JP4169757B2 - 高周波フィルタ - Google Patents

Description

本発明は、複数の共振器を有する積層型の高周波フィルタに関する。

ブルートゥース規格の通信装置や無線ＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）用の通信装置では、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、積層基板を用いて部品を集積することも提案されている。

ところで、上記通信装置における部品の一つに、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な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、積層基板における導体層を用いて構成された複数の共振器を備えている。この積層型のバンドパスフィルタにおいて、隣接する共振器同士は誘導結合している。また、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では、隣接する共振器同士を容量結合させる場合もある。この場合には、誘導結合の大きさと容量結合の大きさとによって、バンドパスフィルタにおける２つの減衰極の周波数と通過帯域幅とを調整することができる。従って、隣接する共振器同士を容量結合させることにより、隣接する共振器同士を容量結合させない場合に比べて、バンドパスフィルタの特性の調整が容易になる。

特許文献１には、結合調整電極を用いて、隣接する共振器同士を容量結合させる技術が記載されている。結合調整電極は、隣接する２つの共振器のそれぞれに対して誘電体層を介して対向している。

また、特許文献２には、伝送線路となる複数のコイル導体を備えた積層型誘電体共振器が記載されている。この積層型誘電体共振器では、隣接するコイル導体同士を、誘電体層を介して対向させることによって、隣接するコイル導体同士を容量結合させている。

特開２０００−２２４０４号公報 実開平５−７８００３号公報

特許文献１に記載された技術では、結合調整電極は、隣接する２つの共振器のそれぞれに対して誘電体層を介して対向する。そのため、この技術では、一方の共振器と結合調整電極との間と、他方の共振器と結合調整電極との間に、それぞれキャパシタが形成される。この２つのキャパシタは直列に接続される。そして、隣接する２つの共振器は、この直列に接続された２つのキャパシタを介して容量結合される。

特許文献１に記載された技術では、直列に接続された２つのキャパシタの合成容量は、個々のキャパシタの容量よりも小さくなる。そのため、この技術では、上記合成容量を所望の値にするためには、キャパシタを形成するために必要な領域、すなわち結合調整電極と各共振器とが対向する領域の面積を、ある程度大きくする必要がある。そのため、この技術では、フィルタの小型化が難しくなるという問題点がある。

積層型のバンドパスフィルタにおいて、特許文献２に記載された技術を利用して、隣接する２つの共振器同士を容量結合させることも考えられる。しかしながら、この場合には、以下のような問題点がある。すなわち、積層型のバンドパスフィルタでは、積層基板の作製時に、積層方向における異なる位置に配置される複数の導体層の位置関係が所望の位置関係からずれる場合がある。以下、このことを、導体層の位置ずれと言う。特許文献２に記載された技術では、２つのコイル導体は、積層方向における異なる位置に配置されるため、これらの相対的な位置関係が変化する可能性がある。そして、２つのコイル導体の相対的な位置関係が変化すると、２つのコイル導体間の誘導結合の大きさと容量結合の大きさの両方が変化する。そのため、積層型のバンドパスフィルタにおいて、特許文献２に記載された技術を利用して隣接する２つの共振器同士を容量結合させる場合には、導体層の位置ずれに起因して２つの共振器の相対的な位置関係が変化すると、２つの共振器間の誘導結合の大きさと容量結合の大きさの両方が変化する。従って、この場合には、導体層の位置ずれに起因して、バンドパスフィルタの特性のばらつきが大きくなりやすいという問題点がある。

また、上述のように、隣接する２つの共振器の相対的な位置関係が変化したときに、２つの共振器間の誘導結合の大きさと容量結合の大きさの両方が変化する場合には、バンドパスフィルタの特性の調整が難しくなるという問題点がある。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その第１の目的は、複数の共振器を有する積層型の高周波フィルタであって、小型化でき、且つ特性の調整が容易な高周波フィルタを提供することにある。

本発明の第２の目的は、上記第１の目的に加え、導体層の位置ずれに起因した特性のばらつきを抑制できるようにした高周波フィルタを提供することにある。

本発明の高周波フィルタは、
交互に積層された誘電体層と導体層とを含む積層基板と、
それぞれ積層基板内の導体層よりなり、誘導結合する第１および第２の共振器と、
それぞれ積層基板内の導体層よりなり、第１の共振器と第２の共振器とを容量結合する、少なくとも一組の第１ないし第４の電極と、
積層基板内に設けられ、第１の共振器と第１の電極とを接続する１つ以上の第１のスルーホールと、
積層基板内に設けられ、第２の共振器と第２の電極とを接続する１つ以上の第２のスルーホールとを備え、
第３の電極は、第２の共振器に接続され、且つ積層基板内の誘電体層を介して、第１の電極に対向し、
第４の電極は、第１の共振器に接続され、且つ積層基板内の誘電体層を介して、第２の電極に対向し、
第１の電極と第３の電極とこれらの間に配置された誘電体層とによって第１のキャパシタが形成され、第２の電極と第４の電極とこれらの間に配置された誘電体層とによって、第１のキャパシタに対して並列に接続される第２のキャパシタが形成されているものである。

本発明の高周波フィルタでは、第１のスルーホールを介して第１の共振器に接続された第１の電極と、第２の共振器に接続された第３の電極とが、誘電体層を介して対向することによって、第１のキャパシタが形成される。また、第２のスルーホールを介して第２の共振器に接続された第２の電極と、第１の共振器に接続された第４の電極とが、誘電体層を介して対向することによって、第２のキャパシタが形成される。第２のキャパシタは、第１のキャパシタに対して並列に接続される。そして、これら第１および第２のキャパシタを介して、第１の共振器と第２の共振器とが容量結合される。

本発明の高周波フィルタにおいて、第１の共振器と第２の共振器は、積層基板内の同じ誘電体層の上に配置されていてもよい。

また、本発明の高周波フィルタにおいて、第１の共振器、第２の共振器、第３の電極および第４の電極は、積層基板内の同じ誘電体層の上に配置されていてもよい。

また、本発明の高周波フィルタにおいて、第１の電極および第２の電極は、積層基板内の同じ誘電体層の上に配置され、第３の電極および第４の電極は、積層基板内の他の同じ誘電体層の上に配置されていてもよい。

また、本発明の高周波フィルタにおいて、第１および第２の共振器はいずれも、両端開放の１／２波長共振器であり、第１ないし第４の電極は二組設けられ、一方の組の第１ないし第４の電極は、第１および第２の共振器の一方の端部同士を結合し、他方の組の第１ないし第４の電極は、第１および第２の共振器の他方の端部同士を結合してもよい。この場合、本発明の高周波フィルタは、更に、不平衡信号の入力または出力が行われる不平衡入出力端子と、平衡信号の入力または出力が行われる２つの平衡入出力端子とを備え、第１および第２の共振器は、回路構成上、不平衡入出力端子と平衡入出力端子との間に設けられていてもよい。

本発明の高周波フィルタでは、並列に接続された第１および第２のキャパシタを介して、第１の共振器と第２の共振器とが容量結合される。本発明によれば、第１の共振器と第２の共振器とを容量結合させない場合に比べて、高周波フィルタの特性の調整が容易になるという効果を奏する。また、本発明によれば、直列に接続された２つのキャパシタを介して第１の共振器と第２の共振器とが容量結合される場合に比べて、第１の共振器と第２の共振器とを容量結合するキャパシタを形成するために必要な領域の面積を小さくすることができる。これにより、本発明によれば、高周波フィルタの小型化が可能になるという効果を奏する。

また、本発明の高周波フィルタにおいて、第１の共振器と第２の共振器は、積層基板内の同じ誘電体層の上に配置されていてもよい。この場合には、導体層の位置ずれが生じても、第１の共振器と第２の共振器との間の誘導結合の大きさは変化しない。従って、この場合には、導体層の位置ずれに起因した特性のばらつきを抑制することができるという効果を奏する。

また、本発明の高周波フィルタにおいて、第１の共振器、第２の共振器、第３の電極および第４の電極は、積層基板内の同じ誘電体層の上に配置されていてもよい。この場合には、導体層の位置ずれに起因した特性のばらつきを抑制することができると共に、高周波フィルタの損失を低減することができるという効果を奏する。

また、本発明の高周波フィルタにおいて、第１の電極および第２の電極は、積層基板内の同じ誘電体層の上に配置され、第３の電極および第４の電極は、積層基板内の他の同じ誘電体層の上に配置されていてもよい。この場合には、導体層の位置ずれに起因して、第１の電極および第２の電極と、第３の電極および第４の電極との相対的な位置関係が変化しても、第１の共振器と第２の共振器との間の容量結合の大きさが変化することを抑制することができる。従って、この場合には、導体層の位置ずれに起因した特性のばらつきを抑制することができるという効果を奏する。

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。始めに、図１および図２を参照して、本発明の一実施の形態に係る高周波フィルタの構成について説明する。図１は、本実施の形態に係る高周波フィルタの回路構成を示す回路図である。図２は、本実施の形態に係る高周波フィルタの外観を示す斜視図である。

図１に示したように、本実施の形態に係る高周波フィルタ１は、不平衡信号の入力または出力が行われる１つの不平衡入出力端子２と、平衡信号の入力または出力が行われる２つの平衡入出力端子３Ａ，３Ｂと、直流電圧印加用端子４と、それぞれＴＥＭ線路よりなる共振器１１，１２とを備えている。共振器１１，１２は、回路構成上、不平衡入出力端子２と平衡入出力端子３Ａ，３Ｂとの間に設けられている。なお、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。

共振器１１，１２はいずれも、両端開放の１／２波長共振器である。この共振器１１，１２はいずれも、一方向に長い形状を有している。共振器１１と共振器１２とは、互いに平行に、隣接するように配置され、誘導結合している。共振器１１は本発明における第１の共振器に対応し、共振器１２は本発明における第２の共振器に対応する。

不平衡入出力端子２は、共振器１１の一方の端部に接続されている。平衡入出力端子３Ａは、共振器１２の一方の端部に接続され、平衡入出力端子３Ｂは、共振器１２の他方の端部に接続されている。直流電圧印加用端子４は、共振器１２における長手方向の中央の近傍に接続されている。

高周波フィルタ１は、更に、共振器１１の一方の端部とグランドとの間に設けられたキャパシタ２１と、共振器１１の他方の端部とグランドとの間に設けられたキャパシタ２２と、共振器１２の一方の端部とグランドとの間に設けられたキャパシタ２３と、共振器１２の他方の端部とグランドとの間に設けられたキャパシタ２４とを備えている。

高周波フィルタ１は、更に、共振器１１の一方の端部と共振器１２の一方の端部との間に設けられた２つのキャパシタ２５，２６と、共振器１１の他方の端部と共振器１２の他方の端部との間に設けられた２つのキャパシタ２７，２８とを備えている。キャパシタ２５，２６は互いに並列に接続され、キャパシタ２７，２８も互いに並列に接続されている。

図２に示したように、高周波フィルタ１は、更に、高周波フィルタ１の構成要素を一体化するための積層基板３０を備えている。後で詳しく説明するが、積層基板３０は、交互に積層された誘電体層と導体層とを含んでいる。共振器１１，１２は、積層基板３０内の導体層を用いて構成されている。また、共振器１１，１２は、分布定数線路になっている。キャパシタ２１〜２８は、積層基板３０内の導体層と誘電体層を用いて構成されている。

共振器１１，１２は、前述のように誘導結合していると共に、キャパシタ２５〜２８を介して容量結合している。共振器１１，１２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を構成する。このバンドパスフィルタにおける２つの減衰極の周波数と通過帯域幅は、共振器１１，１２の誘導結合の大きさと容量結合の大きさとによって調整することができる。

次に、本実施の形態に係る高周波フィルタ１の作用について説明する。高周波フィルタ１の不平衡入出力端子２に不平衡の信号が入力された場合には、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、共振器１１，１２によって構成されるバンドパスフィルタを通過する。共振器１１，１２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とで電界の位相が１８０°異なる。そのため、平衡入出力端子３Ａ，３Ｂから出力される各電圧は、位相が互いに１８０°異なっている。従って、平衡入出力端子３Ａ，３Ｂからは、平衡信号が出力される。逆に、平衡入出力端子３Ａ，３Ｂに平衡信号が入力された場合には、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、共振器１１，１２によって構成されるバンドパスフィルタを通過し、不平衡入出力端子２から不平衡の信号が出力される。このように、本実施の形態に係る高周波フィルタ１は、バンドパスフィルタの機能とバランの機能とを兼ね備えている。

直流電圧印加用端子４は、共振器１２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、平衡入出力端子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。なお、高周波フィルタ１において、直流電圧印加用端子４は設けられていなくてもよい。

次に、図２ないし図９を参照して、積層基板３０の構成について詳しく説明する。図２に示したように、積層基板３０は、上面と底面と４つの側面を有する直方体形状をなしている。積層基板３０の側面および底面には、端子２，３Ａ，３Ｂ，４と、２つのグランド端子３１，３２と、２つの端子３３，３４が配置されている。端子３３，３４は、積層基板３０の内部の導体層にも外部回路にも接続されない。

図３ないし図８は、それぞれ、上から１層目ないし６層目（最下層）の誘電体層の上面を示している。図９は、上から６層目の誘電体層およびその下の導体層を、上から見た状態で表したものである。図３に示した１層目の誘電体層４１の上面には、導体層は形成されていない。

図４に示した２層目の誘電体層４２の上面には、グランド用導体層４２１が形成されている。このグランド用導体層４２１は、グランド端子３１，３２に接続されている。

図５に示した３層目の誘電体層４３の上面には、グランド用導体層４３１，４３２が形成されている。グランド用導体層４３１，４３２は、それぞれグランド端子３１，３２に接続されている。

図６に示した４層目の誘電体層４４の上面には、共振器１１，１２が形成されている。共振器１１，１２は、同じ誘電体層４４の上において、互いに平行に、隣接するように配置され、誘導結合している。

誘電体層４４の上面には、更に、電極用導体層４４１，４４２，４４３，４４４が形成されている。電極用導体層４４１は、共振器１１の一方の端部と不平衡入出力端子２とに物理的且つ電気的に接続されている。電極用導体層４４２は、共振器１１の他方の端部に物理的且つ電気的に接続されている。電極用導体層４４３は、共振器１２の一方の端部と平衡入出力端子３Ａとに物理的且つ電気的に接続されている。電極用導体層４４４は、共振器１２の他方の端部と平衡入出力端子３Ｂとに物理的且つ電気的に接続されている。

誘電体層４４の上面には、更に、導体層４４５が形成されている。導体層４４５の一端部は、共振器１２における長手方向の中央の近傍に接続されている。また、誘電体層４４５の他端部は、直流電圧印加用端子４に接続されている。

また、誘電体層４４には、導体層４４１に接続されたスルーホール４４６と、導体層４４２に接続されたスルーホール４４７と、導体層４４３に接続されたスルーホール４４８と、導体層４４４に接続されたスルーホール４４９とが形成されている。

導体層４４１，４４３は、図５に示した誘電体層４３を介して、図５に示したグランド用導体層４３１に対向している。図１に示したキャパシタ２１は、導体層４４１，４３１と誘電体層４３とによって構成されている。図１に示したキャパシタ２３は、導体層４４３，４３１と誘電体層４３とによって構成されている。

導体層４４２，４４４は、図５に示した誘電体層４３を介して、図５に示したグランド用導体層４３２に対向している。図１に示したキャパシタ２２は、導体層４４２，４３２と誘電体層４３とによって構成されている。図１に示したキャパシタ２４は、導体層４４４，４３２と誘電体層４３とによって構成されている。

図７に示した５層目の誘電体層４５の上面には、電極用導体層４５１，４５２，４５３，４５４が形成されている。電極用導体層４５１，４５２，４５３，４５４は、それぞれ、細長い部分４５１ａ，４５２ａ，４５３ａ，４５４ａと、この部分４５１ａ，４５２ａ，４５３ａ，４５４ａよりも幅の大きい部分４５１ｂ，４５２ｂ，４５３ｂ，４５４ｂとを含んでいる。

電極用導体層４５１の部分４５１ａの一端部には、図６に示したスルーホール４４６を介して、導体層４４１が接続されている。従って、電極用導体層４５１は、スルーホール４４６および導体層４４１を介して、共振器１１の一方の端部に物理的且つ電気的に接続されている。部分４５１ａの他端部には、部分４５１ｂの一端部が連結されている。部分４５１ｂは、図６に示した誘電体層４４を介して、図６に示した電極用導体層４４３に対向している。図１に示したキャパシタ２５は、導体層４５１，４４３と誘電体層４４とによって構成されている。電極用導体層４５１，４４３は、本発明における一方の組の第１の電極、第３の電極に対応する。スルーホール４４６は、本発明における第１のスルーホールに対応する。また、キャパシタ２５は、本発明における第１のキャパシタに対応する。

電極用導体層４５２の部分４５２ａの一端部には、図６に示したスルーホール４４８を介して、導体層４４３が接続されている。従って、電極用導体層４５２は、スルーホール４４８および導体層４４３を介して、共振器１２の一方の端部に物理的且つ電気的に接続されている。部分４５２ａの他端部には、部分４５２ｂの一端部が連結されている。部分４５２ｂは、図６に示した誘電体層４４を介して、図６に示した電極用導体層４４１に対向している。図１に示したキャパシタ２６は、導体層４５２，４４１と誘電体層４４とによって構成されている。電極用導体層４５２，４４１は、本発明における一方の組の第２の電極、第４の電極に対応する。スルーホール４４８は、本発明における第２のスルーホールに対応する。また、キャパシタ２６は、本発明における第２のキャパシタに対応する。

電極用導体層４５３の部分４５３ａの一端部には、図６に示したスルーホール４４７を介して、導体層４４２が接続されている。従って、電極用導体層４５３は、スルーホール４４７および導体層４４２を介して、共振器１１の他方の端部に物理的且つ電気的に接続されている。部分４５３ａの他端部には、部分４５３ｂの一端部が連結されている。部分４５３ｂは、図６に示した誘電体層４４を介して、図６に示した電極用導体層４４４に対向している。図１に示したキャパシタ２７は、導体層４５３，４４４と誘電体層４４とによって構成されている。電極用導体層４５３，４４４は、本発明における他方の組の第１の電極、第３の電極に対応する。スルーホール４４７は、本発明における第１のスルーホールに対応する。また、キャパシタ２７は、本発明における第１のキャパシタに対応する。

電極用導体層４５４の部分４５４ａの一端部には、図６に示したスルーホール４４９を介して、導体層４４４が接続されている。従って、電極用導体層４５４は、スルーホール４４９および導体層４４４を介して、共振器１２の他方の端部に物理的且つ電気的に接続されている。部分４５４ａの他端部には、部分４５４ｂの一端部が連結されている。部分４５４ｂは、図６に示した誘電体層４４を介して、図６に示した電極用導体層４４２に対向している。図１に示したキャパシタ２８は、導体層４５４，４４２と誘電体層４４とによって構成されている。電極用導体層４５４，４４２は、本発明における他方の組の第２の電極、第４の電極に対応する。スルーホール４４９は、本発明における第２のスルーホールに対応する。また、キャパシタ２８は、本発明における第２のキャパシタに対応する。

図８に示した６層目の誘電体層４６の上面には、グランド用導体層４６１が形成されている。このグランド用導体層４６１は、グランド端子３１，３２に接続されている。

図９に示したように、誘電体層４６の下面、すなわち積層基板３０の底面には、端子２，３Ａ，３Ｂ，４，３１〜３４を構成する導体層５０２，５０３Ａ，５０３Ｂ，５０４，５３１〜５３４が形成されている。

なお、本実施の形態において、積層基板３０としては、誘電体層の材料として樹脂、セラミック、あるいは両者を複合した材料を用いたもの等、種々のものを用いることができる。しかし、積層基板３０としては、特に、高周波特性に優れた低温同時焼成セラミック多層基板を用いることが好ましい。

以上説明したように、本実施の形態に係る高周波フィルタ１では、スルーホール４４６および導体層４４１を介して共振器１１の一方の端部に接続された電極用導体層４５１と、共振器１２の一方の端部に接続された電極用導体層４４３とが、誘電体層４４を介して対向している。導体層４５１，４４３と誘電体層４４は、共振器１１，１２の一方の端部同士を結合するキャパシタ２５を構成する。

また、高周波フィルタ１では、スルーホール４４８および導体層４４３を介して共振器１２の一方の端部に接続された電極用導体層４５２と、共振器１１の一方の端部に接続された電極用導体層４４１とが、誘電体層４４を介して対向している。導体層４５２，４４１と誘電体層４４は、共振器１１，１２の一方の端部同士を結合するキャパシタ２６を構成する。キャパシタ２６は、キャパシタ２５に対して並列に接続される。

また、高周波フィルタ１では、スルーホール４４７および導体層４４２を介して共振器１１の他方の端部に接続された電極用導体層４５３と、共振器１２の他方の端部に接続された電極用導体層４４４とが、誘電体層４４を介して対向している。導体層４５３，４４４と誘電体層４４は、共振器１１，１２の他方の端部同士を結合するキャパシタ２７を構成する。

また、高周波フィルタ１では、スルーホール４４９および導体層４４４を介して共振器１２の他方の端部に接続された電極用導体層４５４と、共振器１１の他方の端部に接続された電極用導体層４４２とが、誘電体層４４を介して対向している。導体層４５４，４４２と誘電体層４４は、共振器１１，１２の他方の端部同士を結合するキャパシタ２８を構成する。キャパシタ２８は、キャパシタ２７に対して並列に接続される。

このようにして、高周波フィルタ１では、キャパシタ２５〜２８を介して、共振器１１，１２が容量結合される。本実施の形態によれば、共振器１１，１２を容量結合させない場合に比べて、高周波フィルタ１の特性の調整が容易になる。

また、本実施の形態によれば、直列に接続された２つのキャパシタを介して共振器１１，１２が容量結合される場合に比べて、共振器１１，１２を容量結合するキャパシタ２５〜２８を形成するために必要な領域の面積を小さくすることができる。これにより、本実施の形態によれば、高周波フィルタ１の小型化が可能になる。

また、本実施の形態によれば、共振器１１，１２を容量結合させることにより、共振器１１，１２の物理的な長さを、バンドバスフィルタの通過帯域の中心周波数に対応する波長の１／２よりも短くすることができる。また、本実施の形態によれば、共振器１１，１２の各端部とグランドとの間にキャパシタ２１〜２４を設けることによっても、共振器１１，１２の物理的な長さを、バンドバスフィルタの通過帯域の中心周波数に対応する波長の１／２よりも短くすることができる。これらの点からも、本実施の形態によれば、高周波フィルタ１の小型化が可能になる。

また、本実施の形態によれば、前述のように共振器１１，１２を容量結合するキャパシタ２５〜２８を形成するために必要な領域の面積を小さくすることができることから、高周波フィルタ１の特性を向上させることができる。すなわち、キャパシタ２５〜２８を形成するために必要な領域の面積が小さければ、共振器１１，１２の周囲において導体層が存在しない空間を大きくすることができ、その結果、共振器１１，１２の周囲において導体層によって電界の通過が妨げられることを防止することができる。これにより、共振器１１，１２のＱ値を大きくすることができ、その結果、高周波フィルタ１の特性を向上させることができる。

また、本実施の形態では、共振器１１，１２は、積層基板３０内の同じ誘電体層４４の上に配置されている。そのため、本実施の形態では、積層基板３０の作製時に導体層の位置ずれが生じても、共振器１１，１２の相対的な位置関係は変化せず、共振器１１，１２間の誘導結合の大きさも変化しない。従って、本実施の形態によれば、導体層の位置ずれに起因した高周波フィルタ１の特性のばらつきを抑制することができる。

また、本実施の形態では、共振器１１，１２と電極用導体層４４１〜４４４が、積層基板３０内の同じ誘電体層４４の上に配置されている。これにより、共振器１１，１２と電極用導体層４４１〜４４４とが別個の誘電体層の上に配置されて、これらをスルーホールを介して接続する場合に比べて、高周波フィルタ１の損失を低減することができる。

また、本実施の形態では、第１の電極としての電極用導体層４５１，４５３および第２の電極としての電極用導体層４５２，４５４は、積層基板３０内の同じ誘電体層４５の上に配置されている。また、第３の電極としての電極用導体層４４３，４４４および第４の電極としての電極用導体層４４１，４４２は、積層基板３０内の他の同じ誘電体層４４の上に配置されている。これにより、本実施の形態によれば、導体層の位置ずれに起因して、第１の電極および第２の電極と、第３の電極および第４の電極との相対的な位置関係が変化しても、共振器１１，１２間の容量結合の大きさが変化することを抑制することができる。従って、本実施の形態によれば、導体層の位置ずれに起因した特性のばらつきを抑制することができる。以下、このことを、図１０を参照して詳しく説明する。

図１０は、第１の電極としての電極用導体層４５１、第２の電極としての電極用導体層４５２、第３の電極としての電極用導体層４４３および第４の電極としての電極用導体層４４１の位置関係を示す説明図である。図１０に示したように、導体層４５１の一部と導体層４４３の一部は対向し、導体層４５２の一部と導体層４４１の一部は対向している。導体層４５１，４４３が対向する領域の面積と導体層４５２，４４１が対向する領域の面積の和は、共振器１１，１２間の容量結合の大きさを決めるパラメータの一つである。

本実施の形態では、導体層４５１，４５２は誘電体層４５の上に配置され、導体層４４３，４４１は誘電体層４４の上に配置されている。そのため、導体層の位置ずれに起因して、導体層４５１，４５２と導体層４４３，４４１との相対的な位置関係が変化する可能性がある。ここで、図１０に示したように、誘電体層４４，４５の面に平行で且つ導体層４５１，４５２の長手方向に直交する方向をＸ方向とし、導体層４５１，４５２の長手方向をＹ方向とする。

図１０に示した状態を基準状態として、導体層の位置ずれに起因して、Ｘ方向に、導体層４５１，４５２と導体層４４３，４４１との相対的な位置関係が多少変化しても、導体層同士が対向する領域の面積は変化しない。

次に、図１０に示した状態を基準状態として、導体層の位置ずれに起因して、Ｙ方向に、導体層４５１，４５２と導体層４４３，４４１との相対的な位置関係が変化した場合について考える。まず、基準状態から、導体層４４３，４４１に対して導体層４５１，４５２が、図１０における上方に移動した場合について考える。この場合、基準状態と比較して、導体層４５１，４４３が対向する領域の面積は減少し、導体層４５２，４４１が対向する領域の面積は増加する。導体層４５１，４４３が対向する領域の面積の減少量と導体層４５２，４４１が対向する領域の面積の増加量は等しい。従って、この場合、基準状態と比較して、導体層４５１，４４３が対向する領域の面積と導体層４５２，４４１が対向する領域の面積の和は変化しない。

基準状態から、導体層４４３，４４１に対して導体層４５１，４５２が、図１０における下方に移動した場合には、基準状態と比較して、導体層４５１，４４３が対向する領域の面積は増加し、導体層４５２，４４１が対向する領域の面積は減少する。導体層４５１，４４３が対向する領域の面積の増加量と導体層４５２，４４１が対向する領域の面積の減少量は等しい。従って、この場合、基準状態と比較して、導体層４５１，４４３が対向する領域の面積と導体層４５２，４４１が対向する領域の面積の和は変化しない。

以上のことは、第１の電極としての電極用導体層４５３、第２の電極としての電極用導体層４５４、第３の電極としての電極用導体層４４４および第４の電極としての電極用導体層４４２の位置関係についても当てはまる。

従って、本実施の形態によれば、導体層の位置ずれに起因して、第１の電極および第２の電極と、第３の電極および第４の電極との相対的な位置関係が変化しても、共振器１１，１２間の容量結合の大きさが変化することを抑制することができる。

このように本実施の形態によれば、導体層の位置ずれが発生しても、共振器１１，１２間の誘導結合の大きさの変化と共振器１１，１２間の容量結合の大きさの変化の両方を抑制することができる。従って、本実施の形態によれば、導体層の位置ずれに起因した高周波フィルタ１の特性のばらつきを、より確実に抑制することができる。

なお、本発明は、上記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、本発明の高周波フィルタは、隣接する共振器間が誘導結合するように配置された３つ以上の共振器を備えていてもよい。この場合には、隣接する共振器間を、それぞれ、実施の形態で示したキャパシタ２５〜２８と同様の構成のキャパシタを介して容量結合すればよい。

また、実施の形態では、１／２波長共振器である共振器１１，１２を用いてバンドパスフィルタを構成している。しかし、本発明は、これに限らず、誘導結合および容量結合する少なくとも２つの共振器を備えたフィルタ全般に適用することができる。例えば、本発明の高周波フィルタは、複数の１／４波長共振器を備えたものや、１／２波長共振器と１／４波長共振器とを備えたものであってもよい。また、本発明において、２つの共振器を容量結合させるための第１ないし第４の電極は、少なくとも一組あればよい。例えば、２つの１／４波長共振器同士を容量結合させる場合には、一組の第１ないし第４の電極によって、２つの１／４波長共振器同士を容量結合させることができる。

本発明の高周波フィルタは、ブルートゥース規格の通信装置や無線ＬＡＮ用の通信装置において用いられるフィルタ、特にバンドパスフィルタとして有用である。

本発明の一実施の形態に係る高周波フィルタの回路構成を示す回路図である。 本発明の一実施の形態に係る高周波フィルタの外観を示す斜視図である。 図２に示した積層基板における１層目の誘電体層の上面を示す平面図である。 図２に示した積層基板における２層目の誘電体層の上面を示す平面図である。 図２に示した積層基板における３層目の誘電体層の上面を示す平面図である。 図２に示した積層基板における４層目の誘電体層の上面を示す平面図である。 図２に示した積層基板における５層目の誘電体層の上面を示す平面図である。 図２に示した積層基板における６層目の誘電体層の上面を示す平面図である。 図２に示した積層基板における６層目の誘電体層およびその下の導体層を示す平面図である。 本発明の一実施の形態に係る高周波フィルタにおける第１ないし第４の電極の位置関係を示す説明図である。

符号の説明

１…高周波フィルタ、２…不平衡入出力端子、３Ａ，３Ｂ…平衡入出力端子、４…直流電圧印加用端子、１１，１２…共振器、２１〜２８…キャパシタ、３０…積層基板、４４１〜４４４，４５１〜４５４…電極用導体層。

Claims (5)

1. 交互に積層された誘電体層と導体層とを含む積層基板と、
   それぞれ前記積層基板内の導体層よりなり、誘導結合する第１および第２の共振器と、
   それぞれ前記積層基板内の導体層よりなり、前記第１の共振器と第２の共振器とを容量結合する、少なくとも一組の第１ないし第４の電極と、
   前記積層基板内に設けられ、前記第１の共振器と第１の電極とを接続する１つ以上の第１のスルーホールと、
   前記積層基板内に設けられ、前記第２の共振器と第２の電極とを接続する１つ以上の第２のスルーホールとを備え、
   前記第１の電極および第２の電極は、前記積層基板内の同じ誘電体層の上に配置され、前記第３の電極および第４の電極は、前記積層基板内の他の同じ誘電体層の上に配置され、
   前記第３の電極は、前記第２の共振器に接続され、且つ前記積層基板内の誘電体層を介して、前記第１の電極に対向し、
   前記第４の電極は、前記第１の共振器に接続され、且つ前記積層基板内の誘電体層を介して、前記第２の電極に対向し、
   前記第１の電極と第３の電極とこれらの間に配置された誘電体層とによって、前記第１の共振器と第２の共振器とを容量結合する第１のキャパシタが形成され、前記第２の電極と第４の電極とこれらの間に配置された誘電体層とによって、前記第１のキャパシタに対して並列に接続され、前記第１の共振器と第２の共振器とを容量結合する第２のキャパシタが形成されていることを特徴とする高周波フィルタ。
2. 前記第１の共振器と第２の共振器は、前記積層基板内の同じ誘電体層の上に配置されていることを特徴とする請求項１記載の高周波フィルタ。
3. 前記第１の共振器、第２の共振器、第３の電極および第４の電極は、前記積層基板内の同じ誘電体層の上に配置されていることを特徴とする請求項１記載の高周波フィルタ。
4. 前記第１および第２の共振器はいずれも、両端開放の１／２波長共振器であり、
   前記第１ないし第４の電極は二組設けられ、
   一方の組の第１ないし第４の電極は、前記第１および第２の共振器の一方の端部同士を結合し、他方の組の第１ないし第４の電極は、前記第１および第２の共振器の他方の端部同士を結合することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の高周波フィルタ。
5. 更に、不平衡信号の入力または出力が行われる不平衡入出力端子と、平衡信号の入力または出力が行われる２つの平衡入出力端子とを備え、
   前記第１および第２の共振器は、回路構成上、前記不平衡入出力端子と平衡入出力端子との間に設けられていることを特徴とする請求項４記載の高周波フィルタ。

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