JP5387572B2 - 左手系共振器とこれを用いた左手系フィルタ - Google Patents

左手系共振器とこれを用いた左手系フィルタ Download PDF

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Description

本発明は、高周波デバイスに用いる左手系共振器と、これを用いた左手系フィルタ、左手系アンテナ、および電子機器に関する。
図６０は従来の左手系共振器の構成図である。図６０において、従来の左手系共振器１０１は、シャントに接地接続されたコンデンサと、直列に接続されたインダクタと、このインダクタに直列に接続されたコンデンサと、シャントに接地接続されたインダクタとからなる単位セル１０３を複数個備えて構成される。また、この左手系共振器１０１を搭載した誘電体基板１０２は、端部に配置された単位セル１０３の傍らに設けられたギャップ１０４、１０５を備える。これらのギャップ１０４、１０５により、左手系共振器１０１とこれに接続される伝送路（図示せず）と、を疎結合としている。左手系共振器１０１における共振現象を明確に測定するためである。さらに、誘電体基板１０２には、左手系共振器１０１が設けられた面の裏面に接地導体が形成されている。なお、この出願に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
このような従来の左手系共振器１０１では、両端ともを開放端、若しくは短絡端であるので共振周波数の１／２波長分の長さが必要であった。そのため、形状が大きく、その分の導体損を有することから無負荷Ｑ値が大きくならない。
米国特許出願公開第２００６／００６６４２２号明細書
本発明は、左手系共振器の形状を小型化するものである。
本発明の左手系共振器は、インダクタとコンデンサを直列に接続した直列体と、インダクタとコンデンサを並列接続した並列体とを備え、直列体の一方と並列体の一方とが接続されていると共に、並列体の他方は接地され、直列体の他方は接地されたことを特徴とする。
このような構成により、直列体と並列体とからなる単位セルを１つ用いるだけで−１次のモードを励振するので、左手系共振器の形状を小型化することができる。
図１は本発明の実施の形態１に係る左手系共振器における左手系伝送線路の等価回路図である。 図２は右手系伝送線路の等価回路である。 図３は左手系伝送線路の等価回路である。 図４は一般的な左手系共振器の周波数特性図である。 図５は一般的な左手系共振器の電圧定在波を示す特性図である。 図６は本発明の実施の形態１における−１次のモードを使った左手系共振器の構成図である。 図７は本発明の実施の形態１に係る左手系共振器の構造を示す分解斜視図である。 図８は本発明の実施の形態１に係る左手系共振器の別の構造を示す分解斜視図である。 図９は実施の形態２における左手系フィルタの等価回路図である。 図１０は本発明の実施の形態２の左手系フィルタの構造を示す分解斜視図である。 図１１は本発明の実施の形態３に係る左手系アンテナの構造を示す分解斜視図である。 図１２は本発明の実施の形態４に係る左手系フィルタの等価回路図である。 図１３は本実施の形態４に係る左手系フィルタの周波数特性図である。 図１４は、図１３における左手系フィルタの通過特性が０ｄＢ近傍の領域を表した領域Ｘの拡大図である。 図１５Ａは本発明の実施の形態４に係る左手系フィルタを構成する誘電体積層基板を誘電体基板ごとに分解して、上から順に誘電体基板のパターンを示した分解図である。 図１５Ｂは本発明の実施の形態４に係る左手系フィルタを構成する誘電体積層基板を誘電体基板ごとに分解して、上から順に誘電体基板のパターンを示した分解図である。 図１５Ｃは本発明の実施の形態４に係る左手系フィルタを構成する誘電体積層基板を誘電体基板ごとに分解して、上から順に誘電体基板のパターンを示した分解図である。 図１５Ｄは本発明の実施の形態４に係る左手系フィルタを構成する誘電体積層基板を誘電体基板ごとに分解して、上から順に誘電体基板のパターンを示した分解図である。 図１５Ｅは本発明の実施の形態４に係る左手系フィルタを構成する誘電体積層基板を誘電体基板ごとに分解して、上から順に誘電体基板のパターンを示した分解図である。 図１５Ｆは本発明の実施の形態４に係る左手系フィルタを構成する誘電体積層基板を誘電体基板ごとに分解して、上から順に誘電体基板のパターンを示した分解図である。 図１５Ｇは本発明の実施の形態４に係る左手系フィルタを構成する誘電体積層基板を誘電体基板ごとに分解して、上から順に誘電体基板のパターンを示した分解図である。 図１６Ａは本発明の実施の形態４に係る別の左手系フィルタを構成する誘電体積層基板を誘電体基板ごとに分解して、誘電体基板のパターンを上から順に示した分解図である。 図１６Ｂは本発明の実施の形態４に係る別の左手系フィルタを構成する誘電体積層基板を誘電体基板ごとに分解して、誘電体基板のパターンを上から順に示した分解図である。 図１６Ｃは本発明の実施の形態４に係る別の左手系フィルタを構成する誘電体積層基板を誘電体基板ごとに分解して、誘電体基板のパターンを上から順に示した分解図である。 図１６Ｄは本発明の実施の形態４に係る別の左手系フィルタを構成する誘電体積層基板を誘電体基板ごとに分解して、誘電体基板のパターンを上から順に示した分解図である。 図１６Ｅは本発明の実施の形態４に係る別の左手系フィルタを構成する誘電体積層基板を誘電体基板ごとに分解して、誘電体基板のパターンを上から順に示した分解図である。 図１６Ｆは本発明の実施の形態４に係る別の左手系フィルタを構成する誘電体積層基板を誘電体基板ごとに分解して、誘電体基板のパターンを上から順に示した分解図である。 図１６Ｇは本発明の実施の形態４に係る別の左手系フィルタを構成する誘電体積層基板を誘電体基板ごとに分解して、誘電体基板のパターンを上から順に示した分解図である。 図１６Ｈは本発明の実施の形態４に係る別の左手系フィルタを構成する誘電体積層基板を誘電体基板ごとに分解して、誘電体基板のパターンを上から順に示した分解図である。 図１６Ｉは本発明の実施の形態４に係る別の左手系フィルタを構成する誘電体積層基板を誘電体基板ごとに分解して、誘電体基板のパターンを上から順に示した分解図である。 図１６Ｊは本発明の実施の形態４に係る別の左手系フィルタを構成する誘電体積層基板を誘電体基板ごとに分解して、誘電体基板のパターンを上から順に示した分解図である。 図１６Ｋは本発明の実施の形態４に係る別の左手系フィルタを構成する誘電体積層基板を誘電体基板ごとに分解して、誘電体基板のパターンを上から順に示した分解図である。 図１６Ｌは本発明の実施の形態４に係る別の左手系フィルタを構成する誘電体積層基板を誘電体基板ごとに分解して、誘電体基板のパターンを上から順に示した分解図である。 図１７は本実施の形態６に係る左手系フィルタを示す等価回路図である。 図１８は本発明の実施の形態６に係る左手系フィルタの構造を示す分解斜視図である。 図１９は本実施の形態７に係る左手系フィルタを示す等価回路図である。 図２０は本発明の実施の形態７に係る左手系フィルタの構造を示す分解斜視図である。 図２１は本発明の実施の形態８に係る左手系フィルタの等価回路図である。 図２２は本発明の実施の形態８に係る左手系フィルタにおける第１インダクタと第２インダクタとが磁界結合しない場合の周波数特性図である。 図２３は本発明の実施の形態８に係る左手系フィルタにおける第１インダクタと第２インダクタとが磁界結合する場合の周波数特性図である。 図２４は本発明の実施の形態８に係る別の左手系フィルタの等価回路図である。 図２５は本発明の実施の形態８に係る左手系フィルタの構造を示す分解斜視図である。 図２６は本発明の実施の形態９に係る左手系フィルタを示す等価回路である。 図２７は本発明の実施の形態９に係る左手系フィルタの構造を示す分解斜視図である。 図２８は本発明の実施の形態１０に係る左手系フィルタを示す等価回路図である。 図２９は本発明の実施の形態１０に係る左手系フィルタの構造を示す分解斜視図である。 図３０は本実施の形態１１に係る左手系フィルタを示す等価回路図である。 図３１は本発明の実施の形態１１に係る左手系フィルタの構造を示す分解斜視図である。 図３２は本実施の形態１１に係る左手系フィルタの周波数特性図である。 図３３は本発明の実施の形態１２に係る左手系フィルタを示す等価回路図である。 図３４は本発明の実施の形態１２に係る左手系フィルタの構造を示す分解斜視図である。 図３５は本発明の実施の形態１３に係る左手系フィルタを示す等価回路図である。 図３６は本発明の実施の形態１３に係る左手系フィルタの構造を示す分解斜視図である。 図３７は本発明の実施の形態１３に係る左手系フィルタの周波数特性図である。 図３８は本発明の実施の形態１４に係る左手系フィルタを示す等価回路図である。 図３９は本発明の実施の形態１４に係る左手系フィルタの構造を示す分解斜視図である。 図４０は本発明の実施の形態１４に係る左手系フィルタの周波数特性図である。 図４１は本発明の実施の形態１５に係る左手系フィルタの等価回路図である。 図４２は本発明の実施の形態１５に係る左手系フィルタにおいて磁界結合しない場合の周波数特性図である。 図４３は本発明の実施の形態１５に係る左手系フィルタにおいて磁界結合する場合の周波数特性図である。 図４４Ａは本発明の実施の形態１５に係る左手系フィルタにおける誘電体積層基板を構成する誘電体基板のパターンを上から順に示した分解図である。 図４４Ｂは本発明の実施の形態１５に係る左手系フィルタにおける誘電体積層基板を構成する誘電体基板のパターンを上から順に示した分解図である。 図４４Ｃは本発明の実施の形態１５に係る左手系フィルタにおける誘電体積層基板を構成する誘電体基板のパターンを上から順に示した分解図である。 図４４Ｄは本発明の実施の形態１５に係る左手系フィルタにおける誘電体積層基板を構成する誘電体基板のパターンを上から順に示した分解図である。 図４４Ｅは本発明の実施の形態１５に係る左手系フィルタにおける誘電体積層基板を構成する誘電体基板のパターンを上から順に示した分解図である。 図４４Ｆは本発明の実施の形態１５に係る左手系フィルタにおける誘電体積層基板を構成する誘電体基板のパターンを上から順に示した分解図である。 図４４Ｇは本発明の実施の形態１５に係る左手系フィルタにおける誘電体積層基板を構成する誘電体基板のパターンを上から順に示した分解図である。 図４４Ｈは本発明の実施の形態１５に係る左手系フィルタにおける誘電体積層基板を構成する誘電体基板のパターンを上から順に示した分解図である。 図４４Ｉは本発明の実施の形態１５に係る左手系フィルタにおける誘電体積層基板を構成する誘電体基板のパターンを上から順に示した分解図である。 図４４Ｊは本発明の実施の形態１５に係る左手系フィルタにおける誘電体積層基板を構成する誘電体基板のパターンを上から順に示した分解図である。 図４５は本発明の実施の形態１６に係る左手系共振器の左手系伝送線路の等価回路図である。 図４６は本発明の実施の形態１６に係る左手系共振器の構造を示す分解斜視図である。 図４７は、図４６の線４７-４７に沿う断面を矢印Ｂの方向から見たときの断面図である。 図４８は本発明の実施の形態１６に係る別の左手系共振器の構造を示す分解斜視図である。 図４９は図４８の線４９-４９に沿う断面を矢印Ｄの方向から見たときの断面図である。 図５０は本発明の実施の形態１６に係る左手系フィルタを示す等価回路図である。 図５１は本発明の実施の形態１６に係る左手系フィルタのセルを示す等価回路図である。 図５２は本発明の実施の形態１６に係る左手系フィルタのセルを示す別の等価回路図である。 図５３は本発明の実施の形態１６に係る左手系フィルタのサセプタンスの周波数特性図である。 図５４は、本発明の実施の形態１６に係る左手系フィルタの構造を示す分解斜視図である。 図５５は図５４において線５５−５５に沿う断面図を矢印Ｆの方向から見たときの断面図である。 図５６は、本発明の実施の形態１７に係る左手系共振器の等価回路図である。 図５７は、本発明の実施の形態１７に係る左手系共振器の全体斜視図である。 図５８は本発明の実施の形態１７に係る左手系共振器の共振特性図である。 図５９は本発明の実施の形態１７に係る別の左手系共振器の全体斜視図である。 図６０は従来の左手系共振器の構成図である。
（実施の形態１）
まず、本発明において用いる「単位セル」という概念について、図１を用いて説明する。図１は本発明の実施の形態１に係る左手系共振器における左手系伝送線路の等価回路図である。図１において、単位セル３は、コンデンサ１Ａとインダクタ１Ｂとからなる直列体１と、この直列体の一端と接地導体との間に接続されたコンデンサ２Ａとインダクタ２Ｂとからなる並列体２と、により構成される。この単位セル３がメタマテリアルと呼ばれる右手系・左手系複合線路の最小単位構造となる。なお、コンデンサ１Ａとインダクタ１Ｂの前後関係は逆でも構わない。
続いて、このメタマテリアルについて説明する。通常、自然界に存在する物質は正の誘電率と正の透磁率を持ち、これを右手系媒質と呼ぶ。ここで、「右手系」とは、電磁波の電界方向、磁界方向、波の進む方向（位相伝搬方向）の三つが、右手の親指、人差し指、中指の位置関係になっていることを意味する。
これに対し、誘電率、透磁率の両方が同時に負になる媒質のことを、左手系物質、あるいはメタマテリアルと呼ぶ。ここで、「左手系」とは、電磁波の電界方向、磁界方向、波の進む方向（位相伝搬方向）の三つが、左手の親指、人差し指、中指の位置関係になっていることを意味する。
これまでに、誘電率のみが負である物質、あるいは透磁率のみが負になる物質の存在は発見されてきた。例えば、前者はプラズマ、後者はフェライトが挙げられる。しかし、誘電率と透磁率の両方が同時に負になる物質は自然界で発見されていない。そこで人工的に微細構造を使って作りこみ、見かけ上の誘電率と透磁率を負にすることで、このような媒質を作り出している。これを人工媒質と呼んでいる。
次に、伝送線路型メタマテリアルの動作原理について説明する。
図２は右手系伝送線路の等価回路である。図２において、通常の右手系の伝送線路の電気的特性は、直列に接続されたインダクタ１Ｂとシャントに接地接続されたコンデンサ２Ａとからなる無限微小区間が無限個数連なった等価回路で考えることができる。この構造を純粋な右手系伝送線路（Ｐｕｒｅ ｒｉｇｈｔ−ｈａｎｄｅｄ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｌｉｎｅ； ＰＲＨ ＴＬ）という。
これに対し、図３は左手系伝送線路の等価回路である。図３において、左手系の伝送線路の電気的特性は、直列のコンデンサ１Ａとシャントに接地接続されたインダクタ２Ｂとからなる無限微小区間が無限個数連なった等価回路で考えることができる。この構造を純粋な左手系伝送線路（Ｐｕｒｅ ｌｅｆｔ−ｈａｎｄｅｄ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｌｉｎｅ； ＰＬＨ ＴＬ）という。
しかし、図３に示すような直列のコンデンサ１Ａを作ろうとすると、物理的な体積を有することから、必然的に寄生成分として図１に示すような右手系の直列インダクタ１Ｂが発生する。また、図３に示すような並列のインダクタ２Ｂを作ろうとすると、物理的な体積を有することから、必然的に寄生成分として図１に示すような右手系の並列コンデンサ２Ａが発生する。
従って、実際に実現可能な人工媒質のメタマテリアルは、図１に示すように、インダクタ１Ｂとコンデンサ１Ａを直列に接続した直列体１と、インダクタ２Ｂとコンデンサ２Ａを並列接続した並列体２とを備え、直列体１の一方と並列体２の一方が接続されていると共に並列体２の他方は接地された構成である複合右手系左手系伝送線路（Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｒｉｇｈｔ／ｌｅｆｔ−ｈａｎｄｅｄ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｌｉｎｅ； ＣＲＬＨ ＴＬ）となる。
このＣＲＬＨ伝送線路は、左手系と右手系の両方の性質を併せ持つ。すわわち、周波数が高い領域では右手系の性質を持ち、周波数が低い領域では左手系の性質を持つ。そして、図１に示す左手系のコンデンサ１Ａ（ＣＬ）と右手系のインダクタ１Ｂ（ＬＲ）とからなる直列体１が角周波数ωｓｅ＝１／（ＣＬ＊ＬＲ）で共振する直列共振回路となり、左手系のインダクタ２Ｂ（ＬＬ）と右手系のコンデンサ２Ａ（ＣＲ）とからなる並列体２が角周波数ωｓｈ＝１／（ＬＬ＊ＣＲ）で反共振する並列共振回路となる。ここで、ωｓｅ＝ωｓｈの場合をバランス・ケースと言い、右手系の周波数領域と左手系の周波数領域が連続的につながる。一方、ωｓｅ≠ωｓｈの場合をアンバランス・ケースと言い、右手系の周波数領域と左手系の周波数領域の間にギャップが生じ、その領域では電磁波が伝播できない減衰帯域となる。
ＣＲＬＨ伝送線路の入出力端に微小ギャップなどを構成し入出力結合容量を形成すると、ＣＲＬＨは右手系の有限長線路と同じように共振器として動作する。右手系の有限長線路共振器では、２分の１波長となる最低次の共振とその整数倍の高調波の共振が認められる。
これに対して、一般的な左手系共振器では、セル数により固有の共振周波数の数が決まってくる。例えば、図１に示す単位セル３を図６０に示す単位セル１０３で実現して、それを７個接続し、微小ギャップ１０４、１０５で挟んだセル数ｎ＝７の一般的な左手系共振器１０１を考える。
図４は一般的な左手系共振器の周波数特性図である。図４において、２分の１波長の定在波がのる＋１次の共振から＋６次の共振が右手系の共振として存在する。また、後進波の共振として、２分の１波長の定在波がのる−１次の共振から−６次の共振が左手系の共振として存在する。さらに、全てのセルが同電位で同期して振動する０次モードというものが存在する。
図５は一般的な左手系共振器の電圧定在波を示す特性図である。図５において、０次モードでは定在波が立たないが、このモードは波長が無限大になった特殊な共振モードと考えることができる。一般的な左手系共振器において、＋１次と−１次の共振モードは、図５に示すように定在波の分布を見ると同じである。よって、右手系の前進波と左手系の後進波の位相速度の絶対値は、左手系のほうが低い周波数で同じになり、左手系の共振周波数は必ず低くなる。
そこで、本願発明は、この点に着目した超小型共振器である。一般的に、左手系共振を持つ共振器を構成するためには、ある特定の左手系共振モードの１／２波長の定在波を励振させるために必要な数だけ単位セル３を配置する必要があった。しかし、本願発明の構成では、段間結合素子を用いて、共振器を複数個持つ多段左手系フィルタを構成する。
図６は本発明の実施の形態１における−１次のモードを使った左手系共振器の構成図である。図６において、本実施の形態１における左手系共振器７は、インダクタ１Ｂとコンデンサ１Ａを直列に接続した直列体１と、インダクタ２Ｂとコンデンサ２Ａを並列接続した並列体２とを備え、直列体１の一方と並列体２の一方とが接続されていると共に、並列体２の他方は接地され、直列体１の他方は接地された構成である。
この構成により、左手系の最低次数共振である０次のモードを励振する場合と同じ単位セル数で−１次のモードを励振することができる。これにより、実施の形態１の左手系共振器７を構成するセル数が、従来の−１次のモードを励振させるために必要であったセル数の半分となり、その結果、無負荷Ｑ値を向上させ、形状を小型化することができる。
一般的な左手系共振器では、図６０に示す単位セル１０３を７個接続することで、図５に示すような１／２波長の左手系共振が−１次から−７次まで得られている。この左手系共振の数は、単位セルの個数に等しい。故に、例えば、−１次の共振を得るためには、最低、単位セルが２つ必要であった。
−１次共振においては、２つの単位セルの共振器上に、１／２波長の電界分布（電圧定在波）が分布する。そして、２つの単位セルの接続点において、電界分布の振幅が０となる。よって、この点を短絡し、１つのセルのみで共振器を構成しても、−１次の共振が発生することが、今回、発明者の検討により明らかになった。
さらに、一端を短絡した左手系共振器７は１／４波長のモードを励振するため、すべてのセルが同電位で同期して振動する０次モードを抑圧することができ、左手系共振では−１次のモードをもつ左手系共振器を提供する事が出来る。よって、この共振器を用いて−1次の共振周波数を通過帯域としたフィルタを作成すれば、０次の共振周波数では、信号の通過を抑圧できる。
図７は本発明の実施の形態１に係る左手系共振器の構造を示す分解斜視図である。図７において、単位セル３（図６参照）は、互いに対向するよう配置された接地導体８、９間が誘電体１０で満たされた構造を有する。また、導体パターン１１は、図１に示したインダクタ１Ｂに対応する。さらに、導体パターン１１はビア導体１３を介して導体パターン１４、１５に接続されており、これら導体パターン１４、１５に挟まれるように導体パターン１２が配置されている。この導体パターン１２と導体パターン１４間の結合と、導体パターン１２と導体パターン１５間の結合により、図１に示したコンデンサ１Ａが構成される。
導体パターン１１はビア導体１６を介して接地導体９に接続される。この導体パターン１２により、図１に示したインダクタ２Ｂが構成される。さらに、主に導体パターン１４と、この導体パターン１４に対向する接地導体８、導体パターン１５と、この導体パターン１５に対向する接地導体９とにより、図１に示したコンデンサ２Ａが構成される。なお、導体パターン１１、１２と接地導体８、９による結合もコンデンサ２Ａに寄与している。
また、図６に示す単位セル３の一端６の接地は、図７において導体パターン１２がビア導体１７を介して接地導体９に接続されることにより実現している。この際、接地導体８、９は同電位とするために側面電極２２、２３を介して接続されていることが好ましい。
また、誘電体１０の誘電正接は０．１％以下が好ましい。これにより、左手系共振子７の無負荷Ｑ値を向上させることができる。さらに、誘電体１０の比誘電率は１０〜１００が好ましい。これにより、左手系共振器７の形状を小型化することができる。
なお、本実施の形態１では共振現象を明瞭に抽出するため、導体パターン１８と導体パターン１１を導体パターン１９、２０で挟み、導体パターン１８をビア導体２１を介して端子電極２２Ａに接続する構造を示している。
図８は本発明の実施の形態１に係る左手系共振器の別の構造を示す分解斜視図である。図８において、図７の導体パターン１２に対応する導体パターン２４を側面電極２５を介して接地導体９と接続しても構わない。このような構造で左手系共振器７を実現した場合、図７で示したビア導体１７の持つインダクタンス成分が無くなるため、図１に示したインダクタ１Ｂが小さくなり、１次のモードを高周波側へシフトさせることができる。
たとえば、図６に示す左手系共振器７の共振周波数が約２.５ＧＨｚになるように設計した場合、コンデンサ１Ａは約４.４５ｐＦ、インダクタ２Ｂは約０.３３ｎＨとなる。一方、右手系のコンデンサとインダクタの並列共振器における共振周波数が約２.５ＧＨｚになるように設計した場合、その値はそれぞれ約１２ｐＦ、約０.３３ｎＨとなる。
このように、この右手系共振器における素子値を本願の左手系共振器７の素子値と比較した場合、左手系共振器７のコンデンサは小さくて済む。
（実施の形態２）
図９は実施の形態２における左手系フィルタの等価回路図である。図９において、本実施の形態２における左手系フィルタは、入力端２７と出力端２８とを有するフィルタであって、入力端２７と出力端２８との間には段間結合素子３１が介在する。そして、入力端２７と段間結合素子３１との間には左手系共振器７Ａの一端２９が電気的に接続され、出力端２８と段間結合素子３１の間には左手系共振器７Ｂの一端３０が電気的に接続される。なお、左手系共振器７Ａ、７Ｂの構成は実施の形態１で示した左手系共振器７と同様の構成である。また、左手系フィルタは、左手系共振器７Ａの一端２９と入力端２７との間は入力結合素子３２を、左手系共振器７Ｂの一端３０と出力端２８との間には出力結合素子３３を介在させる構成である。
この構成により、左手系共振器７Ａ、７Ｂが共振する周波数、すなわち−１次のモードの時に通過帯域を作る左手系フィルタとして動作する。その結果、右手系フィルタよりも小型なフィルタを実現することができる。
なお、入力結合素子３２、出力結合素子３３はコンデンサで図示しているが、これら入力結合素子３２、出力結合素子３３の値が例えば８ｐＦであって、通過帯域が２ＧＨｚの時、コンデンサのインピーダンスはほぼ０Ωと考えられるほど小さくなるので、各結合素子３２、３３は取り除いても構わない。即ち、通過帯域とコンデンサの値に応じて結合素子３２、３３を取り除くことが可能である。
図１０は本発明の実施の形態２の左手系フィルタの構造を示す分解斜視図である。図１０において、この左手系フィルタは互いに対向するよう配置された接地導体３４、３５間が誘電体３６で満たされた構造を有する。左手系共振器７Ａは導体パターン３７、３８及び導体パターン３８と接地導体３５とを接続するビア導体３９で構成される。また、左手系共振器７Ｂは導体パターン３９、４０及び導体パターン４０と接地導体３５とを接続するビア導体４１で構成される。
段間結合素子３１は導体パターン４２と導体パターン３８、４０との結合で構成され、入力端２７、出力端２８はそれぞれ端子電極４３、４４で構成される。入力結合素子３２、出力結合素子３３は上記したように大きな容量値を必要とし、コンデンサのインピーダンスはほぼ０Ωと考えられるほど小さくなるのでそれぞれビア導体４５、４６を直接導体パターン３８、４０に接続させることにより、左手系フィルタは実現される。
なお、本願に係る左手系フィルタを電子機器（図示せず）等の信号処理回路（図示せず）に接続することにより、電子機器の小型化を実現することができる。
（実施の形態３）
以下、本発明の実施の形態３における左手系アンテナについて図面を参照しながら説明する。
本実施の形態に示す左手系アンテナは、実施の形態１において示した左手系共振器７と同様の構成で表現できるため、等価回路の説明は省略する。実施の形態１に示す左手系共振器７を使ってアンテナを構成することにより、小型なアンテナを提供することができる。
図１１は本発明の実施の形態３に係る左手系アンテナの構造を示す分解斜視図である。図１１において、下面に接地導体４８を配置した誘電体基板４７の上面に櫛型に導体パターンを配置されたコンデンサ４９が、図６に示したコンデンサ１Ａに対応する。また、このコンデンサ４９が持つ寄生インダクタが、図６に示したインダクタ１Ｂに対応する。さらに、このコンデンサ４９と接地導体４８との間に持つ寄生コンデンサとが、図６に示したコンデンサ２Ａに対応する。また、コンデンサ４９に電気的に接続された導体パターン５０と接地導体４８とをビア導体５１を介して接続することによって、図６に示したインダクタ２Ｂが構成される。そして、コンデンサ４９の一方に接続された導体パターン５２と接地導体４８とを、ビア導体５３を介して接続することにより、左手系アンテナが実現される。なお、本実施の形態３では、上記の構成により実現される左手系アンテナと信号源との整合を取るために、コンデンサ５４を介して左手系アンテナと信号源とを接続している。
また、本願の左手系アンテナを電子機器（図示せず）等の信号処理回路（図示せず）に組み込むことにより、電子機器の小型化を実現することができる。
（実施の形態４）
図１２は、本発明の実施の形態４に係る左手系フィルタの等価回路図である。図１２において、本実施の形態４における左手系フィルタ１００は、入力端１３と第１出力端１４Ａと、入力端１３および第１出力端１４Ａと電気的に接続した段間結合素子１５と、を備える。そして、入力端１３と段間結合素子１５との間に接続した第１左手系共振器１０Ａと、第１出力端１４Ａと段間結合素子１５との間に接続した第２左手系共振器１０Ｂと、第２出力端１４Ｂに接続した第３左手系共振器１０Ｃと、を備える。
第１左手系共振器１０Ａは、一端が入力端１３および段間結合素子１５の一端に接続され、他端が接地される。また、第２左手系共振器１０Ｂは、一端が第１出力端１４Ａおよび段間結合素子１５の他端に接続され、他端が接地される。また、第３左手系共振器１０Ｃは、一端が第２出力端１４Ｂに接続され、他端が接地される。なお、第１左手系共振器１０Ａ、第２左手系共振器１０Ｂ、第３左手系共振器１０Ｃはそれぞれ１つの左手系共振器で構成されているが、複数の左手系共振器が直列接続されて構成されてもよい。
第１左手系共振器１０Ａは、並列接続されたコンデンサ１２１Ａとインダクタ１２１Ｂとからなる第１並列体１２１と、直列接続されたコンデンサ１１１Ａとインダクタ１１１Ｂとからなる第１直列体１１１と、を備える。第１並列体１２１は、一端が入力端１３および段間結合素子１５の一端に接続される。第１直列体１１１は、一端が入力端１３、段間結合素子１５、および、第１並列体１２１の他端に接続され、他端が接地される。
第２左手系共振器１０Ｂは、並列接続されたコンデンサ１２２Ａとインダクタ１２２Ｂとからなる第２並列体１２２と、直列接続されたコンデンサ１１２Ａとインダクタ１１２Ｂとからなる第２直列体１１２と、を備える。第２並列体１２２は、一端が第１出力端１４Ａおよび段間結合素子１５の他端に接続される。第２直列体１１２は、一端が第１出力端１４Ａ、段間結合素子１５の他端、および、第２並列体１２２の他端に接続され、他端が接地される。
第３左手系共振器１０Ｃは、並列接続されたコンデンサ１２３Ａとインダクタ１２３Ｂとからなる第３並列体１２３と、直列接続されたコンデンサ１１３Ａとインダクタ１１３Ｂとからなる第３直列体１１３と、を備える。第３並列体１２３は、一端が第２出力端１４Ｂに接続される。第３直列体１１３は、一端が第２出力端１４Ｂ、および、第３並列体１２３の他端に接続され、他端が接地される。
なお、本実施の形態４では、第１左手系共振器１０Ａが有する第１直列体１１１は、インダクタ１１１Ｂが第１並列体１２１と接続され、コンデンサ１１１Ａが接地される構成となっている。しかし、コンデンサ１１１Ａが第１並列体１２１と接続され、インダクタ１１１Ｂが接地される構成となってもよい。また、第２左手系共振器１０Ｂ、第３左手系共振器１０Ｃについても同様に、直列体が有するインダクタとコンデンサの順序が逆の構成となってもよい。
第１並列体１２１が有するインダクタ１２１Ｂと第３並列体１２３が有するインダクタ１２３Ｂとが磁界結合できるように、配置関係が調整される。すなわち、インダクタ１２１Ｂとインダクタ１２３Ｂとの間隔が近接すると、インダクタ１２１Ｂとインダクタ１２３Ｂの磁界結合度は大きくなる。一方、インダクタ１２１Ｂとインダクタ１２３Ｂとが離れていると、インダクタ１２１Ｂとインダクタ１２３Ｂとの磁界結合の結合度は小さくなる。
これにより、段間結合素子１５を介して結合した第１左手系共振器１０Ａと第２左手系共振器１０Ｂからなるフィルタから第１出力端１４Ａに出力される信号と、インダクタ１２１Ｂとインダクタ１２３Ｂとを介して磁界結合した第１左手系共振器１０Ａと第３左手系共振器１０Ｃからなるフィルタから第２出力端１４Ｂに出力される信号との位相差は、１８０度となり、差動出力を得ることができる。
ここで、本実施の形態４の左手系フィルタ１００の特性について説明する。
図１３は本実施の形態４に係る左手系フィルタ１００の周波数特性図である。図１４は、図１３における左手系フィルタ１００の通過特性が０ｄＢ近傍の領域を表した領域Ｘの拡大図である。図１３、図１４からわかるように、無線ＬＡＮに利用される２．４〜２．５ＧＨｚの周波数帯域において、良好な通過特性を得ることができる。
なお、入力端１３と段間結合素子１５との間に入力結合素子が設けられてもよい。この場合、第１出力端と段間結合素子１５との間には第１の出力結合素子が設けられ、第２出力端と第３左手系共振器１０Ｃとの間は第２の出力結合素子が設けられる。
図１５Ａ〜図１５Ｇは本発明の実施の形態４に係る左手系フィルタを構成する誘電体積層基板３０を誘電体基板ごとに分解して、上から順に誘電体基板のパターンを示した分解図である。図１５Ａ〜図１５Ｇにおいて、各誘電体基板のパターンは、互いに平行に設けられている。以下、便宜上、図１５Ａ〜図１５Ｇに示される誘電体基板には、上から順に３０ａ〜３０ｇの符号を付す。
誘電体基板３０ａ〜３０ｇは、入力端３１、第１出力端３２ａ、第２出力端３２ｂ、側面電極３３ａ、３３ｂを備える。図１５Ａに示されるように、誘電体基板３０ａは、第１のグランド電極３４を備える。図１５Ｇに示されるように、誘電体基板３０ｇは、第２のグランド電極３５を備える。第１のグランド電極３４、第２のグランド電極３５は、側面電極３３ａ、３３ｂと接続されて等電位を保っている。入力端３１、第１出力端３２ａは、第１のグランド電極３４、第２のグランド電極３５、側面電極３３ａ、３３ｂから絶縁されている。
図１５Ｃ〜図１５Ｇに示されるように、入力端３１は、ビア導体３６を介して誘電体基板３０ｅ上の導体パターン３７、および誘電体基板３０ｃ上の導体パターン３８と接続されている。導体パターン３７は、ビア導体３９を介して第２のグランド電極３５に接続されている。また、導体パターン３７は、第１のグランド電極３４および第２のグランド電極３５と対向して配置されている。導体パターン４０は、導体パターン３８が配置された誘電体基板と同一の誘電体基板上で接続されている。導体パターン４１は、導体パターン４０が配置された誘電体基板と異なる誘電体基板３０ｄ上に配置され、導体パターン４０と誘電体を介して対向して配置されている。
第１出力端３２ａは、ビア導体４２を介して誘電体基板３０ｆ上の導体パターン４３と接続されている。導体パターン４３は、ビア導体４４を介して誘電体基板３０ｅ上の導体パターン４５、およびこの導体パターン４５が配置された誘電体基板と誘電体基板３０ｃ上の導体パターン４６と接続されている。導体パターン４５は、ビア導体４７を介して第１のグランド電極３４に接続されている。また、導体パターン４５は、第１のグランド電極３４および第２のグランド電極３５と対向して配置されている。導体パターン４８は、導体パターン４６が配置された誘電体基板と同一の誘電体基板３０ｃ上で接続している。導体パターン４９は、導体パターン４８が配置された誘電体基板と異なる誘電体基板３０ｄ上に配置され、導体パターン４８と誘電体を介して対向して配置されている。
第２出力端３２ｂは、ビア導体５０を介して誘電体基板３０ｄ上の導体パターン５１、およびこの導体パターン５１が配置された誘電体基板と異なる誘電体基板３０ｂ上の導体パターン５２と接続されている。導体パターン５１は、ビア導体５３を介して第１のグランド電極３４と接続されている。また、導体パターン５１は、第１のグランド電極３４および第２のグランド電極３５と対向して配置されている。導体パターン５４は、導体パターン５２が配置された誘電体基板と同一の誘電体基板３０ｂ上で接続している。導体パターン５５は、導体パターン５４が配置された誘電体基板と異なる誘電体基板３０ｃ上に配置され、導体パターン５４と誘電体を介して対向して配置されている。
図１５Ｂ、図１５Ｃに示されるように、導体パターン５６は、誘電体基板３０ｂ上に配置され、導体パターン３８および導体パターン４６と対向して配置されている。
次に、図１５Ａ〜図１５Ｇにおいて示された左手系フィルタを構成する誘電体積層基板３０と、図１２に示された左手系共振器１０Ａの構成との対応関係について説明する。
図１２に示された第１左手系共振器１０Ａが有する第１直列体１１１に含まれるコンデンサ１１１Ａは、導体パターン４０と、この導体パターン４０に対向して配置された導体パターン４１とによって構成される。第１左手系共振器１０Ａが有する第１直列体１１１に含まれるインダクタ１１１Ｂは、主として導体パターン３８および導体パターン４０と導体パターン４１の長さ成分によって構成される。第１左手系共振器１０Ａが有する第１並列体１２１に含まれるコンデンサ１２１Ａは、主として、導体パターン３７と、この導体パターン３７と対向して配置された第１のグランド電極３４および第２のグランド電極３５とによって構成される。第１左手系共振器１０Ａが有する第１並列体１２１に含まれるインダクタ１２１Ｂは、ビア導体３６と導体パターン３７の長さ成分によって構成される。
次に、図１５Ａ〜図１５Ｇにおいて示された左手系フィルタを構成する誘電体積層基板３０と、図１２に示された第２左手系共振器１０Ｂの構成との対応関係について説明する。
図１２に示された第２左手系共振器１０Ｂが有する第２直列体１１２に含まれるコンデンサ１１２Ａは、導体パターン４８と、この導体パターン４８に対向して配置された導体パターン４９とによって構成される。第２左手系共振器１０Ｂが有する第２直列体１１２に含まれるインダクタ１１２Ｂは、主として導体パターン４８と導体パターン４９の長さ成分によって構成される。第２左手系共振器１０Ｂが有する第２並列体１２２に含まれるコンデンサ１２２Ａは、主として、導体パターン４５と、この導体パターン４５と対向して配置された第１のグランド電極３４および第２のグランド電極３５とによって構成される。第２左手系共振器１０Ｂが有する第２並列体１２２に含まれるインダクタ１２２Ｂは、ビア導体４７と導体パターン４５の長さ成分によって構成される。
次に、図１５Ａ〜図１５Ｇにおいて示された左手系フィルタを構成する誘電体積層基板３０と、図１２に示された第３左手系共振器１０Ｃの構成との対応関係について説明する。
図１２に示された第３左手系共振器１０Ｃが有する第３直列体１１３に含まれるコンデンサ１１３Ａは、導体パターン５４と、この導体パターン５４に対向して配置された導体パターン５５とによって構成される。第３左手系共振器１０Ｃが有する第３直列体１１３に含まれるインダクタ１１３Ｂは、主として導体パターン５４と導体パターン５５の長さ成分によって構成される。第３左手系共振器１０Ｃが有する第３並列体１２３に含まれるコンデンサ１２３Ａは、主として、導体パターン５１と、この導体パターン５１と対向して配置された第１のグランド電極３４および第２のグランド電極３５とによって構成される。図４に示された第３左手系共振器１０Ｃが有する第３並列体１２３に含まれるインダクタ１２３Ｂは、ビア導体５３と導体パターン５１の長さ成分によって構成される。
したがって、左手系フィルタは、第１左手系共振器１０Ａ、第２左手系共振器１０Ｂ、第３左手系共振器１０Ｃが誘電体積層基板３０に内蔵された構造に形成されている。
次に、図１５Ａ〜図１５Ｇにおいて示された左手系フィルタを構成する誘電体積層基板３０と、図１２に示された段間結合素子１５の構成、および、インダクタ１２１Ｂとインダクタ１２３Ｂによる磁界結合との対応関係について説明する。
図１２に示された段間結合素子１５は、導体パターン５６が、導体パターン３８および導体パターン４６と誘電体を介して対向した構造によって構成される。インダクタ１２１Ｂとインダクタ１２３Ｂの磁界結合は、積層された導体パターン３７の長さ成分と導体パターン５１の長さ成分とが磁界結合することに対応する。そして、その結合度は誘電体基板３０ｄと誘電体基板３０ｅ間の厚みを調整して積層することによって、制御可能となる。
以上より、無線ＬＡＮに用いられる２．４〜２．５ＧＨｚの周波数帯域において、良好な平衡不平衡フィルタの通過特性を得ることができる。
（実施の形態５）
図１６Ａ〜図１６Ｌは、本発明の実施の形態４に係る別の左手系フィルタを構成する誘電体積層基板１３０を誘電体基板ごとに分解して、誘電体基板のパターンを上から順に示した分解図である。図１６Ａ〜図１６Ｌにおいて、各誘電体基板のパターンは、互いに平行に設けられている。以下、便宜上、図１６Ａ〜図１６Ｌに示される誘電体基板には、上から順に１３０ａ〜１３０Ｌの符号を付す。
図１６Ａ〜図１６Ｌに示されるように、誘電体基板１３０ａ〜１３０Ｌは、入力端１３１、第１出力端１３２ａ、第２出力端１３２ｂ、側面電極１３３ａ、１３３ｂ、１３３ｃ、１３３ｄ（１３３ａ、１３３ｂ、１３３ｄは、互いに絶縁されている）を備える。
図１６Ａにおいて、誘電体基板１３０ａは、第１のグランド電極１３４ａを備える。また、図１６Ｂにおいて、誘電体基板１３０ｂは、第２のグランド電極１３４ｂを備える。更に、図１６Ｋにおいて、誘電体基板１３０ｋは、第３のグランド電極１３４ｋを備え、図１６Ｌにおいて、誘電体基板１３０Ｌは、第４のグランド電極１３４Ｌを備える。
第１のグランド電極１３４ａ、第２のグランド電極１３４ｂ、第３のグランド電極１３４ｋ、第４のグランド電極１３４Ｌは、それぞれ側面電極１３３ｃ、１３３ｄと電気的に接続されており、等電位を保っている。また、第１出力端１３２ａと側面電極１３３ａとは電気的に接続されており、第２出力端１３２ｂと側面電極１３３ｂとは電気的に接続されている。
図１６Ａ〜図１６Ｌに示されるように、入力端１３１は、ビア導体１３５を介して誘電体基板１３０ｂ上の導体パターン１３６へ接続され、導体パターン１３６は導体ビア１３７を介して誘電体基板１３０ｃ上の導体パターン１３８と接続されている。そして、導体パターン１３８は、側面電極１３３ｃを介して第１のグランド電極１３４ａ、第２のグランド電極１３４ｂ、第３のグランド電極１３４ｋ、第４のグランド電極１３４Ｌに接続されると共には、ビア導体１３９を介して誘電体基板１３０ｅ上の導体パターン１４０に接続されている。
導体パターン１４０は誘電体基板１３０ｄ上の導体パターン１４１と対向しており、導体パターン１４１は側面電極１３３ｃと接続されている。また、導体パターン１４０は誘電体基板１３０ｆ上の導体パターン１４２とも対向しており、導体パターン１４２は側面電極１３３ｃと接続されている。
更に、導体パターン１４０は、誘電体基板１３０ｆ上の導体パターン１４３の一方と対向しており、導体パターン１４３の他方は誘電体基板ｅ上の導体パターン１４４と対向している。そして、導体パターン１４４は、誘電体基板１３０ｄ上の導体パターン１４５と対向しており、導体パターン１４５は側面電極１３３ｃと接続されている。また、導体パターン１４４は誘電体基板１３０ｆ上の導体パターン１４６とも対向しており、導体パターン１４６は側面電極１３３ｃと接続されている。
導体パターン１４４はビア導体１４７を介して誘電体基板１３０ｃ上の導体パターン１４８に接続され、導体パターン１４８は側面電極１３３ｃと接続されている。更に、導体パターン１４８は、ビア導体１４９を介して誘電体基板１３０ｂ上の導体パターン１５０と接続されており、導体パターン１５０は、ビア導体１５１を介して第２出力端１３２ｂへ接続される。
導体パターン１４２に対向して配置された誘電体基板１３０ｇ上の導体パターン１５２は、誘電体基板１３０ｋ上の導体パターン１５３とも対向していると共に、導体パターン１５２の一端は側面電極１３３ｃと接続されている。更に、導体パターン１５３は、誘電体基板１３０ｉ上の導体パターン１５４とも対向しており、導体パターン１５４の一端は側面電極１３３ｃと接続されている。
導体パターン１５３は、ビア導体１５５を介して誘電体基板１３０ｊ上の導体パターン１５６に接続され、導体パターン１５６はその端部で側面電極１３３ｃと接続されている。また、導体パターン１５６はビア導体１５７を介して誘電体基板１３０ｋ上の導体パターン１５８と接続されており、導体パターン１５８は側面電極１３３ａと接続されている。更に、導体パターン１５８は、ビア導体１５９を介して第１出力端１３２ａに接続されている。
第１のグランド電極１３４ａと第２のグランド電極１３４ｂとは、ビア導体１６０を介して接続されると共に、第３のグランド電極１３４ｋと第４のグランド電極１３４Ｌとは、ビア導体１６１を介して接続される。
次に、図１６Ａ〜図１６Ｌにおいて示された左手系フィルタを構成する誘電体積層基板１３０と、図１２に示された左手系共振器１０Ａの構成との対応関係について説明する。
図１２に示された第１左手系共振器１０Ａが有する第１直列体１１１に含まれるコンデンサ１１１Ａは、導体パターン１４０と、この導体パターン１４０に対向して配置された導体パターン１４１、１４２とによって構成される。第１左手系共振器１０Ａが有する第１直列体１１１に含まれるインダクタ１１１Ｂは、主として導体パターン１４０の長さ成分によって構成される。第１左手系共振器１０Ａが有する第１並列体１２１に含まれるコンデンサ１２１Ａは、主として、導体パターン１３８と、この導体パターン１３８と対向して配置された第２のグランド電極１３４ｂとによって構成される。第１左手系共振器１０Ａが有する第１並列体１２１に含まれるインダクタ１２１Ｂは、導体パターン１３８の長さ成分によって構成される。
次に、図１６Ａ〜図１６Ｌにおいて示された左手系フィルタを構成する誘電体積層基板３０と、図１２に示された第２左手系共振器１０Ｂの構成との対応関係について説明する。
図１２に示された第２左手系共振器１０Ｂが有する第２直列体１１２に含まれるコンデンサ１１２Ａは、導体パターン１４４と、この導体パターン１４４に対向して配置された導体パターン１４５、１４６とによって構成される。第２左手系共振器１０Ｂが有する第２直列体１１２に含まれるインダクタ１１２Ｂは、主として導体パターン１４４の長さ成分によって構成される。第２左手系共振器１０Ｂが有する第２並列体１２２に含まれるコンデンサ１２２Ａは、主として、導体パターン１４８と、この導体パターン１４８と対向して配置された第２のグランド電極１３４ｂとによって構成される。第２左手系共振器１０Ｂが有する第２並列体１２２に含まれるインダクタ１２２Ｂは、導体パターン１４８の長さ成分によって構成される。
次に、図１６Ａ〜図１６Ｌにおいて示された左手系フィルタを構成する誘電体積層基板３０と、図１２に示された第３左手系共振器１０Ｃの構成との対応関係について説明する。
図１２に示された第３左手系共振器１０Ｃが有する第３直列体１１３に含まれるコンデンサ１１３Ａは、主として、導体パターン１５３と、この導体パターン１５３に対向して配置された導体パターン１５２、１５４とによって構成される。第３左手系共振器１０Ｃが有する第３直列体１１３に含まれるインダクタ１１３Ｂは、主として導体パターン１５３の長さ成分によって構成される。第３左手系共振器１０Ｃが有する第３並列体１２３に含まれるコンデンサ１２３Ａは、主として、導体パターン１５７と、この導体パターン１５７と対向して配置された第３のグランド電極１３４ｋとによって構成される。第３左手系共振器１０Ｃが有する第３並列体１２３に含まれるインダクタ１２３Ｂは、主として、導体パターン１５６の長さ成分によって構成される。
したがって、左手系フィルタは、第１左手系共振器１０Ａ、第２左手系共振器１０Ｂ、第３左手系共振器１０Ｃが誘電体積層基板３０に内蔵された構造に形成されている。
次に、図１６Ａ〜図１６Ｌにおいて示された左手系フィルタを構成する誘電体積層基板１３０と、図１２に示された段間結合素子１５の構成、および、インダクタ１２１Ｂとインダクタ１２３Ｂによる磁界結合との対応関係について説明する。
図１２に示された段間結合素子１５は、導体パターン１４３が、導体パターン１４０および導体パターン１４４と誘電体を介して対向した構造によって構成される。インダクタ１２１Ｂとインダクタ１２３Ｂの磁界結合は、導体パターン１３８の長さ成分と導体パターン１５６の長さ成分とが磁界結合することに対応する。そして、その結合度は誘電体基板３０ｄと誘電体基板３０ｅ間の厚みを調整して積層することによって、制御可能となる。
また、図１２の入力端１３は、図１６Ａの入力端１３１と対応し、図１２の第１出力端１４Ａは、図１６Ａの第１出力端１３２ａと対応し、更に、図１２の第２出力端１４Ｂは、図１６Ａの第２出力端１３２ｂと対応している。
図１６Ａ〜図１６Ｌに示した左手系フィルタは、第１左手系共振器１０Ａの上方に第３左手系共振器１０Ｃが配置された構成であるため、小型な左手系フィルタを実現可能である。
なお、図１６Ａ〜図１６Ｌに示した左手系フィルタにおいては、図１２のコンデンサ１１１Ａとコンデンサ１１３Ａとが上下に積層された構成を採用している。コンデンサ１１１Ａとコンデンサ１１３Ａとが結合すると、入力端１３に供給される信号に対して、第１出力端１４Ａから出力される信号が−９０度の位相差で出力され、第２出力端１４Ｂから出力される信号が＋９０度の位相差で出力されるように設計することが困難となる。
しかし、本願発明に係る本実施の形態５においては、図４のコンデンサ１１１Ａは、図１６Ｅの導体パターン１４０が、側面電極１３３ｃ（グランドと接続されている電極）と接続された導体パターン１４１、１４２で挟み込んだ構成で実現されており、同様に、図１２のコンデンサ１１３Ａは、図１６Ｅの導体パターン１４４が、側面電極１３３ｃ（グランドと接続されている電極）と接続された導体パターン１４５、１４６で挟み込んだ構成で実現されているため、コンデンサ間の結合を小さくでき、設計の容易な左手系フィルタを実現できる。
以上より、無線ＬＡＮに用いられる２．４〜２．５ＧＨｚの周波数帯域において、良好な平衡不平衡フィルタの通過特性を得ることができる。
（実施の形態６）
図１７は本実施の形態６に係る左手系フィルタを示す等価回路図である。図１７において、本実施の形態７における左手系フィルタは、入力端６１３と出力端６１４とを有するフィルタであって、入力端６１３と出力端６１４との間には段間結合素子６１７が介在する。入力端６１３と段間結合素子６１７との間にはコンデンサ６１１Ａとインダクタ６１１Ｂとからなる第１直列体６１１の一端が接続点６１５にて電気的に接続される。出力端６１４と段間結合素子６１７の間にはコンデンサ６１１０Ａとインダクタ６１１０Ｂとからなる第２直列体６１１０の一端が接続点６１６にて電気的に接続される。第１直列体６１１の他端にはコンデンサ６１２Ａとインダクタ６１２Ｂとからなる第１並列体６１２の一端が電気的に接続される。第２直列体６１１０の他端にはコンデンサ６１２０Ａとインダクタ６１２０Ｂとからなる第２並列体６１２０の一端が電気的に接続される。第１並列体６１２の他端はグランドに電気的に接続されている。第２並列体６１２０の他端はグランドに電気的に接続されている。そして、第１直列体６１１と第１並列体６１２とにより第１セル６１０Ａを構成し、第２直列体６１１０と第２並列体６１２０とにより第２セル６１０Ｂを構成している。また、段間結合素子６１７と入力端６１３との間には入力結合素子６１８を、段間結合素子６１７と出力端６１４との間には出力結合素子６１９を介在させる構成としている。そして、この単位セル６１０Ａ及び６１０Ｂがお互いに電磁界結合する構成としている。
さらに、第１並列体６１２の一端が第１の寄生成分としてのインダクタ６５３を介してグランドに接続されており、第２並列体６１２０の一端が第２の寄生成分としてのインダクタ６５４を介してグランドに接続されている。
このような構成により、段間結合素子６１７と、電磁界結合した第１セル６１０Ａ、第２セル６１０Ｂとが等価的に並列共振回路を構成する。従って、入力側、あるいは出力側から見たフィルタのインピーダンスが０となり信号がグランドに流れる周波数が存在することとなり、通過帯域内に１つ極を増やすことができ、その結果として、減衰特性を向上させることができる。
本発明の実施の形態６に係る左手系フィルタの第１並列体６１２、第２並列体６１２０は、グランドと直接接続されたインダクタ６１２Ｂ、６１２Ｂを有しているため、それらインダクタ６１２Ｂ、６１２０Ｂには右手系フィルタと比較して大きな高周波電流が流れる。その結果、右手系フィルタと比較して、単位セル６１０Ａ、６１０Ｂ間の電磁界結合の強さを大きくでき、通過帯域内に減衰極を増やすと共に、その周波数を制御することが容易となる。
さらに、入力結合素子６１８と段間結合素子６１７、出力結合素子６１９の容量値を調整することで容易に２個の単位セル６１０Ａ、６１０Ｂの０次の共振の結合を制御することができる。よって、０次の共振で通過域を形成した左手系フィルタを構成することができる。また、単位セル６１０Ａ、６１０Ｂの電磁界結合と段間結合素子６１７とにより生じる減衰極を配置・制御することができるので、一般的な左手系フィルタよりもフィルタ特性の優れた左手系フィルタを提供することができる。なお、入力結合素子６１８、段間結合素子６１７、出力結合素子６１９はキャパシタではなく、インダクタを用いても構わない。
図１８は本発明の実施の形態６に係る左手系フィルタの構造を示す分解斜視図である。図１８において、左手系フィルタは互いに対向するよう配置された接地導体６２０、６２１間を誘電体６２２で満たされた構造を有する。導体パターン６２３は図１７に示したインダクタ６１１Ｂに対応する。さらに導体パターン６２３及び導体パターン６２７はビア導体６２６を介して接続された導体パターン６２４、６２５に挟まれるように構成される。これにより図１７に示したキャパシタ６１１Ａが構成される。
導体パターン６２７はビア導体６２８を介して接地導体６２１に接続される。これにより図１７に示したインダクタ６１２Ｂが構成される。さらに導体パターン６２７と接地導体６２０、６２１によりキャパシタ６１２Ａが構成される。以上が単位セル６１０Ａに対応する。
図１７に示した単位セル６１０Ｂと単位セル６１０Ａとは、図１８において線分Ａ−Ａ’において鏡面対称に構成され、導体パターン６２９がインダクタ６１１０Ｂに対応する。さらに導体パターン６２９及び導体パターン６３３はビア導体６３２を介して接続された導体パターン６３０、６３１に挟まれるように構成される。これによりキャパシタ６１１０Ａが構成される。導体パターン６３３はビア導体６３４を介して接地導体６２１に接続される。これによりインダクタ６１２０Ｂが構成される。さらに導体パターン６３３と接地導体６２０、６２１によりキャパシタ６１２０Ａが構成される。以上が単位セル６１０Ｂに対応する。
図１７に示した入力結合素子６１８は、入力端子６３５よりビア導体６３６を介して接続される導体パターン６３７と、インダクタ６１１Ｂに対応する導体パターン６２３とにより構成される。そして、段間結合素子６１７は、単位セル６１０Ａの一部を構成する導体パターン６２３と単位セル６１０Ｂの一部を構成する導体パターン６２９と導体パターン６３８とにより構成される。また、出力結合素子６１９は、出力端子６３９よりビア導体６４０を介して接続される導体パターン６４１と、インダクタ６１１Ｂに対応する導体パターン６２９とにより構成される。
さらに、ビア６６４が導体パターン６２７と接地導体６２１との間に設けられると共に、ビア６７１が導体パターン６３３と接地導体６２１との間に設けられる構成となっている。
このような構成により、入力側、あるいは出力側から見たフィルタのインピーダンスが０となり信号がグランドに流れる周波数が存在することとなり、通過帯域内に１つ極を増やすことができ、その結果として、減衰特性を向上させることができる。また、図１７のインダクタ６５３と単位セル６１０Ａとで１／４波長のモードを励振させてやることで、０次のモードを励振する場合と同じ単位セル数で−１次のモードを励振することができる。これにより、従来の半分のセル数で−１次のモードを励振させることが可能となり、その結果、無負荷Ｑ値を向上させることが出来ると共に小型化を図ることができる。
なお、今回入力結合素子６１８、出力結合素子６１９は図１７に示すようにキャパシタで表現した。しかし、それぞれの容量が１０ｐＦ以上となる場合は、入力結合素子６１８、出力結合素子６１９は取り除いて直接接続しても構わない。
なお、本発明の左手系フィルタは、減衰特性を向上させることができるという効果を有し、携帯電話等の各種電子機器において有用である。
（実施の形態７）
図１９は本実施の形態７に係る左手系フィルタを示す等価回路図である。図１９において、本実施の形態７における左手系フィルタは、入力端７１３と出力端７１４とを有するフィルタであって、入力端７１３と出力端７１４との間には段間結合素子７１７が介在する。入力端７１３と段間結合素子７１７との間にはコンデンサ７１２Ａとインダクタ７１２Ｂとからなる第１並列体７１２の一端が電気的に接続される。出力端７１４と段間結合素子７１７の間にはコンデンサ７１２０Ａとインダクタ７１２０Ｂとからなる第２並列体７１２０の一端が電気的に接続される。第１並列体７１２の一端にはコンデンサ７１１Ａとインダクタ７１１Ｂとからなる第１直列体７１１の一端が電気的に接続される。第２並列体７１２０の一端にはコンデンサ７１１０Ａとインダクタ７１１０Ｂとからなる第２直列体７１１０の一端が電気的に接続される。第１並列体７１２の他端はグランドに電気的に接続されている。第２並列体７１２０の他端はグランドに電気的に接続されている。そして、第１並列体７１２と第１直列体７１１とにより第１セル７１０Ａを構成し、第２並列体７１２０と第２直列体７１１０とにより第２セル７１０Ｂを構成し、第１セル７１０Ａと第２セル７１０Ｂとが電磁界結合をしている構成としている。また、段間結合素子７１７と入力端７１３との間には入力結合素子７１８を、段間結合素子７１７と出力端７１４との間には出力結合素子７１９を介在させる構成としている。
さらに、第１直列体７１１の他端が第１の寄生成分としてのインダクタ７５３を介してグランドに接続されており、第２直列体７１１０の他端が第２の寄生成分としてのインダクタ７５４を介してグランドに接続されている。
このような構成により、入力側から出力側を見たフィルタのインピーダンスが無限大となり、通過帯域内に１つ極を増やすことができる。その結果、減衰特性を向上させることができる。また、図１９のインダクタ７５３と単位セル７１０Ａとで１／４波長のモードを励振させてやることで、０次のモードを励振する場合と同じ単位セル数で−１次のモードを励振することができる。これにより、従来の半分のセル数で−１次のモードを励振させることができる。その結果、無負荷Ｑ値を向上させることが出来ると共に小型化を図ることができる。
さらに、このような構成により、第１並列体７１２と第１直列体７１１、第２並列体７１２０と第２直列体７１１０がそれぞれ並列回路を成す構成となる。よって、フィルタの通過帯域を低域側にシフトさせることができ、より小型なフィルタを構成することができる。
また、このような構成により、段間結合素子７１７と、電磁界結合した第１セル７１０Ａ、第２セル７１０Ｂとが等価的に並列共振回路を構成する。従って、入力側、あるいは出力側から見たフィルタのインピーダンスが０となり信号がグランドに流れる周波数が存在することとなり、通過帯域内に１つ極を増やすことができ、その結果として、減衰特性を向上させることができる。
さらに、入力結合素子７１８と段間結合素子７１７、出力結合素子７１９の容量値を調整することで容易に２個の単位セル７１０Ａ、７１０Ｂの０次の共振の結合を制御することができる。よって、０次の共振で通過域を形成した左手系フィルタを構成することができる。また、単位セル７１０Ａ、７１０Ｂの電磁界結合と段間結合素子７１７とにより生じる減衰極を配置・制御することができるので、一般的な左手系フィルタよりもフィルタ特性の優れた左手系フィルタを提供することができる。
本発明の実施の形態７に係る左手系フィルタの第１並列体７１２、第２並列体７１２０は、グランドと直接接続されたインダクタ７１２Ｂ、７１２Ｂを有しているため、それらインダクタ７１２Ｂ、７１２０Ｂには右手系フィルタと比較して大きな高周波電流が流れる。その結果、右手系フィルタと比較して、単位セル７１０Ａ、７１０Ｂ間の電磁界結合の強さを大きくでき、通過帯域内に減衰極を増やすと共に、その周波数を制御することが容易となる。なお、入力結合素子７１８、段間結合素子７１７、出力結合素子７１９はキャパシタではなく、インダクタを用いて構成しても構わない。
図２０は本発明の実施の形態７に係る左手系フィルタの構造を示す分解斜視図である。図２０において、左手系フィルタは互いに対向するよう配置された接地導体７２０、７２１間が誘電体７２２で満たされた構造を有する。導体パターン７２３は図１９に示したインダクタ７１１Ｂに対応する。さらに導体パターン７２３及び導体パターン７２７はビア導体７２６を介して接続された導体パターン７２４、７２５に挟まれるように構成される。これにより図１９に示したキャパシタ７１１Ａが構成される。
導体パターン７２７はビア導体７２８を介して接地導体７２１に接続される。これにより図１９に示したインダクタ７１２Ｂが構成される。さらに導体パターン７２７と接地導体７２０、７２１によりキャパシタ７１２Ａが構成される。以上が単位セル７１０Ａに対応する。
図１９に示した単位セル７１０Ｂと単位セル７１０Ａとは、図２０において線分Ａ−Ａ’において鏡面対称に構成され、導体パターン７２９がインダクタ７１１０Ｂに対応する。さらに導体パターン７２９及び導体パターン７３３はビア導体７３２を介して接続された導体パターン７３０、７３１に挟まれるように構成される。これによりキャパシタ７１１０Ａが構成される。導体パターン７３３はビア導体７３４を介して接地導体７２１に接続される。これによりインダクタ７１２０Ｂが構成される。さらに導体パターン７３３と接地導体７２０、７２１によりキャパシタ７１２０Ａが構成される。以上が単位セル７１０Ｂに対応する。
図１９に示した入力結合素子７１８は、入力端子７３５よりビア導体７３６を介して接続される導体パターン７３７と、インダクタ７１２Ｂに対応する導体パターン７２７より構成される。そして、段間結合素子７１７は、単位セル７１０Ａの一部を構成する導体パターン７２７と単位セル７１０Ｂの一部を構成する導体パターン７３３と導体パターン７３８とにより構成される。また、出力結合素子７１９は、出力端子７３９よりビア導体７４０を介して接続される導体パターン７４１と、インダクタ７１２Ｂに対応する導体パターン７３３とにより構成される。
さらに、ビア７６４が導体パターン７２３と接地導体７２１との間に設けられると共に、ビア７７１が導体パターン７２９と接地導体７２１との間に設けられる構成となっている。
このような構成により、ビア７６４と図１９に示したインダクタ７１１Ｂをなす導体パターン７２３と、キャパシタ７１１Ａをなす導体パターン７２３、７２４、７２５、７２７及びビア導体７２６と、インダクタ７１２Ｂをなす導体パターン７２７及びビア導体７２８と、キャパシタ７１２Ａをなす導体パターン７２７と接地導体７２０、７２１により構成された単位セル７１０Ａが並列共振回路を作る。また、ビア７７１とインダクタ７１１０Ｂをなす導体パターン７２９と、キャパシタ７１１０Ａをなす導体パターン７２９、７３０、７３１、７３３及びビア導体３２と、インダクタ７１２０Ｂをなす導体パターン７３３及びビア導体７３４と、キャパシタ７１２０Ａをなす導体パターン７２３と接地導体７２０、７２１により構成された単位セル７１０Ｂが並列共振回路を作る。従って、フィルタの通過帯域を低域側にシフトさせることができ、より小型なフィルタを構成することができる。
なお、今回入力結合素子７１８、出力結合素子７１９は図４に示すようにキャパシタで表現したが、それぞれの容量が１０ｐＦ以上となる場合は、入力結合素子７１８、出力結合素子７１９は取り除いて直接接続しても構わない。
（実施の形態８）
図２１は本発明の実施の形態８に係る左手系フィルタの等価回路図である。図２１において、本実施の形態８における左手系フィルタ８１００は、入力端８１３と出力端８１４と、入力端８１３および出力端８１４と電気的に接続した段間結合素子８１７と、段間結合素子８１７と接続した共振器８１０Ａおよび共振器８１０Ｂと、を備える。また、入力端８１３と段間結合素子８１７と共振器８１０Ａとの間に接続された第１インダクタ８１８と、出力端８１４と段間結合素子８１７と共振器８１０Ｂとの間に接続された第２インダクタ８１９と、を備える。
共振器８１０Ａは、一端が段間結合素子８１７の一端に接続され、他端が接地される。ここで、共振器８１０Ａの一端と段間結合素子８１７の一端とが接続する点を接続点８１５と定義する。また、共振器８１０Ｂは、一端が段間結合素子８１７の他端に接続され、他端が接地される。ここで、共振器８１０Ｂの一端と段間結合素子８１７の他端とが接続する点を接続点８１６と定義する。
なお、本実施の形態８では、共振器８１０Ａ、８１０Ｂの他端はそれぞれ接地されているが、開放されていてもよい。また、共振器８１０Ａ、８１０Ｂはそれぞれ１つの共振器で構成されているが、複数の共振器が直列接続されて構成されてもよい。
共振器８１０Ａは、並列接続されたコンデンサ８１２Ａとインダクタ８１２Ｂとからなる並列体８１２と、直列接続されたコンデンサ８１１Ａとインダクタ８１１Ｂとからなる直列体８１１とを備える。直列体８１１は、一端が段間結合素子８１７の一端８１５に接続される。並列体８１２は、一端が直列体８１１の他端に接続され、他端が接地される。共振器８１０Ｂは共振器８１０Ａと同じ構造であるため、ここでは説明を省略する。
なお、本実施の形態８では、共振器８１０Ａが有する直列体８１１は、インダクタ８１１Ｂが並列体８１２と接続され、コンデンサ８１１Ａが接続点８１５と接続される構成となっている。しかし、コンデンサ８１１Ａが並列体８１２と接続され、インダクタ８１１Ｂが接続点８１５と接続される構成となってもよい。共振器８１０Ｂについても同様の構成となってもよい。
第１インダクタ８１８は、接続点８１５と入力端８１３との間に接続される。第２インダクタ８１９は、接続点８１６と出力端８１４との間に接続される。第１インダクタ８１８と第２インダクタ８１９とは、第１インダクタ８１８と第２インダクタ８１９とが磁界結合できるように、配置関係を調整される。すなわち、第１インダクタ８１８と第２インダクタ８１９との間の間隔が近づけられている。第１インダクタ８１８と第２インダクタ８１９とがある一定の距離以下に近づくと、第１インダクタ８１８と第２インダクタ８１９とは磁界結合する。一方、第１インダクタ８１８と第２インダクタ８１９とがある一定の距離より離れていると第１インダクタ８１８と第２インダクタ８１９とは磁界結合しない。
ここで、第１インダクタ８１８と第２インダクタ８１９とが磁界結合する場合の左手系フィルタ８１００の特性について説明する。
図２２は本発明の実施の形態８に係る左手系フィルタにおける第１インダクタ８１８と第２インダクタ８１９とが磁界結合しない場合の周波数特性図である。図２３は本発明の実施の形態８に係る左手系フィルタにおける第１インダクタ８１８と第２インダクタ８１９とが磁界結合する場合の周波数特性図である。図２２、図２３において、第１インダクタ８１８と第２インダクタ８１９とが磁界結合する場合、左手系フィルタ８１００には、通過帯域内に減衰極が新たに生じる。したがって、第１インダクタ８１８と第２インダクタ８１９とが磁界結合することで、左手系フィルタ８１００に生じる減衰極を増やすことができる。さらに、第１インダクタ８１８と第２インダクタ８１９との間の間隔を調整することによって、左手系フィルタ８１００が本来有する減衰極も含めたすべての減衰極を任意の周波数に配置することができる。したがって、本実施形態８の左手系フィルタによれば、減衰特性の向上と減衰特性の調整を両立させることができる。
なお、本実施の形態８では、入力端８１３と出力端８１４との間に並列接続された左手系共振器は、共振器８１０Ａと共振器８１０Ｂの２つであるが、並列接続された左手系共振器は、３つ以上であってもよい。この場合、各左手系共振器の間には、段間結合素子がそれぞれ１つずつ接続される。そして、第１インダクタ８１８は、入力端８１３と、入力端８１３に最も近い側の左手系共振器と、入力端８１３に最も近い側の段間結合素子との間に接続される。また、第２インダクタ８１９は、出力端８１４と、出力端８１４に最も近い側の左手系共振器と、出力端８１４に最も近い側の段間結合素子との間に接続される。
図２４は本発明の実施の形態８に係る別の左手系フィルタの等価回路図である。図２４において、左手系フィルタ８２００は、実施の形態８を示す図２１の構成に加え、第１インダクタ８１８と接続点８１５との間に接続された入力結合素子８２０と、第２インダクタ８１９と接続点８１６との間に接続された出力結合素子８２１と、をさらに備える。このような構成により、減衰特性の向上と減衰特性の調整を容易に両立させることができる。
図２５は本発明の実施の形態８に係る左手系フィルタの構造を示す分解斜視図である。図２５において、左手系フィルタ８３００は、互いに対向するよう配置された接地導体８２２、８２３間が誘電体８２４で満たされた構造となっている。接地導体８２３と同一平面上には、接地導体８２３と絶縁された入力端８２５および出力端８２６とが設けられている。また、入力端８２５と出力端８２６とは、互いに絶縁されている。入力端８２５には、ビア導体８２７を介して導体パターン８２８が接続される。導体パターン８２８は、導体パターン８２９と導体パターン８３０とそれぞれ接続され、互いに同一平面上に配置されている。導体パターン８２８は、誘電体８２４を介して導体パターン８３１と対向している。導体パターン８２９は、誘電体８２４を介して導体パターン３２と対向している。導体パターン３０は、ビア導体３３を介して接地導体８２３と接続されている。出力端８２６には、ビア導体８３４を介して導体パターン８３５が接続される。導体パターン８３５は、導体パターン８３６と導体パターン８３７とそれぞれ接続され、互いに同一平面上に配置されている。すなわち、導体パターン８２８、８２９、８３０、８３５、８３６、８３７はそれぞれ同一平面上に配置されている。導体パターン８３５は、誘電体８２４を介して導体パターン８３１と対向している。導体パターン８３６は、誘電体８２４を介して導体パターン８３８と対向している。導体パターン８３７は、ビア導体８３９を介して接地導体８２３と接続されている。また、導体パターン８３１、８３２、８３８はそれぞれ同一平面上に配置されている。接地導体８２２、８２３は、側面電極８４０、８４１に接続される。したがって、接地導体８２２の電位と、接地導体８２３の電位とは同電位に保たれる。
次に、図２５に示された左手系フィルタ８３００の構造と、図２１に示された共振器８１０Ａの構成との対応関係について説明する。
図２１コンデンサ８１１Ａは、導体パターン８２９と、この導体パターン８２９に対向して配置された導体パターン８３２とによって構成される。また、インダクタ８１１Ｂは、これらの導体パターン８２９、８３２が有する寄生インダクタによって構成される。インダクタ８１２Ｂは、接地導体８２３に接続されるビア導体８３３が有する寄生インダクタによって構成される。また、コンデンサ８１２Ａは、主に導体パターン８２９、８３０、８３２と、これらの導体パターン８２９、８３０、８３２に対向して配置された接地導体８２２、８２３とによって構成される。共振器８１０Ｂは線分Ａ−Ａ’において共振器８１０Ａと線対称に配置され、その構成は共振器８１０Ａと同様であるので、ここでは省略する。
次に、図２５に示された左手系フィルタ８３００の構造と、図２１に示された段間結合素子８１７の構成との対応関係について説明する。
段間結合素子８１７は、導体パターン８２８と導体パターン８３１とが誘電体８２４を介して対向した構造、および、導体パターン８３５と導体パターン８３１とが誘電体８２４を介して対向した構造によって構成される。
次に、図２５に示された左手系フィルタ８３００の構造と、図２１に示された第１インダクタ８１８の構成および第２インダクタ８１９の構成との対応関係について説明する。
第１インダクタ８１８は、ビア導体８２７が有する寄生インダクタで構成される。また、第２インダクタ８１９は、ビア導体８３４が有する寄生インダクタで構成される。このビア導体８２７とビア導体８３４との間の間隔を調整して積層することによって、左手系フィルタ８３００が本来有する減衰極も含めたすべての減衰極を任意の周波数に配置することができる。
このような構成で左手系フィルタ８３００が積層構造を実現した場合、すでに設計された左手系フィルタの構成素子を調節する必要がなくなる。そして、インダクタを新たに設けるだけで通過帯域を確保しながら、左手系フィルタ８３００に生じる減衰極を増やすことができる。さらに、ビア導体間の距離を調整するだけで、左手系フィルタ８３００が本来有する減衰極も含めたすべての減衰極を任意の周波数に配置することができる。したがって、新たに設計をやり直す必要が無くなる。さらに、ビア導体によるインダクタを、すでに設計によって定められたスペース内に収めることができるので、新たにスペースを確保する必要が無くなる。以上より、製造コストを抑え、左手系フィルタの小型化を維持したまま通過帯域を確保しながら、生じる減衰極を増やし、左手系フィルタが本来有する減衰極も含めたすべての減衰極を制御することができる。
また、左手系フィルタ８３００の構造には、図２４に示される入力結合素子８２０や出力結合素子８２１に相当する構成がない。入力結合素子８２０や出力結合素子８２１は、一般的に大きなスペースを必要とする素子であり、小型化を妨げる構成である。したがって、図６に示されるように、入力結合素子８２０や出力結合素子８２１に相当する構成を除いた左手系フィルタ８３００によって、製造コストを抑え、左手系フィルタの小型化を維持したまま通過帯域を確保しながら、生じる減衰極を増やし、左手系フィルタ８１００が本来有する減衰極も含めたすべての減衰極を制御することができるだけでなく、さらなる小型化を実現することもできる。
本発明の実施の形態８に係る左手系フィルタは、製造コストを抑え、左手系フィルタの小型化を維持し、通過帯域を確保しながら、生じる減衰極を増やし、左手系フィルタが本来有する減衰極も含めたすべての減衰極を制御することができ、携帯電話等の各種電子機器において有用である。
（実施の形態９）
図２６は本発明の実施の形態９に係る左手系フィルタを示す等価回路である。図２６において、本実施の形態９における左手系フィルタは、入力端９１５と出力端９１６とを有するフィルタであって、入力端９１５と出力端９１６との間には段間結合素子９１９が介在し、入力端９１５と段間結合素子９１９との間にはコンデンサ９１１Ａとインダクタ９１１Ｂとからなる第１直列体９１１の一端が接続点９１７にて電気的に接続されている。また、出力端９１６と段間結合素子９１９の間にはコンデンサ９１１０Ａとインダクタ９１１０Ｂとからなる第２直列体９１１０の一端が接続点９１８にて電気的に接続されている。第１直列体９１１の他端にはコンデンサ９１２Ａとインダクタ９１２Ｂとからなる第１並列体９１２の一端が電気的に接続されている。第２直列体９１１０の他端にはコンデンサ９１２０Ａとインダクタ９１２０Ｂとからなる第２並列体９１２０の一端が電気的に接続されている。第１並列体９１２の他端はグランドに電気的に接続されている。第２並列体９１２０の他端はグランドに電気的に接続されている。そして、第１直列体９１１と第１並列体９１２とにより第１セル９１０Ａを構成し、第２直列体９１１０と第２並列体９１２０とにより第２セル９１００Ａを構成している。さらに、第１直列体９１１の他端はコンデンサ９１３Ａとインダクタ９１３Ｂとからなる第３直列体９１３の一端と接続されている。第２直列体９１１０の他端はコンデンサ９１３０Ａとインダクタ９１３０Ｂとからなる第４直列体９１３０の一端と接続されている。第３直列体９１３の他端にはコンデンサ９１４Ａとインダクタ９１４Ｂとからなる第３並列体９１４の一端が電気的に接続されている。第４直列体９１３０の他端にはコンデンサ９１４０Ａとインダクタ９１４０Ｂとからなる第４並列体９１４０の一端が電気的に接続されている。第３並列体９１４の他端はグランドに電気的に接続されている。第４並列体９１４０の他端はグランドに電気的に接続されている。そして、第３直列体９１３と第３並列体９１４とにより第３セル９１０Ｂを構成し、第４直列体９１３０と第４並列体９１４０とにより第４セル９１００Ｂを構成している。
また、段間結合素子９１９と入力端９１５との間には入力結合素子９２０を、段間結合素子９１９と出力端９１６との間には出力結合素子９２１を介在させる構成としている。そして、単位セル９１０Ａ及び９１０Ｂからなる第１のＣＲＬＨ共振器９２２と単位セル９１００Ａ及び９１００Ｂからなる第２のＣＲＬＨ共振器９２３がお互いに電磁界結合する構成としている。
このような構成により、段間結合素子９１９と、第１のＣＲＬＨ共振器９２２と第２のＣＲＬＨ共振器９２３との電磁界結合により、入力側、あるいは出力側から見たフィルタのインピーダンスが０となり信号がグランドに流れる周波数が存在することとなり、通過帯域内に１つ極を増やすことができ、その結果として、減衰特性を向上させることができる。
さらに、入力結合素子９２０と段間結合素子９１９、出力結合素子９２１の容量値を調整することで容易に２個のＣＲＬＨ共振器９２２、９２３の−１次の共振の結合を制御することができる。よって、−１次の共振で通過域を形成した左手系フィルタを構成することができる。また、ＣＲＬＨ共振器９２２、９２３の電磁界結合と段間結合素子９１５とにより生じる減衰極を配置・制御することができるので、一般的な左手系フィルタよりもフィルタ特性の優れた左手系フィルタを提供することができる。
本発明の実施の形態９に係る左手系フィルタの第１並列体９１２、第２並列体９１２０、第３並列体９１４、第４並列体９１４０は、グランドと直接接続されたインダクタ９１２Ｂ、９１２０Ｂ、９１４Ｂ、９１４０Ｂを有している。よって、それらインダクタ９１２Ｂ、９１２０Ｂ、９１４Ｂ、９１４０Ｂには右手系フィルタと比較して大きな高周波電流が流れる。その結果、右手系フィルタと比較して、ＣＲＬＨ共振器９２２、９２３間の電磁界結合の強さを大きくでき、通過帯域内に減衰極を増やすと共に、その周波数を制御することが容易となる。なお、入力結合素子９２０、段間結合素子９１９、出力結合素子９２１はキャパシタではなく、インダクタを用いて構成しても構わない。
図２７は本発明の実施の形態９に係る左手系フィルタの構造を示す分解斜視図である。図２７において、左手系フィルタは互いに対向するよう配置された接地導体９２４、９２５間が誘電体９２６で満たされた構造を有し、導体パターン９２７は図２６に示したインダクタ９１１Ｂに対応する。さらに導体パターン９２７及び導体パターン９２８はビア導体９２９を介して接続された導体パターン９３０、９３１に挟まれるように構成される。これによりキャパシタ９１２Ａが構成される。導体パターン９２８はビア導体９３２を介して接地導体９２５に接続される。これによりインダクタ９１２Ｂが構成される。さらに導体パターン９２８と接地導体９２４、９２５によりキャパシタ９１２Ａが構成される。以上が単位セル９１０Ａに対応する。
導体パターン９２８は図２６に示したインダクタ９１３Ｂにも対応する。さらに導体パターン９２８及び導体パターン９３３はビア導体９３４を介して接続された導体パターン９３５、９３６に挟まれるように構成される。これによりキャパシタ９１３Ａが構成される。導体パターン９３３はビア導体９３７を介して接地導体９２５に接続される。これによりインダクタ９１４Ｂが構成される。さらに導体パターン９３３と接地導体９２４、９２５により図２６に示したキャパシタ９１４Ａが構成される。以上が単位セル９１０Ｂに対応する。この単位セル９１０Ａと９１０Ｂは第１のＣＲＬＨ共振器９２２をなす。
図２６に示した第１のＣＲＬＨ共振器９２２と第２のＣＲＬＨ共振器９２３とは、図２７において線分Ａ−Ａ’において鏡面対称に構成され、導体パターン９３８がインダクタ９１１０Ｂに対応する。さらに導体パターン９３８及び導体パターン９３９はビア導体９４０を介して接続された導体パターン９４１、９４２に挟まれるように構成される。これによりキャパシタ９１１０Ａが構成される。導体パターン９３９はビア導体９４３を介して接地導体９２５に接続される。これによりインダクタ９１２０Ｂが構成される。さらに導体パターン９３９と接地導体９２４、９２５によりキャパシタ９１２０Ａが構成される。以上が単位セル９１００Ａに対応する。
導体パターン９３９は図２６に示したインダクタ９１３０Ｂにも対応する。さらに導体パターン９３９及び導体パターン９４７はビア導体９４４を介して接続された導体パターン９４５、９４６に挟まれるように構成される。これによりキャパシタ９１３０Ａが構成される。導体パターン９４７はビア導体９４８を介して接地導体９２５に接続される。これによりインダクタ９１４０Ｂが構成される。さらに導体パターン９４７と接地導体９２４、９２５によりキャパシタ９１４０Ａが構成される。以上が単位セル９１００Ｂに対応する。この単位セル９１００Ａと９１００Ｂは第２のＣＲＬＨ共振器９２３をなす。
図２６に示した入力結合素子９２０は、入力端子９４９よりビア導体９５０を介して接続される導体パターン９５１と、インダクタ９１１Ｂに対応する導体パターン９２７とにより構成される。段間結合素子９１９は、単位セル９１０Ａの一部を構成する導体パターン９２７と単位セル９１００Ａの一部を構成する導体パターン９３８と導体パターン９５２とにより構成される。出力結合素子９２１は、出力端子９５３よりビア導体９５４を介して接続される導体パターン９５５と、インダクタ９１１０Ｂに対応する導体パターン９３８とにより構成することで表現される。
本実施の形態９のように誘電体９２６内に内蔵することで第１のＣＲＬＨ共振器９２２、第２のＣＲＬＨ共振器９２３同士を電磁界結合させることができる。その場合、その電磁界結合と段間結合素子９１９の共振により図９に示すように新たに減衰極を設けることができ、減衰特性を向上させることができる。この際、接地導体９２４、９２５は側面電極９５６、９５７で接続されていることが好ましい。
なお、今回入力結合素子９２０、出力結合素子９２１は図２６に示すようにキャパシタで表現したが、それぞれの容量が１０ｐＦ以上となる場合は、入力結合素子９２０、出力結合素子９２１は取り除いて直接接続しても構わない。
（実施の形態１０）
図２８は本発明の実施の形態１０に係る左手系フィルタを示す等価回路図である。図２８において、本実施の形態１０に示す左手系フィルタは、第３並列体１０１４の一端が第１の寄生成分としてのインダクタ１０５８を介してグランドに接続されており、第４並列体１０１４０の一端が第２の寄生成分としてのインダクタ１０５９を介してグランドに接続されている点において実施の形態９と異なっている。なお、実施の形態９と同様の構成に関しては、同一の符号を付し、その説明を省略する。
図２９は本発明の実施の形態１０に係る左手系フィルタの構造を示す分解斜視図である。図２９において、ビア導体１０６０が導体パターン１０３３と接地導体１０２５との間に設けられると共に、ビア導体１０６１が導体パターン１０４７と接地導体１０２５との間に設けられる構成となっている。このような構成により、不要な通過帯域を形成する０次共振を高周波側にシフトさせることができる。
本発明の左手系フィルタは、減衰特性を向上させることができるという効果を有し、携帯電話等の各種電子機器において有用である。
（実施の形態１１）
図３０は本実施の形態１１に係る左手系フィルタを示す等価回路図である。図３０において、本実施の形態３０における左手系フィルタは、入力端１１１５と出力端１１１６とを有するフィルタであって、入力端１１１５と出力端１１１６との間には段間結合素子１１１９が介在し、入力端１１１５と段間結合素子１１１９との間にはコンデンサ１１１２Ａとインダクタ１１１２Ｂとからなる第１並列体１１１２の一端が接続点１１１７にて電気的に接続されている。また、出力端１１１６と段間結合素子１１１９の間にはコンデンサ１１１２０Ａとインダクタ１１１２０Ｂとからなる第２並列体１１１２０の一端が接続点１１１８にて電気的に接続されている。第１並列体１１１２の一端にはコンデンサ１１１１Ａとインダクタ１１１１Ｂとからなる第１直列体１１１１の一端が電気的に接続されている。第２並列体１１１２０の一端にはコンデンサ１１１１０Ａとインダクタ１１１１０Ｂとからなる第２直列体１１１１０の一端が電気的に接続されている。第１並列体１１１２の他端はグランドに電気的に接続されている。第２並列体１１１２０の他端はグランドに電気的に接続されている。そして、第１直列体１１１１と第１並列体１１１２とにより第１セル１１１０Ａを構成し、第２直列体１１１１０と第２並列体１１１２０とにより第２セル１１１００Ａを構成している。さらに、第１直列体１１１１の他端はコンデンサ１１１４Ａとインダクタ１１１４Ｂとからなる第３並列体１１１４の一端と接続されている。第２直列体１１１１０の他端はコンデンサ１１１４０Ａとインダクタ１１１４０Ｂとからなる第４並列体１１１４０の一端と接続されている。第３並列体１１１４の一端にはコンデンサ１１１３Ａとインダクタ１１１３Ｂとからなる第３直列体１１１３の一端が電気的に接続されている。第４並列体１１１４０の一端にはコンデンサ１１１３０Ａとインダクタ１１１３０Ｂとからなる第４直列体１１１３０の一端が電気的に接続されている。第３並列体１１１４の他端はグランドに電気的に接続されている。第４並列体１１１４０の他端はグランドに電気的に接続されている。そして、第３直列体１１１３と第３並列体１１１４とにより第３セル１１１０Ｂを構成し、第４直列体１１１３０と第４並列体１１１４０とにより第４セル１１１００Ｂを構成している。
また、段間結合素子１１１９と入力端１１１５との間には入力結合素子１１２０を、段間結合素子１１１９と出力端１１１６との間には出力結合素子１１２１を介在させる構成としている。そして、単位セル１１１０Ａ及び１１１０Ｂからなる第１のＣＲＬＨ共振器１１２２と単位セル１１１００Ａ及び１１１００Ｂからなる第２のＣＲＬＨ共振器１１２３がお互いに電磁界結合する構成としている。
このような構成により、段間結合素子１１１９と、電磁界結合した第１のＣＲＬＨ共振器１１２２、第２のＣＲＬＨ共振器１１２３とが等価的に並列共振回路を構成するため、入力側、あるいは出力側から見たフィルタのインピーダンスが０となり信号がグランドに流れる周波数が存在する。よって、通過帯域内に１つ極を増やすことができ、その結果として、減衰特性を向上させることができる。
さらに、入力結合素子１１２０と段間結合素子１１１９、出力結合素子１１２１の容量値を調整することで容易に２個のＣＲＬＨ共振器１１２２、１１２３の−１次の共振の結合を制御することができる。よって、−１次の共振で通過域を形成した左手系フィルタを構成することができる。また、ＣＲＬＨ共振器１１２２、１１２３の電磁界結合と段間結合素子１１１９とにより生じる減衰極を配置・制御することができるので、一般的な左手系フィルタよりもフィルタ特性の優れた左手系フィルタを提供することができる。
本発明の実施の形態１１に係る左手系フィルタの第１並列体１１１２、第２並列体１１１２０、第３並列体１１１４、第４並列体１１１４０は、グランドと直接接続されたインダクタ１１１２Ｂ、１１１２Ｂを有しているため、それらインダクタ１１１２Ｂ、１１１２０Ｂ、１１１４Ｂ、１１１４０Ｂには右手系フィルタと比較して大きな高周波電流が流れる。その結果、右手系フィルタと比較して、ＣＲＬＨ共振器１１２２、１１２３間の電磁界結合の強さを大きくでき、通過帯域内に減衰極を増やすと共に、その周波数を制御することが容易となる。なお、入力結合素子１１２０、段間結合素子１１１９、出力結合素子１１２１はキャパシタではなく、インダクタで構成しても構わない。
図３１は本発明の実施の形態１１に係る左手系フィルタの構造を示す分解斜視図である。図３１において、左手系フィルタは互いに対向するよう配置された接地導体１１２４、１１２５間が誘電体１１２６で満たされた構造を備え、導体パターン１１２７はビア導体１１３２を介して接地導体１１２５に接続される。これは図３０に示したインダクタ１１１２Ｂに対応する。さらに導体パターン１１２７は接地導体１１２４、１１２５によりキャパシタ１１１２Ａが構成される。導体パターン１１２７及び導体パターン１１２８はビア導体１１２９を介して接続された導体パターン１１３０、１１３１に挟まれるように構成される。これによりキャパシタ１１１１Ａが構成される。また、導体パターン１１２８は図３０に示したインダクタ１１１１Ｂにも対応する。以上が単位セル１１１０Ａに対応する。
導体パターン１１２８はビア導体１１３７を介して接地導体１１２５に接続される。これにより図３０に示したインダクタ１１１４Ｂが構成される。導体パターン１１２８はさらに導体パターン１１３３と接地導体１１２４、１１２５によりキャパシタ１１１４Ａが構成される。導体パターン１１２８及び導体パターン１１３３はビア導体１１３４を介して接続された導体パターン１１３５、１１３６に挟まれるように構成される。これによりキャパシタ１１１３Ａが構成される。導体パターン１１３３はインダクタ１１１３Ｂにも対応する。以上が単位セル１１１０Ｂに対応する。この単位セル１１１０Ａと１１１０Ｂは第１のＣＲＬＨ共振器１１２２をなす。
図３０に示した第１のＣＲＬＨ共振器１１２２と第１のＣＲＬＨ共振器１１２３とは、図３１において線分Ａ−Ａ’において鏡面対称に構成され、導体パターン１１３８はビア導体１１４３を介して接地導体１１２５に接続される。これはインダクタ１１１２０Ｂに対応する。さらに導体パターン１１３８は接地導体１１２４、１１２５によりキャパシタ１１１２０Ａが構成される。導体パターン１１３８及び導体パターン１１３９はビア導体１１４０を介して接続された導体パターン１１４１、１１４２に挟まれるように構成される。これによりキャパシタ１１１１０Ａが構成される。また、導体パターン１１３９はインダクタ１１１１０Ｂにも対応する。以上が単位セル１１１００Ａに対応する。
導体パターン１１３９はビア導体１１４８を介して接地導体１１２５に接続される。これにより図３０に示したインダクタ１１１４０Ｂが構成される。さらに導体パターン１１３９と接地導体１１２４、１１２５によりキャパシタ１１１４０Ａが構成される。導体パターン１１３９及び導体パターン１１４７はビア導体１１４４を介して接続された導体パターン１１４５、１１４６に挟まれるように構成される。これによりキャパシタ１１１３０Ａが構成される。導体パターン１１４７はインダクタ１１１３０Ｂにも対応する。以上が単位セル１１１００Ｂに対応する。この単位セル１１１００Ａと１１１００Ｂは第２のＣＲＬＨ共振器１１２３をなす。
図３０に示した入力結合素子１１２０は、入力端子１１４９よりビア導体１１５０を介して接続される導体パターン１１５１と、インダクタ１１１２Ｂに対応する導体パターン１１２７とにより構成される。段間結合素子１１１９は、単位セル１１１０Ａの一部を構成する導体パターン１１２７と単位セル１１１００Ａの一部を構成する導体パターン１１３８と導体パターン１１５２とにより構成される。図３０に示した出力結合素子１１２１は、出力端子１１５３よりビア導体１１５４を介して接続される導体パターン１１５５と、インダクタ１１１２０Ｂに対応する導体パターン１１３８とにより構成することで表現される。
図３２は本実施の形態１１に係る左手系フィルタの周波数特性図である。図３２において、誘電体１１２６内に内蔵することで第１のＣＲＬＨ共振器１１２２、第２のＣＲＬＨ共振器１１２３同士を電磁界結合させると、その電磁界結合と段間結合素子１１１９の共振により新たに減衰極を設けることができ、減衰特性を向上させることができる。この際、接地導体１１２４、１１２５は側面電極１１５６、１１５７で接続されていることが好ましい。
なお、今回入力結合素子１１２０、出力結合素子１１２１は図３０に示すようにキャパシタで表現したが、それぞれの容量が１０ｐＦ以上となる場合は、入力結合素子２０、出力結合素子２１は取り除いて直接接続しても構わない。
（実施の形態１２）
図３３は本発明の実施の形態１２に係る左手系フィルタを示す等価回路図である。図３３において、本実施の形態１２に示す左手系フィルタは、第３直列体１２１３の他端が第１の寄生成分としてのインダクタ１２５８を介してグランドに接続されており、第４直列体１２１３０の他端が第２の寄生成分としてのインダクタ１２５９を介してグランドに接続されている点において、実施の形態１１と異なっている。なお、実施の形態１１と同様の構成に関しては、同一の符号を付し、その説明を省略する。
図３４は本発明の実施の形態１２に係る左手系フィルタの構造を示す分解斜視図である。図３４において、ビア導体１２６０が導体パターン１２３３と接地導体１２２５との間に設けられると共に、ビア導体１２６１が導体パターン１２４７と接地導体１２２５との間に設けられる構成となっている。
このような構成により、実施の形態１１の特性を兼ね備えるとともに不要な通過帯域を形成する０次共振を高周波側にシフトさせることができる。
（実施の形態１３）
図３５は本発明の実施の形態１３に係る左手系フィルタを示す等価回路図である。図３５において、本実施の形態１３における左手系フィルタは、入力端１３１５と第１出力端１３１６Ａと第２出力端１３１６Ｂとを有するフィルタであって、入力端１３１５と第１出力端１３１６Ａとの間には段間結合素子１３１９Ａが介在し、入力端１３１５と段間結合素子１３１９Ａとの間にはコンデンサ１３１１Ａとインダクタ１３１１Ｂとからなる第１直列体１３１１の一端が接続点１３１７にて電気的に接続されている。また、第１出力端１３１６Ａと段間結合素子１３１９Ａの間にはキャパシタ１３１１０Ａとインダクタ１３１１０Ｂとからなる第２直列体１３１１０の一端が接続点１３１８にて電気的に接続されている。第１直列体１３１１の一端にはコンデンサ１３１２Ａとインダクタ１３１２Ｂとからなる第１並列体１３１２の一端が電気的に接続されている。第２直列体１３１１０の一端にはコンデンサ１３１２０Ａとインダクタ１３１２０Ｂとからなる第２並列体１３１２０の一端が電気的に接続されている。第１並列体１３１２の他端はグランドに電気的に接続されている。第２並列体１３１２０の他端はグランドに電気的に接続されている。そして、第１直列体１３１１と第１並列体１３１２とにより第１セル１３１０Ａを構成し、第２直列体１３１１０と第２並列体１３１２０とにより第２セル１３１００Ａを構成している。
さらに、第１直列体１３１１の他端はコンデンサ１３１３Ａとインダクタ１３１３Ｂとからなる第３直列体１３１３の一端と接続されている。また、第２直列体１３１１０の他端はコンデンサ１３１３０Ａとインダクタ１３１３０Ｂとからなる第４直列体１３１３０の一端と接続されている。第３直列体１３１３の一端にはコンデンサ１３１４Ａとインダクタ１３１４Ｂとからなる第３並列体１３１４の一端が電気的に接続されている。第４直列体１３１３０の一端にはコンデンサ１３１４０Ａとインダクタ１３１４０Ｂとからなる第４並列体１３１４０の一端が電気的に接続されている。第３並列体１３１４の他端はグランドに電気的に接続されている。第４並列体１３１４０の他端はグランドに電気的に接続されている。そして、第３直列体１３１３と第３並列体１３１４とにより第３セル１３１０Ｂを構成し、第４直列体１３１３０と第４並列体１３１４０とにより第４セル１３１００Ｂを構成している。
また、段間結合素子１３１９Ａと入力端１３１５との間には入力結合素子１３２０を介在させている。さらに、段間結合素子１３１９Ａと第１出力端１３１６Ａとの間には出力結合素子１３２１Ａを介在させている。第３セル１３１０Ｂの他端と第４セル１３１００Ｂの他端との間には段間結合素子１３１９Ｂを介在させている。そして、第４セル１３１００Ｂの他端と第２出力端１３１６Ｂとの間には出力結合素子１３２１Ｂを介在させる構成としている。
このような構成により、ＣＲＬＨ共振器を構成するセル数が２セルとなるので、０次と−１次の左手系の共振が発生する。その結果として、差動で信号を取り出すと同電位で振動する０次の共振は打ち消しあい、共振器の両端で電位の振幅が逆相となるように振動する−１次の共振のみ取り出すことができる。
加えて、単位セル１３１０Ａ及び１３１０Ｂからなる第１のＣＲＬＨ共振器１３２２と単位セル１３１００Ａ及び１３１００Ｂからなる第２のＣＲＬＨ共振器１３２３がお互いに電磁界結合する構成としている。段間結合素子１３１９Ａ、１３１９Ｂと、電磁界結合した第１のＣＲＬＨ共振器１３２２、第２のＣＲＬＨ共振器１３２３と、が等価的に並列共振回路を構成するため、入力側、あるいは出力側から見たフィルタのインピーダンスが０となる。よって、信号がグランドに流れる周波数が存在することとなり、通過帯域内に１つ極を増やすことができる。その結果として、減衰特性を向上させることができる。
さらに、入力結合素子１３２０と段間結合素子１３１９Ａ、１３１９Ｂ、出力結合素子１３２１Ａ、１３２１Ｂの容量値を調整することにより、容易に２個のＣＲＬＨ共振器１３２２、１３２３の−１次の共振の結合を制御することができる。よって、−１次の共振で通過域を形成した左手系フィルタを構成できる。また、ＣＲＬＨ共振器１３２２、１３２３の電磁界結合と段間結合素子１３１５とにより生じる減衰極を配置・制御することができる。従って、一般的な左手系フィルタよりもフィルタ特性の優れた左手系フィルタを提供することできる。
本発明の実施の形態１３に係る左手系フィルタの第１並列体１３１２、第２並列体１３１２０、第３並列体１３１４、第４並列体１３１４０は、グランドと直接接続されたインダクタ１３１２Ｂ、１３１２Ｂを有している。よって、それらインダクタ１３１２Ｂ、１３１２０Ｂ、１３１４Ｂ、１３１４０Ｂには右手系フィルタと比較して大きな高周波電流が流れる。その結果、右手系フィルタと比較して、ＣＲＬＨ共振器１３２２、１３２３間の電磁界結合の強さを大きくでき、通過帯域内に減衰極を増やすと共に、その周波数を制御することが容易となる。なお、入力結合素子１３２０、段間結合素子１３１９Ａ、１３１９Ｂ、出力結合素子１３２１Ａ、１３２１Ｂはキャパシタではなく、インダクタで構成しても構わない。
図３６は本発明の実施の形態１３に係る左手系フィルタの構造を示す分解斜視図である。図３６において、左手系フィルタは互いに対向するよう配置された接地導体１３２４、１３２５間が誘電体１３２６で満たされた構造を有し、導体パターン１３２７は図３５に示したインダクタ１３１１Ｂに対応する。また、導体パターン１３２７及び導体パターン１３２８はビア導体１３２９を介して接続された導体パターン１３３０、１３３１に挟まれるように構成される。これによりキャパシタ１３１１Ａが構成される。導体パターン１３２８はビア導体１３３２を介して接地導体１３２５に接続される。これはインダクタ１３１２Ｂに対応する。さらに導体パターン１３２８は接地導体１３２４、１３２５により図３５に示したキャパシタ１３１２Ａが構成される。以上が単位セル１３１０Ａに対応する。
導体パターン１３２８は図３５に示したインダクタ１３１３Ｂにも対応する。導体パターン１３２８及び導体パターン１３３３はビア導体１３３４を介して接続された導体パターン１３３５、１３３６に挟まれるように構成される。これによりキャパシタ１３１３Ａが構成される。導体パターン１３３３はビア導体１３３７を介して接地導体１３２５に接続される。これによりインダクタ１３１４Ｂが構成される。さらに導体パターン１３３３と接地導体１３２４、１３２５によりキャパシタ１３１４Ａが構成される。以上が単位セル１３１０Ｂに対応する。この単位セル１３１０Ａと１３１０Ｂは第１のＣＲＬＨ共振器１３２２をなす。
図３５に示した第１のＣＲＬＨ共振器１３２２と第１のＣＲＬＨ共振器１３２３とは、図３６において線分Ａ−Ａ’において鏡面対称に構成され、導体パターン１３３８はインダクタ１３１１０Ｂに対応する。また、導体パターン１３３８及び導体パターン１３３９はビア導体１３４０を介して接続された導体パターン１３４１、１３４２に挟まれるように構成される。これによりキャパシタ１３１１０Ａが構成される。導体パターン１３３９はビア導体１３４８を介して接地導体１３２５に接続される。これはインダクタ１３１２０Ｂに対応する。さらに導体パターン１３３９は接地導体１３２４、１３２５によりキャパシタ１３１２０Ａが構成される。以上が単位セル１３１００Ａに対応する。
導体パターン１３３９は図３５に示したインダクタ１３１３０Ｂにも対応する。導体パターン１３３９及び導体パターン１３４７はビア導体１３４４を介して接続された導体パターン１３４５、１３４６に挟まれるように構成される。これによりキャパシタ１３１３０Ａが構成される。導体パターン１３４７はビア導体１３４８を介して接地導体１３２５に接続される。これによりインダクタ１３１４０Ｂが構成される。さらに導体パターン１３４７と接地導体１３２４、１３２５によりキャパシタ１３１４０Ａが構成される。以上が単位セル１３１００Ｂに対応する。この単位セル１３１００Ａと１３１００Ｂは第２のＣＲＬＨ共振器１３２３をなす。
図３５に示した入力結合素子１３２０は、入力端子１３５４よりビア導体１３５５を介して接続される導体パターン１３５６と、インダクタ１３１２０Ｂに対応する導体パターン１３３８とにより構成される。段間結合素子１３１９Ａは、単位セル１３１０Ａの一部を構成する導体パターン１３２７と単位セル１３１００Ａの一部を構成する導体パターン１３３８と導体パターン１３５２とにより構成される。段間結合素子１３１９Ｂは、インダクタ１３１４Ｂに対応する導体パターン１３３３とインダクタ１３１４０Ｂに対応する導体パターン１３４７と導体パターン１３５３とにより構成される。出力結合素子１３２１Ａは、第１出力端子１３４９よりビア導体１３５０を介して接続される導体パターン１３５１と、インダクタ１３１２Ｂに対応する導体パターン１３２７とにより構成される。出力結合素子１３２１Ｂは、第２出力端子１３５７よりビア導体１３５８を介して接続される導体パターン１３５９と、インダクタ１３１４０Ｂに対応する導体パターン１３４７とにより構成することで表現される。
図３７は本発明の実施の形態１３に係る左手系フィルタの周波数特性図である。図３７において、誘電体１３２６内に内蔵することで第１のＣＲＬＨ共振器１３２２、第２のＣＲＬＨ共振器１３２３同士を電磁界結合させると、その電磁界結合と段間結合素子１３１９の共振により新たに減衰極を設けることができ、減衰特性を向上させることができる。この際、接地導体１３２４、１３２５は側面電極１３６０、１３６１で接続されていることが好ましい。
なお、今回入力結合素子１３２０、出力結合素子１３２１Ａ、１３２１Ｂは図３５に示すようにキャパシタで表現したが、それぞれの容量が１０ｐＦ以上となる場合は、入力結合素子１３２０、出力結合素子１３２１Ａ、１３２１Ｂは取り除いて直接接続しても構わない。
本発明の左手系フィルタは、減衰特性を向上させることができるという効果を有し、携帯電話等の各種電子機器において有用である。
（実施の形態１４）
図３８は本発明の実施の形態１４に係る左手系フィルタを示す等価回路図である。図３８において、本実施の形態１４における左手系フィルタは、入力端１４１５と第１出力端１４１６Ａと第２出力端１４１６Ｂとを有するフィルタであって、入力端１４１５と第１出力端１４１６Ａとの間には段間結合素子１４１９Ａが介在し、入力端１４１５と段間結合素子１４１９Ａとの間にはコンデンサ１４１１Ａとインダクタ１４１１Ｂとからなる第１直列体１４１１の一端が接続点１４１７にて電気的に接続されている。また、第１出力端１４１６Ａと段間結合素子１４１９Ａの間にはコンデンサ１４１１０Ａとインダクタ１４１１０Ｂとからなる第２直列体１４１１０の一端が接続点１４１８にて電気的に接続されている。第１直列体１４１１の一端にはコンデンサ１４１２Ａとインダクタ１４１２Ｂとからなる第１並列体１４１２の一端が電気的に接続されている。第２直列体１４１１０の一端にはコンデンサ１４１２０Ａとインダクタ１４１２０Ｂとからなる第２並列体１４１２０の一端が電気的に接続されている。第１並列体１４１２の他端はグランドに電気的に接続されている。第２並列体１４１２０の他端はグランドに電気的に接続されている。そして、第１直列体１４１１と第１並列体１４１２とにより第１セル１４１０Ａを構成し、第２直列体１４１１０と第２並列体１４１２０とにより第２セル１４１００Ａを構成している。
さらに、第１直列体１４１１の他端はコンデンサ１４１３Ａとインダクタ１４１３Ｂとからなる第３直列体１４１３の一端と接続されている。第２直列体１４１１０の他端はコンデンサ１４１３０Ａとインダクタ１４１３０Ｂとからなる第４直列体１４１３０の一端と接続されている。第３直列体１４１３の一端にはコンデンサ１４１４Ａとインダクタ１４１４Ｂとからなる第３並列体１４１４の一端が電気的に接続されている。第４直列体１４１３０の一端にはコンデンサ１４１４０Ａとインダクタ１４１４０Ｂとからなる第４並列体１４１４０の一端が電気的に接続されている。第３並列体１４１４の他端はグランドに電気的に接続されている。第４並列体１４１４０の他端はグランドに電気的に接続されている。そして、第３直列体１４１３と第３並列体１４１４とにより第３セル１４１０Ｂを構成し、第４直列体１４１３０と第４並列体１４１４０とにより第４セル１４１００Ｂを構成している。
また、段間結合素子１４１９Ａと入力端１４１５との間には入力結合素子１４２０を介在させている。段間結合素子１４１９Ａと第１出力端１４１６Ａとの間には出力結合素子１４２１Ａを介在させている。第３セル１４１０Ｂの他端と第４セル１４１００Ｂの他端との間には段間結合素子１４１９Ｂを介在させている。そして、第４セル１４１００Ｂの他端と第２出力端１４１６Ｂとの間には出力結合素子１４２１Ｂを介在させる構成としている。
このような構成により、ＣＲＬＨ共振器を構成するセル数が２セルとなるので、０次と−１次の左手系の共振が発生する。その結果として、差動で信号を取り出すと同電位で振動する０次の共振は打ち消しあい、共振器の両端で電位の振幅が逆相となるように振動する−１次の共振のみ取り出すことができる。
加えて、単位セル１４１０Ａ及び１４１０Ｂからなる第１のＣＲＬＨ共振器１４２２と単位セル１４１００Ａ及び１４１００Ｂからなる第２のＣＲＬＨ共振器１４２３がお互いに電磁界結合する構成とすると、段間結合素子１４１９Ａ、１４１９Ｂと、電磁界結合した第１のＣＲＬＨ共振器１４２２、第２のＣＲＬＨ共振器１４２３とが等価的に並列共振回路を構成する。よって、入力側、あるいは出力側から見たフィルタのインピーダンスが０となり信号がグラウンドに流れる周波数が存在する。これにより通過帯域内に１つ極を増やすことができ、その結果として、減衰特性を向上させることができるのである。
さらに、入力結合素子１４２０と段間結合素子１４１９Ａ、１４１９Ｂ、出力結合素子１４２１Ａ、１４２１Ｂの容量値を調整することにより、容易に２個のＣＲＬＨ共振器１４２２、１４２３の−１次の共振の結合を制御することができる。よって、−１次の共振で通過域を形成した左手系フィルタを構成することができる。また、ＣＲＬＨ共振器１４２２、１４２３の電磁界結合と段間結合素子１４１９Ａ、１４１９Ｂとにより生じる減衰極を配置・制御することができるので、一般的な左手系フィルタよりもフィルタ特性の優れた左手系フィルタを提供することができる。
本発明の実施の形態１４に係る左手系フィルタの第１並列体１４１２、第２並列体１４１２０、第３並列体１４１４、第４並列体１４１４０は、グランドと直接接続されたインダクタ１４１２Ｂ、１４１２Ｂを有しているため、それらインダクタ１４１２Ｂ、１４１２０Ｂ、１４１４Ｂ、１４１４０Ｂには右手系フィルタと比較して大きな高周波電流が流れる。その結果、右手系フィルタと比較して、ＣＲＬＨ共振器１４２２、１４２３間の電磁界結合の強さを大きくでき、通過帯域内に減衰極を増やすと共に、その周波数を制御することが容易となる。なお、入力結合素子１４２０、段間結合素子１４１９Ａ、１４１９Ｂ、出力結合素子１４２１Ａ、１４２１Ｂはキャパシタではなく、インダクタで構成しても構わない。
図３９は本発明の実施の形態１４に係る左手系フィルタの構造を示す分解斜視図である。図３９において、左手系フィルタは互いに対向するよう配置された接地導体１４２４、１４２５間が誘電体１４２６で満たされた構造を有し、導体パターン１４２７はビア導体１４３２を介して接地導体１４２５に接続される。これは図３８に示したインダクタ１４１２Ｂに対応する。さらに導体パターン１４２７は接地導体１４２４、１４２５によりキャパシタ１４１２Ａが構成される。導体パターン１４２７及び導体パターン１４２８はビア導体１４２９を介して接続された導体パターン１４３０、１４３１に挟まれるように構成される。これによりキャパシタ１４１１Ａが構成される。また、導体パターン１４２８はインダクタ１４１１Ｂにも対応する。以上が単位セル１４１０Ａに対応する。
導体パターン１４２８はビア導体１４３７を介して接地導体１４２５に接続される。これにより図３８に示したインダクタ１４１４Ｂが構成される。導体パターン１４２８はさらに導体パターン１４３３と接地導体１４２４、１４２５によりキャパシタ１４１４Ａが構成される。導体パターン１４２８及び導体パターン１４３３はビア導体１４３４を介して接続された導体パターン１４３５、１４３６に挟まれるように構成される。これによりキャパシタ１４１３Ａが構成される。導体パターン１４３３はインダクタ１４１３Ｂにも対応する。以上が単位セル１４１０Ｂに対応する。この単位セル１４１０Ａと１４１０Ｂは第１のＣＲＬＨ共振器１４２２をなす。
図３８に示した第１のＣＲＬＨ共振器１４２２と第１のＣＲＬＨ共振器１４２３とは、図３９において線分Ａ−Ａ’において鏡面対称に構成され、導体パターン１４３８はビア導体１４４３を介して接地導体１４２５に接続される。これはインダクタ１４１２０Ｂに対応する。さらに導体パターン１４３８は接地導体１４２４、１４２５によりキャパシタ１４１２０Ａが構成される。導体パターン１４３８及び導体パターン１４３９はビア導体１４４０を介して接続された導体パターン１４４１、１４４２に挟まれるように構成される。これによりキャパシタ１４１１０Ａが構成される。また、導体パターン１４３９はインダクタ１４１１０Ｂにも対応する。以上が単位セル１４１００Ａに対応する。
導体パターン１４３９はビア導体１４４８を介して接地導体１４２５に接続される。これにより図３８に示したインダクタ１４１４０Ｂが構成される。さらに導体パターン１４３９と接地導体１４２４、１４２５によりキャパシタ１４１４０Ａが構成される。導体パターン１４３９及び導体パターン１４４７はビア導体１４４４を介して接続された導体パターン１４４５、１４４６に挟まれるように構成される。これによりキャパシタ１４１３０Ａが構成される。導体パターン１４４７はインダクタ１４１３０Ｂにも対応する。以上が単位セル１４１００Ｂに対応する。この単位セル１４１００Ａと１４１００Ｂは第２のＣＲＬＨ共振器１４２３をなす。
図３８に示した入力結合素子１４２０は、入力端子１４４９よりビア導体１４５０を介して接続される導体パターン１４５１と、インダクタ１４１２Ｂに対応する導体パターン１４２７とにより構成される。また、段間結合素子１４１９Ａは、単位セル１４１０Ａの一部を構成する導体パターン１４２７と単位セル１４１００Ａの一部を構成する導体パターン１４３８と導体パターン１４５２とにより構成される。段間結合素子１４１９Ｂは、インダクタ１４１３Ｂに対応する導体パターン１４３３とインダクタ１４１３０Ｂに対応する導体パターン１４４７と導体パターン１４５３とにより構成される。出力結合素子１４２１Ａは、第１出力端子１４５４よりビア導体１４５５を介して接続される導体パターン１４５６と、インダクタ１４１２０Ｂに対応する導体パターン１４３８とにより構成される。出力結合素子１４２１Ｂは、第２出力端子１４５７よりビア導体１４５８を介して接続される導体パターン１４５９と、インダクタ１４１３０Ｂに対応する導体パターン１４４７とにより構成することで表現される。
図４０は本発明の実施の形態１４に係る左手系フィルタの周波数特性図である。図４０において、誘電体１４２６内に内蔵することで第１のＣＲＬＨ共振器１４２２、第２のＣＲＬＨ共振器１４２３同士を電磁界結合させると、その電磁界結合と段間結合素子１４１９の共振により新たに減衰極を設けることができ、減衰特性を向上させることができる。この際、接地導体１４２４、１４２５は側面電極１４６０、１４６１で接続されていることが好ましい。
なお、今回入力結合素子１４２０、出力結合素子１４２１Ａ、１４２１Ｂは図３８に示すようにキャパシタで表現したが、それぞれの容量が１０ｐＦ以上となる場合は、入力結合素子１４２０、出力結合素子１４２１Ａ、１４２１Ｂは取り除いて直接接続しても構わない。
本発明の左手系フィルタは、減衰特性を向上させることができるという効果を有し、携帯電話等の各種電子機器において有用である。
（実施の形態１５）
図４１は本発明の実施の形態１５に係る左手系フィルタの等価回路図である。図４１において、本実施の形態１５における左手系フィルタ１５１００は、入力端１５１３と出力端１５１４と、入力端１５１３および出力端１５１４と電気的に接続した第１の段間結合素子１５１７と、第２の段間結合素子１５２０と、第３の段間結合素子１５２１と、を備える。また、第１の段間結合素子１５１７および第２の段間結合素子１５２０と接続した第１左手系共振器１５１０Ａと、第１の段間結合素子１５１７および第３の段間結合素子１５２１と接続した第２左手系共振器１５１０Ｂと、第２の段間結合素子１５２０と第３の段間結合素子１５２１と接続した第３左手系共振器１５１０Ｃと、を備える。さらに、入力端１５１３と第１の段間結合素子１５１７と第２の段間結合素子１５２０と第１左手系共振器１５１０Ａとの間に接続された第１インダクタ１５１８と、出力端１５１４と第１の段間結合素子１５１７と第３の段間結合素子１５２１と第２左手系共振器１５１０Ｂとの間に接続された第２インダクタ１５１９と、を備える。
第１左手系共振器１５１０Ａは、一端が第１の段間結合素子１５１７の一端および第２の段間結合素子１５２０の一端に接続され、他端が接地される。ここで、第１左手系共振器１５１０Ａの一端と第１の段間結合素子１５１７の一端および第２の段間結合素子１５２０の一端とが接続する点を接続点１５１５と定義する。また、第２左手系共振器１５１０Ｂは、一端が第１の段間結合素子１５１７の他端および第３の段間結合素子１５２１の一端に接続され、他端が接地される。ここで、第２左手系共振器１５１０Ｂの一端と第１の段間結合素子１５１７の他端および第３の段間結合素子１５２１の一端とが接続する点を接続点１５１６と定義する。また、第３左手系共振器１５１０Ｃは、一端が第２の段間結合素子１５２０の他端および第３の段間結合素子１５２１の他端に接続され、他端が接地される。
なお、本実施の形態１５では、第１左手系共振器１５１０Ａ、第２左手系共振器１５１０Ｂ、第３左手系共振器１５１０Ｃの他端はそれぞれ接地されているが、開放されていてもよい。また、第１左手系共振器１５１０Ａ、第２左手系共振器１５１０Ｂ、第３左手系共振器１５１０Ｃはそれぞれ１つの左手系共振器で構成されているが、複数の左手系共振器が直列接続されて構成されてもよい。
第１左手系共振器１５１０Ａは、並列接続されたコンデンサ１５１２１Ａとインダクタ１５１２１Ｂとからなる並列体１５１２１と、直列接続されたコンデンサ１５１１１Ａとインダクタ１５１１１Ｂとからなる直列体１５１１１とを備える。直列体１５１１１は、一端が第１の段間結合素子１５１７の一端、および第２の段間結合素子１５２０の一端に接続される。並列体１５１２１は、一端が直列体１５１１１の他端に接続され、他端が接地される。
第２左手系共振器１５１０Ｂは、並列接続されたコンデンサ１５１２２Ａとインダクタ１５１２２Ｂとからなる並列体１５１２２と、直列接続されたコンデンサ１５１１２Ａとインダクタ１５１１２Ｂとからなる直列体１５１１２とを備える。直列体１５１１２は、一端が第１の段間結合素子１５１７の他端、および第３の段間結合素子１５２１の一端に接続される。並列体１５１２２は、一端が直列体１５１１２の他端に接続され、他端が接地される。
第３左手系共振器１５１０Ｃは、並列接続されたコンデンサ１５１２３Ａとインダクタ１５１２３Ｂとからなる並列体１５１２３と、直列接続されたコンデンサ１５１１３Ａとインダクタ１５１１３Ｂとからなる直列体１５１１３とを備える。直列体１５１１３は、一端が第２の段間結合素子１５２０の他端、および第３の段間結合素子１５２１の他端に接続される。並列体１５１２３は、一端が直列体１５１１３の他端に接続され、他端が接地される。
なお、本実施の形態１５では、第１左手系共振器１５１０Ａが有する直列体１５１１１は、インダクタ１５１１１Ｂが並列体１５１２１と接続され、コンデンサ１５１１１Ａが接続点１５１５と接続される構成となっている。しかし、コンデンサ１５１１１Ａが並列体１５１２１と接続され、インダクタ１５１１１Ｂが接続点１５１５と接続される構成となってもよい。第２左手系共振器１５１０Ｂ、第３左手系共振器１５１０Ｃについても同様の構成となってもよい。
第１インダクタ１５１８は、接続点１５１５と入力端１５１３との間に接続される。第２インダクタ１５１９は、接続点１５１６と出力端１５１４との間に接続される。第１インダクタ１５１８と第２インダクタ１５１９と第３左手系共振器１５１０Ｃの並列体１５１２３のインダクタ１５１２３Ｂは、第１インダクタ１５１８と第２インダクタ１５１９と第３左手系共振器１５１０Ｃの並列体１５１２３のインダクタ１５１２３Ｂとがそれぞれ磁界結合できるように、配置関係を調整される。第１インダクタ１５１８と第２インダクタ１５１９と第３左手系共振器１５１０Ｃの並列体１５１２３のインダクタ１５１２３Ｂとがそれぞれ近接すると、第１インダクタ１５１８と第２インダクタ１５１９と第３左手系共振器１５１０Ｃの並列体１５１２３のインダクタ１５１２３Ｂとのそれぞれの磁界結合度は大きくなる。一方、第１インダクタ１５１８と第２インダクタ１５１９と第３左手系共振器１５１０Ｃの並列体１５１２３のインダクタ１５１２３Ｂとが離れて配置されると、第１インダクタ１５１８と第２インダクタ１５１９と第３左手系共振器１５１０Ｃの並列体１５１２３のインダクタ１５１２３Ｂとは磁界結合度は小さくなる。
図４２は本発明の実施の形態１５に係る左手系フィルタにおいて磁界結合しない場合の周波数特性図である。図４３は本発明の実施の形態１５に係る左手系フィルタにおいて磁界結合する場合の周波数特性図である。図４２、図４３において、第１インダクタ１５１８と第２インダクタ１５１９と第３左手系共振器１５１０Ｃの並列体１５１２３のインダクタ１５１２３Ｂとが磁界結合する場合、左手系フィルタ１５１００には、通過帯域内に減衰極が新たに生じる。したがって、第１インダクタ１５１８と第２インダクタ１５１９と第３左手系共振器１５１０Ｃの並列体１５１２３のインダクタ１５１２３Ｂとが磁界結合することにより、左手系フィルタ１５１００に生じる減衰極を増やすことができる。
さらに、第１インダクタ１５１８と第２インダクタ１５１９と第３左手系共振器１５１０Ｃの並列体１５１２３のインダクタ１５１２３Ｂとの間の間隔をそれぞれ調整することによって、左手系フィルタ１５１００が本来有する減衰極も含めたすべての減衰極を任意の周波数に配置することができる。したがって、本実施の形態１５の左手系フィルタによれば、減衰特性の向上と減衰特性の調整を両立させることができる。特に、図４３の領域Ｘで示されるように、Ｗ−ＬＡＮで利用される２．４ＧＨｚ〜２．５ＧＨｚの周波数帯域においては３０ｄＢ以上減衰させ、携帯電話の送受信用の１．９ＧＨｚ〜２．２ＧＨｚの周波数帯域においては減衰させないようにすることができる。よって、互いに周波数領域が近いＷ−ＬＡＮと携帯電話の送受信とで混信を起こさないようにすることができる。
なお、本実施の形態１５では、入力端１５１３と出力端１５１４との間に並列接続された左手系共振器は、第１左手系共振器１５１０Ａ、第２左手系共振器１５１０Ｂ、第３左手系共振器１５１０Ｃとの３つであるが、並列接続された左手系共振器は、３つ以上であってもよい。この場合、各左手系共振器の間には、段間結合素子がそれぞれ１つずつ接続される。そして、第１インダクタ１５１８は、第１の段間結合素子の一端と、第２の段間結合素子の一端に接続される。また、第２インダクタ１５１９は、第１の段間結合素子の他端と、第３の段間結合素子の一端に接続される。また、本実施の形態１５では、さらに第１インダクタ１５１８と接続点１５１５との間に接続された入力結合素子、第２インダクタ１５１９と接続点１５１６との間に接続された出力結合素子とをさらに備えてもよい。
図４４Ａ〜図４４Ｊは本発明の実施の形態１５に係る左手系フィルタにおける誘電体積層基板を構成する誘電体基板のパターンを上から順に示した分解図である。図４４Ａ〜図４４Ｊにおいて、各誘電体基板のパターンは、互いに平行に設けられている。以下、便宜上、図４４Ａ〜図４４Ｊで示される誘電体基板には、上から順に１５３０ａ〜１５３０ｊの符号を付す。
誘電体基板１５３０ａ〜１５３０ｊは、入力端１５３１、出力端１５３２、側面電極１５３３ａ、１５３３ｂを備える。図４４Ａ、図４４Ｊに示されるように、入力端１５３１と出力端１５３２は、誘電体積層基板１５３０の側面に沿って誘電体積層基板１５３０の上面と下面に伸びている。図４４Ａに示されるように、誘電体基板１５３０ａは、第１のグランド電極１５３４を備える。図４４Ｊに示されるように、誘電体基板１５３０ｊは、第２のグランド電極１５３５を備える。第１のグランド電極１５３４、第２のグランド電極１５３５は、側面電極１５３３ａ、１５３３ｂと接続して等電位を保っている。入力端１５３１、出力端１５３２は、第１のグランド電極１５３４、第２のグランド電極１５３５、側面電極１５３３ａ、１５３３ｂから絶縁されている。
図４４Ｈ〜図４４Ｊに示されるように、入力端１５３１は、ビア導体１５３６を介して導体パターン１５３７と接続されている。出力端１５３２は、ビア導体１５３８を介して導体パターン１５３９と接続されている。導体パターン１５３７は、ビア導体１５４０を介して導体パターン１５４１と接続されている。導体パターン１５３９は、ビア導体１５４２を介して導体パターン１５４３と接続されている。
図４４Ｇ〜図４４Ｉに示されるように、導体パターン１５４１は、ビア導体１５４４を介して導体パターン１５４５に接続される。また、導体パターン１５４３は、ビア導体１５４６を介して導体パターン１５４７に接続される。導体パターン１５４５の一端と、導体パターン１５４７の一端は、側面電極１５３３ｂに接続されている。また、導体パターン１５４５と、導体パターン１５４７とは、第１のグランド電極１５３４、および、第２のグランド電極１５３５と対向して配置されている。
図４４Ｅ〜図４４Ｇに示されるように、導体パターン１５４５は、ビア導体１５４８を介して導体パターン１５４９と接続されている。また、導体パターン１５４７は、ビア導体１５５０を介して導体パターン１５５１と接続されている。導体パターン１５４９は、同じ誘電体基板上で、別の導体パターン１５５２と接続されている。また、導体パターン１５５１は、同じ誘電体基板上で、別の導体パターン１５５３と接続されている。
図４４Ｅ、図４４Ｆに示されるように、導体パターン１５５４は、導体パターン１５５２と対向して配置されている。また、導体パターン１５５５は、導体パターン１５５３と対向して導体パターン１５５４と同じ誘電体基板上に配置されている。また、導体パターン１５５６は、導体パターン１５５４、１５５５と同じ誘電体基板上に配置されている。図４４Ｄ、図４４Ｅに示されるように、導体パターン１５５７は、導体パターン１５４９、１５５１と対向して配置されている。図４４Ａ、図４４Ｂ、図４４Ｄ、図４４Ｊに示されるように、導体パターン１５５８は、導体パターン１５５７、第１のグランド電極１５３４、第２のグランド電極１５３５と対向して配置されている。図４４Ｂ、図４４Ｃに示されるように、導体パターン１５５９は、導体パターン１５５８と対向して配置されている。図４４Ｂ〜図４４Ｊに示されるように、導体パターン１５５８は、ビア導体１５６０を介して第２のグランド電極１５３５と接続されている。
図４１に示された第１左手系共振器１５１０Ａの直列体１５１１１に含まれるコンデンサ１５１１１Ａは、導体パターン１５５２と、この導体パターン１５５２に対向して配置された導体パターン１５５４とによって構成される。また、第１左手系共振器１５１０Ａの直列体１５１１１に含まれるインダクタ１５１１１Ｂは、主に、導体パターン１５５２と導体パターン１５５４の奥行き方向成分によって構成される。第１左手系共振器１５１０Ａの並列体１５１２１に含まれるコンデンサ１５１２１Ａは、主に、導体パターン１５４５と、この導体パターン１５４５と対向して配置された第１のグランド電極１５３４および第２のグランド電極１５３５とによって構成される。第１左手系共振器１５１０Ａの並列体１５１２１に含まれるインダクタ１５１２１Ｂは、導体パターン１５４５の奥行き成分によって構成される。
図４１に示された第２左手系共振器１５１０Ｂの直列体１５１１２に含まれるコンデンサ１５１１２Ａは、導体パターン１５５３と、この導体パターン１５５３に対向して配置された導体パターン１５５５とによって構成される。また、第２左手系共振器１５１０Ｂの直列体１５１１２に含まれるインダクタ１５１１２Ｂは、主に、導体パターン１５５３と導体パターン１５５５の奥行き方向成分によって構成される。第２左手系共振器１５１０Ｂの並列体１５１２２に含まれるコンデンサ１５１２２Ａは、主に、導体パターン１５４７と、この導体パターン１５４７と対向して配置された第１のグランド電極１５３４および第２のグランド電極１５３５とによって構成される。第２左手系共振器１５１０Ｂの並列体１５１２２に含まれるインダクタ１５１２２Ｂは、導体パターン１５４７の奥行き成分によって構成される。
図４１に示された第３左手系共振器１５１０Ｃの直列体１５１１３に含まれるコンデンサ１５１１３Ａは、導体パターン１５５８と、この導体パターン１５５８に対向して配置された導体パターン１５５９とによって構成される。また、第３左手系共振器１５１０Ｃの直列体１５１１３に含まれるインダクタ１５１１３Ｂは、主に、導体パターン１５５８と導体パターン１５５９の奥行き方向成分によって構成される。第３左手系共振器１５１０Ｃの並列体１５１２３に含まれるコンデンサ１５１２３Ａは、主に、導体パターン１５５８と、この導体パターン１５５８と対向して配置された第１のグランド電極１５３４および第２のグランド電極１５３５とによって構成される。第３左手系共振器１５１０Ｃの並列体１５１２３に含まれるインダクタ１５１２３Ｂは、ビア導体１５６０によって構成される。
第１の段間結合素子１５１７は、導体パターン１５５６および導体パターン１５５７が、導体パターン１５４９および導体パターン１５５１と誘電体を介して対向した構造によって構成される。第２の段間結合素子１５２０は、主に、導体パターン１５５７が、導体パターン１５４９および導体パターン１５５８と誘電体を介して対向した構造によって構成される。第３の段間結合素子１５２１は、主に、導体パターン１５５７が、導体パターン１５５１および導体パターン１５５８と誘電体を介して対向した構造によって構成される。
第１インダクタ１５１８は、導体パターン１５３７と、この導体パターン１５３７に接続されたビア導体１５４０と、このビア導体１５４０とに接続された導体パターン１５４１と、この導体パターン１５４１とに接続されたビア導体１５４４とが有する寄生インダクタによって構成される。第２インダクタ１５１９は、導体パターン１５３９と、この導体パターン１５３９に接続されたビア導体１５４２と、このビア導体１５４２とに接続された導体パターン１５４３と、この導体パターン１５４３とに接続されたビア導体１５４６とが有する寄生インダクタによって構成される。
導体パターン１５３７、１５３９、１５４１、１５４３、および、ビア導体１５４４、ビア導体１５４６、ビア導体１５６０の間隔を調整して積層することによって、左手系フィルタが本来有する減衰極も含めたすべての減衰極を任意の周波数に配置することができる。
このような構成で左手系フィルタが積層構造を実現した場合、すでに設計された左手系フィルタの構成素子を調節することなく、左手系フィルタに新たに減衰極を増やし、この減衰極を制御することが可能となる。つまり、インダクタとして動作する導体パターン及びビア導体間の距離を調整するだけで、左手系フィルタが本来有する減衰極も含めたすべての減衰極を任意の周波数に配置することができる。さらに、類似した構造の第１左手系共振器１５１０Ａと第２左手系共振器１５１０Ｂに対して、ビア導体１５６０によってインダクタを表現した第３左手系共振器１５１０Ｃを使用することにより、第１左手系共振器１５１０Ａと第２左手系共振器１５１０Ｂに積層して第３左手系共振器１５１０Ｃを配置できる。よって、平面上に新たにスペースを確保する必要が無くなる。
以上より、製造コストを抑え、左手系フィルタの小型化を維持したまま通過帯域を確保しながら、生じる減衰極を増やし、左手系フィルタが本来有する減衰極も含めたすべての減衰極を制御することができる。
本発明の左手系フィルタは、製造コストを抑え、左手系フィルタの小型化を維持し、通過帯域を確保しながら、生じる減衰極を増やし、左手系フィルタが本来有する減衰極も含めたすべての減衰極を制御することができ、携帯電話等の各種電子機器において有用である。
（実施の形態１６）
図４５は本発明の実施の形態１６に係る左手系共振器の左手系伝送線路の等価回路図である。図４５において、本実施の形態１６における左手系共振器１６１００は、第１セル１６１０１と、この第１セル１６１０１に接続された第２セル１６１０２とから構成される。第１セル１６１０１は、コンデンサ１６１１０ａとインダクタ１６１１０ｂとからなる第１直列体１６１１０と、コンデンサ１６１２０ａとインダクタ１６１２０ｂとからなる第１並列体１６１２０とから構成される。第１並列体１６１２０の一端は、入出力端１６１７０に接続され、第１並列体１６１２０の他端は、グランドに接続される。すなわち、コンデンサ１６１２０ａの一端と、インダクタ１６１２０ｂの一端とは、入出力端１６１７０に接続される。そして、コンデンサ１６１２０ａの他端と、インダクタ１６１２０ｂの他端とは、グランドに接続される。また、第１並列体１６１２０の一端には、第１直列体１６１１０の一端が接続される。すなわち、コンデンサ１６１２０ａの一端とインダクタ１６１２０ｂの一端とには、コンデンサ１６１１０ａの一端とインダクタ１６１１０ｂの一端とが接続される。なお、入出力端１６１７０には、先に第１並列体１６１２０の一端が接続され、この第１並列体１６１２０の一端に第１直列体１６１１０の一端が接続されている。しかし、逆の順序で接続されてもよい。
第２セル１６１０２は、コンデンサ１６１３０ａとインダクタ１６１３０ｂとからなる第２直列体１６１３０と、コンデンサ１６１４０ａとインダクタ１６１４０ｂとからなる第２並列体１６１４０とから構成される。第２並列体１６１４０の一端は、第１直列体１６１１０の他端に接続され、第２並列体１６１４０の他端は、グランドに接続される。すなわち、コンデンサ１６１４０ａの一端と、インダクタ１６１４０ｂの一端とは、コンデンサ１６１１０ａの他端とインダクタ１６１１０ｂの他端に接続される。そして、コンデンサ１６１４０ａの他端と、インダクタ１６１４０ｂの他端とは、グランドに接続される。また、第２並列体１６１４０の一端には、第２直列体１６１３０の一端が接続される。すなわち、コンデンサ１６１４０ａの一端とインダクタ１６１４０ｂの一端とには、コンデンサ１６１３０ａの一端とインダクタ１６１３０ｂの一端とが接続される。なお、第１セル１６１０１の他端に相当する第１直列体１６１１０の他端には、先に第２並列体１６１４０の一端が接続され、この第２並列体１６１４０の他端に第２直列体１６１３０の一端が接続されている。しかし、逆の順序で接続されてもよい。
コンデンサ１６１５０は、一端が入出力端１６１７０を介して第１セル１６１０１に接続され、他端がグランド１６１６０に接続される。左手系共振器１６１００に並列にコンデンサ１６１５０を接続することにより、このコンデンサ１６１５０のサセプタンス成分が左手系共振器１６１００のサセプタンス成分に加えられる。その結果、左手系共振器１６１００のもつサセプタンス成分のゼロ点は低周波数側へシフトし、その近傍での左手系共振器１６１００のもつサセプタンス成分の変化量は小さい値となる。
なお、第２直列体１６１３０の他端が、寄生成分としてのインダクタを介してグランドに接続されてもよい。このような構成により、共振器は左手系及び右手系の奇数次共振のみを励振する。このため、周波数に対する共振器のサセプタンス成分の変化量を緩やかにすることができる。
図４６は本発明の実施の形態１６に係る左手系共振器の構造を示す分解斜視図である。図４７は、図４６の線４７-４７に沿う断面を矢印Ｂの方向から見たときの断面図である。図４６、図４７に示される左手系共振器１６２００の接続関係について説明する。
左手系共振器１６２００は、互いに対向するよう配置された接地導体１６２０１、１６２０２間が誘電体１６２０３で満たされた構造となっている。接地導体１６２０２と同一平面上に、接地導体１６２０２と絶縁された入出力端１６２０４が設けられている。この入出力端１６２０４には、ビア導体１６２０５を介して導体パターン１６２０６が接続されている。この導体パターン１６２０６に誘電体１６２０３を介して対向する導体パターン１６２０７が設けられている。また、導体パターン１６２０８は、導体パターン１６２０７と誘電体１６２０３を介して対向している。この導体パターン１６２０８は、ビア導体１６２０９を介して接地導体１６２０１と接続されている。また、導体パターン１６２０８は、ビア導体１６２１０を介して導体パターン１６２１１に接続されている。また、導体パターン１６２０８は、ビア導体１６２１２を介して導体パターン１６２１３に接続されている。この導体パターン１６２１３と誘電体１６２０３を介して対向する導体パターン１６２１４は、ビア導体１６２１５を介して接地導体１６２０２と接続されている。また、導体パターン１６２１６が、誘電体１６２０３を介して導体パターン１６２１１と導体パターン１６２１３とに挟まれている。この導体パターン１６２１６は、ビア導体１６２１７を介して接地導体１６２０１に接続されている。導体パターン１６２１６には、ビア導体１６２１８を介して導体パターン１６２１９が接続される。また、導体パターン１６２１６には、ビア導体１６２２０を介して導体パターン１６２２１が接続される。導体パターン１６２２２は、誘電体１６２０３を介して導体パターン１６２１９と導体パターン１６２２１とに挟まれている。なお、導体パターン１６２０６、１６２０７、１６２０８によって、左手系共振器１６２００が共振したときの出力の減衰を大きくすることができ、出力の変化を明瞭にすることができる。また、接地導体１６２０１、１６２０２は、側面電極１６２２３、１６２２４で接続される。したがって、接地導体１６２０１の電位と、接地導体１６２０２の電位を同電位に保つことができる。
次に、図４６、図４７に示された左手系共振器１６２００の構造と、図４５に示された左手系共振器１６１００の構成との対応関係について説明する。
図４５に示されたキャパシタ１６１１０ａは、導体パターン１６２１１と導体パターン１６２１６とが誘電体１６２０３を介して対向した構造、および、導体パターン１６２１３と導体パターン１６２１６とが誘電体１６２０３を介して対向した構造によって構成される。インダクタ１６１１０ｂは、主として導体パターン１６２１６の奥行き方向によって構成される。キャパシタ１６１２０ａは、主として導体パターン１６２１１と接地導体１６２０１とが誘電体１６２０３を介して対向した構造によって構成される。インダクタ１６１２０ｂは、ビア導体１６２０９によって構成される。
図４５に示されたキャパシタ１６１３０ａは、導体パターン１６２１９と導体パターン１６２２２とが誘電体１６２０３を介して対向した構造、および、導体パターン１６２２１と導体パターン１６２２２とが誘電体１６２０３を介して対向した構造によって構成される。インダクタ１６１３０ｂは、主として導体パターン１６２１６の奥行き方向によって構成される。キャパシタ１６１４０ａは、主として導体パターン１６２１９と接地導体１６２０１とが誘電体１６２０３を介して対向した構造によって構成される。インダクタ１６１４０ｂは、ビア導体１６２１７によって構成される。
図４５に示されたコンデンサ１６１５０は、導体パターン１６２１３と導体パターン１６２１４とが誘電体１６２０３を介して対向した構造によって構成される。このように、左手系共振器１６２００を積層構造とした場合、左手系共振器１６２００の一部を使ってコンデンサ１６１５０を設けることができるため、コンデンサ１６１５０を設けるために新たにスペースを確保する必要がない。したがって、少ない製造コストで、左手系共振器の大きさを変えずに帯域幅を広くできる。
図４８は本発明の実施の形態１６に係る別の左手系共振器の構造を示す分解斜視図である。図４９は図４８の線４９-４９に沿う断面を矢印Ｄの方向から見たときの断面図である。図４８、図４９に示される左手系共振器１６３００の接続関係について説明する。
左手系共振器１６３００は、互いに対向するよう配置された接地導体１６３０１、１６３０２間が誘電体１６３０３で満たされた構造となっている。接地導体１６３０２と同一平面上に、接地導体１６３０２と絶縁された入出力端１６３０４が設けられている。この入出力端１６３０４には、ビア導体１６３０５を介して導体パターン１６３０６が接続されている。この導体パターン１６３０６に誘電体１６３０３を介して対向する導体パターン１６３０７が設けられている。また、導体パターン１６３０８は、導体パターン１６３０７と誘電体１６３０３を介して対向している。この導体パターン１６３０８は、ビア導体１６３０９を介して接地導体１６３０１と接続されている。また、導体パターン１６３０８は、ビア導体１６３１０を介して導体パターン１６３１１に接続されている。また、導体パターン１６３０８は、ビア導体１６３１２を介して導体パターン１６３１３に接続されている。また、導体パターン１６３０８は、ビア導体１６３１４を介して導体パターン１６３１５と接続されている。また、導体パターン１６３１６が、誘電体１６３０３を介して導体パターン１６３１３と導体パターン１６３１５とに挟まれている。この導体パターン１６３１６は、ビア導体１６３１７を介して接地導体１６３０１に接続されている。また導体パターン１６３１６には、ビア導体１６３１８を介して導体パターン１６３１９が接続される。また、導体パターン１６３１６には、ビア導体１６３２０を介して導体パターン１６３２１が接続される。導体パターン１６３２２は、誘電体１６３０３を介して導体パターン１６３１９と導体パターン１６３２１とに挟まれている。なお、導体パターン１６３０６、１６３０７、１６３０８によって、左手系共振器１６３００が共振したときの出力の減衰を大きくすることができ、出力の変化を明瞭にすることができる。
次に、図４８、図４９に示された左手系共振器１６３００の構造と、図４５に示された左手系共振器１６１００の構成との対応関係について説明する。
図４５に示されたキャパシタ１６１１０ａは、導体パターン１６３１３と導体パターン１６３１６とが誘電体１６３０３を介して対向した構造、および、導体パターン１６３１５と導体パターン１６３１６とが誘電体１６３０３を介して対向した構造によって構成される。インダクタ１６１１０ｂは、主として導体パターン１６３１６の奥行き方向によって構成される。キャパシタ１６１２０ａは、主として導体パターン１６３１３と接地導体１６３０１とが誘電体１６３０３を介して対向した構造によって構成される。インダクタ１６１２０ｂは、ビア導体１６３０９によって構成される。
図４５に示されたキャパシタ１６１３０ａは、導体パターン１６３１９と導体パターン１６３２２とが誘電体１６３０３を介して対向した構造、および、導体パターン１６３２１と導体パターン１６３２２とが誘電体１６３０３を介して対向した構造によって構成される。インダクタ１６１３０ｂは、主として導体パターン１６３１６の奥行き方向によって構成される。キャパシタ１６１４０ａは、主として導体パターン１６３１９と接地導体１６３０１とが誘電体１６３０３を介して対向した構造によって構成される。インダクタ１６１２０ｂは、ビア導体１６３１７によって構成される。
図４５に示されたコンデンサ１６１５０は、導体パターン１６３１１と左手系共振器１６３００の一部ではない接地導体１６３０２とが誘電体１６３０３を介して対向した構造によって構成される。接地導体１６３０２は、面積が広く、左手系共振器１６３００の一部ではない。したがって、コンデンサ１６１５０を構成するときに、導体パターン１６３１１の面積がほぼそのままコンデンサ１６１５０の面積になり、導体パターン１６３１１の配置は左手系共振器１６３００のサイズに影響されない。したがって、コンデンサ１６１５０を左手系共振器１６３００に大きな面積で形成することができる。なお、接地導体１６３０１、１６３０２は側面電極１６３２３、１６３２４で接続されていることが好ましい。
次に、本実施の形態１６に係る左手系フィルタの全体構成について説明する。図５０は本発明の実施の形態１６に係る左手系フィルタを示す等価回路図である。図５０において、左手系フィルタ１６２０は、入力端１６１３と、出力端１６１４と、入力端１６１３および出力端１６１４と接続した結合素子群１６１５と、結合素子群１６１５と接続したセル群１６１６と、結合素子群１６１５と接続したコンデンサ群１６１７と、コンデンサ群１６１７と接続したグランド群１６１８とを備える。結合素子群１６１５は、一端が入力端１６１３と接続した入力結合素子１６１５ａと、一端が入力結合素子１６１５ａの他端と接続した段間結合素子１６１５ｂと、一端が段間結合素子１６１５ｂの他端と接続し、他端が出力端１６１４と接続した出力結合素子１６１５ｃと、を備える。セル群１６１６は、第１セルの集合体１６１６ａと、第２セルの集合体１６１６ｂとを備える。
第１セルの集合体１６１６ａは、一端が入力結合素子１６１５ａと段間結合素子１６１５ｂとの間に設けられた第１の接続点１６１９ａに接続される。第２セルの集合体１６１６ｂは、一端が段間結合素子１６１５ｂと出力結合素子１６１５ｃとの間に設けられた第２の接続点１６１９ｂに接続される。なお、第１セルの集合体１６１６ａの他端は開放、または、接地されている。また、第２セルの集合体１６１６ｂの他端は、開放、または、接地されている。
図５１は本発明の実施の形態１６に係る左手系フィルタのセルを示す等価回路図である。図５１において、第１セルの集合体１６１６ａは、一端が第１の接続点１６１９ａに接続されたセル１６４０１と、一端がこのセル１６４０１の他端に直列接続されたセル１６４０２とを備える。なお、本実施の形態１６では、第１セルの集合体１６１６ａは、直列接続された２つのセル１６４０１、１６４０２で構成されているが、少なくとも１つ以上のセルが直列接続されて構成されてもよい。なお、例えば、−１次の共振モードが用いられる場合であって、第１セルの集合体１６１６ａが１つのセルで構成された場合、第１セルの集合体１６１６ａの他端は、接地されている。また、第１セルの集合体１６１６ａが２つ以上のセルで構成された場合、第１セルの集合体１６１６ａの他端は、開放されている。
セル１６４０１は、一端が第１の接続点１６１９ａに接続された第１直列体１６４１０と、一端が第１の接続点１６１９ａに接続され他端がグランド１６４２０ｃに接続された第１並列体１６４２０と、を備える。第１直列体１６４１０は、一端が第１の接続点１６１９ａに接続されたインダクタ１６４１０ｂと、一端がインダクタ１６４１０ｂの他端に接続されたコンデンサ１６４１０ａと、を備える。なお、コンデンサ１６４１０ａとインダクタ１６４１０ｂの配置は逆であってもよい。
第１並列体１６４２０は、一端が第１の接続点１６１９ａに接続され、他端がグランド１６４２０ｃに接続されたコンデンサ１６４２０ａと、一端が第１の接続点１６１９ａに接続され、他端がグランド１６４２０ｃに接続されたインダクタ１６４２０ｂと、を備える。セル１６４０２は、一端がコンデンサ１６４１０ａの他端に接続された第２直列体１６４３０と、一端がコンデンサ１６４１０ａの他端に接続され、他端がグランド１６４４０ｃに接続された第２並列体１６４４０とを備える。
第２直列体１６４３０は、一端がコンデンサ１６４１０ａの他端に接続されたインダクタ１６４３０ｂと、一端がインダクタ１６４３０ｂの他端に接続されたコンデンサ１６４３０ａとを備える。なお、コンデンサ１６４３０ａとインダクタ１６４３０ｂの配置は逆であってもよい。
第２並列体１６４４０は、一端がコンデンサ１６４１０ａの他端に接続され、他端がグランド１６４４０ｃに接続されたコンデンサ１６４４０ａと、一端がコンデンサ１６４１０ａの他端に接続され、他端がグランド１６４４０ｃに接続されたインダクタ１６４４０ｂと、を備える。
図５２は本発明の実施の形態１６に係る左手系フィルタのセルを示す別の等価回路図である。図５２において、第２セルの集合体１６１６ｂは、一端が第２の接続点１６１９ｂに接続されたセル１６４０３と、一端がこのセル１６４０３の他端に直列接続されたセル１６４０４とを備える。なお、第２セルの集合体１６１６ｂは、直列接続された２つのセル１６４０３、１６４０４で構成されるが、少なくとも１つ以上のセルが直列接続されて構成されてもよい。
セル１６４０３は、一端が第２の接続点１６１９ｂに接続された第１直列体１６４５０と、一端が第２の接続点１６１９ｂに接続され、他端がグランド１６４６０ｃに接続された第１並列体１６４６０とを備える。第１直列体１６４５０は、一端が第２の接続点１６１９ｂに接続されたインダクタ１６４５０ｂと、一端がインダクタ１６４５０ｂの他端に接続されたコンデンサ１６４５０ａとを備える。なお、コンデンサ１６４５０ａとインダクタ１６４５０ｂの配置は逆であってもよい。
第１並列体１６４６０は、一端が第２の接続点１６１９ｂに接続され、他端がグランド１６４６０ｃに接続されたコンデンサ１６４６０ａと、一端が第２の接続点１６１９ｂに接続され、他端がグランド１６４６０ｃに接続されたインダクタ１６４６０ｂとを備える。
セル１６４０４は、一端がコンデンサ１６４５０ａの他端に接続された第２直列体１６４７０と、一端がコンデンサ１６４５０ａの他端に接続され、他端がグランド１６４８０ｃに接続された第２並列体１６４８０とを備える。
第２直列体１６４７０は、一端がコンデンサ１６４５０ａの他端に接続されたインダクタ１６４７０ｂと、一端がインダクタ１６４７０ｂの他端に接続されたコンデンサ１６４７０ａとを備える。なお、コンデンサ１６４７０ａとインダクタ１６４７０ｂの配置は逆であってもよい。
第２並列体１６４８０は、一端がコンデンサ１６４５０ａの他端に接続され、他端がグランド１６４８０ｃに接続されたコンデンサ１６４８０ａと、一端がコンデンサ１６４５０ａの他端に接続され、他端がグランド１６４８０ｃに接続されたインダクタ１６４８０ｂとを備える。
なお、図５０に示すコンデンサ群１６１７は、一端が第１の接続点１６１９ａと接続され他端が第１のグランド１６１８ａと接続された第１コンデンサ１６１７ａと、一端が第１の接続点１６１９ｂと接続され他端が第２のグランド１６１８ｂと接続された第２コンデンサ１６１７ｂと、を備える。
図５３は本発明の実施の形態１６に係る左手系フィルタのサセプタンスの周波数特性図である。図５３の実線に示されるように、各周波数帯域で左手系共振器である第１セルの集合体１６１６ａ、第２セルの集合体１６１６ｂのアドミタンスのうちサセプタンス成分が上がり、サセプタンス成分がゼロになる近傍での周波数変化がなだらかになる。よって、左手系共振器である第１セルの集合体１６１６ａ、第２セルの集合体１６１６ｂは広い帯域幅をとることができる。したがって、従来よりも少ない数の共振器で同じ帯域幅の左手系フィルタを構成することができ、左手系フィルタの小型化や、部品点数の削減が可能になる。
図５４は、本発明の実施の形態１６に係る左手系フィルタの構造を示す分解斜視図である。図５５は図５４において線５５−５５に沿う断面図を矢印Ｆの方向から見たときの断面図である。図５４、図５５において、左手系フィルタ１６５００の接続関係について説明する。左手系フィルタ１６５００は、互いに対向するよう配置された接地導体１６５０１、１６５０２間が誘電体１６５０３で満たされた構造となっている。
接地導体１６５０２と同一平面上に、接地導体１６５０２と絶縁された入力端１６５０４ａが設けられている。この入力端１６５０４ａには、ビア導体１６５０５ａを介して導体パターン１６５０６ａが接続されている。この導体パターン１６５０６ａに誘電体１６５０３を介して対向する導体パターン１６５０７が設けられている。また、導体パターン１６５０６ａは、ビア導体１６５０８ａを介して接地導体１６５０１に接続されている。導体パターン１６５０６ａは、ビア導体１６５０９ａを介して導体パターン１６５１０ａに接続されている。導体パターン１６５０６ａは、ビア導体１６５１１ａを介して導体パターン１６５１２ａに接続されている。導体パターン１６５０６ａは、ビア導体１６５１３ａを介して導体パターン１６５１４ａに接続されている。
導体パターン１６５１５ａは、導体パターン１６５１２ａと誘電体１６５０３を介して対向している。導体パターン１６５１５ａは、導体パターン１６５１４ａと誘電体１６５０３を介して対向している。導体パターン１６５１５ａは、ビア導体１６５１６ａを介して接地導体１６５０１と接続されている。導体パターン１６５１５ａは、ビア導体１６５１７ａを介して導体パターン１６５１８ａと接続されている。導体パターン１６５１５ａは、ビア導体１６５１９ａを介して導体パターン１６５２０ａと接続されている。
導体パターン１６５２１ａは、導体パターン１６５１８ａと誘電体１６５０３を介して対向している。導体パターン１６５２１ａは、導体パターン１６５２０ａと誘電体１６５０３を介して対向している。なお、接地導体１６５０１、１６５０２は側面電極１６５２２、１６５２３で接続されていることが好ましい。
また、接地導体１６５０２と同一平面上に、接地導体１６５０２と絶縁された出力端１６５０４ｂが設けられている。この出力端１６５０４ｂには、ビア導体１６５０５ｂを介して導体パターン１６５０６ｂが接続されている。この導体パターン１６５０６ｂと導体パターン１６５０７とは、誘電体１６５０３を介して対向している。また、導体パターン１６５０６ｂは、ビア導体１６５０８ｂを介して接地導体１６５０１に接続されている。導体パターン１６５０６ｂは、ビア導体１６５０９ｂを介して導体パターン１６５１０ｂに接続されている。導体パターン１６５０６ｂは、ビア導体１６５１１ｂを介して導体パターン１６５１２ｂに接続されている。導体パターン１６５０６ｂは、ビア導体１６５１３ｂを介して導体パターン１６５１４ｂに接続されている。
導体パターン１６５１５ｂは、導体パターン１６５１２ｂと誘電体１６５０３を介して対向している。導体パターン１６５１５ｂは、導体パターン１６５１４ｂと誘電体１６５０３を介して対向している。導体パターン１６５１５ｂは、ビア導体１６５１６ｂを介して接地導体１６５０１と接続されている。導体パターン１６５１５ｂは、ビア導体１６５１７ｂを介して導体パターン１６５１８ｂと接続されている。導体パターン１６５１５ｂは、ビア導体１６５１９ｂを介して導体パターン１６５２０ｂと接続されている。
導体パターン１６５２１ｂは、導体パターン１６５１８ｂと誘電体１６５０３を介して対向している。導体パターン１６５２１ｂは、導体パターン１６５２０ｂと誘電体１６５０３を介して対向している。なお、接地導体１６５０１、１６５０２は側面電極１６５２２、１６５２３で接続されていることが好ましい。
次に、図５４、図５５に示された左手系フィルタ１６５００の構造と、図５０に示された左手系フィルタ１６２０の構成との対応関係について説明する。まず、図５４、図５５に示された左手系フィルタ１６５００の構造のうちどの構造が図５１に示された第１セルの集合体１６１６ａに対応するかについて説明する。
図５１に示されたキャパシタ１６４１０ａは、導体パターン１６５１２ａと導体パターン１６５１５ａとが誘電体１６５０３を介して対向した構造、および、導体パターン１６５１４ａと導体パターン１６５１５ａとが誘電体１６５０３を介して対向した構造によって構成される。インダクタ１６４１０ｂは、主として導体パターン１６５１５ａの奥行き方向によって構成される。キャパシタ１６４２０ａは、主として導体パターン１６５１２ａと接地導体１６５０１とが誘電体１６５０３を介して対向した構造によって構成される。インダクタ１６４２０ｂは、ビア導体１６５０８ａによって構成される。キャパシタ１６４３０ａは、導体パターン１６５１８ａと導体パターン１６５２１ａとが誘電体１６５０３を介して対向した構造、および、導体パターン１６５２０ａと導体パターン１６５２１ａとが誘電体１６５０３を介して対向した構造によって構成される。インダクタ１６４３０ｂは、主として導体パターン１６５１５ａの奥行き方向によって構成される。キャパシタ１６４４０ａは、主として導体パターン１６５１８ａと接地導体１６５０１とが誘電体１６５０３を介して対向した構造によって構成される。インダクタ１６４４０ｂは、ビア導体１６５１６ａによって構成される。
次に、図５４、図５５に示された左手系フィルタ１６５００の構造のうちどの構造が図５１に示された第２セルの集合体１６１６ｂに対応するかについて説明する。
図５２に示されたキャパシタ１６４５０ａは、導体パターン１６５１２ｂと導体パターン１６５１５ｂとが誘電体１６５０３を介して対向した構造、および、導体パターン１６５１４ｂと導体パターン１６５１５ｂとが誘電体１６５０３を介して対向した構造によって構成される。インダクタ１６４５０ｂは、主として導体パターン１６５１５ｂの奥行き方向によって構成される。キャパシタ１６４６０ａは、主として導体パターン１６５１２ｂと接地導体１６５０１とが誘電体１６５０３を介して対向した構造によって構成される。インダクタ１６４６０ｂは、ビア導体１６５０８ｂによって構成される。キャパシタ１６４７０ａは、導体パターン１６５１８ｂと導体パターン１６５２１ｂとが誘電体１６５０３を介して対向した構造、および、導体パターン１６５２０ｂと導体パターン１６５２１ｂとが誘電体１６５０３を介して対向した構造によって構成される。インダクタ１６４７０ｂは、主として導体パターン１６５１６ｂの奥行き方向によって構成される。キャパシタ１６４８０ａは、主として導体パターン１６５１８ｂと接地導体１６５０１とが誘電体１６５０３を介して対向した構造によって構成される。インダクタ１６４８０ｂは、ビア導体１６５１６ｂによって構成される。
次に、図５４、図５５に示された左手系フィルタ１６２０の構造のうちどの構造が図５０に示された結合素子群１６１５に対応するかについて説明する。
図５０に示された入力結合素子１６１５ａは、ビア導体１６５０５ａによって構成される。また、出力結合素子１６１５ｃはビア導体１６５０５ｂによって構成される。これら入力結合素子１６１５ａ、出力結合素子１６１５ｃの値が例えば８ｐＦ程度であって、通過帯域が２ＧＨｚ程度のとき、入力結合素子１６１５ａ、出力結合素子１６１５ｃのインピーダンスはほぼ０Ωと考えられるほど小さくなる。よって、通過帯域とコンデンサの値に応じて入力結合素子１６１５ａ、出力結合素子１６１５ｃを取り除いてもよい。これをタップ給電とよび、本実施の形態ではこのタップ給電が用いられている。したがって、入力結合素子１６１５ａを構成するコンデンサは除かれて、入力端１６５０４ａと導体パターン１６５０６ａとを直接接続したビア導体１６５０５ａによって構成される。また、出力結合素子１６１５ｃを構成するコンデンサは除かれて、出力端１６５０４ｂと導体パターン１６５０６ｂとを直接接続したビア導体１６５０５ｂによって構成される。さらに、段間結合素子１６１５ｂは、導体パターン１６５０６ａと導体パターン１６５０７とが誘電体１６５０３を介して対向した構造、および、導体パターン１６５０６ｂと導体パターン１６５０７とが誘電体１６５０３を介して対向した構造によって構成される。
次に、図５４、図５５に示された左手系フィルタ１６２０の構造のうちどの構造が図５０に示されたコンデンサ群１６１７に対応するかについて説明する。
図５０に示されたコンデンサ１６１７ａは、導体パターン１６５１０ａと接地導体１６５０２とが誘電体１６５０３を介して対向した構造によって構成される。また、コンデンサ１６１７ｂは、導体パターン１６５１０ｂと接地導体１６５０２とが誘電体１６５０３を介して対向した構造によって構成される。グランド群１６１８は、接地導体１６５０２で構成される。なお、接地導体１６５０１、１６５０２は側面電極１６５２２、１６５２３で接続されていることが好ましい。
このような構成により、左手系共振器である第１セルの集合体１６１６ａと第２セルの集合体１６１６ｂとが並列に接続されてなる左手系フィルタ１６２０を積層構造で実現できる。そして、左手系共振器に導体パターン１６５１０ａと接地導体１６５０２とが誘電体１６５０３を介して対向した構造であるコンデンサ１６１７ａと、導体パターン１６５１０ｂと接地導体１６５０２とが誘電体１６５０３を介して対向した構造であるコンデンサ１６１７ｂとを設けることによって、共振周波数のスロープを緩やかにすることができる。したがって、より少ない数の左手系共振器によって左手系フィルタを設計することが可能となり、左手系フィルタの小型化に適している。
なお、本実施の形態１６では、入力結合素子１６１５ａ、出力結合素子１６１５ｃは図５４、図５５に示されるようにビア導体で直接接続するように表現した。しかし、これはそれぞれの容量が１０ｐＦ以上となる、すなわち通過帯域において接地状態に見える場合である。よって、入力結合素子１６１５ａ、出力結合素子１６１５ｃが上記の値より小さい場合は実際にコンデンサを設けることが望ましい。
なお、図５０に示される第１セルの集合体１６１６ａの他端が、寄生成分としてのインダクタを介してグランドに接続されてもよい。また、第２セルの集合体１６１６ｂの他端が、寄生成分としてのインダクタを介してグランドに接続されてもよい。このような構成により、共振器は、左手系及び右手系の奇数次共振のみを励振する。これにより、共振器は、これまで不要波として存在していた偶数次（ここでは０次）の共振を励振しないため、通過帯域外の減衰特性が改善される。
本発明によれば、左手系共振器を通過する帯域幅を向上させることができ、左手系フィルタのフィルタ特性を向上させることができるという効果を有し、携帯電話等の各種電子機器において有用である。
（実施の形態１７）
図５６は、本発明の実施の形態１７に係る左手系共振器の等価回路図である。図５６において、本実施の形態１７における左手系共振器１７１００は、第１並列体１７１１１と、１ポート端子１７１０１および第１並列体１７１１１に接続した第１直列体１７１２１と、この第１直列体１７１２１に接続したインダクタ１７１３１と、インダクタ１７１３１と接続した第２直列体１７１２２と、第２直列体１７１２２に接続した第２並列体１７１１２と、第２並列体１７１１２および第２直列体１７１２２に接続した開放端１７１４１と、を備える。
この共振器の特性を確認する方法としては、例えば、入力と出力の機能を持つ１ポート端子１７１０１と、１ポート端子１７１０１と電気的に接続した入出力結合素子１７１０２と、入出力結合素子１７１０２と接続した第１並列体１７１１１に接続する方法が挙げられる。
第１並列体１７１１１は、並列接続された第１コンデンサ１７１１１Ａおよび第１インダクタ１７１１１Ｂと、を備える。第１コンデンサ１７１１１Ａおよび第１インダクタ１７１１１Ｂは、一端が１ポート端子１７１０１および第１直列体１７１２１の一端に接続し、他端が接地される。
第１直列体１７１２１は、直列接続された第２コンデンサ１７１２１Ａおよび第２インダクタ１７１２１Ｂと、を備える。第２インダクタ１７１２１Ｂは、一端が１ポート端子１７１０１および第１並列体１７１１１に接続され、他端が第２コンデンサ１７１２１Ａの一端に接続されている。また、第２コンデンサ１７１２１Ａの他端は、インダクタ１７１３１の一端に接続されている。
第２並列体１７１１２は、並列接続された第３コンデンサ１７１１２Ａおよび第３インダクタ１７１１２Ｂと、を備える。第３コンデンサ１７１１２Ａおよび第３インダクタ１７１１２Ｂは、一端が開放端１７１４１および第２直列体１７１２２の他端に接続し、他端が接地される。
第２直列体１７１２２は、直列接続された第４コンデンサ１７１２２Ａおよび第４インダクタ１７１２２Ｂと、を備える。第４コンデンサ１７１２２Ａは、一端がインダクタ１７１３１の他端に接続され、他端が第４インダクタ１７１２２Ｂの一端に接続されている。また、第４インダクタ１７１２２Ｂの他端は、第２並列体１７１１２の一端および開放端１７１４１に接続されている。
第１直列体１７１２１と第２直列体１７１２２とは、容量結合ができるように、配置関係が調整される。すなわち、第１直列体１７１２１と第２直列体１７１２２との間隔が近づけられている。第１直列体１７１２１と第２直列体１７１２２とが所定の距離以下に近づくと、第１直列体１７１２１と第２直列体１７１２２とは容量結合する。ここで、少なくとも、第１直列体１７１２１が有する第２コンデンサ１７１２１Ａと第２直列体１７１２２が有する第４コンデンサ１７１２２Ａとが容量結合する。また、第１直列体１７１２１が有する第２コンデンサ１７１２１Ａおよび第２インダクタ１７１２１Ｂと、第２直列体１７１２２が有する第４コンデンサ１７１２２Ａおよび第４インダクタ１７１２２Ｂとが磁界結合してもよい。
これにより、第１並列体１７１１１および第１直列体１７１２１と、第２並列体１７１１２と第２直列体１７１２２とを異なる平面上に配置することが可能になるので、左手系共振器の小型化を図ることができる。
図５７は、本発明の実施の形態１７に係る左手系共振器の全体斜視図である。すなわち、左手系共振器１７２００を導体パターンと導体ビアの層ごとに分解した分解斜視図である。図５７において、左手系共振器１７２００は、互いに対向するよう配置された第１のグランド電極１７２０１、第２のグランド電極１７２０２間が積層された誘電体１７２０３で満たされた構造となっている。第１のグランド電極１７２０１と第２のグランド電極１７２０２は、図示しない側面電極によって接続され、等電位に保たれている。
第１のグランド電極１７２０１と同一平面上には、第１のグランド電極１７２０１と絶縁された端子１７２０４が設けられている。この端子１７２０４は、入力端と出力端の機能を果たす１ポート端子として用いられる。端子１７２０４には、ビア導体１７２０５を介して導体パターン１７２０６が接続される。
この導体パターン１７２０６と対向配置された導体パターン１７２０７には、導体パターン１７２０８が接続されている。導体パターン１７２０８は、ビア導体１７２０９を介して第１のグランド電極１７２０１と接続されている。
導体パターン１７２０７は、ビア導体１７２１０を介して導体パターン１７２１１および導体パターン１７２１２と接続されている。また、導体パターン１７２０７は、導体パターン１７２１１と導体パターン１７２１２との間に、導体パターン１７２１１と導体パターン１７２１２と対向配置されている。
さらに、導体パターン１７２１３が、導体パターン１７２１１と導体パターン１７２１２との間に、導体パターン１７２１１と導体パターン１７２１２と対向配置されている。導体パターン１７２１３は、ビア導体１７２１４を介して導体パターン１７２１５と接続されている。
この導体パターン１７２１５は、導体パターン１７２１６と導体パターン１７２１７との間に、導体パターン１７２１６と導体パターン１７２１７と対向配置されている。導体パターン１７２１６と導体パターン１７２１７とは、ビア導体１７２１８を介して接続されている。導体パターン１７２１７は、導体パターン１７２１２から絶縁され、導体パターン１７２１２と対向配置されている。また、導体パターン１７２１９は、ビア導体１７２１８を介して導体パターン１７２１６と導体パターン１７２１７と接続されている。そして、導体パターン１７２１９は、導体パターン１７２１６と導体パターン１７２１７との間に、導体パターン１７２１６と導体パターン１７２１７と対向配置されている。また、導体パターン１７２１９には、導体パターン１７２２０が接続されている。この導体パターン１７２２０は、ビア導体１７２２１を介して第２のグランド電極１７２０２と接続されている。
図５６に示された１ポート端子１７１０１は、端子１７２０４によって構成される。入出力結合素子１７１０２は、対向配置され導体パターン１７２０６および導体パターン１７２０７によって構成される。開放端１７１４１は、導体パターン１７２１９の先端部分１７２２２によって構成される。
図５６に示された第１コンデンサ１７１１１Ａは、導体パターン１７２０７と導体パターン１７２０８に対向配置された第１のグランド電極１７２０１、および、導体パターン１７２０７と導体パターン１７２０８に対向配置された第２のグランド電極１７２０２によって構成される。また第１インダクタ１７１１１Ｂは、導体パターン１７２０７と導体パターン１７２０８とビア導体１７２０９の長さ成分とによって構成される。
図５６に示された第２コンデンサ１７１２１Ａは、導体パターン１７２１３に対向配置された導体パターン１７２１１、および、導体パターン１７２１３に対向配置された導体パターン１７２１２によって構成される。また、第２インダクタ１７１２１Ｂは、導体パターン１７２１１と導体パターン１７２１２の長さ成分によって構成される。
図５６に示された第３コンデンサ１７１１２Ａは、導体パターン１７２１９と導体パターン１７２２０に対向配置された第１のグランド電極１７２０１、および、導体パターン１７２１９と導体パターン１７２２０に対向配置された第２のグランド電極１７２０２によって構成される。また、第３インダクタ１７１１２Ｂは、導体パターン１７２１９と導体パターン１７２２０とビア導体１７２２１の長さ成分とによって構成される。
図５６に示された第４コンデンサ１７１２２Ａは、導体パターン１７２１５に対向配置された導体パターン１７２１７、および、導体パターン１７２１５に対向配置された導体パターン１７２１６によって構成される。また、第４インダクタ１７１２２Ｂは、導体パターン１７２１７と導体パターン１７２１６の長さ成分によって構成される。
図５６に示されたインダクタ１７１３１は、ビア導体１７２１４の長さ成分によって構成される。第２コンデンサ１７１２１Ａを構成する導体パターン１７２１２と、第４コンデンサ１７１２２Ａを構成する導体パターン１７２１７とを、誘電体１７２０３を介して導体パターン１７２１２と導体パターン１７２１７の間隔を調整して積層することによって、導体パターン１７２１２と導体パターン１７２１７の容量結合量を制御することができる。
図５８は本発明の実施の形態１７に係る左手系共振器の共振特性図である。図５８において、共振特性を示す曲線Ｘ、Ｙ、Ｚに示されるように、導体パターン１７２１２と導体パターン１７２１７との間隔を離すにつれて曲線Ｘから曲線Ｙへ、さらに、曲線Ｙから曲線Ｚへとシフトする。言い換えると、図５７に示された左手系共振器１７２００の構造の共振特性は、導体パターン１７２１２と導体パターン１７２１７との間隔を離すにつれて、高周波数帯域側にシフトする。
このような構造にすることにより、左手系共振器１７２００の面積を単純に従来の半分程度にすることができるだけでなく、導体パターン１７２１２と導体パターン１７２１７との容量結合によって波長の短縮効果が得られ、さらに左手系共振器１７２００の面積を小さくすることができる。したがって、左手系共振器１７２００の小型化が可能になる。
また、この左手系共振器１７２００を用いて平衡不平衡変換左手系フィルタを構成した場合、従来の平衡不平衡変換左手系フィルタに用いられている左手系共振器よりも左手系共振器の占有面積が狭くなるため、左手系フィルタの小型化が可能になる。また、この左手系フィルタを搭載した携帯電話等の電子機器は、高集積化により処理速度等の性能を向上させることができる。
なお、導体パターン１７２１２と導体パターン１７２１７とインダクタ１７１３１の間隔を調整して積層し、導体パターン１７２１２と導体パターン１７２１７とインダクタ１７１３１とを磁界結合させてもよい。この場合、さらに、波長の短縮効果が得られ、左手系共振器１７２００をさらに小型化することができる。
なお、本実施の形態１７では、導体パターン１７２０７から導体パターン１７２０８を接続し、ビア導体１７２０９と導体パターン１７２０７との間隔をあけて、ビア導体１７２０９を第１のグランド電極１７２０１に接地した。しかし、導体パターン１７２０８を設けず、導体パターン１７２０７にビア導体１７２１０を直接接続して第１のグランド電極１７２０１に接地してもよい。この場合、信号の損失を抑えることができる。さらに、導体パターン１７２１９から導体パターン１７２２０を接続し、導体パターン１７２１９とビア導体１７２２１との間隔をあけて、ビア導体１７２２１を第２のグランド電極１７２０２に接地した。しかし、導体パターン１７２２０を設けず、導体パターン１７２１９にビア導体１７２２１を直接接続して第２のグランド電極１７２０２に接地してもよい。この場合も信号の損失を抑えることができる。
なお、本実施の形態１７では、１ポート入力端子１７１０１を用いたが、入力端と出力端とを別に設けてもよい。この場合、図５７に示される左手系共振器１７２００には、第１のグランド電極１７２０１と同一平面上に、第１のグランド電極１７２０１と絶縁された入力端、出力端が設けられ、この入力端と出力端とには、導体パターン１７２０７にそれぞれ対向配置された２つの導体パターンがそれぞれビア導体を介して接続される。
また、本実施の形態１７では、第２コンデンサ１７１２１Ａを形成するために、導体パターン１７２１３に対向配置された導体パターン１７２１１、および、導体パターン１７２１３に対向配置された導体パターン１７２１２を用いた。しかし、導体パターン１７２１３に対向配置された導体パターン１７２１２のみを用いてもよい。さらに、第４コンデンサ１７１２２Ａを形成するために、導体パターン１７２１５に対向配置された導体パターン１７２１７、および、導体パターン１７２１５に対向配置された導体パターン１７２１６を用いた。しかし、導体パターン１７２１５に対向配置された導体パターン１７２１７のみを用いてもよい。これにより、さらなる小型化と、コスト削減が可能になる。
図５９は本発明の実施の形態１７に係る別の左手系共振器の全体斜視図である。図５９において、導体パターン１７２１３は、ビア導体１７２１４を介して導体パターン１７２１９と接続する。そして、導体パターン１７２１９と接続した導体パターン１７２２０は、ビア導体１７２２１を介して第２のグランド電極１７２０２と接続する。したがって、導体パターン１７２１３は、第２のグランド電極１７２０２と接続する。また、導体パターン１７２１５は、他の導体パターンやビア導体から絶縁されている。なお、図５６に示される開放端１７１４１は、この導体パターン１７２１５によって構成される。
本発明のフィルタは、小型化とフィルタに設定された規格のインピーダンスを得ることとの両立を図ることができるという効果を有し、携帯電話等の各種電子機器において有用である。
本発明に係る左手系共振器および左手系フィルタは、より小型化できる構成により、携帯電話等の各種電子機器において有用である。
１ 直列体
１Ａ，２Ａ コンデンサ
１Ｂ，２Ｂ インダクタ
２ 並列体
３ 単位セル
７ 左手系共振器

Claims (6)

  1. インダクタとコンデンサを直列に接続した直列体と、
    インダクタとコンデンサを並列接続した並列体とを備え、
    前記直列体の一方と前記並列体の一方とが接続されていると共に、
    前記並列体の他方は接地され、
    前記直列体の他方は接地されたことを特徴とする
    左手系共振器。
  2. 前記左手系共振器は、−１次モードで共振することを特徴とする
    請求項１に記載の左手系共振器。
  3. 請求項１に記載の左手系共振器を３個有した左手系フィルタであって、
    入力端と、第１、第２出力端と、前記入力端と前記第１出力端との間に接続された段間結合素子と、
    インダクタとコンデンサとが直列接続された第１直列体とこの第１直列体にインダクタとコンデンサとが並列接続された第１並列体とを有し、前記第１直列体および前記第１並列体が前記入力端と前記段間結合素子の一端との間に接続された請求項１に記載の第１左手系共振器と、
    インダクタとコンデンサとが直列接続された第２直列体とこの第２直列体にインダクタとコンデンサとが並列接続された第２並列体とを有し、前記第２直列体および前記第２並列体が前記第１出力端と前記段間結合素子の他端との間に接続された請求項１に記載の第２左手系共振器と、
    インダクタとコンデンサとが直列接続された第３直列体とこの第３直列体にインダクタとコンデンサとが並列接続された第３並列体とを有し、前記第３直列体および前記第３並列体が前記第２出力端に接続された請求項１に記載の第３左手系共振器と、を備え、
    前記第１並列体が有するインダクタと、前記第３並列体が有するインダクタとが磁界結合することを特徴とする
    左手系フィルタ。
  4. 入力端と出力端とを有するフィルタであって、
    前記入力端と前記出力端との間には結合素子が介在し、
    前記入力端と前記結合素子との間には
    コンデンサとインダクタとからなる第１直列体の一端が電気的に接続され、
    前記第１直列体の一端と前記入力端との間には入力結合素子が電気的に接続され、
    前記出力端と前記結合素子の間には
    コンデンサとインダクタとからなる第２直列体の一端が電気的に接続され、
    前記第２直列体の一端と前記出力端との間には出力結合素子が電気的に接続され、
    前記第１直列体の他端にはコンデンサとインダクタとからなる第１並列体の一端が電気的に接続され、
    前記第２直列体の他端にはコンデンサとインダクタとからなる第２並列体の一端が電気的に接続され、
    前記第１並列体の他端はグランドに電気的に接続されており、
    前記第２並列体の他端はグランドに電気的に接続されており、
    前記第１直列体と前記第１並列体とにより第１セルを構成し、
    前記第２直列体と前記第２並列体とにより第２セルを構成し、
    前記第１セルと前記第２セルとが電磁界結合をしていることを特徴とする
    左手系フィルタ。
  5. 請求項４に記載の左手系フィルタにおいて、
    前記第１並列体の一端が前記第１直列体の他端に電気的に接続される代わりに、前記第１直列体の一端に電気的に接続され、
    前記第２並列体の一端が前記第２直列体の他端に電気的に接続される代わりに、前記第２直列体の一端に電気的に接続されたことを特徴とする
    左手系フィルタ。
  6. 請求項１に記載の左手系共振器を２個以上有した左手系フィルタであって、
    入力端と出力端と、
    前記入力端と前記出力端の間に並列接続された少なくとも２つ以上の請求項１に記載の左手系共振器と、
    前記左手系共振器の一端と、隣り合う前記左手系共振器の一端との間に接続された少なくとも１つ以上の結合素子とを備え、
    前記結合素子のうち前記入力端に最も近い側の結合素子と前記入力端との間に接続された第１インダクタと、
    前記結合素子のうち前記出力端に最も近い側の結合素子と前記出力端との間に接続された第２インダクタと、をさらに備え、
    前記第１インダクタと前記第２インダクタとが磁界結合すると共に、
    前記左手系共振器の他端が接地されたことを特徴とする
    左手系フィルタ。
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