JP4505440B2 - 積層型ハイパスフィルタ - Google Patents

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本発明は、絶縁体層と導体パターンを積層し、これら積層体内にハイパスフィルタが形成された積層型ハイパスフィルタに関するものである。
従来のハイパスフィルタに、図5に示す様に、直列腕に複数のコンデンサC8、C9、C10、C11が直接に接続され、並列腕にコイルL8、L9、L10とコンデンサC12、C13、C14の直列回路が接続されたものがある。この様なハイパスフィルタは、例えば、絶縁体層と導体パターンを積層し、これらの積層体内に導体パターンによって回路を形成して構成される(例えば、特許文献1乃至特許文献3を参照。)。
特許3197249号公報 特開2005-176341号公報 特開2003-332167号公報
通信分野で用いられているこの種のハイパスフィルタは、従来、信号の通過帯域幅が約1GHz程度確保されていれば必要な信号が減衰されることなく使用することができた。しかしながら、2006年より全世界で使用される予定の新たな通信方式のUWBの場合、信号の通過帯域が3.1GHz〜10.6GHzと約7GHzもの通過帯域幅が必要となる。従来のハイパスフィルタでは、回路的に見ると理論的にはこの通過帯域幅を得ることが可能であるが、実際の製品においては図6に示す様に、コンデンサC8、C9、C10、C11に等価的に直列に発生するコイルESLとコイルL8、L9、L10に発生する浮遊容量CPによる自己共振の影響を受けるため、図7に71で示す様に低域側の減衰量が劣化し、必要な特性が得られなかった。
本発明は、広帯域の信号通過帯域を得た状態で、低域側のノイズを除去できる小型の積層型ハイパスフィルタを提供することを目的とする。
本発明の積層型ハイパスフィルタは、絶縁体層と導体パターンを積層して、積層体内に、第1のコンデンサ、第2のコンデンサ、第1のコイル、第2のコイル、第3のコンデンサ及び、第4のコンデンサが入力端子と出力端子間に接続され、第1のコンデンサと第2のコンデンサの接続点とアース間に第3のコイルと第5のコンデンサが直列に接続され、第1のコイルと第2のコイルの接続点とアース間に第4のコイルと第6のコンデンサが直列に接続され、第3のコンデンサと第4のコンデンサの接続点とアース間に第5のコイルと第7のコンデンサが直列に接続されたハイパスフィルタが形成され、積層体の外表面に第6のコイルを形成する第1の導体膜と第7のコイルを形成する第2の導体膜を形成し、第1の導体膜と第1のコンデンサを接続して入力端子とし、第2の導体膜と第4のコンデンサを接続して出力端子とする。
本発明の積層型ハイパスフィルタは、絶縁体層と導体パターンの積層体内に、第1のコンデンサ、第2のコンデンサ、第1のコイル、第2のコイル、第3のコンデンサ及び、第4のコンデンサが入力端子と出力端子間に接続され、第1のコンデンサと第2のコンデンサの接続点とアース間に第3のコイルと第5のコンデンサが直列に接続され、第1のコイルと第2のコイルの接続点とアース間に第4のコイルと第6のコンデンサが直列に接続され、第3のコンデンサと第4のコンデンサの接続点とアース間に第5のコイルと第7のコンデンサが直列に接続されたハイパスフィルタが形成され、積層体の外表面に第6のコイルを形成する第1の導体膜と第7のコイルを形成する第2の導体膜を形成し、第1の導体膜と第1のコンデンサを接続して入力端子とし、第2の導体膜と第4のコンデンサを接続して出力端子とするので、広帯域の信号通過帯域を得た状態で、低域側のノイズを除去することができると共に、形状を小型化することができる。
本発明の積層型ハイパスフィルタは、絶縁体層と導体パターンを積層して積層体内にハイパスフィルタが形成される。このハイパスフィルタは、第1のコンデンサ、第2のコンデンサ、第1のコイル、第2のコイル、第3のコンデンサ及び、第4のコンデンサが入力端子と出力端子間に接続され、第1のコンデンサと第2のコンデンサの接続点とアース間に第3のコイルと第5のコンデンサが直列に接続され、第1のコイルと第2のコイルの接続点とアース間に第4のコイルと第6のコンデンサが直列に接続され、第3のコンデンサと第4のコンデンサの接続点とアース間に第5のコイルと第7のコンデンサが直列に接続されて形成される。そして、積層体の外表面に第6のコイルを形成する第1の導体膜と第7のコイルを形成する第2の導体膜を形成し、第1の導体膜と第1のコンデンサを接続して入力端子とし、第2の導体膜と第4のコンデンサを接続して出力端子とする。
従って、本発明の積層型ハイパスフィルタは、直列に接続された4つのコンデンサのうちの第2のコンデンサと第3のコンデンサ間に集中定数的に形成された2つのコイルを直列に接続するので、これによりコンデンサの自己共振周波数を調整でき、3.1GHz〜10.6GHzと広帯域の信号通過帯域を得られると共に、低域側のノイズの減衰量を大きくできる。
以下、本発明の積層型ハイパスフィルタを図1乃至図4を参照して説明する。
図1は本発明の積層型ハイパスフィルタの実施例の回路図、図2は本発明の積層型ハイパスフィルタの実施例を示す分解斜視図、図3は本発明の積層型ハイパスフィルタの実施例を示す斜視図である。
図1において、11は入力端子、12は出力端子である。
入力端子11と出力端子12間には、コンデンサC1、コンデンサC2、コイルL1、コイルL2、コンデンサC3及び、コンデンサC4がこの順序で直列に接続される。
このコンデンサC1とコンデンサC2との接続点とアース間には、コイルL3とコンデンサC5が直列に接続される。また、コイルL1とコイルL2との接続点とアース間には、コイルL4とコンデンサC6が直列に接続される。さらに、コンデンサC3とコンデンサC4との接続点とアース間には、コイルL5とコンデンサC7が直列に接続される。なお、CPはコイルL3、L4、L5にそれぞれ並列に発生する浮遊容量である。
この様なハイパスフィルタは、図2のように絶縁体層と導体パターンを積層することにより、積層体内に形成される。
絶縁体層21A乃至21Mは、磁性体、非磁性体、誘電体等絶縁性を有する材料を用いて形成される。
絶縁体層21Aの表面には、アース用導体パターンG1が形成される。アース用導体パターンG1は、絶縁体層21Aの対向する側面まで引き出される。
絶縁体層21Bの表面には、コンデンサ用導体パターン22Aとコンデンサ用導体パターン22Bが互いに接触しない様に離間して形成される。コンデンサ用導体パターン22Aとコンデンサ用導体パターン22Bは、それぞれアース用導体パターンG1と対向する位置に形成される。
絶縁体層21Cの表面には、アース用導体パターンG2が形成される。アース用導体パターンG2は、コンデンサ用導体パターン22Aとコンデンサ用導体パターン22Bに対向する位置に形成され、絶縁体層21Cの対向する側面まで引き出される。
絶縁体層21Dの表面には、コンデンサ用導体パターン22Cとコンデンサ用導体パターン22Dとコンデンサ用導体パターン22Eが互いに接触しない様に離間して形成される。コンデンサ用導体パターン22Cとコンデンサ用導体パターン22Dとコンデンサ用導体パターン22Eは、アース用導体パターンG2と対向する位置に形成される。
絶縁体層21Eの表面には、アース用導体パターンG3とアース用導体パターンG4が形成される。アース用導体パターンG3は、コンデンサ用導体パターン22Cと対向する位置に形成され、絶縁体層21Eの対向する側面まで引き出される。アース用導体パターンG4は、コンデンサ用導体パターン22Eと対向する位置に形成され、絶縁体層21Eの対向する側面まで引き出される。
絶縁体層21Fの表面には、コイル用導体パターン24Aが形成される。コイル用導体パターン24Aは、絶縁体層21Fの表面の長さ方向を三等分した中央部分に形成され、一端がスルーホール内の導体を介してコンデンサ用導体パターン22Dに接続される。
絶縁体層21Gの表面には、コイル用導体パターン23Aとコイル用導体パターン24Bとコイル用導体パターン25Aが形成される。コイル用導体パターン23A、24B、25Aは、絶縁体層21Gの表面の長さ方向を三等分し、一方の端面側の部分にコイル用導体パターン23Aが、他方の端面側の部分にコイル用導体パターン25Aが、中央部分にコイル用導体パターン24Bが形成される。コイル用導体パターン23Aは、一端がスルーホール内の導体を介してコンデンサ用導体パターン22C及びコンデンサ用導体パターン22Aに接続される。また、コイル用導体パターン25Aは、一端がスルーホール内の導体を介してコンデンサ用導体パターン22E及びコンデンサ用導体パターン22Bに接続される。コイル用導体パターン24Bの一端は、絶縁体層21Gのスルーホール内の導体を介してコイル用導体パターン24Aの他端に接続される。
絶縁体層21Hの表面には、コイル用導体パターン23Bとコイル用導体パターン24Cとコイル用導体パターン25Bが形成される。コイル用導体パターン23B、24C、25Bは、絶縁体層21Hの表面の長さ方向を三等分し、一方の端面側の部分にコイル用導体パターン23Bが、他方の端面側の部分にコイル用導体パターン25Bが、中央部分にコイル用導体パターン24Cが形成される。コイル用導体パターン23Bは、一端が絶縁体層21Hのスルーホール内の導体を介してコイル用導体パターン23Aの他端に接続される。また、コイル用導体パターン25Bは、一端が絶縁体層21Hのスルーホール内の導体を介してコイル用導体パターン25Aの他端に接続される。コイル用導体パターン24Cの一端は、絶縁体層21Hのスルーホール内の導体を介してコイル用導体パターン24Bの他端に接続される。この様にコイル用導体パターン23Aとコイル用導体パターン23Bを螺旋状に接続することによりコイルL3が形成され、コイル用導体パターン24Aとコイル用導体パターン24Bとコイル用導体パターン24Cを螺旋状に接続することによりコイルL4が形成され、コイル用導体パターン25Aとコイル用導体パターン25Bを螺旋状に接続することによりコイルL5が形成される。
絶縁体層21Iの表面には、コンデンサ用導体パターン26Aとコンデンサ用導体パターン26Bが形成される。コンデンサ用導体パターン26Aは、絶縁体層21Iの一方の端面側に形成され、引出し端が端面まで引き出される。また、コンデンサ用導体パターン26Bは、絶縁体層21Iの他方の端面側に形成され、引出し端が端面まで引き出される。
絶縁体層21Jの表面には、コンデンサ用導体パターン26Cとコンデンサ用導体パターン26Dが形成される。コンデンサ用導体パターン26Cは、コンデンサ用導体パターン26Aと対向する位置に形成され、スルーホール内の導体を介してコイル用導体パターン23Bの他端に接続される。また、コンデンサ用導体パターン26Dは、コンデンサ用導体パターン26Bと対向する位置に形成され、スルーホール内の導体を介してコイル用導体パターン25Bの他端に接続される。
絶縁体層21Kの表面には、コンデンサ用導体パターン26Eとコンデンサ用導体パターン26Fとコンデンサ用導体パターン26Gとコンデンサ用導体パターン26Hが形成される。コンデンサ用導体パターン26Eとコンデンサ用導体パターン26Fは、コンデンサ26Cと対向する位置に形成され、絶縁体層21Kの一方の端面側に形成されたコンデンサ用導体パターン26Eの引出し端が端面まで引き出される。また、コンデンサ用導体パターン26Gとコンデンサ用導体パターン26Hは、コンデンサ用導体パターン26Dと対向する位置に形成され、絶縁体層21Kの他方の端面側に形成されたコンデンサ用導体パターン26Hの引出し端が端面まで引き出される。
絶縁体層21Lの表面には、コイル用導体パターン27Aとコイル用導体パターン27Bが形成される。コイル用導体パターン27Aとコイル用導体パターン27Bは、それぞれ1ターン未満分が形成されて一方の端同士が互いに接続され、その接続点がスルーホール内の導体を介してコイル用導体パターン24Cの他端に接続される。コイル用導体パターン27Aの他端は、絶縁体層21Lのスルーホール内の導体を介してコンデンサ用導体パターン26Fに接続される。また、コイル用導体パターン27Bの他端は、絶縁体層21Lのスルーホール内の導体を介してコンデンサ用導体パターン26Gに接続される。
この絶縁体層21Lの上には、絶縁体層21Mが積層される。
この様に積層された積層体には、図3に示す様に積層体の側面に、コイルL6を形成するための導体膜31、コイルL7を形成するための導体膜32、アース端子33、34が形成される。そして、コンデンサ用導体パターン26Aとコンデンサ用導体パターン26Eが導体膜31に、コンデンサ用導体パターン26Bとコンデンサ用導体パターン26Hが導体膜32に、グランド用導体パターンG1、G2、G3、G4がアース端子33、34に接続される。
この様に形成された積層型ハイパスフィルタは、コイル用導体パターン27AによってコイルL1が、コイル用導体パターン27BによってコイルL2が、コイル用導体パターン23A、23BによってコイルL3が、コイル用導体パターン24A、24B、24CによってコイルL4が、コイル用導体パターン25A、25BによってコイルL5がそれぞれ形成され、コンデンサ用導体パターン26Aと26C間の容量とコンデンサ用導体パターン26Cと26E間の容量によってコンデンサC1が、コンデンサ用導体パターン26Cと26F間の容量によってコンデンサC2が、コンデンサ用導体パターン26D26G間の容量によってコンデンサC3が、コンデンサ用導体パターン26Bと26D間の容量とコンデンサ用導体パターン26Dと26H間の容量によってコンデンサC4が、コンデンサ用導体パターン22Aとその両側のアース用導体パターンG1、G2間の容量とコンデンサ用導体パターン22Cとその両側のアース用導体パターンG2、G3間の容量によってコンデンサC5が、コンデンサ用導体パターン22Dとアース用導体パターンG2間の容量によってコンデンサC6が、コンデンサ用導体パターン22Bとその両側のアース用導体パターンG1、G2間の容量とコンデンサ用導体パターン22Eとその両側のアース用導体パターンG2、G4間の容量によってコンデンサC7がそれぞれ形成される。そして、入力端子として使用される導体膜31によってコイルL6が形成され、出力端子として使用される導体膜32によってコイルL7が形成される。
この様な積層型ハイパスフィルタは、絶縁体層の誘電率を4.6、コイル用導体パターンの線幅を100μm、素子全体の形状を2mm×1.2mm×0.8mmとしたところ、図4に示す様に、通過帯域が3.16〜10.6GHzとなり、通過帯域における挿入損失が1.1dB、通過帯域の平衡リターンロスが9.9dB、1.9〜2.5GHzの減衰量が40dB以上となった。なお、図4において、横軸は周波数、縦軸は減衰量をそれぞれ示し、41に伝送特性、42に反射特性をそれぞれ示している。
本発明の積層型ハイパスフィルタの実施例の回路図である。 本発明の積層型ハイパスフィルタの実施例を示す分解斜視図である。 本発明の積層型ハイパスフィルタの実施例を示す斜視図である。 本発明の積層型ハイパスフィルタの特性図である。 従来のハイパスフィルタの回路図である。 従来のハイパスフィルタの等価回路図である。 従来のハイパスフィルタの特性図である。
符号の説明
11 入力端子
12 出力端子
L1 第1のコイル
L2 第2のコイル
L3 第3のコイル
L4 第4のコイル
L5 第5のコイル
L6 第6のコイル
L7 第7のコイル
C1 第1のコンデンサ
C2 第2のコンデンサ
C3 第3のコンデンサ
C4 第4のコンデンサ
C5 第5のコンデンサ
C6 第6のコンデンサ
C7 第7のコンデンサ

Claims (1)

  1. 絶縁体層と導体パターンを積層して、積層体内に、第1のコンデンサ、第2のコンデンサ、第1のコイル、第2のコイル、第3のコンデンサ及び、第4のコンデンサが入力端子と出力端子間に接続され、第1のコンデンサと第2のコンデンサの接続点とアース間に第3のコイルと第5のコンデンサが直列に接続され、第1のコイルと第2のコイルの接続点とアース間に第4のコイルと第6のコンデンサが直列に接続され、第3のコンデンサと第4のコンデンサの接続点とアース間に第5のコイルと第7のコンデンサが直列に接続されたハイパスフィルタが形成され、該ハイパスフィルタは、絶縁体層とコイル用導体パターンを積層して第3のコイル、第4のコイル、第5のコイルが形成されたコイル部と、該コイル部の一方の面に絶縁体層とアース用導体パターンとコンデンサ用導体パターンを積層して第5のコンデンサ、第6のコンデンサ、第7のコンデンサが形成された第1のコンデンサ部、該コイル部の他方の面に絶縁体層とコンデンサ用導体パターンを積層して第1のコンデンサ、第2のコンデンサ、第3のコンデンサ、第4のコンデンサが形成された第2のコンデンサ部を備え、該コイル部の他方の面側に形成された該第2のコンデンサ部の外側に絶縁体層を積層し、該絶縁体層表面にコイル用導体パターンを形成して第1のコイルと第2のコイルが形成され、これらの積層体の外表面に第6のコイルを形成する第1の導体膜と第7のコイルを形成する第2の導体膜を形成し、該第1の導体膜と第1のコンデンサを接続して入力端子とし、該第2の導体膜と第4のコンデンサを接続して出力端子とすることを特徴とする積層型ハイパスフィルタ。
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