパスフィルタ1の特性の一例を示す。図17は、積層型バンドパスフィルタ1の減衰・挿入損失特性を示している。図18は、積層型バンドパスフィルタ1の反射損失特性を示している。図17および図18から、この積層型バンドパスフィルタ1は、所定の周波数帯域内の周波数の信号を選択的に通過させるバンドパスフィルタとして機能していることが分かる。図19は、積層型バンドパスフィルタ1の平衡出力端3A,3Bの出力信号の振幅差の周波数特性を示している。図20は、積層型バンドパスフィルタ1の平衡出力端3A,3Bの出力信号の位相差の周波数特性を示している。図19および図20から、この積層型バンドパスフィルタ1では、平衡出力端3A,3Bより平衡信号が出力されることが分かる。
【0066】
以上説明したように、本実施の形態に係る積層型バンドパスフィルタ1によれば、互いに位相がほぼ180°異なり、振幅がほぼ等しい2つの信号からなる平衡信号を出力することができる。
【0067】
また、本実施の形態に係る積層型バンドパスフィルタ1によれば、バランを用いることなく、平衡信号を出力することができる。また、本実施の形態に係る積層型バンドパスフィルタ1では、多層基板30によって複数の共振器40が集積されている。これらのことから、本実施の形態によれば、積層型バンドパスフィルタ1の小型化が可能になる。
【0068】
また、本実施の形態に係る積層型バンドパスフィルタ1では、平衡出力端3A,3Bが平衡出力用1/2波長共振器41Aに直接接続されているので、特性の調整が容易である。
【0069】
[第2の実施の形態]
次に、図21を参照して、本発明の第2の実施の形態に係る積層型バンドパスフィルタの基本構成について説明する。図21に示したように、本実施の形態に係る積層型バンドパスフィルタ71は、不平衡信号を入力する1つの不平衡入力端2と、平衡信号を出力する2つの平衡出力端3A,3Bと、不平衡入力端2と平衡出力端3A,3Bとの間に設けられたバンドパスフィルタ部4とを備えている。バンドパスフィルタ部4は、それぞれTEM線路よりなる複数の共振器を有している。積層型バンドパスフィルタ71は、更に、複数の共振器を集積するための多層基板を備えている。バンドパスフィルタ部4を構成する複数の共振器の共振周波数は等しい。また、複数の共振器は、隣り合うもの同士が電磁結合するように配列されている。これにより、複数の共振器は、所定の周波数帯域内の周波数の信号を選択的に通過させるバンドパスフィルタとしての機能を発揮する。
【0070】
バンドパスフィルタ部4は、共振器として、両端開放の1/2波長共振器41よりなる平衡出力用1/2波長共振器41Aと、平衡出力用1/2波長共振器41Aと平衡出力端3A,3Bとの間に設けられた平衡出力用1/4波長共振器72A,72Bとを含んでいる。平衡出力用1/4波長共振器72A,72Bは、それぞれ1/4波長共振器43よりなる。平衡出力用1/4波長共振器72A,72Bは、一対の共振器72A,72Bを1段として、複数段設けられている。各平衡出力端3A,3Bは、最終段の一対の平衡出力用1/4波長共振器72A,72Bの各々に直接接続されている。
【0071】
バンドパスフィルタ部4は、更に、不平衡入力端2と平衡出力用1/2波長共振器41Aとの間に設けられた1以上の共振器を含んでいてもよい。この共振器としては、両端開放の1/2波長共振器と、両端短絡の1/2波長共振器と、1/4波長共振器のうちのいずれかを用いることができる。図21には、不平衡入力端2と平衡出力用1/2波長共振器41Aとの間に、少なくとも入力共振器40Iが設けられている例を示している。しかし、不平衡入力端2と平衡出力用1/2波長共振器41Aとの間に他の共振器を設けずに、平衡出力用1/2波長共振器41Aに不平衡入力端2を接続し、平衡出力用1/2波長共振器41Aが入力共振器40Iを兼ねるようにしてもよい。
【0072】
入力共振器40Iに対する不平衡入力端2の接続方法は、第1の実施の形態と同様に、キャパシタを介して不平衡入力端2を入力共振器40Iに接続する方法でもよいし、キャパシタを介さずに、不平衡入力端2を入力共振器40Iに直接接続する方法でもよい。
【0073】
次に、本実施の形態に係る積層型バンドパスフィルタ71の作用について説明する。まず、平衡出力用1/4波長共振器72A,72Bとして、最終段の平衡出力用1/4波長共振器72A,72Bのみが設けられている場合における積層型バンドパスフィルタ71の作用について説明する。この場合、一方の共振器72Aは、平衡出力用1/2波長共振器41Aにおける長手方向についての一方の半分の部分に結合され、他方の共振器72Bは平衡出力用1/2波長共振器41Aにおける長手方向についての他方の半分の部分に結合される。
【0074】
第1の実施の形態で説明した通り、平衡出力用1/2波長共振器41Aでは、長手方向についての一方の半分の部分と他方の半分の部分では、電界の位相は180°異なる。そのため、平衡出力用1/4波長共振器72A,72Bにおける電界の位相も180°異なる。従って、平衡出力端3A,3Bから出力される2つの電圧の振幅が等しくなるような位置に平衡出力端3A,3Bを設けることにより、平衡出力端3A,3Bから平衡信号を出力させることができる。
【0075】
以上説明したように、本実施の形態に係る積層型バンドパスフィルタ71によれば、第1の実施の形態と同様に、バランを用いることなく、平衡信号を出力することができる。また、本実施の形態に係る積層型バンドパスフィルタ71では、多層基板30によって複数の共振器40が集積されている。これらのことから、本実施の形態によれば、積層型バンドパスフィルタ71の小型化が可能になる。
【0076】
また、本実施の形態に係る積層型バンドパスフィルタ71では、平衡出力端3A,3Bが平衡出力用1/4波長共振器72A,72Bに直接接続されているので、特性の調整が容易である。
【0077】
ここで、図22ないし図28を参照して、平衡出力用1/4波長共振器72A,72Bと平衡出力用1/2波長共振器41Aとの結合方法について説明する。2つの共振器の結合方法としては、インターデジタル結合とコムライン結合とがある。インターデジタル結合とは、図22に示したように、一方の共振器301の開放端301aと他方の共振器302の短絡端302bとが対向し、一方の共振器301の短絡端301bと他方の共振器302の開放端302aとが対向するように、共振器301,302が配置された構造となる結合方法である。コムライン結合とは、図23に示したように、一方の共振器301の開放端301aと他方の共振器302の開放端302aとが対向し、一方の共振器301の短絡端301bと他方の共振器302の短絡端302bとが対向するように、共振器301,302が配置された構造となる結合方法である。インターデジタル結合は、コムライン結合に比べて結合が強い。
【0078】
平衡出力用1/4波長共振器72A,72Bと平衡出力用1/2波長共振器41Aとの結合方法には、図24ないし図26に示した3通りの結合方法が考えられる。図24に示した結合方法は、平衡出力用1/4波長共振器72A,72Bの両方が、平衡出力用1/2波長共振器41Aに対してインターデジタル結合されるものである。図25に示した結合方法は、平衡出力用1/4波長共振器72A,72Bの両方が、平衡出力用1/2波長共振器41Aに対してコムライン結合されるものである。図26に示した結合方法は、平衡出力用1/4波長共振器72A,72Bのうちの一方(図26では共振器72B)が平衡出力用1/2波長共振器41Aに対してインターデジタル結合され、他方(図26では共振器72A)が平衡出力用1/2波長共振器41Aに対してコムライン結合されるものである。
【0079】
図26に示した結合方法では、平衡信号の振幅のバランスが悪くなる。従って、図24または図25に示したように、平衡出力用1/4波長共振器72A,72Bは、平衡出力用1/2波長共振器41Aに対して同じ結合方法で結合されることが好ましい。
【0080】
また、図27に示したように、平衡出力用1/4波長共振器72A,72Bの一方(図27では共振器72B)が、平衡出力用1/2波長共振器41Aにおける長手方向についての一方の半分の部分41Aaと他方の半分の部分41Abの両方に結合されていると、平衡信号のバランスが悪くなる。従って、図28に示したように、平衡出力用1/4波長共振器72Aは平衡出力用1/2波長共振器41Aにおける長手方向についての一方の半分の部分41Aaにのみ結合され、平衡出力用1/4波長共振器72Bは平衡出力用1/2波長共振器41Aにおける長手方向についての他方の半分の部分41Abにのみ結合されることが好ましい。
【0081】
次に、平衡出力用1/4波長共振器72A,72Bとして、複数段の平衡出力用1/4波長共振器72A,72Bが設けられている場合における積層型バンドパスフィルタ1の作用について説明する。この場合、最も平衡出力用1/2波長共振器71Aに近い1段目の一対の共振器72A,72Bのうちの一方の共振器72Aは、平衡出力用1/2波長共振器41Aにおける長手方向についての一方の半分の部分に結合され、他方の共振器72Bは平衡出力用1/2波長共振器41Aにおける長手方向についての他方の半分の部分に結合される。後段の共振器72Aは前段の共振器72Aに結合され、後段の共振器72Bは前段の共振器72Bに結合される。
【0082】
前述のように、平衡出力用1/2波長共振器41Aでは、長手方向についての一方の半分の部分と他方の半分の部分では、電界の位相は180°異なる。そのため、各段における平衡出力用1/4波長共振器72A,72Bにおける電界の位相も180°異なる。従って、平衡出力端3A,3Bから出力される2つの電圧の振幅が等しくなるような位置に平衡出力端3A,3Bを設けることにより、平衡出力端3A,3Bから平衡信号を出力させることができる。
【0083】
図24ないし図26を参照した説明と同じ理由から、1段目の平衡出力用1/4波長共振器72A,72Bは、平衡出力用1/2波長共振器41Aに対して同じ結合方法で結合されることが好ましい。更に、同様の理由から、図29または図30に示したように、各段の一対の平衡出力用1/4波長共振器72A,72Bは、その前段または後段の一対の平衡出力用1/4波長共振器72A,72Bに対して同じ結合方法で結合されることが好ましい。図29は、隣り合う2つの段の共振器72A同士および共振器72B同士が、いずれもコムライン結合によって結合されている場合を示している。また、図30は、隣り合う2つの段の共振器72A同士および共振器72B同士が、いずれもインターデジタル結合によって結合されている場合を示している。
【0084】
また、図27および図28を参照した説明と同じ理由から、1段目の平衡出力用1/4波長共振器72Aは平衡出力用1/2波長共振器41Aにおける長手方向についての一方の半分の部分41Aaにのみ結合され、1段目の平衡出力用1/4波長共振器72Bは平衡出力用1/2波長共振器41Aにおける長手方向についての他方の半分の部分41Abにのみ結合されることが好ましい。
【0085】
本実施の形態における多層基板30の構成は、例えば、第1の実施の形態における平衡出力用1/2波長共振器41Aと平衡出力端3A,3B用の導体層との間に1段以上の平衡出力用1/4波長共振器72A,72Bを配置したものとなる。また、本実施の形態における多層基板30の外観は、例えば、図10に示した多層基板30と同様である。本実施の形態におけるその他の構成、作用および効果は、第1の実施の形態と同様である。
【0086】
[第3の実施の形態]
次に、図31ないし図38を参照して、本発明の第3の実施の形態に係る積層型バンドパスフィルタについて説明する。本実施の形態に係る積層型バンドパスフィルタは、第1または第2の実施の形態に係る積層型バンドパスフィルタにおいて、バンドパスフィルタ部4を構成する複数の共振器のうちの少なくとも1つが、その形状が矩形である場合に比べて、キャパシタンスまたはインダクタンスが大きくなる形状をなしているものである。
【0087】
以下、本実施の形態における共振器の具体的な形状の4つの例について説明する。
【0088】
[共振器の形状の第1の例]
図31は、第1の例の共振器101と、この共振器101と比較するための矩形の共振器102とを示す説明図である。共振器101,102は、いずれも両端開放の1/2波長共振器である。共振器101,102の共振周波数は等しくなっている。共振器101では、開放端近傍の2つの部分101a,101bの幅が、部分101a,101bの間の部分101cの幅よりも大きくなっている。部分101cの幅は、共振器102の幅と等しくなっている。共振器101では、共振器102に比べて、開放端近傍におけるキャパシタンスが大きくなる。その結果、共振器101の物理的な長さは、共振器102の物理的な長さよりも小さくなる。
【0089】
図32は、図31に示した共振器101を実現する多層基板30の構成の一例を示す分解斜視図である。なお、図32は、多層基板30のうち、共振器101の近傍の部分のみを示している。図32に示した多層基板30は、下から順に積層された9つの誘電体層111a〜111iを有している。誘電体層111bの上面には、グランド用導体層112が形成されている。誘電体層111cの上面には、一方向に長い導体層113が形成されている。誘電体層111dの上面には、グランド用導体層114と、2つのスルーホール115とが形成されている。なお、スルーホール115は、グランド用導体層114には接触していない。誘電体層111eの上面には、2つのキャパシタ用導体層116a,116bと、それぞれ各キャパシタ用導体層116a,116bに接続された2つのスルーホール117とが形成されている。誘電体層111fの上面には、グランド用導体層118と、2つのスルーホール119とが形成されている。なお、スルーホール119は、グランド用導体層118には接触していない。誘電体層111gの上面には、2つのキャパシタ用導体層120a,120bと、それぞれ各キャパシタ用導体層120a,120bに接続された2つのスルーホール121とが形成されている。誘電体層111hの上面には、グランド用導体層122が形成されている。
【0090】
キャパシタ用導体層116a,116b,120a,120bの幅は、導体層113の幅よりも大きくなっている。キャパシタ用導体層116a,120aは、スルーホール115,117,119,121を介して、導体層113の一方の端部近傍に接続されている。キャパシタ用導体層116b,120bは、スルーホール115,117,119,121を介して、導体層113の他方の端部近傍に接続されている。導体層113およびキャパシタ用導体層116a,116b,120a,120bは、図31に示した共振器101を構成する。キャパシタ用導体層116a,120aは、図31における部分101aに対応する。キャパシタ用導体層116b,120bは、図31における部分101bに対応する。
【0091】
[共振器の形状の第2の例]
図33は、第2の例の共振器131と、この共振器131と比較するための矩形の共振器132とを示す説明図である。共振器131,132は、いずれも両端短絡の1/2波長共振器である。共振器131,132の共振周波数は等しくなっている。共振器131では、長手方向の中央近傍の部分131cの幅が、短絡端近傍の2つの部分131a,131bの幅よりも大きくなっている。部分131a,131bの幅は、共振器132の幅と等しくなっている。共振器131では、共振器132に比べて、長手方向の中央近傍におけるキャパシタンスが大きくなる。その結果、共振器131の物理的な長さは、共振器132の物理的な長さよりも小さくなる。
【0092】
図34は、図33に示した共振器131を実現する多層基板30の構成の一例を示す分解斜視図である。なお、図34は、多層基板30のうち、共振器131の近傍の部分のみを示している。図34に示した多層基板30は、下から順に積層された8つの誘電体層141a〜141hを有している。誘電体層141bの上面には、グランド用導体層142が形成されている。誘電体層141cの上面には、一方向に長い導体層143が形成されている。誘電体層141dの上面には、キャパシタ用導体層144と、このキャパシタ用導体層144に接続されたスルーホール145とが形成されている。誘電体層141eの上面には、グランド用導体層146と、スルーホール147とが形成されている。なお、スルーホール147は、グランド用導体層146には接触していない。誘電体層141fの上面には、キャパシタ用導体層148と、このキャパシタ用導体層148に接続されたスルーホール149とが形成されている。誘電体層141gの上面には、グランド用導体層150が形成されている。
【0093】
キャパシタ用導体層144,148の幅は、導体層143の幅よりも大きくなっている。キャパシタ用導体層144,148は、スルーホール145,147,149を介して、導体層143の長手方向の中央部分に接続されている。導体層143およびキャパシタ用導体層144,148は、図33に示した共振器131を構成する。
【0094】
[共振器の形状の第3の例]
図35は、第3の例の共振器151と、この共振器151と比較するための矩形の共振器152とを示す説明図である。共振器151,152は、いずれも、一端が短絡され、他端が開放された1/4波長共振器である。共振器151,152の共振周波数は等しくなっている。共振器151では、開放端側の部分151aの幅が、短絡端側の部分151bの幅よりも大きくなっている。部分151bの幅は、共振器152の幅と等しくなっている。共振器151では、共振器152に比べて、開放端側の部分151aにおけるキャパシタンスが大きくなる。その結果、共振器151の物理的な長さは、共振器152の物理的な長さよりも小さくなる。
【0095】
図36は、図35に示した共振器151を実現する多層基板30の構成の一例を示す分解斜視図である。なお、図36は、多層基板30のうち、共振器151の近傍の部分のみを示している。図36に示した多層基板30は、下から順に積層された8つの誘電体層161a〜161hを有している。誘電体層161bの上面には、グランド用導体層162が形成されている。誘電体層161cの上面には、一方向に長い導体層163が形成されている。誘電体層161dの上面には、キャパシタ用導体層164と、このキャパシタ用導体層164に接続されたスルーホール165とが形成されている。誘電体層161eの上面には、グランド用導体層166と、スルーホール167とが形成されている。なお、スルーホール167は、グランド用導体層166には接触していない。誘電体層161fの上面には、キャパシタ用導体層168と、このキャパシタ用導体層168に接続されたスルーホール169とが形成されている。誘電体層161gの上面には、グランド用導体層170が形成されている。
【0096】
キャパシタ用導体層164,168の幅は、導体層163の幅よりも大きくなっている。キャパシタ用導体層164,168は、スルーホール165,167,169を介して、導体層163の開放端の近傍に接続されている。導体層163およびキャパシタ用導体層164,168は、図35に示した共振器151を構成する。
【0097】
ここで、第1ないし第3の例の共振器によれば、矩形の共振器に比べて物理的な長さを小さくすることができる理由について説明する。第1ないし第3の例の共振器では、いずれも、共振器において電界が最大となる部分の近傍部分の幅を、他の部分の幅に比べて大きくしている。このような形状の共振器の等価回路を図37に示す。図37に示した回路は、並列に接続されたインダクタ171、キャパシタ172およびキャパシタ173を有している。インダクタ171、キャパシタ172およびキャパシタ173の各一端は接地されている。インダクタ171およびキャパシタ172は、矩形の共振器におけるインダクタンス成分およびキャパシタンス成分に対応する。キャパシタ173は、この矩形の共振器の一部の幅を大きくすることによって生じたキャパシタンス成分に対応する。
【0098】
ここで、インダクタ171のインダクタンスをLとし、キャパシタ172のキャパシタンスをCとし、キャパシタ173のキャパシタンスをCaddとする。また、図37に示した回路からキャパシタ173を除いた回路の共振周波数をfとし、図37に示した回路の共振周波数をfとする。共振周波数f,fは、それぞれ以下の式で表される。
【0099】
=1/{2π√(L)}
【0100】
=1/[2π√{L(C+Cadd)}]
【0101】
上記の2つの式から分かるように、矩形の共振器の一部の幅を大きくしてキャパシタンスCaddを発生させた共振器では、矩形の共振器に比べて共振周波数が低くなる。従って、共振周波数を変えないとすれば、矩形の共振器の一部の幅を大きくすることによって、共振器の物理的な長さを小さくすることができる。
【0102】
[共振器の形状の第4の例]
第4の例の共振器は、矩形の共振器に比べて、共振器において電界がゼロとなる部分の近傍部分におけるインダクタンス成分が大きくなる形状としたものである。具体的には、第4の例の共振器では、共振器において電界がゼロとなる部分の近傍部分に、スパイラル形状のインダクタを形成している。このような形状の共振器によれば、この共振器の占有領域の物理的な長さを、矩形の共振器の物理的な長さに比べて小さくすることができる。
【0103】
図38は、第4の例の共振器を実現する多層基板30の構成の一例を示す分解斜視図である。なお、図38は、多層基板30のうち、第4の例の共振器の近傍の部分のみを示している。図38に示した多層基板30は、下から順に積層された8つの誘電体層181a〜181hを有している。誘電体層181bの上面には、グランド用導体層182が形成されている。誘電体層181cの上面には、約3/4ターンの形状のインダクタ用導体層183が形成されている。誘電体層181dの上面には、約3/4ターンの形状のインダクタ用導体層184と、このインダクタ用導体層184の一端部に接続されたスルーホール185とが形成されている。誘電体層181eの上面には、グランド用導体層186と、スルーホール187とが形成されている。なお、スルーホール187は、グランド用導体層186には接触していない。誘電体層181fの上面には、キャパシタ用導体層188と、このキャパシタ用導体層188に接続されたスルーホール189とが形成されている。誘電体層181gの上面には、グランド用導体層190が形成されている。
【0104】
キャパシタ用導体層188の幅は、導体層183,184の幅よりも大きくなっている。導体層183の一端部は、図示しない端子電極を介してグランド用導体層182,186,190に接続されている。導体層183の一端部は、スルーホール185を介して、導体層184の一端部に接続されている。導体層184の他端部は、スルーホール187,189を介して、キャパシタ用導体層188に接続されている。導体層183,184,188は共振器を構成する。
【0105】
本実施の形態におけるその他の構成、作用および効果は、第1または第2の実施の形態と同様である。
【0106】
[第4の実施の形態]
次に、図39ないし図41を参照して、本発明の第4の実施の形態に係る積層型バンドパスフィルタについて説明する。図39に示したように、本実施の形態に係る積層型バンドパスフィルタは、第1ないし第3の実施の形態におけるバンドパスフィルタ部4に含まれる少なくとも1つの両端開放の1/2波長共振器191の両端がキャパシタ192を介して接続されているものである。1/2波長共振器191は、平衡出力用1/2波長共振器41Aでもよいし、その他の両端開放の1/2波長共振器でもよい。
【0107】
図39において、符号193で示した破線は、1/2波長共振器191の長手方向の中央位置およびキャパシタ192を構成する2枚の導体間の中央位置を示している。図39に示した回路では、符号193で示した位置で電位がゼロになる。図39に示した回路は、図40に示した回路と等価である。図40に示した回路は、1/4波長共振器191aとキャパシタ192aとを有している。1/4波長共振器191aの短絡端は接地されている。1/4波長共振器191aの開放端はキャパシタ192aの一端に接続されている。キャパシタ192aの他端は接地されている。キャパシタ192aのキャパシタンスは、図39に示したキャパシタ192のキャパシタンスの2倍である。
【0108】
従って、図39に示した構成によれば、1/2波長共振器191の両端をそれぞれ別個のキャパシタを介して接地する場合に比べて、少ないキャパシタを用いて1/2波長共振器191の物理的な長さを小さくすることができる。
【0109】
図41は、図39に示した共振器191およびキャパシタ192を実現する多層基板30の構成の一例を示す分解斜視図である。なお、図41は、多層基板30のうち、共振器191およびキャパシタ192の近傍の部分のみを示している。図41に示した多層基板30は、下から順に積層された9つの誘電体層201a〜201iを有している。誘電体層201bの上面には、グランド用導体層202が形成されている。誘電体層201cの上面には、一方向に長い導体層203が形成されている。誘電体層201dの上面には、キャパシタ用導体層204と、このキャパシタ用導体層204に接続されたスルーホール205とが形成されている。誘電体層201eの上面には、キャパシタ用導体層206と、このキャパシタ用導体層206に接続されたスルーホール207とが形成されている。誘電体層201fの上面には、キャパシタ用導体層208と、このキャパシタ用導体層208に接続されたスルーホール209とが形成されている。誘電体層201gの上面には、キャパシタ用導体層210と、このキャパシタ用導体層210に接続されたスルーホール211とが形成されている。誘電体層201hの上面には、グランド用導体層212が形成されている。
【0110】
キャパシタ用導体層204,206,208,210の幅は、導体層203の幅よりも大きくなっている。キャパシタ用導体層204,208は、スルーホール205,209を介して、導体層203の一方の端部の近傍に接続されている。また、キャパシタ用導体層206,210は、スルーホール207,211を介して、導体層203の他方の端部の近傍に接続されている。導体層203は、図39における共振器191を構成し、キャパシタ用導体層204,206,208,210は、図39におけるキャパシタ192を構成する。
【0111】
本実施の形態におけるその他の構成、作用および効果は、第1ないし第3の実施の形態と同様である。
【0112】
なお、本発明は、上記各実施の形態に限定されず、種々の変更が可能である。例えば、バンドパスフィルタ部4を構成する共振器40としては、実施の形態で挙げたもの以外にも種々の組み合わせが可能である。
【0113】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1ないしのいずれかに記載の積層型バンドパスフィルタでは、複数の共振器を有するバンドパスフィルタ部は、共振器として、両端開放の1/2波長共振器よりなる平衡出力用1/2波長共振器を含み、平衡出力端は、平衡出力用1/2波長共振器に直接接続されている。また、本発明の積層型バンドパスフィルタは、複数の共振器を集積するための多層基板を備えている。以上のことから、本発明によれば、平衡信号を出力でき、小型で、調整の容易な積層型バンドパスフィルタを実現することができる。
【0114】
また、請求項記載の積層型バンドパスフィルタでは、複数の共振器を有するバンドパスフィルタ部は、共振器として、両端開放の1/2波長共振器よりなる平衡出力用1/2波長共振器と、それぞれ1/4波長共振器よりなり、平衡出力用1/2波長共振器と平衡出力端との間に、一対の1/4波長共振器を1段として、複数段設けられた平衡出力用1/4波長共振器とを含み、各平衡出力端は、最終段の一対の平衡出力用1/4波長共振器の各々に直接接続されている。また、本発明の積層型バンドパスフィルタは、複数の共振器を集積するための多層基板を備えている。以上のことから、本発明によれば、平衡信号を出力でき、小型で、調整の容易な積層型バンドパスフィルタを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係る積層型バンドパスフィルタの基本構成を示す説明図である。
【図2】両端開放の1/2波長共振器を示す説明図である。
【図3】両端短絡の1/2波長共振器を示す説明図である。
【図4】1/4波長共振器を示す説明図である。
【図5】本発明の第1の実施の形態に係る積層型バンドパスフィルタの作用を説明するための説明図である。
【図6】キャパシタを介して不平衡入力端を入力共振器に接続する方法を説明するための説明図である。
【図7】キャパシタを介さずに不平衡入力端を入力共振器に直接接続する方法を説明するための説明図である。
【図8】本発明の第1の実施の形態における第1の構成例の積層型バンドパスフィルタの回路図である。
【図9】図8に示した積層型バンドパスフィルタを実現する多層基板の構成の一例を示す分解斜視図である。
【図10】図9に示した多層基板の外観の一例を示す斜視図である。
【図11】本発明の第1の実施の形態における第2の構成例の積層型バンドパスフィルタの回路図である。
【図12】図11に示した積層型バンドパスフィルタを実現する多層基板の構成の一例を示す分解斜視図である。
【図13】本発明の第1の実施の形態における第3の構成例の積層型バンドパスフィルタの回路図である。
【図14】図13に示した積層型バンドパスフィルタを実現する多層基板の構成の一例を示す分解斜視図である。
【図15】本発明の第1の実施の形態における第4の構成例の積層型バンドパスフィルタの回路図である。
【図16】図15に示した積層型バンドパスフィルタを実現する多層基板の構成の一例を示す分解斜視図である。
【図17】図8に示した積層型バンドパスフィルタの減衰・挿入損失特性を示す特性図である。
【図18】図8に示した積層型バンドパスフィルタの反射損失特性を示す特性図である。
【図19】図8に示した積層型バンドパスフィルタの平衡出力端の出力信号の振幅差の周波数特性を示す特性図である。
【図20】図8に示した積層型バンドパスフィルタの平衡出力端の出力信号の位相差の周波数特性を示す特性図である。
【図21】本発明の第2の実施の形態に係る積層型バンドパスフィルタの基本構成を示す説明図である。
【図22】共振器の結合方法としてのインターデジタル結合を説明するための説明図である。
【図23】共振器の結合方法としてのコムライン結合を説明するための説明図である。
【図24】平衡出力用1/4波長共振器と平衡出力用1/2波長共振器との結合方法を説明するための説明図である。
【図25】平衡出力用1/4波長共振器と平衡出力用1/2波長共振器との結合方法を説明するための説明図である。
【図26】平衡出力用1/4波長共振器と平衡出力用1/2波長共振器との結合方法を説明するための説明図である。
【図27】平衡出力用1/4波長共振器と平衡出力用1/2波長共振器との結合方法を説明するための説明図である。
【図28】平衡出力用1/4波長共振器と平衡出力用1/2波長共振器との結合方法を説明するための説明図である。
【図29】隣り合う2つの段の平衡出力用1/4波長共振器の結合方法を説明するための説明図である。
【図30】隣り合う2つの段の平衡出力用1/4波長共振器の結合方法を説明するための説明図である。
【図31】本発明の第3の実施の形態における共振器の形状の第1の例を示す説明図である。
【図32】図31に示した共振器を実現する多層基板の構成の一例を示す分解斜視図である。
【図33】本発明の第3の実施の形態における共振器の形状の第2の例を示す説明図である。
【図34】図33に示した共振器を実現する多層基板の構成の一例を示す分解斜視図である。
【図35】本発明の第3の実施の形態における共振器の形状の第3の例を示す説明図である。
【図36】図35に示した共振器を実現する多層基板の構成の一例を示す分解斜視図である。
【図37】第1ないし第3の例の共振器の等価回路を示す回路図である。
【図38】本発明の第3の実施の形態における第4の例の共振器を実現する多層基板の構成の一例を示す分解斜視図である。
【図39】本発明の第4の実施の形態における両端開放の1/2波長共振器およびキャパシタからなる回路を示す回路図である。
【図40】図39に示した回路と等価な回路を示す回路図である。
【図41】図39に示した共振器およびキャパシタからなる回路を実現する多層基板の構成の一例を示す分解斜視図である。
【符号の説明】
1…積層型バンドパスフィルタ、2…不平衡入力端、3A,3B…平衡出力端、4…バンドパスフィルタ部、40…共振器、41A…平衡出力用1/2波長共振器。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a multilayer bandpass filter having a balanced output end.
[0002]
[Prior art]
In wireless communication devices such as mobile phones, there is a strong demand for downsizing and thinning, so high-density component mounting technology is required. Thus, it has also been proposed to integrate components using a multilayer substrate.
[0003]
By the way, one of the components in a wireless communication device is a band-pass filter that filters a received signal. As this band-pass filter, as described in Patent Document 1, for example, a multilayer band-pass filter is known. This multilayer band-pass filter includes a resonator configured using a conductor layer in a multilayer substrate.
[0004]
By the way, the conventional multilayer bandpass filter inputs and outputs unbalanced signals with the ground potential as a reference potential. Therefore, in order to provide the output signal of this bandpass filter to a balanced input type amplifier, a balun that converts the unbalanced signal into a balanced signal composed of two signals that are approximately 180 ° out of phase and substantially equal in amplitude. (Unbalanced-balanced converter) was required. This balun can also be configured using a conductor layer in a multilayer substrate.
[0005]
Conventionally, the bandpass filter and the balun are configured as separate circuits. Patent Document 1 describes a multilayer dielectric filter in which a filter and a balun are integrated using a multilayer substrate.
[0006]
Patent Document 2 discloses a dielectric filter that can input and output a balanced signal without using a balun. This dielectric filter is coupled to a half-wave resonator whose both ends are open or short-circuited, a quarter-wave resonator whose one end is short-circuited and the other end is open, and a quarter-wave resonator. It has a balanced terminal and two balanced terminals that are respectively coupled near the two open ends of the half-wave resonator.
[0007]
[Patent Document 1]
JP 2003-87008 A
[Patent Document 2]
JP 2000-349505 A
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
When the band-pass filter and the balun are configured as separate circuits, the number of parts increases, and there is a problem that the loss and size of the circuit including the band-pass filter and the balun increase. In the multilayer dielectric filter described in Patent Document 1, the filter and the balun are integrated using a multilayer substrate, but the filter and the balun are separate circuits. It is not solved.
[0009]
In the dielectric filter described in Patent Document 2, the two balanced terminals are arranged at positions away from the half-wave resonator, and the capacitance generated between the half-wave resonator and the balanced terminal is respectively reduced. To the half-wave resonator. In this configuration, the resonance frequency of the half-wave resonator changes depending on the size of the capacitance. Therefore, this configuration has a problem that it is difficult to adjust the characteristics of the filter.
[0010]
The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a multilayer bandpass filter that can output a balanced signal, is small, and can be easily adjusted.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The first multilayer bandpass filter of the present invention is
An unbalanced input terminal for inputting an unbalanced signal;
Two balanced output terminals for outputting balanced signals;
A plurality of resonators each consisting of a TEM line, a bandpass filter unit provided between the unbalanced input end and the balanced output end;
A multi-layer substrate for integrating a plurality of resonators,
The band-pass filter unit includes a half-wave resonator for balanced output composed of a half-wave resonator with both ends open as a resonator,
The balanced output terminal is directly connected to the half-wave resonator for balanced output.
[0012]
In the first multilayer bandpass filter of the present invention, two balanced output ends are directly connected to a balanced output half-wave resonator composed of a half-wave resonator open at both ends. Thereby, according to the first multilayer bandpass filter, a balanced signal can be output from the two balanced output terminals without providing a balun. In the present application, “directly connected” means that the two connected are physically continuous as conductors.
[0013]
In the first multilayer bandpass filter of the present invention, one balanced output end is directly connected to one half of the longitudinal direction of the half-wave resonator for balanced output, and the other balanced output end is The half-wave resonator for balanced output may be directly connected to the other half of the longitudinal direction. In this case, the two balanced output terminals may be connected to the balanced output half-wave resonator at a position asymmetric with respect to the longitudinal center of the balanced output half-wave resonator.
[0014]
The first multilayer bandpass filter of the present invention is further connected to the balanced output half-wave resonator in the vicinity of the center in the longitudinal direction of the balanced output half-wave resonator. You may provide the terminal for DC voltage application used in order to apply a DC voltage to a 1/2 wavelength resonator.
[0015]
In the first multilayer bandpass filter of the present invention, at least one of the plurality of resonators may have a shape in which the capacitance or inductance is larger than that of a rectangular shape. Good.
[0016]
Further, in the first multilayer bandpass filter of the present invention, both ends of at least one open half-wave resonator included in the bandpass filter unit may be connected via a capacitor.
[0017]
The second multilayer bandpass filter of the present invention is
An unbalanced input terminal for inputting an unbalanced signal;
Two balanced output terminals for outputting balanced signals;
A plurality of resonators each consisting of a TEM line, a bandpass filter unit provided between the unbalanced input end and the balanced output end;
A multi-layer substrate for integrating a plurality of resonators,
The band-pass filter unit is composed of a half-wave resonator for balanced output consisting of a half-wave resonator with open ends and a half-wave resonator for each of the quarter-wave resonators. A pair of 1/4 wavelength resonators between the output device and the balanced output end, and a balanced output 1/4 wavelength resonator provided with one or more stages,
Each balanced output terminal is directly connected to each of a pair of balanced output quarter wavelength resonators in the final stage.
[0018]
The second laminated band-pass filter of the present invention includes a balanced output 1/2 wavelength resonator composed of a 1/2 wavelength resonator open at both ends, the balanced output 1/2 wavelength resonator, and a balanced output end. And one or more stages of 1/4 wavelength resonators for balanced output provided between the two balanced output terminals are directly connected to each of the pair of 1/4 wavelength resonators for balanced output of the final stage. Yes. Thereby, according to the 2nd lamination type band pass filter, a balanced signal can be outputted from two balanced output terminals, without providing a balun.
[0019]
In the second laminated bandpass filter of the present invention, as the balanced output quarter wavelength resonator, only a pair of balanced output quarter wavelength resonators in the final stage may be provided. One of the pair of balanced output quarter wavelength resonators in the final stage is coupled to one half of the longitudinal direction in the balanced output half wavelength resonator, The other of the balanced output quarter-wave resonators may be coupled to the other half of the balanced output half-wave resonator in the longitudinal direction.
[0020]
The pair of quarter-wave resonators for balanced output at the final stage may be coupled to the half-wave resonator for balanced outputs by the same coupling method. One of the pair of balanced output quarter-wave resonators in the final stage is coupled only to one half of the longitudinal direction of the balanced output half-wave resonator in the pair of balanced outputs. The other of the quarter-wave resonators may be coupled only to the other half of the half-wave resonator for balanced output in the longitudinal direction.
[0021]
In the second multilayer bandpass filter of the present invention, the balanced output quarter wavelength resonator is provided in a plurality of stages, and the first stage pair of balanced outputs closest to the balanced output half wavelength resonator. One of the output 1/4 wavelength resonators is coupled to one half of the half length of the balanced output 1/2 wavelength resonator in the longitudinal direction, and the pair of balanced output 1/4 wavelength resonators in the first stage. The other of the resonators may be coupled to the other half portion in the longitudinal direction of the half-wave resonator for balanced output.
[0022]
The pair of balanced output 1/4 wavelength resonators in the first stage may be coupled to the balanced output 1/2 wavelength resonator by the same coupling method. One of the pair of balanced output quarter wavelength resonators in the first stage is coupled only to one half of the longitudinal direction in the balanced output half wavelength resonator. The other of the pair of balanced output quarter-wave resonators may be coupled only to the other half portion in the longitudinal direction of the balanced output half-wave resonator. The pair of balanced output quarter-wave resonators at each stage may be coupled to the pair of balanced output quarter-wave resonators at the front stage or the rear stage by the same coupling method.
[0023]
In the second multilayer bandpass filter of the present invention, at least one of the plurality of resonators may have a shape in which the capacitance or inductance is larger than that of a rectangular shape. Good.
[0024]
In the second multilayer bandpass filter of the present invention, both ends of at least one half-wave resonator with both ends open included in the bandpass filter section may be connected via a capacitor.
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[First Embodiment]
First, the basic configuration of the multilayer bandpass filter according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 1, the multilayer bandpass filter 1 according to the present embodiment includes one unbalanced input terminal 2 that inputs an unbalanced signal and two balanced output terminals 3A and 3B that output a balanced signal. And a band-pass filter unit 4 provided between the unbalanced input terminal 2 and the balanced output terminals 3A and 3B. The band pass filter unit 4 includes a plurality of resonators 40 each formed of a TEM line. The multilayer bandpass filter 1 further includes a multilayer substrate on which a plurality of resonators 40 are integrated.
[0026]
The TEM line is a transmission line that transmits a TEM wave (Transverse Electromagnetic Wave) that is an electromagnetic wave in which both an electric field and a magnetic field exist only in a cross section perpendicular to the traveling direction of the electromagnetic wave.
[0027]
As will be described in detail later, the multilayer substrate has a structure in which dielectric layers and patterned conductor layers are alternately stacked. Each resonator 40 is configured using a conductor layer of the multilayer substrate. Each resonator 40 is a distributed constant line.
[0028]
The resonance frequencies of the plurality of resonators 40 constituting the band pass filter unit 4 are equal. The plurality of resonators 40 are arranged so that adjacent ones are electromagnetically coupled. Thereby, the plurality of resonators 40 exhibit a function as a band-pass filter that selectively allows a signal having a frequency within a predetermined frequency band to pass therethrough.
[0029]
As each resonator 40, any one of a half-wave resonator with both ends open, a half-wave resonator with both ends short-circuited, and a quarter-wave resonator can be used.
[0030]
FIG. 2 shows a half-wave resonator 41 having both ends open, and an electric field distribution in the resonator 41. As shown in FIG. 2, in this resonator 41, the electric field is zero at the center in the longitudinal direction, and the electric field is maximum at both ends. In one half of the resonator 41 in the longitudinal direction, the electric field has the same phase at all points. Similarly, the phase of the electric field is the same at all points in the other half of the resonator 41 in the longitudinal direction. In one half portion and the other half portion, the phase of the electric field differs by 180 °, and the signs of the electric fields are opposite to each other.
[0031]
FIG. 3 shows a half-wave resonator 42 with both ends short-circuited and an electric field distribution in the resonator 42. As shown in FIG. 3, in this resonator 42, the electric field becomes maximum at the center in the longitudinal direction, and the electric field becomes zero at both ends.
[0032]
FIG. 4 shows a quarter wavelength resonator 43 and an electric field distribution in the resonator 43. As shown in FIG. 4, in this resonator 43, one end is short-circuited and the other end is opened. In the resonator 43, the electric field becomes zero at the shorted end, and the electric field becomes maximum at the opened end.
[0033]
In the present embodiment, the bandpass filter unit 4 includes a balanced output half-wave resonator 41 </ b> A including a half-wave resonator 41 having both ends open as the resonator 40. The balanced output terminal 3A is directly connected to one half of the half-wave resonator 41A for balanced output in the longitudinal direction, and the balanced output terminal 3B is connected to the half-wave resonator 41A for balanced output. It is directly connected to the other half in the longitudinal direction.
[0034]
Further, the unbalanced input terminal 2 is connected to an input resonator 40I which is a resonator 40 disposed at a position closest to the unbalanced input terminal 2.
[0035]
Next, with reference to FIG. 5, the operation of the multilayer bandpass filter 1 according to the present embodiment will be described. An unbalanced signal is input to the unbalanced input terminal 2 of the multilayer bandpass filter 1. Among these signals, a signal having a frequency within a predetermined frequency band selectively passes through the band-pass filter unit 4. The final-stage resonator 40 of the bandpass filter unit 4 is a balanced output half-wave resonator 41A including a half-wave resonator 41 having both ends open. In this resonator 41A, as described with reference to FIG. 2, the phase of the electric field differs by 180 ° in one half portion and the other half portion in the longitudinal direction. The balanced output terminal 3A is connected to one half of the resonator 41A, and the balanced output terminal 3B is connected to the other half of the resonator 41A. Therefore, the voltages output from the balanced output terminals 3A and 3B are always 180 ° out of phase with each other. Therefore, by providing the balanced output terminals 3A and 3B at positions where the amplitudes of the two voltages output from the balanced output terminals 3A and 3B are equal, a balanced signal can be output from the balanced output terminals 3A and 3B. .
[0036]
Here, as shown in FIG. 5, the position where the balanced output end 3A is connected in the resonator 41A is a position away from the center C in the longitudinal direction of the resonator 41A by one distance side from the end x, A position where the balanced output end 3B is connected in the resonator 41A is a position separated from the center C in the longitudinal direction of the resonator 41A by the distance xb from the other end side. The distances xa and xb are both greater than zero. As the distances xa and xb increase, the amplitude of the voltage output from the balanced output terminals 3A and 3B increases.
[0037]
In the case where the electric field distribution is symmetric between one half and the other half of the resonator 41A, the distances of the two voltages output from the balanced output terminals 3A and 3B are equal to each other. What is necessary is just to make xa and xb equal. However, the electric field distribution may not be symmetric between one half and the other half of the resonator 41A because the unbalanced input terminal 2 is connected to the input resonator 40I. In this case, the distances xa and xb for equalizing the amplitudes of the two voltages output from the balanced output terminals 3A and 3B are not equal. That is, the balanced output ends 3A and 3B are connected to the resonator 41A at a position asymmetric with respect to the center C in the longitudinal direction of the resonator 41A.
[0038]
Next, a method for connecting the unbalanced input terminal 2 to the input resonator 40I will be described. There are mainly the following two methods for connecting the unbalanced input terminal 2 to the input resonator 40I. The first method is a method of connecting the unbalanced input terminal 2 to the input resonator 40I through a capacitor. The second method is a method of directly connecting the unbalanced input terminal 2 to the input resonator 40I without using a capacitor. Hereinafter, these two methods will be described in order with reference to FIG. 6 and FIG.
[0039]
First, the first method will be described with reference to FIG. In the first method, as shown in FIG. 6, the unbalanced input terminal 2 is connected to the input resonator 40I through the capacitor 21. In FIG. 6, a signal source 22 is connected to the unbalanced input terminal 2. In the first method, as the capacitance of the capacitor 21 is reduced, the coupling between the unbalanced input terminal 2 and the input resonator 40I is weakened. As the capacitance of the capacitor 21 is increased, the unbalanced input terminal 2 and the input resonance are reduced. Coupling with the container 40I is strengthened. However, the larger the capacitance of the capacitor 21, the lower the resonance frequency of the input resonator 40I. Therefore, in the case of using the first method, in order to obtain a desired resonance frequency in the input resonator 40I, the length of the input resonator 40I is expected with the expectation that the resonance frequency is lowered by the capacitor 21. It is necessary to adjust the resonance frequency by reducing the frequency.
[0040]
Next, the second method will be described. In the second method, the unbalanced input terminal 2 is directly connected to the input resonator 40I. Here, a case where the second method is used when the input resonator 40I is the quarter wavelength resonator 43 will be described with reference to FIG. In FIG. 7, a signal source 22 is connected to the unbalanced input terminal 2. In FIG. 7, the input resonator 40I includes a first portion 40Ia from the position where the unbalanced input end 2 is connected to the short-circuited end, and a second portion from the position where the unbalanced input end 2 is connected to the open end. It is divided into a portion 40Ib. The ratio between the length of the first portion 40Ia and the length of the second portion 40Ib is x: (10−x). Note that x is greater than 0 and equal to or less than 10. In this case, the smaller the value of x, the weaker the coupling between the unbalanced input terminal 2 and the input resonator 40I, and the larger the value of x, the coupling between the unbalanced input terminal 2 and the input resonator 40I. Become stronger. In the second method, changing the value of x does not change the resonance frequency of the input resonator 40I.
[0041]
Next, a case where the second method is used when the input resonator 40I is a half-wave resonator will be described. First, when the input resonator 40I is the open-ended half-wavelength resonator 41 shown in FIG. 2, the position where the unbalanced input end 2 is connected to the input resonator 40I is the length of the input resonator 40I. The closer to the center of the direction, the weaker the coupling between the unbalanced input terminal 2 and the input resonator 40I becomes. The coupling between the unbalanced input terminal 2 and the input resonator 40I becomes strong. In this case, even if the position where the unbalanced input terminal 2 is connected to the input resonator 40I is changed, the resonance frequency of the input resonator 40I does not change.
[0042]
Further, when the input resonator 40I is the half-wave resonator 42 with both ends short-circuited as shown in FIG. 3, the position where the unbalanced input terminal 2 is connected to the input resonator 40I is short-circuited with the input resonator 40I. The closer to the end, the weaker the coupling between the unbalanced input end 2 and the input resonator 40I becomes. The coupling between the unbalanced input terminal 2 and the input resonator 40I becomes strong. In this case, even if the position where the unbalanced input terminal 2 is connected to the input resonator 40I is changed, the resonance frequency of the input resonator 40I does not change.
[0043]
As described above, in the second method, the strength of coupling between the unbalanced input terminal 2 and the input resonator 40I can be changed without adjusting the length of the input resonator 40I.
[0044]
Hereinafter, first to fourth examples of the specific configuration of the multilayer bandpass filter 1 according to the present embodiment will be described.
[0045]
[First configuration example]
FIG. 8 is a circuit diagram of the multilayer bandpass filter 1 of the first configuration example. The multilayer bandpass filter 1 includes an unbalanced input end 2, balanced output ends 3A and 3B, and a bandpass filter unit 4 provided between the unbalanced input end 2 and the balanced output ends 3A and 3B. I have. The band-pass filter unit 4 is composed of half-wave resonators 41 that are open at both ends, and has three resonators 40 arranged side by side. Of the three resonators 40, the resonator 40 disposed at the position closest to the unbalanced input end 2 is an input resonator 40I. The unbalanced input terminal 2 is directly connected to the input resonator 40I. Further, the resonator 40 arranged at a position closest to the balanced output terminals 3A and 3B is a balanced output ½ wavelength resonator 41A. The balanced output terminals 3A and 3B are directly connected to the balanced output ½ wavelength resonator 41A. Hereinafter, the resonator 40 disposed between the resonator 40I and the resonator 41A is referred to as an intermediate resonator 40M. The input resonator 40I and the intermediate resonator 40M are electromagnetically coupled, and the intermediate resonator 40M and the balanced output half-wave resonator 41A are also electromagnetically coupled. A capacitor C is provided between the open ends of the three resonators 40 and the ground.
[0046]
FIG. 9 is an exploded perspective view illustrating an example of the configuration of the multilayer substrate 30 that realizes the multilayer bandpass filter 1 illustrated in FIG. 8. In this example, the multilayer substrate 30 includes seven dielectric layers 31a to 31g that are sequentially stacked from the bottom. A ground conductor layer 32 that also serves as a shield is formed on the upper surface of the dielectric layer 31b. On the upper surface of the dielectric layer 31c, an input resonator 40I, an intermediate resonator 40M, and a balanced output half-wave resonator 41A are formed. Terminal conductor layers 33A and 33B that are directly connected to the balanced output half-wave resonator 41A are further formed on the upper surface of the dielectric layer 31c. The ends of the terminal conductor layers 33A and 33B opposite to the resonator 41A are balanced output ends 3A and 3B.
[0047]
Six through holes 34 are formed on the upper surface of the dielectric layer 31d at positions corresponding to both ends of the resonators 40I, 40M, and 41A. On the top surface of the dielectric layer 31d, a terminal conductor layer 35 connected to the through hole 34 disposed at a position corresponding to one end of the resonator 40I is further formed. The end of the terminal conductor layer 35 opposite to the through hole 34 is the unbalanced input end 2.
[0048]
On the upper surface of the dielectric layer 31e, six capacitor conductor layers 36 and six through holes 37 connected thereto are formed at positions corresponding to the six through holes 34. Each capacitor conductor layer 36 is connected to each end of the resonators 40I, 40M, and 41A via through holes 34 and 37, respectively. A ground conductor layer 38 that also serves as a shield is formed on the upper surface of the dielectric layer 31f. The capacitor C in FIG. 8 is formed by a capacitor conductor layer 36 and a ground conductor layer 38.
[0049]
FIG. 10 is a perspective view showing an example of the appearance of the multilayer substrate 30 shown in FIG. In this example, a plurality of terminal electrodes 39 are formed on the upper surface, lower surface and side surfaces of the multilayer substrate 30. The terminal electrode 39 is connected to a conductor layer inside the multilayer substrate 30 and is used for connection between the conductor layer and an external device.
[0050]
The multilayer substrate 30 is, for example, a low-temperature fired ceramic multilayer substrate. In this case, the multilayer substrate 30 is manufactured as follows, for example. That is, first, a conductive layer having a predetermined pattern is formed on a ceramic green sheet in which holes for through holes have been formed in advance using, for example, a conductive paste mainly composed of silver. Next, a plurality of ceramic green sheets on which the conductor layers are thus formed are laminated and fired at the same time. Thereby, a through hole is simultaneously formed. Next, the terminal electrode 39 is formed, and the multilayer substrate 30 is completed.
[0051]
In the multilayer bandpass filter 1 of the first configuration example, since the bandpass filter unit 4 is configured by arranging three resonators 40 each of which is a half-wavelength resonator 41 having both ends open, Balance is good. Further, in this multilayer bandpass filter 1, since the capacitors C are provided between the open ends of the resonators 40 and the ground, the resonators having a desired resonance frequency compared to the case where the capacitors C are not provided. The physical length of 40 can be reduced.
[0052]
[Second Configuration Example]
FIG. 11 is a circuit diagram of the multilayer bandpass filter 1 of the second configuration example. This multilayer bandpass filter 1 is the first one shown in FIG. 1 A DC voltage application terminal 5 is added to the multilayer bandpass filter 1 of the configuration example. The DC voltage application terminal 5 is connected to the balanced output 1/2 wavelength resonator 41A in the vicinity of the center in the longitudinal direction of the balanced output 1/2 wavelength resonator 41A. The DC voltage application terminal 5 is used to apply a DC voltage to the balanced output half-wave resonator 41A. This DC voltage is used, for example, to drive an integrated circuit connected to the balanced output terminals 3A and 3B.
[0053]
FIG. 12 is an exploded perspective view illustrating an example of the configuration of the multilayer substrate 30 that realizes the multilayer bandpass filter 1 illustrated in FIG. 11. In this example, in the multilayer substrate 30, the terminal conductor layer 50 directly connected to the balanced output half-wave resonator 41A is formed on the upper surface of the dielectric layer 31c in the multilayer substrate 30 shown in FIG. Yes. An end of the terminal conductor layer 50 opposite to the resonator 41 </ b> A serves as a DC voltage application terminal 5.
[0054]
Other configurations of the multilayer bandpass filter 1 of the second configuration example are the same as those of the multilayer bandpass filter 1 of the first configuration example.
[0055]
[Third configuration example]
FIG. 13 is a circuit diagram of the multilayer bandpass filter 1 of the third configuration example. The multilayer bandpass filter 1 includes an unbalanced input end 2, balanced output ends 3A and 3B, and a bandpass filter unit 4 provided between the unbalanced input end 2 and the balanced output ends 3A and 3B. I have. The band pass filter unit 4 has three resonators 40 arranged side by side. Of the three resonators 40, the resonator 40 disposed at the position closest to the unbalanced input end 2 is an input resonator 40I. The unbalanced input terminal 2 is directly connected to the input resonator 40I. Further, the resonator 40 arranged at a position closest to the balanced output terminals 3A and 3B is a balanced output ½ wavelength resonator 41A. The balanced output terminals 3A and 3B are directly connected to the balanced output ½ wavelength resonator 41A. A quarter wavelength resonator 43 is used for the input resonator 40I and the intermediate resonator 40M. The input resonator 40I and the intermediate resonator 40M are electromagnetically coupled, and the intermediate resonator 40M and the balanced output half-wave resonator 41A are also electromagnetically coupled.
[0056]
FIG. 14 is an exploded perspective view showing an example of the configuration of the multilayer substrate 30 that realizes the multilayer bandpass filter 1 shown in FIG. 13. In this example, the multilayer substrate 30 includes five dielectric layers 51a to 51e that are sequentially stacked from the bottom. A ground conductor layer 52 that also serves as a shield is formed on the upper surface of the dielectric layer 51b. An input resonator 40I, an intermediate resonator 40M, and a balanced output half-wave resonator 41A are formed on the upper surface of the dielectric layer 51c. On the upper surface of the dielectric layer 51c, terminal conductor layers 53A and 53B directly connected to the balanced output half-wave resonator 41A and a terminal conductor layer 54 directly connected to the input resonator 40I are further provided. Is formed. The ends of the terminal conductor layers 53A and 53B opposite to the resonator 41A are balanced output ends 3A and 3B. The end of the terminal conductor layer 54 opposite to the resonator 40I is the unbalanced input end 2. A ground conductor layer 55 that also serves as a shield is formed on the upper surface of the dielectric layer 51d.
[0057]
The appearance of the multilayer substrate 30 in the third configuration example is the same as that of the multilayer substrate 30 in the first configuration example, for example. In the third configuration example, the quarter-wave resonator 43 is used as the input resonator 40I and the intermediate resonator 40M. Therefore, the multilayer bandpass filter 1 can be downsized as compared with the first configuration example. Can do.
[0058]
[Fourth configuration example]
FIG. 15 is a circuit diagram of the multilayer bandpass filter 1 of the fourth configuration example. The multilayer bandpass filter 1 includes an unbalanced input end 2, balanced output ends 3A and 3B, and a bandpass filter unit 4 provided between the unbalanced input end 2 and the balanced output ends 3A and 3B. I have. The band-pass filter unit 4 is composed of a half-wave resonator 41 that is open at both ends, and has two resonators 40 arranged side by side. The resonator 40 disposed near the unbalanced input end 2 is an input resonator 40I. The unbalanced input terminal 2 is directly connected to the input resonator 40I. The resonator 40 disposed at a position close to the balanced output ends 3A and 3B is a balanced output half-wave resonator 41A. The balanced output terminals 3A and 3B are directly connected to the balanced output ½ wavelength resonator 41A. The input resonator 40I and the balanced output half-wave resonator 41A are electromagnetically coupled. A capacitor C is provided between the open ends of the two resonators 40 and the ground. Further, a capacitor C <b> 1 is provided between one open ends of the two resonators 40. A capacitor C <b> 2 is provided between the other open ends of the two resonators 40.
[0059]
FIG. 16 is an exploded perspective view showing an example of the configuration of the multilayer substrate 30 that realizes the multilayer bandpass filter 1 shown in FIG. 15. In this example, the multilayer substrate 30 includes seven dielectric layers 61a to 61g that are sequentially stacked from the bottom. A ground conductor layer 62 that also serves as a shield is formed on the upper surface of the dielectric layer 61b. On the upper surface of the dielectric layer 61c, two capacitor conductor layers 63A, a conductor layer 64A connecting the two capacitor conductor layers 63A, two capacitor conductor layers 63B, and the two capacitor conductor layers A conductor layer 64B connecting 63B is formed.
[0060]
On the top surface of the dielectric layer 61d, an input resonator 40I and a balanced output half-wave resonator 41A are formed. The upper surface of the dielectric layer 61d is further connected to two capacitor conductor layers 65A connected to one end of each of the resonators 40I and 41A and to the other end of each of the resonators 40I and 41A. Two capacitor conductor layers 65B are formed. The two capacitor conductor layers 65A are arranged at positions facing the two capacitor conductor layers 63A. Similarly, the two capacitor conductor layers 65B are disposed at positions facing the two capacitor conductor layers 63B.
[0061]
Terminal conductor layers 66A and 66B directly connected to the balanced output half-wave resonator 41A are further formed on the upper surface of the dielectric layer 61d via the capacitor conductor layers 65A and 65B. The ends of the terminal conductor layers 66A and 66B opposite to the resonator 41A are balanced output ends 3A and 3B. A terminal conductor layer 67 directly connected to one end of the input resonator 40I is further formed on the upper surface of the dielectric layer 61d via the capacitor conductor layer 65A. The end of the terminal conductor layer 67 opposite to the input resonator 40I is the unbalanced input end 2.
[0062]
Two ground conductor layers 68A and two ground conductor layers 68B are formed on the upper surface of the dielectric layer 61e. The two ground conductor layers 68A are arranged at positions facing the two capacitor conductor layers 65A. Similarly, the two ground conductor layers 68B are disposed at positions facing the two capacitor conductor layers 65B. A ground conductor layer 69 that also serves as a shield is formed on the upper surface of the dielectric layer 61f.
[0063]
The capacitor C in FIG. 15 is formed by capacitor conductor layers 65A and 65B and ground conductor layers 68A and 68B. The capacitor C1 in FIG. 15 is formed of two capacitor conductor layers 65A, two capacitor conductor layers 63A, and a conductor layer 64A. Further, the capacitor C2 in FIG. 15 is formed by two capacitor conductor layers 65B, two capacitor conductor layers 63B, and a conductor layer 64B.
[0064]
The appearance of the multilayer substrate 30 in the fourth configuration example is the same as that of the multilayer substrate 30 in the first configuration example, for example. In the fourth configuration example, the capacitor C is provided between each open end of the resonator 40 and the ground. Therefore, compared to the case where the capacitor C is not provided, the physical structure of the resonator 40 having a desired resonance frequency is provided. Length can be reduced. In the fourth configuration example, a capacitor C1 is provided between one open ends of the two resonators 40, and a capacitor C2 is provided between the other open ends of the two resonators 40. These capacitors C 1 and C 2 have a function of forming an attenuation pole in the attenuation / insertion loss characteristics of the multilayer bandpass filter 1. In the fourth configuration example, since the bandpass filter unit 4 is configured by the two resonators 40, the insertion loss is small compared to the case where the bandpass filter unit 4 is configured by the three resonators 40. Become.
[0065]
Here, FIGS. 17 to 20 show examples of characteristics of the multilayer bandpass filter 1 of the first configuration example. FIG. 17 shows the attenuation / insertion loss characteristics of the multilayer bandpass filter 1. FIG. 18 shows the reflection loss characteristics of the multilayer bandpass filter 1. From FIG. 17 and FIG. 18, it can be seen that the multilayer bandpass filter 1 functions as a bandpass filter that selectively passes a signal having a frequency within a predetermined frequency band. FIG. 19 shows the frequency characteristic of the amplitude difference between the output signals of the balanced output terminals 3A and 3B of the multilayer bandpass filter 1. FIG. 20 shows the frequency characteristics of the phase difference between the output signals of the balanced output terminals 3A and 3B of the multilayer bandpass filter 1. FIG. 19 and 20, it can be seen that in this multilayer bandpass filter 1, a balanced signal is output from the balanced output terminals 3A and 3B.
[0066]
As described above, according to the multilayer bandpass filter 1 according to the present embodiment, it is possible to output a balanced signal composed of two signals whose phases are approximately 180 ° different from each other and whose amplitudes are approximately equal.
[0067]
Further, according to the multilayer bandpass filter 1 according to the present embodiment, a balanced signal can be output without using a balun. In the multilayer bandpass filter 1 according to the present embodiment, a plurality of resonators 40 are integrated by the multilayer substrate 30. For these reasons, according to the present embodiment, the multilayer bandpass filter 1 can be miniaturized.
[0068]
In the multilayer bandpass filter 1 according to the present embodiment, the balanced output terminals 3A and 3B are directly connected to the balanced output half-wave resonator 41A, so that the characteristics can be easily adjusted.
[0069]
[Second Embodiment]
Next, the basic configuration of the multilayer bandpass filter according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 21, the multilayer bandpass filter 71 according to the present embodiment includes one unbalanced input terminal 2 that inputs an unbalanced signal and two balanced output terminals 3A and 3B that output a balanced signal. And a band-pass filter unit 4 provided between the unbalanced input terminal 2 and the balanced output terminals 3A and 3B. The bandpass filter unit 4 has a plurality of resonators each formed of a TEM line. The multilayer bandpass filter 71 further includes a multilayer substrate for integrating a plurality of resonators. The resonance frequencies of the plurality of resonators constituting the bandpass filter unit 4 are equal. The plurality of resonators are arranged so that adjacent ones are electromagnetically coupled. Thus, the plurality of resonators exhibit a function as a band pass filter that selectively allows a signal having a frequency within a predetermined frequency band to pass therethrough.
[0070]
The bandpass filter unit 4 includes, as resonators, a balanced output ½ wavelength resonator 41A including a ½ wavelength resonator 41 having both ends open, a balanced output ½ wavelength resonator 41A, and a balanced output end 3A. , 3B, and 1/4 wavelength resonators 72A, 72B for balanced output. The balanced output quarter-wave resonators 72 </ b> A and 72 </ b> B are each composed of a quarter-wave resonator 43. The balanced output quarter-wave resonators 72A and 72B are provided in a plurality of stages, with the pair of resonators 72A and 72B as one stage. The balanced output terminals 3A and 3B are directly connected to the pair of balanced output quarter-wave resonators 72A and 72B at the final stage.
[0071]
The bandpass filter unit 4 may further include one or more resonators provided between the unbalanced input terminal 2 and the balanced output half-wave resonator 41A. As this resonator, any one of a half-wave resonator with both ends open, a half-wave resonator with both ends short-circuited, and a quarter-wave resonator can be used. FIG. 21 shows an example in which at least an input resonator 40I is provided between the unbalanced input terminal 2 and the balanced output half-wave resonator 41A. However, the unbalanced input terminal 2 is connected to the balanced output ½ wavelength resonator 41A without providing another resonator between the unbalanced input terminal 2 and the balanced output ½ wavelength resonator 41A. The balanced output half-wave resonator 41A may also serve as the input resonator 40I.
[0072]
The connection method of the unbalanced input terminal 2 to the input resonator 40I may be a method of connecting the unbalanced input terminal 2 to the input resonator 40I via a capacitor, as in the first embodiment, or via a capacitor. Instead, a method of directly connecting the unbalanced input terminal 2 to the input resonator 40I may be used.
[0073]
Next, the operation of the multilayer bandpass filter 71 according to this embodiment will be described. First, the operation of the multilayer bandpass filter 71 when only the final-stage balanced output quarter-wave resonators 72A and 72B are provided as the balanced-output quarter-wave resonators 72A and 72B will be described. . In this case, one resonator 72A is coupled to one half of the half-wave resonator 41A for balanced output in the longitudinal direction, and the other resonator 72B is a half-wave resonator 41A for balanced output. To the other half of the longitudinal direction.
[0074]
As described in the first embodiment, in the half-wave resonator for balanced output 41A, the phase of the electric field differs by 180 ° in one half portion and the other half portion in the longitudinal direction. Therefore, the phase of the electric field in the balanced output quarter-wave resonators 72A and 72B is also different by 180 °. Therefore, by providing the balanced output terminals 3A and 3B at positions where the amplitudes of the two voltages output from the balanced output terminals 3A and 3B are equal, a balanced signal can be output from the balanced output terminals 3A and 3B. .
[0075]
As described above, according to the multilayer bandpass filter 71 according to the present embodiment, a balanced signal can be output without using a balun, as in the first embodiment. In the multilayer bandpass filter 71 according to the present embodiment, a plurality of resonators 40 are integrated by the multilayer substrate 30. For these reasons, according to the present embodiment, the multilayer bandpass filter 71 can be downsized.
[0076]
In the multilayer bandpass filter 71 according to the present embodiment, the balanced output terminals 3A and 3B are directly connected to the balanced output quarter-wave resonators 72A and 72B, so that the characteristics can be easily adjusted. .
[0077]
Here, with reference to FIGS. 22 to 28, a method of coupling the balanced output quarter-wave resonators 72A and 72B with the balanced output half-wave resonator 41A will be described. As a method of coupling the two resonators, there are interdigital coupling and combline coupling. As shown in FIG. 22, the interdigital coupling means that the open end 301a of one resonator 301 and the short-circuited end 302b of the other resonator 302 face each other, and the short-circuited end 301b of one resonator 301 and the other In this coupling method, the resonators 301 and 302 are arranged so as to face the open end 302a of the resonator 302. As shown in FIG. 23, the comb line coupling means that the open end 301a of one resonator 301 and the open end 302a of the other resonator 302 face each other, and the short-circuited end 301b of one resonator 301 and the other end In this coupling method, the resonators 301 and 302 are arranged so as to face the short-circuited end 302b of the resonator 302. Interdigital coupling is stronger than combline coupling.
[0078]
As the coupling method between the balanced output quarter-wave resonators 72A and 72B and the balanced output half-wave resonator 41A, the three coupling methods shown in FIGS. In the coupling method shown in FIG. 24, both the balanced output quarter-wave resonators 72A and 72B are interdigitally coupled to the balanced output half-wave resonator 41A. In the coupling method shown in FIG. 25, both the balanced output quarter-wave resonators 72A and 72B are comb-line coupled to the balanced output half-wave resonator 41A. In the coupling method shown in FIG. 26, one of the balanced output 1/4 wavelength resonators 72A and 72B (resonator 72B in FIG. 26) is interdigitally coupled to the balanced output 1/2 wavelength resonator 41A. The other (resonator 72A in FIG. 26) is comb-line coupled to the balanced output half-wavelength resonator 41A.
[0079]
In the coupling method shown in FIG. 26, the balance of the amplitude of the balanced signal is deteriorated. Therefore, as shown in FIG. 24 or FIG. 25, the balanced output quarter wavelength resonators 72A and 72B are preferably coupled to the balanced output half wavelength resonator 41A by the same coupling method. .
[0080]
In addition, as shown in FIG. 27, one of the balanced output quarter-wave resonators 72A and 72B (resonator 72B in FIG. 27) is one in the longitudinal direction of the balanced output half-wave resonator 41A. If it is coupled to both the half portion 41Aa and the other half portion 41Ab, the balance of the balanced signal will be poor. Therefore, as shown in FIG. 28, the balanced output ¼ wavelength resonator 72A is coupled only to one half portion 41Aa in the longitudinal direction of the balanced output ½ wavelength resonator 41A. The quarter wavelength resonator 72B is preferably coupled only to the other half portion 41Ab in the longitudinal direction of the balanced output half wavelength resonator 41A.
[0081]
Next, the operation of the multilayer bandpass filter 1 in the case where a plurality of stages of 1/4 wavelength resonators 72A and 72B for balanced output are provided as the balanced output 1/4 wavelength resonators 72A and 72B will be described. . In this case, one of the first-stage pair of resonators 72A and 72B closest to the balanced output 1/2 wavelength resonator 71A is in the longitudinal direction of the balanced output 1/2 wavelength resonator 41A. The other resonator 72B is coupled to the other half portion in the longitudinal direction of the balanced output half-wave resonator 41A. The rear stage resonator 72A is coupled to the front stage resonator 72A, and the rear stage resonator 72B is coupled to the front stage resonator 72B.
[0082]
As described above, in the half-wave resonator for balanced output 41A, the phase of the electric field differs by 180 ° in one half portion and the other half portion in the longitudinal direction. Therefore, the phase of the electric field in the balanced output quarter-wave resonators 72A and 72B in each stage is also different by 180 °. Therefore, by providing the balanced output terminals 3A and 3B at positions where the amplitudes of the two voltages output from the balanced output terminals 3A and 3B are equal, a balanced signal can be output from the balanced output terminals 3A and 3B. .
[0083]
For the same reason as described with reference to FIGS. 24 to 26, the first-stage balanced output quarter-wave resonators 72A and 72B are coupled to the balanced output half-wave resonator 41A by the same coupling method. It is preferred that Further, for the same reason, as shown in FIG. 29 or FIG. 30, the pair of balanced output quarter-wave resonators 72A and 72B in each stage has a pair of balanced output 1/4 in the preceding stage or the subsequent stage. The wavelength resonators 72A and 72B are preferably coupled by the same coupling method. FIG. 29 shows a case where two adjacent stages of resonators 72A and resonators 72B are coupled together by comb line coupling. FIG. 30 shows a case where two adjacent stages of resonators 72A and resonators 72B are coupled together by interdigital coupling.
[0084]
For the same reason as described with reference to FIG. 27 and FIG. 28, the first-stage balanced output ¼ wavelength resonator 72A is half of the longitudinal direction of the balanced output ½ wavelength resonator 41A. Only the portion 41Aa is coupled, and the first-stage balanced output quarter wavelength resonator 72B is coupled only to the other half portion 41Ab in the longitudinal direction of the balanced output half wavelength resonator 41A. preferable.
[0085]
The configuration of the multilayer substrate 30 in the present embodiment includes, for example, one or more stages between the balanced output half-wave resonator 41A and the balanced output terminals 3A and 3B conductor layers in the first embodiment. The balanced output 1/4 wavelength resonators 72A and 72B are arranged. The appearance of the multilayer substrate 30 in the present embodiment is the same as that of the multilayer substrate 30 shown in FIG. 10, for example. Other configurations, operations, and effects in the present embodiment are the same as those in the first embodiment.
[0086]
[Third Embodiment]
Next, a multilayer bandpass filter according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the multilayer bandpass filter according to the present embodiment, in the multilayer bandpass filter according to the first or second embodiment, at least one of a plurality of resonators constituting the bandpass filter unit 4 is Compared to the case where the shape is a rectangle, the capacitance or inductance is increased.
[0087]
Hereinafter, four examples of specific shapes of the resonator according to the present embodiment will be described.
[0088]
[First example of resonator shape]
FIG. 31 is an explanatory diagram showing the resonator 101 of the first example and a rectangular resonator 102 for comparison with the resonator 101. The resonators 101 and 102 are both half-wave resonators that are open at both ends. The resonance frequencies of the resonators 101 and 102 are equal. In the resonator 101, the width of the two portions 101a and 101b near the open end is larger than the width of the portion 101c between the portions 101a and 101b. The width of the portion 101 c is equal to the width of the resonator 102. In the resonator 101, the capacitance near the open end is larger than that in the resonator 102. As a result, the physical length of the resonator 101 is smaller than the physical length of the resonator 102.
[0089]
FIG. 32 is an exploded perspective view showing an example of the configuration of the multilayer substrate 30 that realizes the resonator 101 shown in FIG. 31. FIG. 32 shows only a portion of the multilayer substrate 30 in the vicinity of the resonator 101. The multilayer substrate 30 shown in FIG. 32 has nine dielectric layers 111a to 111i that are sequentially stacked from the bottom. A ground conductor layer 112 is formed on the upper surface of the dielectric layer 111b. A conductor layer 113 that is long in one direction is formed on the upper surface of the dielectric layer 111c. A ground conductor layer 114 and two through holes 115 are formed on the upper surface of the dielectric layer 111d. The through hole 115 is not in contact with the ground conductor layer 114. On the upper surface of the dielectric layer 111e, two capacitor conductor layers 116a and 116b and two through holes 117 connected to the capacitor conductor layers 116a and 116b, respectively, are formed. A ground conductor layer 118 and two through holes 119 are formed on the top surface of the dielectric layer 111f. The through hole 119 is not in contact with the ground conductor layer 118. On the upper surface of the dielectric layer 111g, two capacitor conductor layers 120a and 120b and two through holes 121 connected to the capacitor conductor layers 120a and 120b, respectively, are formed. A ground conductor layer 122 is formed on the upper surface of the dielectric layer 111h.
[0090]
The widths of the capacitor conductor layers 116 a, 116 b, 120 a, 120 b are larger than the width of the conductor layer 113. Capacitor conductor layers 116 a and 120 a are connected to the vicinity of one end of conductor layer 113 through through holes 115, 117, 119 and 121. The capacitor conductor layers 116 b and 120 b are connected to the vicinity of the other end of the conductor layer 113 through the through holes 115, 117, 119, and 121. Conductor layer 113 and capacitor conductor layers 116a, 116b, 120a, and 120b constitute resonator 101 shown in FIG. The capacitor conductor layers 116a and 120a correspond to the portion 101a in FIG. The capacitor conductor layers 116b and 120b correspond to the portion 101b in FIG.
[0091]
[Second Example of Resonator Shape]
FIG. 33 is an explanatory diagram showing a resonator 131 of the second example and a rectangular resonator 132 for comparison with the resonator 131. The resonators 131 and 132 are both half-wave resonators that are short-circuited at both ends. The resonance frequencies of the resonators 131 and 132 are equal. In the resonator 131, the width of the portion 131c near the center in the longitudinal direction is larger than the width of the two portions 131a and 131b near the short-circuit end. The widths of the portions 131 a and 131 b are equal to the width of the resonator 132. In the resonator 131, the capacitance near the center in the longitudinal direction is larger than that in the resonator 132. As a result, the physical length of the resonator 131 is smaller than the physical length of the resonator 132.
[0092]
FIG. 34 is an exploded perspective view showing an example of the configuration of the multilayer substrate 30 that realizes the resonator 131 shown in FIG. 33. FIG. 34 shows only a portion of the multilayer substrate 30 in the vicinity of the resonator 131. The multilayer substrate 30 shown in FIG. 34 has eight dielectric layers 141a to 141h stacked in order from the bottom. A ground conductor layer 142 is formed on the upper surface of the dielectric layer 141b. A conductor layer 143 that is long in one direction is formed on the upper surface of the dielectric layer 141c. A capacitor conductor layer 144 and a through hole 145 connected to the capacitor conductor layer 144 are formed on the upper surface of the dielectric layer 141d. A ground conductor layer 146 and a through hole 147 are formed on the upper surface of the dielectric layer 141e. The through hole 147 is not in contact with the ground conductor layer 146. A capacitor conductor layer 148 and a through hole 149 connected to the capacitor conductor layer 148 are formed on the upper surface of the dielectric layer 141f. A ground conductor layer 150 is formed on the upper surface of the dielectric layer 141g.
[0093]
The widths of the capacitor conductor layers 144 and 148 are larger than the width of the conductor layer 143. The capacitor conductor layers 144 and 148 are connected to the central portion of the conductor layer 143 in the longitudinal direction via through holes 145, 147 and 149. The conductor layer 143 and the capacitor conductor layers 144 and 148 constitute the resonator 131 shown in FIG.
[0094]
[Third example of resonator shape]
FIG. 35 is an explanatory diagram showing a resonator 151 of the third example and a rectangular resonator 152 for comparison with the resonator 151. Each of the resonators 151 and 152 is a quarter wavelength resonator in which one end is short-circuited and the other end is opened. The resonance frequencies of the resonators 151 and 152 are equal. In the resonator 151, the width of the portion 151a on the open end side is larger than the width of the portion 151b on the short-circuit end side. The width of the portion 151 b is equal to the width of the resonator 152. In the resonator 151, the capacitance in the open end portion 151 a is larger than that in the resonator 152. As a result, the physical length of the resonator 151 is smaller than the physical length of the resonator 152.
[0095]
FIG. 36 is an exploded perspective view illustrating an example of the configuration of the multilayer substrate 30 that realizes the resonator 151 illustrated in FIG. 35. FIG. 36 shows only a portion of the multilayer substrate 30 in the vicinity of the resonator 151. The multilayer substrate 30 shown in FIG. 36 has eight dielectric layers 161a to 161h stacked in order from the bottom. A ground conductor layer 162 is formed on the top surface of the dielectric layer 161b. A conductor layer 163 that is long in one direction is formed on the top surface of the dielectric layer 161c. A capacitor conductor layer 164 and a through hole 165 connected to the capacitor conductor layer 164 are formed on the upper surface of the dielectric layer 161d. A ground conductor layer 166 and a through hole 167 are formed on the upper surface of the dielectric layer 161e. The through hole 167 is not in contact with the ground conductor layer 166. A capacitor conductor layer 168 and a through hole 169 connected to the capacitor conductor layer 168 are formed on the upper surface of the dielectric layer 161f. A ground conductor layer 170 is formed on the top surface of the dielectric layer 161g.
[0096]
The widths of the capacitor conductor layers 164 and 168 are larger than the width of the conductor layer 163. The capacitor conductor layers 164 and 168 are connected to the vicinity of the open end of the conductor layer 163 through the through holes 165, 167 and 169. The conductor layer 163 and the capacitor conductor layers 164 and 168 constitute the resonator 151 shown in FIG.
[0097]
Here, according to the resonators of the first to third examples, the reason why the physical length can be reduced as compared with the rectangular resonator will be described. In each of the resonators of the first to third examples, the width of the vicinity of the portion where the electric field is maximum in the resonator is made larger than the width of the other portions. FIG. 37 shows an equivalent circuit of the resonator having such a shape. The circuit shown in FIG. 37 includes an inductor 171, a capacitor 172, and a capacitor 173 connected in parallel. One end of each of the inductor 171, the capacitor 172, and the capacitor 173 is grounded. The inductor 171 and the capacitor 172 correspond to an inductance component and a capacitance component in a rectangular resonator. The capacitor 173 corresponds to the capacitance component generated by increasing the width of a part of the rectangular resonator.
[0098]
Here, the inductance of the inductor 171 is L 0 And the capacitance of the capacitor 172 is C 0 And the capacitance of the capacitor 173 is C add And Also, the resonance frequency of the circuit obtained by removing the capacitor 173 from the circuit shown in FIG. 0 And the resonance frequency of the circuit shown in FIG. 1 And Resonance frequency f 0 , F 1 Are represented by the following equations, respectively.
[0099]
f 0 = 1 / {2π√ (L 0 C 0 )}
[0100]
f 1 = 1 / [2π√ {L 0 (C 0 + C add ]}]
[0101]
As can be seen from the above two equations, the width of a part of the rectangular resonator is increased to increase the capacitance C add In the resonator that generates the resonance frequency, the resonance frequency is lower than that of the rectangular resonator. Therefore, if the resonance frequency is not changed, the physical length of the resonator can be reduced by increasing the width of a part of the rectangular resonator.
[0102]
[Fourth Example of Resonator Shape]
The resonator of the fourth example has a shape in which the inductance component in the vicinity of the portion where the electric field is zero in the resonator is larger than that of the rectangular resonator. Specifically, in the resonator of the fourth example, a spiral-shaped inductor is formed in the vicinity of the portion where the electric field is zero in the resonator. According to the resonator having such a shape, the physical length of the area occupied by the resonator can be made smaller than the physical length of the rectangular resonator.
[0103]
FIG. 38 is an exploded perspective view showing an example of the configuration of the multilayer substrate 30 that realizes the resonator of the fourth example. FIG. 38 shows only a portion of the multilayer substrate 30 in the vicinity of the resonator of the fourth example. The multilayer substrate 30 shown in FIG. 38 has eight dielectric layers 181a to 181h stacked in order from the bottom. A ground conductor layer 182 is formed on the upper surface of the dielectric layer 181b. An inductor conductor layer 183 having an approximately 3/4 turn shape is formed on the upper surface of the dielectric layer 181c. On the top surface of the dielectric layer 181d, an inductor conductor layer 184 having a shape of about 3/4 turns and a through hole 185 connected to one end of the inductor conductor layer 184 are formed. A ground conductor layer 186 and a through hole 187 are formed on the upper surface of the dielectric layer 181e. The through hole 187 is not in contact with the ground conductor layer 186. A capacitor conductor layer 188 and a through hole 189 connected to the capacitor conductor layer 188 are formed on the upper surface of the dielectric layer 181f. A ground conductor layer 190 is formed on the top surface of the dielectric layer 181g.
[0104]
The width of the capacitor conductor layer 188 is larger than the width of the conductor layers 183 and 184. One end of the conductor layer 183 is connected to the ground conductor layers 182, 186, and 190 via terminal electrodes (not shown). One end portion of the conductor layer 183 is connected to one end portion of the conductor layer 184 through the through hole 185. The other end of the conductor layer 184 is connected to the capacitor conductor layer 188 via through holes 187 and 189. The conductor layers 183, 184, and 188 constitute a resonator.
[0105]
Other configurations, operations, and effects in the present embodiment are the same as those in the first or second embodiment.
[0106]
[Fourth Embodiment]
Next, a multilayer bandpass filter according to a fourth embodiment of the invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 39, the multilayer bandpass filter according to the present embodiment is a half-wavelength resonance with at least one open end included in the bandpass filter unit 4 in the first to third embodiments. Both ends of the vessel 191 are connected via a capacitor 192. The half-wave resonator 191 may be a balanced output half-wave resonator 41A, or other half-wave resonator with both ends open.
[0107]
In FIG. 39, the broken line indicated by reference numeral 193 indicates the center position in the longitudinal direction of the half-wave resonator 191 and the center position between the two conductors constituting the capacitor 192. In the circuit shown in FIG. 39, the potential becomes zero at the position indicated by reference numeral 193. The circuit shown in FIG. 39 is equivalent to the circuit shown in FIG. The circuit shown in FIG. 40 includes a quarter wavelength resonator 191a and a capacitor 192a. The short-circuited end of the quarter wavelength resonator 191a is grounded. The open end of the quarter wavelength resonator 191a is connected to one end of the capacitor 192a. The other end of the capacitor 192a is grounded. The capacitance of the capacitor 192a is twice the capacitance of the capacitor 192 shown in FIG.
[0108]
Therefore, according to the configuration shown in FIG. 39, as compared with the case where both ends of the half-wave resonator 191 are grounded via separate capacitors, the physical properties of the half-wave resonator 191 are reduced using fewer capacitors. The typical length can be reduced.
[0109]
41 is an exploded perspective view showing an example of the configuration of the multilayer substrate 30 that implements the resonator 191 and the capacitor 192 shown in FIG. FIG. 41 shows only a portion of the multilayer substrate 30 in the vicinity of the resonator 191 and the capacitor 192. The multilayer substrate 30 shown in FIG. 41 has nine dielectric layers 201a to 201i stacked in order from the bottom. A ground conductor layer 202 is formed on the upper surface of the dielectric layer 201b. A conductor layer 203 that is long in one direction is formed on the upper surface of the dielectric layer 201c. A capacitor conductor layer 204 and a through hole 205 connected to the capacitor conductor layer 204 are formed on the upper surface of the dielectric layer 201d. A capacitor conductor layer 206 and a through hole 207 connected to the capacitor conductor layer 206 are formed on the upper surface of the dielectric layer 201e. A capacitor conductor layer 208 and a through hole 209 connected to the capacitor conductor layer 208 are formed on the upper surface of the dielectric layer 201f. A capacitor conductor layer 210 and a through hole 211 connected to the capacitor conductor layer 210 are formed on the upper surface of the dielectric layer 201g. A ground conductor layer 212 is formed on the upper surface of the dielectric layer 201h.
[0110]
The widths of the capacitor conductor layers 204, 206, 208 and 210 are larger than the width of the conductor layer 203. The capacitor conductor layers 204 and 208 are connected to the vicinity of one end portion of the conductor layer 203 through the through holes 205 and 209. The capacitor conductor layers 206 and 210 are connected to the vicinity of the other end of the conductor layer 203 through the through holes 207 and 211. The conductor layer 203 constitutes the resonator 191 in FIG. 39, and the capacitor conductor layers 204, 206, 208, 210 constitute the capacitor 192 in FIG.
[0111]
Other configurations, operations, and effects in the present embodiment are the same as those in the first to third embodiments.
[0112]
In addition, this invention is not limited to said each embodiment, A various change is possible. For example, as the resonator 40 constituting the band-pass filter unit 4, various combinations other than those described in the embodiment are possible.
[0113]
【The invention's effect】
As explained above, claims 1 to 4 In the multilayer bandpass filter according to any one of the above, the bandpass filter unit having a plurality of resonators includes a balanced output half-wave resonator composed of a half-wave resonator open at both ends. In addition, the balanced output terminal is directly connected to the half-wave resonator for balanced output. The multilayer bandpass filter according to the present invention includes a multilayer substrate for integrating a plurality of resonators. From the above, according to the present invention, it is possible to realize a multilayer bandpass filter that can output a balanced signal, is small, and can be easily adjusted.
[0114]
Claims 5 In the described multilayer bandpass filter, the bandpass filter unit having a plurality of resonators includes a balanced output ½ wavelength resonator composed of a ½ wavelength resonator with both ends open, It consists of a 4-wavelength resonator, and a pair of 1 / 4-wavelength resonators is placed in one stage between the balanced-wavelength 1 / 2-wavelength resonator and the balanced output terminal Multiple steps Each of the balanced output terminals is directly connected to each of the pair of balanced output quarter wavelength resonators in the final stage. The multilayer bandpass filter according to the present invention includes a multilayer substrate for integrating a plurality of resonators. From the above, according to the present invention, it is possible to realize a multilayer bandpass filter that can output a balanced signal, is small, and can be easily adjusted.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a basic configuration of a multilayer bandpass filter according to a first embodiment of the invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a half-wave resonator with both ends open.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a half-wavelength resonator with both ends short-circuited.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a quarter wavelength resonator.
FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining the operation of the multilayer bandpass filter according to the first embodiment of the invention.
FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining a method of connecting an unbalanced input terminal to an input resonator via a capacitor.
FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining a method of directly connecting an unbalanced input terminal to an input resonator without using a capacitor.
FIG. 8 is a circuit diagram of the multilayer bandpass filter of the first configuration example according to the first embodiment of the invention.
9 is an exploded perspective view showing an example of the configuration of a multilayer substrate that realizes the multilayer bandpass filter shown in FIG. 8. FIG.
10 is a perspective view showing an example of the appearance of the multilayer substrate shown in FIG. 9. FIG.
FIG. 11 is a circuit diagram of a multilayer bandpass filter of a second configuration example according to the first embodiment of the present invention.
12 is an exploded perspective view showing an example of the configuration of a multilayer substrate that realizes the multilayer bandpass filter shown in FIG. 11. FIG.
FIG. 13 is a circuit diagram of a multilayer bandpass filter of a third configuration example according to the first embodiment of the invention.
14 is an exploded perspective view showing an example of the configuration of a multilayer substrate that realizes the multilayer bandpass filter shown in FIG. 13. FIG.
FIG. 15 is a circuit diagram of a multilayer bandpass filter of a fourth configuration example according to the first embodiment of the invention.
16 is an exploded perspective view showing an example of the configuration of a multilayer substrate that realizes the multilayer bandpass filter shown in FIG. 15. FIG.
17 is a characteristic diagram showing attenuation / insertion loss characteristics of the multilayer bandpass filter shown in FIG. 8. FIG.
18 is a characteristic diagram showing reflection loss characteristics of the multilayer bandpass filter shown in FIG.
19 is a characteristic diagram illustrating frequency characteristics of an amplitude difference between output signals at balanced output terminals of the multilayer bandpass filter illustrated in FIG. 8;
20 is a characteristic diagram showing frequency characteristics of the phase difference of the output signal at the balanced output end of the multilayer bandpass filter shown in FIG.
FIG. 21 is an explanatory diagram showing a basic configuration of a multilayer bandpass filter according to a second embodiment of the invention.
FIG. 22 is an explanatory diagram for explaining interdigital coupling as a resonator coupling method;
FIG. 23 is an explanatory diagram for explaining comb line coupling as a resonator coupling method;
FIG. 24 is an explanatory diagram for explaining a coupling method between a balanced output quarter-wave resonator and a balanced output half-wave resonator;
FIG. 25 is an explanatory diagram for explaining a coupling method between a balanced output quarter-wave resonator and a balanced output half-wave resonator;
FIG. 26 is an explanatory diagram for explaining a coupling method between a balanced output quarter-wave resonator and a balanced output half-wave resonator;
FIG. 27 is an explanatory diagram for explaining a coupling method between a balanced output quarter-wave resonator and a balanced output half-wave resonator;
FIG. 28 is an explanatory diagram for explaining a coupling method between a balanced output quarter-wave resonator and a balanced output half-wave resonator;
FIG. 29 is an explanatory diagram for explaining a coupling method of the balanced output quarter-wave resonators of two adjacent stages.
FIG. 30 is an explanatory diagram for explaining a coupling method of balanced output quarter-wave resonators in two adjacent stages;
FIG. 31 is an explanatory diagram showing a first example of the shape of a resonator according to the third embodiment of the invention.
32 is an exploded perspective view showing an example of the configuration of a multilayer substrate that realizes the resonator shown in FIG. 31. FIG.
FIG. 33 is an explanatory diagram showing a second example of the shape of the resonator according to the third embodiment of the invention.
34 is an exploded perspective view showing an example of the configuration of a multilayer substrate that realizes the resonator shown in FIG. 33. FIG.
FIG. 35 is an explanatory diagram showing a third example of the shape of the resonator according to the third embodiment of the invention.
36 is an exploded perspective view showing an example of the configuration of a multilayer substrate that realizes the resonator shown in FIG. 35. FIG.
FIG. 37 is a circuit diagram showing an equivalent circuit of the resonators of the first to third examples.
FIG. 38 is an exploded perspective view showing an example of the configuration of a multilayer substrate that realizes the resonator of the fourth example according to the third embodiment of the invention.
FIG. 39 is a circuit diagram showing a circuit composed of a half-wave resonator with open ends and a capacitor according to the fourth embodiment of the present invention.
40 is a circuit diagram showing a circuit equivalent to the circuit shown in FIG. 39. FIG.
41 is an exploded perspective view showing an example of a configuration of a multilayer board that realizes a circuit including the resonator and the capacitor shown in FIG. 39. FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Stack type bandpass filter, 2 ... Unbalanced input terminal, 3A, 3B ... Balanced output terminal, 4 ... Bandpass filter part, 40 ... Resonator, 41A ... 1/2 wavelength resonator for balanced output.

Claims (3)

不平衡信号を入力する不平衡入力端と、
平衡信号を出力する2つの平衡出力端と、
それぞれTEM線路よりなる複数の共振器を有し、前記不平衡入力端と前記平衡出力端との間に設けられたバンドパスフィルタ部と、
前記複数の共振器を集積するための多層基板とを備え、
前記バンドパスフィルタ部は、前記共振器として、両端開放の1/2波長共振器よりなる平衡出力用1/2波長共振器を含み、
前記平衡出力端は、前記平衡出力用1/2波長共振器に直接接続され、
前記平衡出力用1/2波長共振器は、1つの導体層よりなり、
更に、前記平衡出力用1/2波長共振器に直流電圧を印加するために用いられる直流電圧印加用端子を備え、
前記直流電圧印加用端子は、1つの端子用導体層によって、前記平衡出力用1/2波長共振器における長手方向の中央の近傍の1箇所に接続され
更に、前記平衡出力用1/2波長共振器の両端にそれぞれスルーホールを介して接続され、グランドとの間にキャパシタを形成する2つのキャパシタ用導体層を備え、
前記2つのキャパシタ用導体層は、同一面上に配置されていることを特徴とする積層型バンドパスフィルタ。
An unbalanced input terminal for inputting an unbalanced signal;
Two balanced output terminals for outputting balanced signals;
A plurality of resonators each consisting of a TEM line, and a band-pass filter unit provided between the unbalanced input end and the balanced output end;
A multilayer substrate for integrating the plurality of resonators,
The band-pass filter unit includes, as the resonator, a half-wave resonator for balanced output composed of a half-wave resonator open at both ends,
The balanced output terminal is directly connected to the balanced output half-wave resonator,
The half-wave resonator for balanced output is composed of one conductor layer,
Furthermore, a DC voltage application terminal used for applying a DC voltage to the half-wave resonator for balanced output is provided,
The DC voltage application terminal is connected to one location near the center in the longitudinal direction of the balanced output half-wave resonator by one terminal conductor layer ,
Furthermore, it comprises two capacitor conductor layers that are connected to both ends of the half-wave resonator for balanced output via through holes, respectively, and form a capacitor between the ground and the ground.
The multilayer bandpass filter, wherein the two capacitor conductor layers are arranged on the same plane .
一方の平衡出力端は、前記平衡出力用1/2波長共振器の長手方向についての一方の半分の部分に直接接続され、他方の平衡出力端は、前記平衡出力用1/2波長共振器の長手方向についての他方の半分の部分に直接接続されていることを特徴とする請求項記載の積層型バンドパスフィルタ。One balanced output terminal is directly connected to one half of the half-wave resonator for balanced output in the longitudinal direction, and the other balanced output terminal is connected to the half-wave resonator for balanced output. The multilayer bandpass filter according to claim 1 , wherein the multilayer bandpass filter is directly connected to the other half portion in the longitudinal direction. 不平衡信号を入力する不平衡入力端と、
平衡信号を出力する2つの平衡出力端と、
それぞれTEM線路よりなる複数の共振器を有し、前記不平衡入力端と前記平衡出力端との間に設けられたバンドパスフィルタ部と、
前記複数の共振器を集積するための多層基板とを備え、
前記バンドパスフィルタ部は、前記共振器として、両端開放の1/2波長共振器よりなる平衡出力用1/2波長共振器と、それぞれ1/4波長共振器よりなり、前記平衡出力用1/2波長共振器と前記平衡出力端との間に、一対の1/4波長共振器を1段として、複数段設けられた平衡出力用1/4波長共振器とを含み、
各平衡出力端は、最終段の一対の平衡出力用1/4波長共振器の各々に直接接続され、
最も前記平衡出力用1/2波長共振器に近い1段目の一対の平衡出力用1/4波長共振器のうちの一方は前記平衡出力用1/2波長共振器における長手方向についての一方の半分の部分に結合され、前記1段目の一対の平衡出力用1/4波長共振器のうちの他方は前記平衡出力用1/2波長共振器における長手方向についての他方の半分の部分に結合されていることを特徴とする積層型バンドパスフィルタ。
An unbalanced input terminal for inputting an unbalanced signal;
Two balanced output terminals for outputting balanced signals;
A plurality of resonators each consisting of a TEM line, and a band-pass filter unit provided between the unbalanced input end and the balanced output end;
A multilayer substrate for integrating the plurality of resonators,
The bandpass filter section includes a balanced output half-wave resonator made up of a half-wave resonator open at both ends and a quarter-wave resonator as the resonator. Between the two-wavelength resonator and the balanced output end, a pair of quarter-wave resonators as a single stage, including a balanced output quarter-wavelength resonator provided in multiple stages,
Each balanced output terminal is directly connected to each of the pair of balanced output 1/4 wavelength resonators in the final stage,
One of the first-stage pair of balanced output quarter-wave resonators closest to the balanced output half-wave resonator is one in the longitudinal direction of the balanced output half-wave resonator. The other half of the pair of balanced output quarter-wave resonators in the first stage is coupled to the other half of the balanced output half-wave resonator in the longitudinal direction. A laminated band-pass filter characterized by being made.
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