JP4844646B2 - 共振器およびフィルタ - Google Patents
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Description
コムライン結合による結合係数kは、k=ke−kmとなり、
インターディジタル結合による結合係数kは、k=ke+kmとなることが知られている。また、インターディジタル結合は、コムライン結合のように電界結合と磁界結合が打ち消し合わず、コムライン結合に比べて非常に強い結合が得られることが知られている。
ke≒0であり、k≒kmとなる。
第1の共振器101と第2の共振器102との結合が強い場合には、広帯域のバンドパスフィルタを構成するのに適している。
この場合例えば、第1のビア、第2のビア、第3のビアおよび第4のビアは、第1および第2のグランド電極に対して平行な面内で四角形状に配置されていても良い。
本発明によるフィルタでは、上記本発明による共振器を用いていることで、フィルタ全体として低損失化と薄型化とを図りやすくなる。
[第1の構成例]
図1は、本実施の形態に係る共振器の第1の構成例を示している。図2は、図1に示した共振器における側面方向の断面(図1のX方向から見たZY断面)を示している。図3(A)〜(D)は、図1に示した共振器における平面方向の断面(図1の上側から見たXY断面)を示している。
図5は、第2の構成例を示している。図6は、図5に示した共振器における側面方向の断面(図5のX方向から見たZY断面)を示している。図7(A)〜(D)は、図5に示した共振器における平面方向の断面(図5の上側から見たXY断面)を示している。
図8は、第3の構成例を示している。図8では、この共振器における側面方向の断面を示している。
図9は、第4の構成例を示している。図9では、この共振器における側面方向の断面を示している。
本実施の形態の共振器は、上記したいずれの構成例についても、共振用の電極が第1のビア11および第2のビア12で構成され、かつ、そのビアが、互いに対向する第1および第2のグランド電極31,32に対して直交する方向に形成されている。そのため、薄型化を図ったとしても、従来の積層型の共振器のように、共振用の電極とグランド電極とが対向配置されるような構成とはならず、従来の積層構造に比べて導体損失が低減される。また、本実施の形態の共振器では、第1のビア11と第2のビア12とが、互いにインターディジタル結合された一対の1/4波長共振器で構成され、第1の共振周波数f1で共振する第1の共振モードと第1の共振周波数f1よりも低い第2の共振周波数f2で共振する第2の共振モードとを有している。そして、共振時の動作周波数が第2の共振周波数f2とされている。このため、既に図32〜図36を用いて説明したように、インターディジタル結合共振器の特徴によって小型化が図れる。
次に、本発明の第2の実施の形態に係る共振器について説明する。なお、上記第1の実施の形態に係る共振器と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
図12は、本実施の形態に係る共振器の第1の構成例を示している。図13(A),(B)は、図12に示した共振器における側面方向の断面(図12のX方向から見たZY断面)を示している。図14(A)〜(D)は、図12に示した共振器における平面方向の断面(図12の上側から見たXY断面)を示している。
図15は、第2の構成例を示している。図16は、図15に示した共振器における側面方向の断面(図15のX方向から見たZY断面)を示している。図17(A)〜(D)は、図15に示した共振器における平面方向の断面(図15の上側から見たXY断面)を示している。
図18は、本実施例の共振器の構成を示している。図19は、図18に示した共振器における側面方向の断面(図18のX方向から見たZY断面)を示している。図20(A)〜(D)は、図18に示した共振器における平面方向の断面(図18の上側から見たXY断面)を示している。図18および図19には、この共振器の主要部の寸法を併記している。
図21は、本実施例に対する比較例となる共振器の構成を示している。図22は、図21に示した共振器における側面方向の断面(図21のX方向から見たZY断面)を示している。図23(A)〜(D)は、図21に示した共振器における平面方向の断面(図21の上側から見たXY断面)を示している。
図24は、本実施例のフィルタの構成を示している。図25(A),(B)は、図24に示した共振器における側面方向の断面(図24のX方向から見たZY断面)を示している。図26(A),(B)および図27(A)〜(C)は、図24に示した共振器における平面方向の断面(図24の上側から見たXY断面)を示している。なお、図26(A),(B)は、このフィルタにおける上層側の電極部分の断面、図27(A)〜(C)は、このフィルタにおける下層側の電極部分の断面を示している。
本発明は、上記各実施の形態および各実施例に限定されず種々の変形実施が可能である。例えば1つの共振器を構成するビアの数は、2つや4つである場合に限らない。1つの共振器で例えば6つのビアを有する構成等であっても良い。また例えば、フィルタの構成は、図26に示した構成に限らない。例えば結合調整用ビア51を設けない構成であっても良い。結合調整用ビア51を設けない場合、小型化を図りつつ第1の共振器10と第2の共振器20との結合を強くすることができるので、広帯域のバンドパスフィルタを構成するのに適している。また、第1の共振器10と第2の共振器20の構成は、図26に示した構成に限らず、他の図に示した任意の共振器の構成を用いることが可能である。また、図26では第1の共振器10と第2の共振器20とでそれぞれ1つの端子電極を有する不平衡入出力型の構成について示したが、第1の共振器10または第2の共振器20の少なくとも一方が一対の端子電極を有する平衡入出力型の構成であっても良い。
Claims (8)
- 誘電体ブロックと、
前記誘電体ブロックに形成され、互いに対向するように配置された第1および第2のグランド電極と、
前記誘電体ブロック内部において前記第1および第2のグランド電極に対して直交する方向に形成され、一端が前記第1のグランド電極に接続されて短絡端とされると共に、他端が前記第2のグランド電極が配置された方向に延在して開放端とされた第1のビアと、
前記誘電体ブロック内部において前記第1および第2のグランド電極に対して直交する方向に形成され、一端が前記第2のグランド電極に接続されて短絡端とされると共に、他端が前記第1のグランド電極が配置された方向に延在して開放端とされ、前記第1のビアに対してインターディジタル結合された第2のビアと、
前記誘電体ブロックに形成され、前記第1のビアに接続された第1の容量電極と、
前記誘電体ブロックに形成され、前記第2のビアに接続された第2の容量電極と
を備え、
前記第1の容量電極は、前記第2のグランド電極に対して前記誘電体ブロックの内部側に形成されると共に、前記第2のグランド電極との間で第1のキャパシタを形成するように前記第2のグランド電極に対向配置され、かつ、前記第2のビアに導通しないように前記第2のビアの形成位置に対応する部分に開口が設けられ、
前記第2の容量電極は、前記第1のグランド電極に対して前記誘電体ブロックの内部側に形成されると共に、前記第1のグランド電極との間で第2のキャパシタを形成するように前記第1のグランド電極に対向配置され、かつ、前記第1のビアに導通しないように前記第1のビアの形成位置に対応する部分に開口が設けられ、
前記第1のビアは、開放端側が前記第1の容量電極に接続されると共に、短絡端側が前記第2の容量電極の開口内を貫通するように延在して前記第1のグランド電極に接続され、
前記第2のビアは、開放端側が前記第2の容量電極に接続されると共に、短絡端側が前記第1の容量電極の開口内を貫通するように延在して前記第2のグランド電極に接続されている
ことを特徴とする共振器。 - 誘電体ブロックと、
前記誘電体ブロックに形成され、互いに対向するように配置された第1および第2のグランド電極と、
前記誘電体ブロック内部において前記第1および第2のグランド電極に対して直交する方向に形成され、一端が前記第1のグランド電極に接続されて短絡端とされると共に、他端が前記第2のグランド電極が配置された方向に延在して開放端とされた第1のビアと、
前記誘電体ブロック内部において前記第1および第2のグランド電極に対して直交する方向に形成され、一端が前記第2のグランド電極に接続されて短絡端とされると共に、他端が前記第1のグランド電極が配置された方向に延在して開放端とされ、前記第1のビアに対してインターディジタル結合された第2のビアと、
前記誘電体ブロックに形成され、前記第1のビアに接続された第1の容量電極と、
前記誘電体ブロックに形成され、前記第2のビアに接続された第2の容量電極と
を備え、
前記第1の容量電極と前記第2の容量電極との間でキャパシタを形成するように、前記第1の容量電極と前記第2の容量電極とが前記第1および第2のビアが延在する方向において互いに対向配置され、
前記第1の容量電極は、前記第2のグランド電極に対して前記誘電体ブロックの内部側に形成されており、かつ、前記第2のビアに導通しないように前記第2のビアの形成位置に対応する部分に開口が設けられ、
前記第2の容量電極は、前記第1のグランド電極に対して前記誘電体ブロックの内部側に形成されると共に、前記第1のグランド電極と前記第1の容量電極との間に配置され、かつ、前記第1のビアに導通しないように前記第1のビアの形成位置に対応する部分に開口が設けられ、
前記第1のビアは、短絡端側が前記第2の容量電極の開口内を貫通するように延在して前記第1のグランド電極に接続され、
前記第2のビアは、短絡端側が前記第1の容量電極の開口内を貫通するように延在して前記第2のグランド電極に接続されている
ことを特徴とする共振器。 - 誘電体ブロックと、
前記誘電体ブロックに形成され、互いに対向するように配置された第1および第2のグランド電極と、
前記誘電体ブロック内部において前記第1および第2のグランド電極に対して直交する方向に形成され、一端が前記第1のグランド電極に接続されて短絡端とされると共に、他端が前記第2のグランド電極が配置された方向に延在して開放端とされた第1のビアと、
前記誘電体ブロック内部において前記第1および第2のグランド電極に対して直交する方向に形成され、一端が前記第2のグランド電極に接続されて短絡端とされると共に、他端が前記第1のグランド電極が配置された方向に延在して開放端とされ、前記第1のビアに対してインターディジタル結合された第2のビアと、
前記誘電体ブロックに形成され、前記第1のビアに接続された第1の容量電極と、
前記誘電体ブロックに形成され、前記第2のビアに接続された第2の容量電極と
を備え、
前記第1の容量電極は、前記第1のビアの開放端側に接続され、前記第2のグランド電極との間で第1のキャパシタを形成するように前記第2のグランド電極に対向配置され、
前記第2の容量電極は、前記第2のビアの開放端側に接続され、前記第1のグランド電極との間で第2のキャパシタを形成するように前記第1のグランド電極に対向配置され、
前記第1のグランド電極は、前記第2の容量電極に対して前記誘電体ブロックの内部側に形成されており、かつ、前記第2のビアに導通しないように前記第2のビアの形成位置に対応する部分に開口が設けられ、
前記第2のグランド電極は、前記第1の容量電極に対して前記誘電体ブロックの内部側に形成されると共に、前記第1のグランド電極と前記第1の容量電極との間に配置され、かつ、前記第1のビアに導通しないように前記第1のビアの形成位置に対応する部分に開口が設けられ、
前記第1のビアは、開放端側が前記第2のグランド電極の開口内を貫通するように延在して前記第1の容量電極に接続され、
前記第2のビアは、開放端側が前記第1のグランド電極の開口内を貫通するように延在して前記第2の容量電極に接続されている
ことを特徴とする共振器。 - 前記誘電体ブロック内部において前記第1および第2のグランド電極に対して直交する方向に形成され、一端が前記第1のグランド電極に接続されて短絡端とされると共に、他端が前記第2のグランド電極が配置された方向に延在して開放端とされた第3のビアと、
前記誘電体ブロック内部において前記第1および第2のグランド電極に対して直交する方向に形成され、一端が前記第2のグランド電極に接続されて短絡端とされると共に、他端が前記第1のグランド電極が配置された方向に延在して開放端とされた第4のビアと
をさらに備え、
前記第1のビア、前記第2のビア、前記第3のビアおよび前記第4のビアは、隣接するもの同士が互いにインターディジタル結合されており、
前記第1の容量電極には前記第1のビアと前記第3のビアとが接続されると共に、前記第4のビアに導通しないように前記第4のビアの形成位置に対応する部分に他の開口が設けられ、
前記第2の容量電極には前記第2のビアと前記第4のビアとが接続されると共に、前記第3のビアに導通しないように前記第3のビアの形成位置に対応する部分に他の開口が設けられ、
前記第3のビアは、短絡端側が前記第2の容量電極の他の開口内を貫通するように延在して前記第1のグランド電極に接続され、
前記第4のビアは、短絡端側が前記第1の容量電極の他の開口内を貫通するように延在して前記第2のグランド電極に接続されている
ことを特徴とする請求項1または2に記載の共振器。 - 前記誘電体ブロック内部において前記第1および第2のグランド電極に対して直交する方向に形成され、一端が前記第1のグランド電極に接続されて短絡端とされると共に、他端が前記第2のグランド電極が配置された方向に延在して開放端とされた第3のビアと、
前記誘電体ブロック内部において前記第1および第2のグランド電極に対して直交する方向に形成され、一端が前記第2のグランド電極に接続されて短絡端とされると共に、他端が前記第1のグランド電極が配置された方向に延在して開放端とされた第4のビアと
をさらに備え、
前記第1のビア、前記第2のビア、前記第3のビアおよび前記第4のビアは、隣接するもの同士が互いにインターディジタル結合されており、
前記第1の容量電極には前記第1のビアと前記第3のビアとが接続され、
前記第2の容量電極には前記第2のビアと前記第4のビアとが接続され、
前記第1のグランド電極には、前記第4のビアに導通しないように前記第4のビアの形成位置に対応する部分に他の開口が設けられ、
前記第2のグランド電極には、前記第3のビアに導通しないように前記第3のビアの形成位置に対応する部分に他の開口が設けられ、
前記第3のビアは、開放端側が前記第2のグランド電極の他の開口内を貫通するように延在して前記第1の容量電極に接続され、
前記第4のビアは、開放端側が前記第1のグランド電極の他の開口内を貫通するように延在して前記第2の容量電極に接続されている
ことを特徴とする請求項3に記載の共振器。 - 前記第1のビア、前記第2のビア、前記第3のビアおよび前記第4のビアは、前記第1および第2のグランド電極に対して平行な面内で四角形状に配置されている
ことを特徴とする請求項4または5に記載の共振器。 - 誘電体ブロックと、前記誘電体ブロックに形成され、互いに電磁結合するように並列的に配置された第1および第2の共振器とを備え、
前記第1および第2の共振器がそれぞれ、前記請求項1ないし3のいずれかに記載の共振器の構造とされている
ことを特徴とするフィルタ。 - 前記第1および第2のグランド電極がそれぞれ、前記第1の共振器と第2の共振器とで共通の電極とされており、
前記第1の共振器と前記第2の共振器との間において、前記第1のグランド電極と前記第2のグランド電極との間を貫通し、前記第1の共振器と前記第2の共振器との結合度を調整するための結合調整用ビアをさらに備えた
ことを特徴とする請求項7に記載のフィルタ。
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