JP5311991B2 - High frequency filter - Google Patents
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Description
本発明は、マイクロ波帯、およびミリ波帯で用いられる高周波フィルタに関する。 The present invention relates to a high frequency filter used in a microwave band and a millimeter wave band.
近年、誘電体基板内に、その両主面に設けた２つの導体パターンと、これらの導体パターン間を電気的に接続するスルーホールとで誘電体充填タイプの小型導波管形線路を形成し、このような小型導波管形線路を用いて構成された方向性結合器やフィルタなどの機能性受動回路が提案されている（例えば、特許文献１参照）。 In recent years, a dielectric-filled small waveguide line is formed in a dielectric substrate with two conductor patterns provided on both main surfaces thereof and through-holes electrically connecting these conductor patterns. A functional passive circuit such as a directional coupler and a filter configured using such a small waveguide line has been proposed (for example, see Patent Document 1).
このような高周波回路は、基本的に単層の誘電体基板で比較的簡単に作製できる。また、誘電体基板に用いられている誘電体の比誘電率に応じた波長短縮により、小型な導波管回路、すなわち、小型で比較的低損失な回路を得られやすいという利点がある。 Such a high-frequency circuit can be manufactured relatively simply with a single-layer dielectric substrate. Further, there is an advantage that a small waveguide circuit, that is, a small and relatively low loss circuit can be easily obtained by shortening the wavelength according to the relative dielectric constant of the dielectric used for the dielectric substrate.
たとえば、セラミック系の代表的な誘電体基板であるアルミナ基板であれば、その比誘電率は、１０程度である。従って、誘電体基板内に形成される誘電体充填タイプの導波管回路のボリュームは、中空導波管の１／３０以下にすることができる。さらに、誘電体の誘電正接も、マイクロ波帯であれば０．０００１程度と十分に小さいことから、線路断面における誘電体充填による誘電体損の増加も、比較的小さくて済む。 For example, in the case of an alumina substrate which is a typical ceramic-based dielectric substrate, the relative dielectric constant is about 10. Therefore, the volume of the dielectric-filled waveguide circuit formed in the dielectric substrate can be 1/30 or less of that of the hollow waveguide. Furthermore, since the dielectric loss tangent of the dielectric is sufficiently small at about 0.0001 in the microwave band, the increase in dielectric loss due to the dielectric filling in the line cross section can be relatively small.
しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
アルミナ基板のような単層の誘電体基板では、誘電体基板内で上記のような小形導波管形線路を平面的にレイアウトせざるを得ない。図２９は、従来の多段フィルタの上面図であり、図３０は、従来の多段フィルタの側面図である。図２９に示した回路は、誘電体による波長短縮を図ったことにより、中空導波管で同様な回路を形成した場合に比べれば小さな外形になっている。
However, the prior art has the following problems.
In a single-layer dielectric substrate such as an alumina substrate, the above-described small waveguide line must be laid out in a plane in the dielectric substrate. FIG. 29 is a top view of a conventional multistage filter, and FIG. 30 is a side view of the conventional multistage filter. The circuit shown in FIG. 29 has a smaller outer shape than the case where a similar circuit is formed by a hollow waveguide because the wavelength is shortened by a dielectric.
しかし、セラミック系の誘電体基板では、１００ミリ角を超えるような大きな基板を製造するのは難しい。このため、回路を動作させる周波数が低くなると、図２９のような回路、もしくは、図２９の回路に類するもので規模がもっと大きな回路は、実現困難となる。 However, it is difficult to manufacture a large substrate exceeding 100 mm square with a ceramic dielectric substrate. For this reason, when the frequency at which the circuit is operated is lowered, a circuit as shown in FIG. 29 or a circuit similar to the circuit of FIG.
回路の占有面積を小さくするための一方法としては、多層の誘電体基板を使用する方法が挙げられる。基板の厚さ方向に誘電体充填タイプの導波管回路を適宜積層すれば、占有面積の拡大を抑制できる。セラミック系の代表的な多層の誘電体基板としては、ＬＴＣＣ（低温同時焼成セラミック）基板がある。 One method for reducing the area occupied by the circuit is to use a multilayer dielectric substrate. If a dielectric-filled type waveguide circuit is appropriately laminated in the thickness direction of the substrate, the expansion of the occupied area can be suppressed. As a typical multilayer dielectric substrate of ceramic type, there is an LTCC (low temperature co-fired ceramic) substrate.
しかしながら、ＬＴＣＣは、アルミナにガラスを混ぜて作られた材料であるため、ガラスの誘電正接の影響から、ＬＴＣＣの誘電正接は、アルミナのそれよりも一桁以上大きな値となることが通常である。一方、樹脂系の多層の誘電体基板では、セラミック系の材料のような低誘電正接は、望めない。 However, since LTCC is a material made by mixing glass with alumina, the dielectric loss tangent of LTCC is usually an order of magnitude greater than that of alumina due to the influence of the dielectric loss tangent of glass. . On the other hand, a low dielectric loss tangent such as a ceramic material cannot be expected in a resin-based multilayer dielectric substrate.
したがって、多層の誘電体基板を使用した場合には、占有面積を小さくすることと引き換えに、回路損失を犠牲にせざるを得ないという難点がある。本問題は、特に、高周波フィルタなど、複数の共振器を用いて構成される機能性受動回路においては、看過できない問題となる。 Therefore, when a multilayer dielectric substrate is used, there is a problem that the circuit loss must be sacrificed in exchange for reducing the occupied area. This problem is a problem that cannot be overlooked particularly in a functional passive circuit including a plurality of resonators such as a high-frequency filter.
本発明は、前記のような課題を解決するためになされたものであり、占有面積が小さく、かつ、低損失な高周波フィルタを得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to obtain a high-frequency filter having a small occupation area and low loss.
本発明に係る高周波フィルタは、上面に第１導体パターン、下面に１つあるいは複数の第１抜き穴を有する第２導体パターンをそれぞれ備えるとともに、第１導体パターンと第２導体パターンとを電気的に接続する複数の第１スルーホールを備えた平板状の形状を有する第１誘電体と、上面に１つあるいは複数の電磁界結合手段を備えた第３導体パターン、下面に第４導体パターンをそれぞれ備えるとともに、第３導体パターンと第４導体パターンとを電気的に接続する複数の第２スルーホールを備えた平板状の形状を有する第２誘電体と、第１誘電体と第２誘電体との間に配置され、第２導体パターンと第３導体パターンとを物理的かつ電気的に接続する複数のボール状導体とを含み、複数のボール状導体を介して第１誘電体と第２誘電体とを接続することにより形成される空気層を用いて１つあるいは複数の直列共振回路を構成してなるものである。 The high frequency filter according to the present invention includes a first conductor pattern on the upper surface and a second conductor pattern having one or more first punch holes on the lower surface, and electrically connects the first conductor pattern and the second conductor pattern. A first dielectric having a flat plate shape having a plurality of first through holes connected to the first conductor, a third conductor pattern having one or more electromagnetic field coupling means on the upper surface, and a fourth conductor pattern on the lower surface. A second dielectric having a flat plate shape and a plurality of second through holes electrically connecting the third conductor pattern and the fourth conductor pattern, and the first dielectric and the second dielectric. And a plurality of ball-shaped conductors that physically and electrically connect the second conductor pattern and the third conductor pattern, and the first dielectric and the second via the plurality of ball-shaped conductors Dielectric Using an air layer formed by connecting those obtained by configuring one or more of the series resonant circuit.
本発明に係る高周波フィルタによれば、ボール状導体を用いて単層の誘電体を重ねるように回路を構成するとともに、ボール状導体を用いることにより２つの誘電体間に形成される空気層を活用して１つあるいは複数の直列共振回路を構成することにより、占有面積が小さく、かつ、低損失な高周波フィルタを得ることができる。 According to the high-frequency filter of the present invention, a circuit is configured so that a single-layer dielectric is overlapped using a ball-shaped conductor, and an air layer formed between two dielectrics by using the ball-shaped conductor. By utilizing one or a plurality of series resonant circuits by utilizing them, it is possible to obtain a high-frequency filter having a small occupation area and low loss.
以下、本発明の高周波フィルタの好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the high-frequency filter of the present invention will be described with reference to the drawings.
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１における高周波フィルタの分解斜視図である。図２は、本発明の実施の形態１における図１の高周波フィルタを側方から見た図である。図３は、本発明の実施の形態１における図１の高周波フィルタのＡ−Ａ'断面の断面図である。図４は、本発明の実施の形態１における図２の高周波フィルタのＢ面を矢印の方向に見た図である。図５は、本発明の実施の形態１における図２の高周波フィルタのＣ面を矢印の方向に見た図である。
FIG. 1 is an exploded perspective view of the high-frequency filter according to
これらの図１〜図５に示した高周波フィルタは、第１誘電体１ａ、第２誘電体１ｂ、第１導体パターン２ａ−１、第２導体パターン２ａ−２、第３導体パターン２ｂ−１、第４導体パターン２ｂ−２、第１スルーホール３ａ、第２スルーホール３ｂ、ボール状導体４、入出力端子５−１、５−２、結合スロット６−１、６−２、共振器導体パターン７−１、７−２、共振器ボール状導体８−１、８−２、主線路９、および第１抜き穴１６−１、１６−２を備えている。
The high frequency filters shown in FIGS. 1 to 5 include a first dielectric 1a, a second dielectric 1b, a
第１誘電体１ａおよび第２誘電体１ｂは、誘電体基板に相当し、ともに同一の材料から構成されている。第１導体パターン２ａ−１は、第１誘電体１ａの上面に設けられている。一方、第２導体パターン２ａ−２は、第１誘電体１ａの下面に設けられている。また、第３導体パターン２ｂ−１は、第２誘電体１ｂの上面に設けられている。一方、第４導体パターン２ｂ−２は、第２誘電体１ｂの下面のほぼ全面に設けられている。
The first dielectric 1a and the second dielectric 1b correspond to a dielectric substrate, and are both made of the same material. The
第１スルーホール３ａは、第１誘電体１ａに複数個設けられ、第１導体パターン２ａ−１と第２導体パターン２ａ−２とを電気的に接続している。また、第２スルーホール３ｂは、第２誘電体１ｂに複数個設けられ、第３導体パターン２ｂ−１と第４導体パターン２ｂ−２との間を電気的に接続している。
A plurality of first through
ボール状導体４は、第１誘電体１ａの下面に設けられた第２導体パターン２ａ−２と第２誘電体１ｂ上面に設けられた第３導体パターン２ｂ−１との間を電気的に接続する、はんだボールなどのボール状導体である。入出力端子５−１、５−２は、主線路９の端部を指し、本実施の形態１の高周波フィルタの入出力端子に相当する。
The ball-
結合スロット６−１、６−２は、第３導体パターン２ｂ−１に設けられた結合手段である。共振器導体パターン７−１、７−２は、第１誘電体１ａの下面に設けられている。共振器ボール状導体８−１、８−２は、第１誘電体１ａの下面に設けられた共振器導体パターン７−１、７−２のそれぞれと、第２誘電体１ｂ上面に設けられた第３導体パターン２ｂ−１との間を電気的に接続する。
The coupling slots 6-1 and 6-2 are coupling means provided in the
主線路９は、第２誘電体１ｂ、第３導体パターン２ｂ−１、第４導体パターン２ｂ−２、および第２スルーホール３ｂから形成された誘電体充填導波管形の主線路である。さらに、第１抜き穴１６−１、１６−２は、第１誘電体１ａの下面に設けられた第２導体パターン２ａ−２に設けられている。
The
次に、本実施の形態１における高周波フィルタの具体的な動作について説明する。第１誘電体１ａの上面と下面に設けられた第１導体パターン２ａ−１および第２導体パターン２ａ−２と、第１スルーホール３ａと、ボール状導体４と、第２誘電体１ｂ上面の第３導体パターン２ｂ−１とで囲まれ、共振器導体パターン７−１、７−２と共振器ボール状導体８−１、８−２とを含む２つの領域が、それぞれ、２つの第１共振器１１ａ−１、１１ａ−２として機能する。さらに、これら２つの第１共振器１１ａ−１、１１ａ−２のそれぞれは、結合スロット６−１、６−２を介して主線路９と電磁界結合する。
Next, a specific operation of the high frequency filter in the first embodiment will be described. The
図６は、本発明の実施の形態１の図３に示したＡ−Ａ’断面図に対して、破線で２つの第１共振器１１ａ−１、１１ａ−２の電磁界の分布領域を示したものである。さらに、図７は、本発明の実施の形態１における高周波フィルタの等価回路図である。図７における２つのシャント直列共振回路は、それぞれ第１共振器１１ａ−１、１１ａ−２に対応する。また、図７における２つの共振回路の間の分布定数線路の電気長は、２つの結合スロット６−１、６−２間の主線路９の長さ（θ１２）に対応している。
FIG. 6 shows distribution areas of electromagnetic fields of the two
このように、本実施の形態１の高周波フィルタは、第２誘電体１ｂに構成された主線路９に、第２誘電体１ｂ上方に設けられた２つの第１共振器１１ａ−１、１１ａ−２が、結合スロット６−１、６−２を介して電磁界結合してなる、図７に示すような２段の帯域阻止フィルタとして動作をする。
As described above, the high frequency filter according to the first embodiment includes the two
本実施の形態１の高周波フィルタは、主線路となる誘電体充填導波管の上方に重なるように、第１共振器１１ａ−１、１１ａ−２が構成されており、回路の占有面積が小さくてすむ。このため、あまり大きな面積を製造できない基板でも、容易に高周波フィルタの機能を実現できるという利点がある。特に、低損失なセラミック系の誘電体基板を用いてフィルタを構成した場合には、低損失なフィルタが構成できることに加え、誘電体の外形が小さくてすむ。このため、低い周波数帯で動作する回路を実現しやすくなる効果も期待できる。
In the high frequency filter of the first embodiment, the
また、２つの第１共振器１１−１、１１−２は、その形状からわかるように、おおむね、直方体形状の誘電体充填形矩形導波管ＴＥ１０１モード共振器として機能する。そして、先の図６にその電磁界の分布領域を示したように、これら２つの第１共振器は、ボール状導体４と共振器ボール状導体８−１、８−２により第１誘電体１ａと第２誘電体１ｂとの間に形成される空気層を含んでいる。さらに、共振器導体パターン７−１、７−２および共振器ボール状導体８−１、８−２が、空気層の中央部に配置されている（図４参照）。
As can be seen from the shapes of the two first resonators 11-1 and 11-2, the first resonators 11-1 and 11-2 generally function as a rectangular parallelepiped dielectric-filled rectangular waveguide TE 101 mode resonator. Then, as shown in the electromagnetic field distribution region in FIG. 6, the two first resonators are composed of the first dielectric by the ball-shaped
このため、２つの第１共振器１１−１、１１−２は、空気層と共振器導体パターン７−１、７−２および共振器ボール状導体８−１、８−２により、直方体形状の１つの面の中央部分が凹んだ、いわゆるリッジ状の形態を有する共振器となっている。この結果、共振器の容積が小さく、すなわち、第１誘電体１ａの外形が小さくなっている。このため、ボール状導体４により、第２誘電体１ｂ上に第１誘電体１ａを実装しやすくなるとともに、実装後の機械的信頼性が高くなるという効果が見込める。
For this reason, the two first resonators 11-1 and 11-2 have a rectangular parallelepiped shape by the air layer, the resonator conductor patterns 7-1 and 7-2, and the resonator ball-shaped conductors 8-1 and 8-2. The resonator has a so-called ridge shape in which the central portion of one surface is recessed. As a result, the volume of the resonator is small, that is, the outer shape of the
以上のように、実施の形態１によれば、ボール状導体を用いて単層の誘電体を重ねるように回路を構成することで、多層の誘電体基板のように構造設計の自由度が増す。さらに、このことに加え、ボール状導体を用いることにより、２つの誘電体間に形成される空気層を活用することで、回路の一部（共振器等）の小形化とそれに伴う部材の小形化、機能向上、信頼性向上等が図れる。 As described above, according to the first embodiment, by configuring a circuit so that single-layer dielectrics are stacked using a ball-shaped conductor, the degree of freedom in structural design as in a multilayer dielectric substrate is increased. . In addition to this, by using a ball-shaped conductor, by utilizing an air layer formed between two dielectrics, a part of the circuit (resonator, etc.) can be downsized and the accompanying members can be downsized. , Improvement of function, improvement of reliability, etc. can be achieved.
なお、２つの第１共振器１１−１、１１−２の電磁界は、２つの誘電体の間に形成される空気層にも分布する。しかしながら、これらの電磁界は、ボール状導体４ならびに第１導体パターン２ａ−１、第２導体パターン２ａ−２、第３導体パターン２ｂ−１、第１スルーホール３ａにより囲まれ、電気的に遮蔽されている。このため、近隣の回路との不要な結合を起こすことも少なく、主線路９の遮蔽度の高さと相まって、高周波フィルタとして高アイソレーションな特性が期待できる。すなわち、本実施の形態１の高周波フィルタでは、阻止帯域において、大きな減衰量が得られやすいという効果がある。
The electromagnetic fields of the two first resonators 11-1 and 11-2 are also distributed in the air layer formed between the two dielectrics. However, these electromagnetic fields are surrounded by the ball-shaped
さらに、第１誘電体１ａと第２誘電体１ｂは、同一の素材で形成されている。同一の素材であれば、線膨張係数が同一であるため、両者をボール状導体４でリジッドに接続しているものの、周囲温度の変化によって誘電体の収縮が起きても、ボール状導体４まわりで応力集中が少ない。このため、機械的な破壊の可能性が低く、非常に高い機械的信頼性を有する高周波フィルタが獲られる効果がある。
Further, the
なお、必要な信頼性は、フィルタの用途により異なるはずであるから、必ずしも第１誘電体１ａと第２誘電体１ｂとを同一の素材で形成する必要はなく、また、２つの誘電体のいずれかあるいは双方を多層基板で構成しても、信頼性の点を除けば、同様な効果、あるいは、一部の効果が見込めることは言うまでもない。そのほか、第１誘電体１ａを複数個に分割し、異なる誘電体で構成すれば、設計の自由度がさらに増す。また、分割することで、個体は小さくなるため、場合によっては、機械的にもろい誘電体も使用できるようになる効果が見込める。
The required reliability should be different depending on the application of the filter. Therefore, it is not always necessary to form the
また、本実施の形態１の説明においては、２つの第１共振器１１−１、１１−２を用いた２段の帯域阻止フィルタからなる高周波フィルタについて説明したが、この構成に限定されるものではない。１つの第１共振器を用いた１段の帯域阻止フィルタからなる高周波フィルタを構成した場合にも、同様の効果を得ることができる。 Further, in the description of the first embodiment, the high-frequency filter including the two-stage band rejection filter using the two first resonators 11-1 and 11-2 has been described. However, the present invention is limited to this configuration. is not. A similar effect can be obtained even when a high-frequency filter including a single-stage band rejection filter using one first resonator is configured.
実施の形態２．
先の実施の形態１では、２段の帯域阻止フィルタからなる高周波フィルタを説明した。本実施の形態２では、３段の帯域阻止フィルタからなる高周波フィルタについて説明する。図８は、本発明の実施の形態２における高周波フィルタの分解斜視図である。図９は、本発明の実施の形態２における図８の高周波フィルタを側方から見た図である。図１０は、本発明の実施の形態２における図８の高周波フィルタのＡ−Ａ'断面の断面図である。図１１は、本発明の実施の形態２における図９の高周波フィルタのＢ面を矢印の方向に見た図である。図１２は、本発明の実施の形態２における図９の高周波フィルタのＣ面を矢印の方向に見た図である。
In the first embodiment, the high frequency filter including the two-stage band rejection filter has been described. In the second embodiment, a high frequency filter including a three-stage band rejection filter will be described. FIG. 8 is an exploded perspective view of the high-frequency filter according to
これらの図８〜図１２に示した高周波フィルタは、第１誘電体１ａ、第２誘電体１ｂ、第１導体パターン２ａ−１、第２導体パターン２ａ−２、第３導体パターン２ｂ−１、第４導体パターン２ｂ−２、第１スルーホール３ａ、第２スルーホール３ｂ、ボール状導体４、入出力端子５−１、５−２、結合スロット６−１、６−２、共振器導体パターン７−１〜７−３、共振器ボール状導体８−１〜８−３、入出力線路１０−１、１０−２、段間結合部１４−１、１４−２、第１抜き穴１６−１、１６−２、および第２抜き穴１７を備えている。
The high frequency filters shown in FIGS. 8 to 12 include a
本実施の形態２の高周波フィルタは、３つの共振器導体パターン７−１〜７−３、３つの共振器ボール状導体８−１〜８−３を有するとともに、段間結合部１４−１、１４−２および第２抜き穴１７をさらに備えることで、３段構成のフィルタを実現している。
The high-frequency filter according to the second embodiment includes three resonator conductor patterns 7-1 to 7-3, three resonator ball conductors 8-1 to 8-3, and an interstage coupling unit 14-1. 14-2 and the
第１誘電体１ａおよび第２誘電体１ｂは、誘電体基板に相当し、ともに同一の材料から構成されている。第１導体パターン２ａ−１は、第１誘電体１ａの上面に設けられている。一方、第２導体パターン２ａ−２は、第１誘電体１ａの下面に設けられている。また、第３導体パターン２ｂ−１は、第２誘電体１ｂの上面に設けられている。一方、第４導体パターン２ｂ−２は、第２誘電体１ｂの下面のほぼ全面に設けられている。
The
第１スルーホール３ａは、第１誘電体１ａに複数個設けられ、第１導体パターン２ａ−１と第２導体パターン２ａ−２とを電気的に接続している。また、第２スルーホール３ｂは、第２誘電体１ｂに複数個設けられ、第３導体パターン２ｂ−１と第４導体パターン２ｂ−２との間を電気的に接続している。
A plurality of first through
ボール状導体４は、第１誘電体１ａの下面に設けられた第２導体パターン２ａ−２と第２誘電体１ｂ上面に設けられた第３導体パターン２ｂ−１との間を電気的に接続する、はんだボールなどのボール状導体である。入出力端子５−１、５−２は、入出力線路１０−１、１０−２の端部を指し、本実施の形態２の高周波フィルタの入出力端子に相当する。
The ball-shaped
結合スロット６−１、６−２は、第３導体パターン２ｂ−１に設けられた結合手段である。共振器導体パターン７−１、７−３は、第１誘電体１ａの下面に設けられている。一方、共振器導体パターン７−２は、第２誘電体１ｂの上面に設けられている。
The coupling slots 6-1 and 6-2 are coupling means provided in the
共振器ボール状導体８−１、８−３は、第１誘電体１ａの下面に設けられた共振器導体パターン７−１、７−３のそれぞれと、第２誘電体１ｂ上面に設けられた第３導体パターン２ｂ−１との間を電気的に接続する。一方、共振器ボール状導体８−２は、第２誘電体１ｂの上面に設けられた共振器導体パターン７−２と第１誘電体１ａ下面に設けられた第２導体パターン２ａ−２とを電気的に接続する
The resonator ball-shaped conductors 8-1 and 8-3 are respectively provided on the upper surface of the
入出力線路１０−１、１０−２は、第２誘電体１ｂと第３導体パターン２ｂ−１と第４導体パターン２ｂ−２と第２スルーホール３ｂの一部から、誘電体充填導波管形の入出力線路として形成されている。第１抜き穴１６−１、１６−２は、第１誘電体１ａの下面に設けられた第２導体パターン２ａ−２に設けられている。さらに、第２抜き穴１７は、第２誘電体１ｂの上面に設けられている。
The input / output lines 10-1 and 10-2 are a dielectric-filled waveguide from the
次に、本実施の形態１における高周波フィルタの具体的な動作について説明する。第１誘電体１ａの上面と下面に設けられた第１導体パターン２ａ−１および第２導体パターン２ａ−２と、第１スルーホール３ａと、ボール状導体４と、第２誘電体１ｂ上面の第３導体パターン２ｂ−１とで囲まれ、共振器導体パターン７−１、７−３と共振器ボール状導体８−１、８−３とを含む２つの領域が、それぞれ、２つの第１共振器１１ａ−１、１１ａ−２として機能する。そして、第１共振器１１ａ−１は、結合スロット６−１を介して入出力線路１０−１と電磁界結合し、第１共振器１１ａ−２は、結合スロット６−２を介して入出力線路１０−２と電磁界結合する。
Next, a specific operation of the high frequency filter in the first embodiment will be described. The
さらに、第１誘電体１ａの下面に設けられた第２導体パターン２ａ−２と、第２誘電体１ｂの上面と下面に設けられた第３導体パターン２ｂ−１および第４導体パターン２ｂ−２と、第２スルーホール３ｂの一部とに囲まれ、共振器導体パターン７−２と、共振器ボール状導体８−２とを含む領域が、第２共振器１１ｂとして機能する。
Furthermore, the
図１３は、本発明の実施の形態２の図１０に示したＡ−Ａ’断面図に対して、破線で３つの共振器１１ａ−１、１１ｂ、１１ａ−２の電磁界の分布領域を示したものである。第２共振器１１ｂは、２つの第１共振器１１ａ−１、１１ａ−２とは基板厚さ方向で向きが逆向きとなっている。さらに、第２共振器１１ｂは、段間結合部１４−１にて第１共振器１１ａ−１と、段間結合部１４−２にて第１共振器１１ａ−２と、それぞれ電磁界結合している。
FIG. 13 shows the electromagnetic field distribution regions of the three
また、図１４は、本発明の実施の形態２における高周波フィルタの等価回路図である。図１４における３つの直列共振回路は、それぞれ第１共振器１１ａ−１、第２共振器１１ｂ、第１共振器１１ａ−２に対応する。また、図１４におけるそれぞれの共振回路の間の分布定数線路のシャントインダクタンスは、隣り合う共振器の電磁界結合の強さに対応している。
FIG. 14 is an equivalent circuit diagram of the high-frequency filter according to
このように、本実施の形態２の高周波フィルタは、入出力線路１０−１、１０−２、第２誘電体１ｂ上方に設けられた第１共振器１１ａ−１、１１ａ−２、および、第２誘電体１ｂ上方の空気層と第２誘電体１ｂ内部とに設けられた第２共振器１１ｂとが、結合スロット６−１、６−２、段間結合部１４−１、１４−２を介して相互に電磁界結合してなる、図１４に示すような３段の帯域通過フィルタとして動作をする。
Thus, the high frequency filter of the second embodiment includes the
本実施の形態２の高周波フィルタは、入出力線路となる誘電体充填導波管を構成した第２誘電体１ｂの上方に重なるように、別の第１誘電体１ａが設けられていることに加え、第２誘電体１ｂに設けられた２つの入出力線路の間の領域と、第２誘電体１ｂの内部と、第１誘電体１ａと第２誘電体１ｂとの間の空気層とを有効活用して３つの共振器が配置されており、回路の占有面積が小さくてすむ。このため、あまり大きな面積を製造できない基板でも、容易に高周波フィルタの機能を実現できるという利点がある。
The high-frequency filter according to the second embodiment is provided with another
以上のように、実施の形態２によれば、ボール状導体を用いて単層の誘電体を重ねるように回路を構成することで、基本的に先の実施の形態１の高周波フィルタと同様の効果を得ることができる３段構成の高周波フィルタを、容易に実現することができる。 As described above, according to the second embodiment, a circuit is configured so as to overlap a single-layer dielectric using a ball-shaped conductor, so that it is basically the same as the high-frequency filter of the first embodiment. A high-frequency filter having a three-stage configuration capable of obtaining the effect can be easily realized.
実施の形態３．
先の実施の形態１、２では、それぞれ２段、３段の帯域阻止フィルタからなる高周波フィルタを説明した。本実施の形態３では、１つの構造体が２つの共振器として同時に機能するデュアルモード共振器が２つ構成された高周波フィルタについて説明する。
In the first and second embodiments, the high-frequency filters each including the two-stage and three-stage band rejection filters have been described. In the third embodiment, a high frequency filter having two dual mode resonators in which one structure functions as two resonators at the same time will be described.
図１５は、本発明の実施の形態３における高周波フィルタの分解斜視図である。図１６は、本発明の実施の形態３における図１５の高周波フィルタを側方から見た図である。図１７は、本発明の実施の形態３における図１５の高周波フィルタのＡ−Ａ'断面の断面図である。図１８は、本発明の実施の形態３における図１６の高周波フィルタのＢ面を矢印の方向に見た図である。図１９は、本発明の実施の形態３における図１６の高周波フィルタのＣ面を矢印の方向に見た図である。
FIG. 15 is an exploded perspective view of the high-frequency filter according to
これらの図１５〜図１９に示した高周波フィルタは、第１誘電体１ａ、第２誘電体１ｂ、第１導体パターン２ａ−１、第２導体パターン２ａ−２、第３導体パターン２ｂ−１、第４導体パターン２ｂ−２、第１スルーホール３ａ、第２スルーホール３ｂ、ボール状導体４、入出力端子５−１、５−２、結合スロット６−１〜６−４、主線路９、パッチ状導体１２−１、１２−２、および第１抜き穴１６−１、１６−２を備えている。
The high frequency filters shown in FIGS. 15 to 19 include a
第１誘電体１ａおよび第２誘電体１ｂは、誘電体基板に相当し、ともに同一の材料から構成されている。第１導体パターン２ａ−１は、第１誘電体１ａの上面に設けられている。一方、第２導体パターン２ａ−２は、第１誘電体１ａの下面に設けられている。また、第３導体パターン２ｂ−１は、第２誘電体１ｂの上面に設けられている。一方、第４導体パターン２ｂ−２は、第２誘電体１ｂの下面のほぼ全面に設けられている。
The
第１スルーホール３ａは、第１誘電体１ａに複数個設けられ、第１導体パターン２ａ−１と第２導体パターン２ａ−２とを電気的に接続している。また、第２スルーホール３ｂは、第２誘電体１ｂに複数個設けられ、第３導体パターン２ｂ−１と第４導体パターン２ｂ−２との間を電気的に接続している。
A plurality of first through
ボール状導体４は、第１誘電体１ａの下面に設けられた第２導体パターン２ａ−２と第２誘電体１ｂ上面に設けられた第３導体パターン２ｂ−１との間を電気的に接続する、はんだボールなどのボール状導体である。入出力端子５−１、５−２は、主線路９の端部を指し、本実施の形態３の高周波フィルタの入出力端子に相当する。
The ball-shaped
結合スロット６−１〜６−４は、第３導体パターン２ｂ−１に設けられた結合手段である。主線路９は、第２誘電体１ｂ、第３導体パターン２ｂ−１、第４導体パターン２ｂ−２、および第２スルーホール３ｂから形成された誘電体充填導波管形の主線路である。
The coupling slots 6-1 to 6-4 are coupling means provided in the
パッチ状導体１２−１、１２−２は、第２誘電体１ｂの下面に設けられた、おおよそ正方形の共振器導体パターンである。また、これらパッチ状導体１２−１、１２−２の一角には、パターンカット１３−１、１３−２が設けられている。さらに、第１抜き穴１６−１、１６−２は、第１誘電体１ａの下面に設けられた第２導体パターン２ａ−２に設けられている。
The patch-shaped conductors 12-1 and 12-2 are approximately square resonator conductor patterns provided on the lower surface of the
次に、本実施の形態３における高周波フィルタの具体的な動作について説明する。第１誘電体１ａの上面と下面に設けられた第１導体パターン２ａ−１および第２導体パターン２ａ−２と、第１スルーホール３ａと、ボール状導体４と、第２誘電体１ｂ上面の第３導体パターン２ｂ−１とで囲まれ、パッチ状導体１２−１を含む領域が、２つの第１共振器１１ａ−１、１１ａ−２として機能する。
Next, a specific operation of the high frequency filter in the third embodiment will be described. The
一方、第１誘電体１ａの上面と下面に設けられた第１導体パターン２ａ−１および第２導体パターン２ａ−２と、第１スルーホール３ａと、ボール状導体４と、第２誘電体１ｂ上面の第３導体パターン２ｂ−１とで囲まれ、パッチ状導体１２−２を含む領域が、２つの第１共振器１１ａ−３、１１ａ−４として機能する。
On the other hand, the
つまり、本実施の形態３における高周波フィルタは、１つの構造体が２つの共振器として同時に機能するデュアルモード共振器が２つ構成されていることになる。 That is, the high-frequency filter according to the third embodiment includes two dual mode resonators in which one structure functions as two resonators at the same time.
第１共振器１１ａ−１は、結合スロット６−１を介して主線路９と電磁界結合し、第１共振器１１ａ−２は、結合スロット６−２を介して主線路９と電磁界結合する。第１共振器１１ａ−１と１１ａ−２との間の結合量は、主に、パッチ状導体１２−１に設けられたパターンカット１３−１により調整される。
The
一方、第１共振器１１ａ−３は、結合スロット６−３を介して主線路９と電磁界結合し、第１共振器１１ａ−４は、結合スロット６−４を介して主線路９と電磁界結合する。第１共振器１１ａ−３と１１ａ−４との間の結合量は、主に、パッチ状導体１２−２に設けられたパターンカット１３−２により調整される。
On the other hand, the
図２０は、本発明の実施の形態３の図１７に示したＡ−Ａ’断面図に対して、破線で４つの第１共振器１１ａ−１〜１１ａ−４の電磁界の分布領域を示したものである。図２０では、デュアルモード共振器として動作する領域を、１５−１、１５−２として示している。
FIG. 20 shows the electromagnetic field distribution regions of the four
さらに、図２１は、本発明の実施の形態３における高周波フィルタの等価回路図である。図２１では、デュアルモード動作をする部位を１５−１、１５−２として示している。
Furthermore, FIG. 21 is an equivalent circuit diagram of the high-frequency filter according to
図２１における隣り合う２つの共振回路の間の分布定数線路の電気長は、隣り合う結合スロットの物理的な間隔に対応している。このように、本実施の形態３における高周波フィルタは、第２誘電体１ｂに構成された主線路９に、第２誘電体１ｂ上方に設けられた第１共振器が、結合スロットを介して電磁界結合してなる、図２１に示すような４段の帯域阻止フィルタとして動作をする。
The electrical length of the distributed constant line between two adjacent resonant circuits in FIG. 21 corresponds to the physical interval between adjacent coupling slots. As described above, in the high frequency filter according to the third embodiment, the first resonator provided above the
本実施の形態３の高周波フィルタは、主線路となる誘電体充填導波管の上方に重なるように、第１共振器１１ａ−１〜１１ａ−４が構成されており、回路の占有面積が小さくてすむ。このため、あまり大きな面積を製造できない基板でも、容易に高周波フィルタの機能を実現できるという利点がある。特に、低損失なセラミック系の誘電体基板を用いてフィルタを構成した場合には、低損失なフィルタが構成できることに加え、誘電体の外形が小さくてすむ。このため、低い周波数帯で動作する回路を実現しやすくなる効果も期待できる。
In the high-frequency filter according to the third embodiment, the
また、本実施の形態３の高周波フィルタで用いられる共振器は、前述のように、正方形パッチ状導体によるＴＭ１１０モード系のデュアルモード共振器として機能する。このため、４つの共振器が本来必要な４段のフィルタを２つの共振器で実現でき、小さな占有面積でフィルタが実現できる。 In addition, as described above, the resonator used in the high-frequency filter according to the third embodiment functions as a TM110 mode dual mode resonator using a square patch conductor. For this reason, a four-stage filter that originally requires four resonators can be realized with two resonators, and a filter can be realized with a small occupied area.
さらに、先の図２０にその電磁界の分布領域を示したように、本実施の形態３における共振器の電磁界は、ボール状導体４により第１誘電体１ａと第２誘電体１ｂとの間に形成される空気層にも分布する。パッチ状導体を用いているため、パッチ状導体上の電流集中による導体損が見込まれる。しかしながら、空気層における非常に小さい誘電正接から比較的共振器の無負荷Ｑ値が高く維持することができるため、結果的に、小形で低損失なフィルタが得られる。つまり、空気層を活用できる本発明の構造ならではの効果がある。
Further, as shown in the distribution region of the electromagnetic field in FIG. 20, the electromagnetic field of the resonator in the third embodiment is caused by the ball-shaped
以上のように、実施の形態３によれば、ボール状導体を用いて単層の誘電体を重ねるように回路を構成することで、基本的に先の実施の形態１の高周波フィルタと同様の効果を得ることができるデュアルモード共振器を２つ備えた高周波フィルタを、容易に実現することができる。 As described above, according to the third embodiment, a circuit is configured so that a single-layer dielectric is overlapped using a ball-shaped conductor, and thus basically the same as the high-frequency filter of the first embodiment. A high-frequency filter including two dual mode resonators that can obtain the effect can be easily realized.
なお、パターンカット１３は、第１共振器１１ａ−１と１１ａ−２、第１共振器１１ａ−３と１１ａ−４とを相互に結合させ、帯域阻止フィルタとして有極形の周波数特性を実現するためのものである。阻止帯域中心周波数付近にて大きな減衰量を得たい場合などでは、有極化する必要はなく、共振器間の結合は、むしろ不要である。従って、パターンカット１３は、本実施の形態３のフィルタを実現する上で必須ではない。 The pattern cut 13 couples the first resonators 11 a-1 and 11 a-2 and the first resonators 11 a-3 and 11 a-4, and realizes a polarized frequency characteristic as a band rejection filter. Is for. For example, when it is desired to obtain a large attenuation near the stopband center frequency, it is not necessary to make a pole and coupling between resonators is rather unnecessary. Therefore, the pattern cut 13 is not essential for realizing the filter of the third embodiment.
また、図２１の等価回路では、簡単化のため、共振器間の結合がない場合の回路を記載している。さらには、パッチ状導体は、デュアルモード共振を促す形状であればよく、本実施の形態３のような正方形形状に限るものではなく、円形、楕円形等であってもよいことは言うまでもない。 In addition, in the equivalent circuit of FIG. 21, a circuit in the case where there is no coupling between the resonators is described for the sake of simplicity. Furthermore, the patch-like conductor is not limited to a square shape as in the third embodiment as long as it has a shape that promotes dual mode resonance, and it is needless to say that the patch-like conductor may be circular, elliptical, or the like.
実施の形態４．
先の実施の形態３では、デュアルモード共振器を２つ備えた高周波フィルタを説明した。本実施の形態４では、２つのデュアルモード共振器の間に、さらに第２共振器を設けた高周波フィルタについて説明する。
In the third embodiment, the high frequency filter including two dual mode resonators has been described. In the fourth embodiment, a high frequency filter in which a second resonator is further provided between two dual mode resonators will be described.
図２２は、本発明の実施の形態４における高周波フィルタの分解斜視図である。図２３は、本発明の実施の形態４における図２２の高周波フィルタを側方から見た図である。図２４は、本発明の実施の形態４における図２２の高周波フィルタのＡ−Ａ'断面の断面図である。図２５は、本発明の実施の形態４における図２３の高周波フィルタのＢ面を矢印の方向に見た図である。図２６は、本発明の実施の形態４における図２３の高周波フィルタのＣ面を矢印の方向に見た図である。
FIG. 22 is an exploded perspective view of the high-frequency filter according to
これらの図２２〜図２６に示した高周波フィルタは、第１誘電体１ａ、第２誘電体１ｂ、第１導体パターン２ａ−１、第２導体パターン２ａ−２、第３導体パターン２ｂ−１、第４導体パターン２ｂ−２、第１スルーホール３ａ、第２スルーホール３ｂ、ボール状導体４、入出力端子５−１、５−２、結合スロット６−１〜６−４、入出力線路１０−１、１０−２、パッチ状導体１２−１、１２−２、および第１抜き穴１６−１、１６−２を備えている。
The high frequency filters shown in FIGS. 22 to 26 include a
第１誘電体１ａおよび第２誘電体１ｂは、誘電体基板に相当し、ともに同一の材料から構成されている。第１導体パターン２ａ−１は、第１誘電体１ａの上面に設けられている。一方、第２導体パターン２ａ−２は、第１誘電体１ａの下面に設けられている。また、第３導体パターン２ｂ−１は、第２誘電体１ｂの上面に設けられている。一方、第４導体パターン２ｂ−２は、第２誘電体１ｂの下面のほぼ全面に設けられている。
The
第１スルーホール３ａは、第１誘電体１ａに複数個設けられ、第１導体パターン２ａ−１と第２導体パターン２ａ−２とを電気的に接続している。また、第２スルーホール３ｂは、第２誘電体１ｂに複数個設けられ、第３導体パターン２ｂ−１と第４導体パターン２ｂ−２との間を電気的に接続している。
A plurality of first through
ボール状導体４は、第１誘電体１ａの下面に設けられた第２導体パターン２ａ−２と第２誘電体１ｂ上面に設けられた第３導体パターン２ｂ−１との間を電気的に接続する、はんだボールなどのボール状導体である。入出力端子５−１、５−２は、入出力線路１０−１、１０−２の端部を指し、本実施の形態４の高周波フィルタの入出力端子に相当する。
The ball-shaped
結合スロット６−１〜６−４は、第３導体パターン２ｂ−１に設けられた結合手段である。入出力線路１０−１、１０−２は、第２誘電体１ｂと第３導体パターン２ｂ−１と第４導体パターン２ｂ−２と第２スルーホール３ｂの一部から、誘電体充填導波管形の入出力線路として形成されている。
The coupling slots 6-1 to 6-4 are coupling means provided in the
パッチ状導体１２−１、１２−２は、第２誘電体１ｂの下面に設けられた、おおよそ正方形の共振器導体パターンである。また、これらパッチ状導体１２−１、１２−２の一角には、パターンカット１３−１、１３−２が設けられている。さらに、第１抜き穴１６−１、１６−２は、第１誘電体１ａの下面に設けられた第２導体パターン２ａ−２に設けられている。
The patch-shaped conductors 12-1 and 12-2 are approximately square resonator conductor patterns provided on the lower surface of the
次に、本実施の形態４における高周波フィルタの具体的な動作について説明する。第１誘電体１ａの上面と下面に設けられた第１導体パターン２ａ−１および第２導体パターン２ａ−２と、第１スルーホール３ａの一部と、ボール状導体４の一部と、第２誘電体１ｂ上面の第３導体パターン２ｂ−１とで囲まれ、パッチ状導体１２−１を含む領域が、２つの第１共振器１１ａ−１、１１ａ−２として機能する。
Next, a specific operation of the high frequency filter in the fourth embodiment will be described.
一方、第１誘電体１ａの上面と下面に設けられた第１導体パターン２ａ−１および第２導体パターン２ａ−２と、一部以外のその他の第１スルーホール３ａと、一部以外のその他のボール状導体４と、第２誘電体１ｂ上面の第３導体パターン２ｂ−１とで囲まれ、パッチ状導体１２−２を含む領域が、２つの第１共振器１１ａ−３、１１ａ−４として機能する。
On the other hand, the
つまり、本実施の形態４における高周波フィルタは、１つの構造体が２つの共振器として同時に機能するデュアルモード共振器が２つ構成されている。加えて、第２誘電体１ｂの中央部にて、第３導体パターン２ｂ−１と、第４導体パターン２ｂ−２と、第２スルーホール３ｂの一部とに囲まれた領域が、第２共振器１１ｂとして機能する。
That is, the high-frequency filter according to the fourth embodiment includes two dual mode resonators in which one structure functions as two resonators simultaneously. In addition, a region surrounded by the
第１共振器１１ａ−１は、結合スロット６−１を介して入出力線路１０−１と電磁界結合する一方、主にパッチ状導体１２−１の一角に設けられたパターンカット１３−１の及ぼす作用により、第１共振器１１ａ−２と一定量の電磁界結合をする。また、第１共振器１１ａ−２は、結合スロット６−２を介して第２誘電体１ｂ内に設けられた第２共振器１１ｂと電磁界結合する。
The
さらに、第２共振器１１ｂは、結合スロット６−３を介して第１共振器１１ａ−３に電磁界結合する。第１共振器１１ａ−３は、パッチ状導体１２−２の一角に設けられたパターンカット１３−２の及ぼす作用により第１共振器１１ａ−４と電磁界結合する。そして、第１共振器１１ａ−４は、結合スロット６−４を介して入出力線路１０−２に電磁界結合する。
Further, the
図２７は、本発明の実施の形態４の図２４に示したＡ−Ａ’断面図に対して、破線で５つの共振器の電磁界の分布領域を示したものである。第１共振器１１ａ−１と１１ａ−２は、パッチ状導体１２−１を含む同一の物理構造内で共振するいわゆるＴＭ１１０モードによるデュアルモード共振器であり、共振器１１ａ−３と１１ａ−４も同様である。
FIG. 27 shows electromagnetic field distribution regions of five resonators with broken lines with respect to the A-A ′ cross-sectional view shown in FIG. 24 according to the fourth embodiment of the present invention. The
一方、第２共振器１１ｂは、誘電体充填矩形導波管形構造のＴＥ１０１モードによる共振器となっている。図２７では、デュアルモード共振器として動作する領域を１５−１、１５−２として示している。
On the other hand, the
図２８は、本発明の実施の形態４における高周波フィルタの等価回路図である。図２８では、５つの共振器に対応する回路要素を破線で囲むとともに、図２７と同様に、デュアルモード動作をする部位を１５−１、１５−２として示している。デュアルモード共振器内の結合は、磁界的な結合と捉えてインダクタによるトランスで表示し、２つのデュアルモード共振器に挟まれた第２共振器１１ｂについては、シリーズの直列共振回路で表している。
FIG. 28 is an equivalent circuit diagram of the high-frequency filter according to
上記トランス以外のシャントのインダクタは、結合スロットにおける電磁界結合を表すものである。上記のトランスは、３つのインダクタンスからなるＴ型の回路で置き換えられる。この結果、図２８の回路は、５つのシリーズの直列共振回路と外部回路とが、シャントのインダクタで相互に結合する回路となる。 The shunt inductor other than the transformer represents electromagnetic field coupling in the coupling slot. The above transformer is replaced with a T-type circuit composed of three inductances. As a result, the circuit of FIG. 28 is a circuit in which five series of series resonance circuits and an external circuit are coupled to each other by a shunt inductor.
このように、本実施の形態４の高周波フィルタは、入出力線路１０−１、１０−２、第２誘電体１ｂ上方に設けられた第１共振器１１ａ−１、１１ａ−２、第２誘電体１ｂ内の共振器１１ｂ、および第２誘電体１ｂ上方に設けられた第１共振器１１ａ−３、１１ａ−４が、結合スロット６−１〜６−４、パッチ状導体１２−１、１２−２に設けたパターンカット１３−１、１３−２により相互に電磁界結合してなる、５段の帯域通過フィルタとして動作をする。
As described above, the high frequency filter according to the fourth embodiment includes the
本実施の形態４の高周波フィルタは、入出力線路となる誘電体充填導波管を構成した第２誘電体１ｂの上方に重なるように別の第１誘電体１ａが設けられている。このことに加え、第２誘電体１ｂに設けられた２つの入出力線路の間の領域と、第２誘電体１ｂの内部と、第１誘電体１ａと第２誘電体１ｂの間の空気層とを活用し、さらに、一部の共振器を、空気層を活用した小形低損失なデュアルモードの共振器としている。この結果、５段のフィルタとしては、回路の占有面積が非常に小さい。このため、あまり大きな面積を製造できない基板でも、容易に高周波フィルタの機能を実現できる利点がある。
In the high frequency filter of the fourth embodiment, another
以上のように、実施の形態４によれば、ボール状導体を用いて単層の誘電体を重ねるように回路を構成することで、ボール状導体により誘電体間に形成される空気層を共振器の一部として活用することで、近隣の回路への不要な結合やアイソレーションの劣化を招くことなく、小形化、低損失化、高い機械的信頼性の確保を実現することが可能になる。 As described above, according to the fourth embodiment, by configuring a circuit so that a single-layer dielectric is stacked using a ball-shaped conductor, the air layer formed between the dielectrics by the ball-shaped conductor is resonated. By using it as a part of the device, it is possible to achieve downsizing, low loss, and high mechanical reliability without incurring unnecessary coupling to neighboring circuits and deterioration of isolation. .
１ａ 第１誘電体、１ｂ 第２誘電体、２ａ−１ 第１導体パターン、２ａ−２ 第２導体パターン、２ｂ−１ 第３導体パターン、２ｂ−２ 第４導体パターン、３ａ 第１スルーホール、３ｂ 第２スルーホール、４ ボール状導体、５−１、５−２ 入出力端子、６−１〜６−４ 結合スロット（結合手段）、７−１〜７−３ 共振器導体パターン、８−１〜８−３ 共振器ボール状導体、９ 主線路、１０−１、１０−２ 入出力線路、１１ａ−１〜１１ａ−４ 第１共振器、１１ｂ 第２共振器、１２−１、１２−２ パッチ状導体（共振器導体パターン）、１３−１、１３−２ パターンカット、１４−１、１４−２ 段間結合部、１５−１、１５−２ デュアルモード共振器、１６ 第１抜き穴、１７ 第２抜き穴。
1a 1st dielectric, 1b 2nd dielectric, 2a-1 1st conductor pattern, 2a-2 2nd conductor pattern, 2b-1 3rd conductor pattern, 2b-2 4th conductor pattern, 3a 1st through hole, 3b 2nd through hole, 4 ball-shaped conductor, 5-1, 5-2 input / output terminal, 6-1 to 6-4 coupling slot (coupling means), 7-1 to 7-3 resonator conductor pattern, 8- 1-8-3 resonator ball-shaped conductor, 9 main line, 10-1, 10-2 input / output line, 11a-1 to 11a-4 first resonator, 11b second resonator, 12-1, 12- 2 Patch-like conductor (resonator conductor pattern), 13-1, 13-2 pattern cut, 14-1, 14-2 Interstage coupling part, 15-1, 15-2 dual mode resonator, 16
Claims (12)
上面に１つあるいは複数の電磁界結合手段を備えた第３導体パターン、下面に第４導体パターンをそれぞれ備えるとともに、前記第３導体パターンと前記第４導体パターンとを電気的に接続する複数の第２スルーホールを備えた平板状の形状を有する第２誘電体と、
前記第１誘電体と前記第２誘電体との間に配置され、前記第２導体パターンと前記第３導体パターンとを物理的かつ電気的に接続する複数のボール状導体と
を含み、
前記複数のボール状導体を介して前記第１誘電体と前記第２誘電体とを接続することにより形成される空気層を用いて１つあるいは複数の直列共振回路を構成してなる
ことを特徴とする高周波フィルタ。 A first conductor pattern on the upper surface and a second conductor pattern having one or a plurality of first punch holes on the lower surface, respectively, and a plurality of first conductors electrically connecting the first conductor pattern and the second conductor pattern A first dielectric having a flat shape with one through hole;
A third conductor pattern having one or a plurality of electromagnetic field coupling means on the upper surface, a fourth conductor pattern on the lower surface, and a plurality of electrically connecting the third conductor pattern and the fourth conductor pattern. A second dielectric having a planar shape with a second through hole;
A plurality of ball-shaped conductors disposed between the first dielectric and the second dielectric and physically and electrically connecting the second conductor pattern and the third conductor pattern;
One or a plurality of series resonance circuits are configured using an air layer formed by connecting the first dielectric and the second dielectric via the plurality of ball-shaped conductors. High frequency filter.
前記第２誘電体は、前記第３パターンの上面に前記第１抜き穴と同数以上の前記電磁界結合手段を備え、
前記複数のボール状導体は、前記第１抜き穴のそれぞれを囲むように配列され、
前記第３導体パターンと前記第４導体パターンと前記第２スルーホールとで囲まれてなり、外部回路とつながる入出力端子を両端に備えた導波管形の主線路を前記第２誘電体に有し、前記第１導体パターンと前記第１スルーホールと前記第２導体パターンと前記ボール状導体と少なくとも１つの前記電磁界結合手段を含む前記第３導体パターンとで囲まれた領域からなる１つあるいは複数の第１共振器が、前記領域を構成する第３導体パターン上に構成された電磁界結合手段を介して前記主線路と電磁界結合することで前記１つあるいは複数の直列共振回路を構成してなる
ことを特徴とする高周波フィルタ。 The high frequency filter according to claim 1,
The second dielectric comprises the same number or more of the electromagnetic field coupling means as the first punch holes on the upper surface of the third pattern,
The plurality of ball-shaped conductors are arranged so as to surround each of the first punch holes,
A waveguide-shaped main line, which is surrounded by the third conductor pattern, the fourth conductor pattern, and the second through hole and has input / output terminals connected to an external circuit at both ends, is used as the second dielectric. 1 comprising a region surrounded by the first conductor pattern, the first through hole, the second conductor pattern, the ball-shaped conductor, and the third conductor pattern including at least one electromagnetic field coupling means. One or a plurality of first resonators are electromagnetically coupled to the main line via an electromagnetic field coupling means configured on a third conductor pattern constituting the region, whereby the one or more series resonant circuits are The high frequency filter characterized by comprising.
前記１つあるいは複数の第１共振器の少なくとも１つの第１共振器は、前記第２導体パターンに設けられた前記第１抜き穴内に、前記第２導体パターンとは電気的に接続されない共振器導体パターンが設けられ、前記共振器導体パターンは、少なくとも１つの共振器ボール状導体にて前記第３導体パターンと物理的かつ電気的に接続されている
ことを特徴とする高周波フィルタ。 The high frequency filter according to claim 2,
The at least one first resonator of the one or more first resonators is a resonator that is not electrically connected to the second conductor pattern in the first punch hole provided in the second conductor pattern. A high-frequency filter, wherein a conductor pattern is provided, and the resonator conductor pattern is physically and electrically connected to the third conductor pattern by at least one resonator ball-shaped conductor.
前記１つあるいは複数の第１共振器の少なくとも１つの第１共振器は、前記第２導体パターンに設けられた前記第１抜き穴内に、前記第２導体パターンとは電気的に接続されない共振器導体パターンが設けられるとともに、前記共振器導体パターンと対向する第３導体パターンに複数の電磁界結合手段を有する
ことを特徴とする高周波フィルタ。 The high frequency filter according to claim 2 or 3,
The at least one first resonator of the one or more first resonators is a resonator that is not electrically connected to the second conductor pattern in the first punch hole provided in the second conductor pattern. A high-frequency filter characterized in that a conductor pattern is provided, and a plurality of electromagnetic field coupling means are provided in a third conductor pattern facing the resonator conductor pattern.
前記第２誘電体は、上面に１つあるいは複数の前記電磁界結合手段および１つあるいは複数の第２抜き穴を備えた第３導体パターン、下面に第４導体パターンをそれぞれ備え、
前記複数のボール状導体は、前記第１抜き穴および前記第２抜き穴のそれぞれを囲むように配列され、
前記第３導体パターンと前記第４導体パターンと前記第２スルーホールとで囲まれてなり、外部回路とつながる入出力端子を一端に備えた導波管形の入力線路と出力線路を前記第２誘電体に有し、前記入力線路と前記出力線路との間に、前記第１導体パターンと前記第１スルーホールと前記第２導体パターンと前記ボール状導体と前記第３導体パターンとで囲まれた領域からなる１つあるいは複数の第１共振器と、前記第２導体パターンと前記ボール状導体と前記第３導体パターンと前記第２スルーホールと前記第４導体パターンとで囲まれた領域からなる１つあるいは複数の第２共振器とが交互に配列され、前記入力線路と前記第１共振器および前記第２共振器と前記出力線路とが相互に電磁界結合することで前記複数の直列共振回路を構成してなる
ことを特徴とする高周波フィルタ。 The high frequency filter according to claim 1,
The second dielectric comprises a third conductor pattern having one or more electromagnetic coupling means and one or more second punch holes on the upper surface, and a fourth conductor pattern on the lower surface,
The plurality of ball-shaped conductors are arranged so as to surround each of the first hole and the second hole,
A waveguide-type input line and output line having an input / output terminal connected to an external circuit at one end are surrounded by the third conductor pattern, the fourth conductor pattern, and the second through hole. It is provided in a dielectric, and is surrounded by the first conductor pattern, the first through hole, the second conductor pattern, the ball conductor, and the third conductor pattern between the input line and the output line. A region surrounded by one or a plurality of first resonators composed of a region, the second conductor pattern, the ball-shaped conductor, the third conductor pattern, the second through-hole, and the fourth conductor pattern. One or a plurality of second resonators are alternately arranged, and the input line, the first resonator, the second resonator, and the output line are electromagnetically coupled to each other, thereby the plurality of series Configure the resonant circuit High-frequency filter, characterized in that to become to.
前記１つあるいは複数の第１共振器の少なくとも１つの第１共振器もしくは前記１つあるいは複数の第２共振器の少なくとも１つの第２共振器は、前記第１抜き穴内もしくは前記第２抜き穴内に、前記第２導体パターンもしくは前記第３導体パターンとは電気的に接続されない共振器導体パターンが設けられ、前記共振器導体パターンは、少なくとも１つの共振器ボール状導体にて前記第３導体パターンもしくは前記第２導体パターンと物理的かつ電気的に接続されている
ことを特徴とする高周波フィルタ。 The high frequency filter according to claim 5,
At least one first resonator of the one or more first resonators or at least one second resonator of the one or more second resonators is in the first hole or in the second hole. In addition, a resonator conductor pattern that is not electrically connected to the second conductor pattern or the third conductor pattern is provided, and the resonator conductor pattern is formed of at least one resonator ball-shaped conductor. Alternatively, the high-frequency filter is physically and electrically connected to the second conductor pattern.
前記１つあるいは複数の第１共振器の少なくとも１つの第１共振器もしくは前記１つあるいは複数の第２共振器の少なくとも１つの第２共振器は、前記第１抜き穴内もしくは前記第２抜き穴内に、前記第２導体パターンとは電気的に接続されない共振器導体パターンが設けられるとともに、前記共振器導体パターンと対向する前記第３導体パターンもしくは前記第２導体パターンに複数の電磁界結合手段を有する
ことを特徴とする高周波フィルタ。 The high frequency filter according to claim 5 or 6,
At least one first resonator of the one or more first resonators or at least one second resonator of the one or more second resonators is in the first hole or in the second hole. In addition, a resonator conductor pattern that is not electrically connected to the second conductor pattern is provided, and a plurality of electromagnetic field coupling means are provided on the third conductor pattern or the second conductor pattern facing the resonator conductor pattern. A high-frequency filter characterized by comprising:
前記１つあるいは複数の第２共振器は、前記第３導体パターンと前記第２スルーホールと前記第４導体パターンとで囲まれてなる前記第２誘電体に設けられた導波管形の共振器である
ことを特徴とする高周波フィルタ。 The high frequency filter according to claim 5,
The one or more second resonators are waveguide-type resonances provided in the second dielectric surrounded by the third conductor pattern, the second through hole, and the fourth conductor pattern. A high-frequency filter characterized by being a vessel.
前記１つあるいは複数の第１共振器は、前記第２誘電体側に設けられ、
前記１つあるいは複数の第２共振器は、前記第１誘電体側に設けられる
ことを特徴とする高周波フィルタ。 The high frequency filter according to any one of claims 5 to 8,
The one or more first resonators are provided on the second dielectric side,
The one or a plurality of second resonators are provided on the first dielectric side.
前記第１誘電体と前記第２誘電体のいずれか一方、あるいは双方が、内部に導体パターンを有する多層状の誘電体からなる
ことを特徴とする高周波フィルタ。 The high frequency filter according to any one of claims 1 to 9,
Either the first dielectric material or the second dielectric material, or both are made of a multilayered dielectric material having a conductor pattern therein.
前記第１誘電体と前記第２誘電体とが同一素材の誘電体からなる
ことを特徴とする高周波フィルタ。 The high frequency filter according to any one of claims 1 to 10,
The high frequency filter, wherein the first dielectric and the second dielectric are made of the same material.
前記第１誘電体が複数個に分割されている
ことを特徴とする高周波フィルタ。 The high frequency filter according to any one of claims 1 to 11,
The high frequency filter, wherein the first dielectric is divided into a plurality of pieces.
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