JP5817951B2 - 信号伝送ケーブル、および通信機器モジュール - Google Patents
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Description
この発明は、帯域阻止フィルタ機能と二回路間を接続する信号伝送線路の機能とを兼ね備えた信号伝送ケーブルに関する。
従来、携帯端末等の無線通信を行う小型電子機器において、複数の基板等の実装部品を筐体内に備える場合、可撓性を有するフラットケーブルで複数の基板を接続することがある。
例えば、無線通信機器を行う小型電子機器は、アンテナ基板とフロントエンド基板とを備える。アンテナ基板には、高周波信号を送受波するアンテナが形成されている。フロントエンド基板には、アンテナから放射する高周波信号を生成したり、アンテナで受波した高周波信号を増幅、復調したりするフロントエンド回路が形成されている。そして、これらアンテナ基板とフロントエンド基板は、筐体内の概ね離間した位置に配置されているので、アンテナ基板とフロントエンド基板は、フラットケーブルで接続されている。
また、現在の小型電子機器では、アンテナは、複数の通信帯域(バンド)で高周波信号を送受波できる構造になっており、各通信帯域のフロントエンド回路に対して共通のものとなっている。したがって、各通信帯域のフロントエンド回路間でのアイソレーションを確保するために、アンテナと各フロントエンド回路間に高周波フィルタを接続することが一般的である。
そして、従来の小型電子機器では、このような高周波フィルタを、フロントエンド回路が形成されたフロントエンド基板に実装もしくは形成している。フロントエンド基板に高周波フィルタを実装する場合、例えば、特許文献2に示すインダクタ素子のように、高周波フィルタを構成するインダクタやキャパシタは、実装型素子である。フロントエンド基板に高周波フィルタを形成する場合、高周波フィルタを構成するインダクタやキャパシタは、フロントエンド基板の内層電極パターンによって実現される。
しかしながら、上述の従来の構成では、フロントエンド基板に高周波フィルタを形成するため、当該フロントエンド基板の形状が、高周波フィルタを形成する分だけ大きくなってしまう。したがって、フロントエンド基板の小型化が阻害されてしまう。
また、当該フロントエンド基板に高周波フィルタを実装もしくは形成して、当該高周波フィルタを小型化しようとすると、インダクタの線幅が細くなったり、形状的な制約を受けたりすることにより、Q値が劣化し、高周波フィルタとしてのQ値も劣化してしまう。したがって、所望のフィルタ特性(通過特性や減衰特性)を実現できない場合が生じる。例えば、帯域阻止フィルタを構成する場合、急峻な減衰特性を実現できない。
このような問題を鑑みて、本発明の目的は、高いQ値を有する帯域阻止フィルタを備えた信号伝送ケーブルを提供することにある。
この発明の信号伝送ケーブルは、次の構成からなることを特徴としている。信号伝送ケーブルは、信号伝送線路、素体、帯域阻止フィルタを備える。信号伝送線路は、第1外部接続端子と第2外部接続端子とを接続する。素体は、該信号伝送線路が導体パターンによって形成された可撓性を有する平板状の部材である。帯域阻止フィルタは、信号伝送線路によって第1外部接続端子と第2外部接続端子との間に接続され、素体に内蔵または形成されたインダクタおよびキャパシタを有する。
この構成では、信号伝送ケーブル中に帯域阻止フィルタが構成されるので、第1外部接続端子から入力された高周波信号は、帯域阻止フィルタによって特定周波数帯域が減衰されて、第2外部接続端子へ出力される。これにより、信号伝送ケーブルによって接続される二つの外部回路基板に帯域阻止フィルタを必要としない。また、実装部品と比較して、インダクタを形成できる面積が広くなり、インダクタの設計自由度が向上する。したがって、Q値の高いインダクタを、実装部品よりも容易に形成できる。これにより、Q値の高い帯域阻止フィルタを備えた信号伝送ケーブルを容易に実現できる。
また、この発明の信号伝送ケーブルでは、次の構成であることが好ましい。素体は、複数の基材層を積層した積層体からなる。インダクタは、複数の基材層の少なくとも一層に形成された線状導体パターンからなる。インダクタとキャパシタが導体パターンによって並列接続されている。
この構成では、インダクタおよびこのインダクタを含む帯域阻止フィルタの具体的な構成例を示している。インダクタを素体に平面状に形成することで、素体の厚みがインダクタによって厚くなることを抑制できる。
また、この発明の信号伝送ケーブルでは、キャパシタは、複数の基材層に形成され、積層方向に対向する平板状導体パターンからなることが好ましい。
この構成では、キャパシタも素体内に形成されるため、信号伝送ケーブルの厚みを薄くすることができる。
また、この発明の信号伝送ケーブルでは、キャパシタは実装型素子であり、当該実装型素子は信号伝送線路の分断位置に当該分断された信号伝送線路を直列接続するように実装されていてもよい。
この構成では、素体内に形成した平板状導体パターンでキャパシタを形成する態様では実現できない大きなキャパシタンスを実現できる。
また、この発明の信号伝送ケーブルは、複数の基材層に形成された線状導体パターンからなり、キャパシタを構成する平板状導体パターンの一つに直列接続された直列共振用インダクタを、さらに備えることが好ましい。
この構成では、特定周波数帯域を減衰させるとともに、別の第2の特定周波数帯域の伝送損失を低減させることができる。
また、この発明の帯域阻止フィルタ機能付き信号伝送ケーブルは、次の構成であってもよい。基材層の各層には、インダクタを構成する第1の線状導体パターンと、直列共振用インダクタを構成する第2の線状導体パターンとが形成されている。各層に形成された第1の線状導体パターンは層間接続導体で接続されており、各層に形成された第2の線状導体パターンは、第1線状導体パターンとは別の層間接続導体で接続されている。
第2の線状導体パターンは、第1外部接続端子に接続する第1部分と第2外部接続端子に接続する第2部分に分割されており、第1の基材層に形成された第2の線状導体パターンの第1部分と、第2の基材層に形成された第2の線状導体パターンの第2部分とは、基材層を介して対向している。
この構成では、インダクタおよび直列共振用インダクタを素体の略全体を利用して形成でき、且つインダクタおよび直列共振用インダクタの直流抵抗を低減できる。さらに、直列共振用インダクタを構成する導体パターンによってキャパシタを構成できる。これにより、LC並列回路と、当該LC並列共振回路のキャパシタの直列接続される直列共振用インダクタを備える帯域阻止フィルタを小型に形成することができる。
また、この発明の帯域阻止フィルタ機能付き信号伝送ケーブルは、次の構成であってもより。第1の線状導体パターンおよび第2の線状導体パターンは、三層以上からなり、第1部分と第2部分の対向部は複数である。
この構成では、インダクタおよび直列共振用インダクタの直流抵抗をさらに低減できるとともに、キャパシタの取り得るキャパシタンスの範囲を広くすることができる。
また、この発明の帯域阻止フィルタ機能付き信号伝送ケーブルは、次の構成であってもよい。インダクタは、複数の基材層にそれぞれ形成された一部が分断された環状の線状導体パターンと、該一部が分断された環状の線状導体パターンを接続する層間接続導体からなる第1の螺旋状の導体パターンによって形成される。直列共振用インダクタは、インダクタが構成される基材層とは異なる複数の基材層にそれぞれ形成された一部が分断された環状の線状導体パターンと、該一部が分断された環状の線状導体パターンを接続する層間接続導体からなる第2の螺旋状の導体パターンによって形成されている。
この構成では、螺旋状の導体パターンによって、インダクタおよび直列共振用インダクタが構成されるので、他の形状のインダクタおよび直列共振用インダクタと比較してQ値の高いインダクタおよび直列共振用インダクタを実現できる。
また、この発明の帯域阻止フィルタ機能付き信号伝送ケーブルでは、第1の螺旋状の導体パターンの巻回方向と、第2の螺旋状の導体パターンの巻回方向は逆であってもよい。
また、この発明の信号伝送ケーブルでは、素体は液晶ポリマーからなることが好ましい。この構成では、tanδの低い材質を素体に用いるので、信号伝送線路の伝送損失を低減することができる。また、インダクタの寄生容量が小さくなり、さらに高いQ値の帯域阻止フィルタを実現できる。
また、この発明の信号伝送ケーブルでは、素体は第1外部接続端子の配置位置と第2外部接続端子の配置位置との途中に屈曲部を有することが好ましい。この構成では、第1外部接続端子が接続する第1外部回路基板と、第2外部接続端子が接続する第2外部回路基板との配置態様の自由度が向上する。
また、この発明の信号伝送ケーブルでは、第1外部接続端子および第2外部接続端子は、外部回路に対して機械的接触することで電気的に接続するコネクタ部材を備えていてもよい。この構成では、第1、第2外部接続端子の具体的な構造態様を示している。この構成により、第1、第2外部接続端子を外部回路基板に容易に接続して固定することができる。
この発明のダイプレクサ機能付き信号伝送ケーブルは、上述の構成からなる帯域阻止フィルタ機能付き信号伝送ケーブルと、素体に形成された別の導体パターンによって構成された帯域通過フィルタと、を備えたことを特徴としている。
この構成では、優れた伝送特性のダイプレクサを薄型に形成することができる。
また、この発明の通信機器モジュールは、上述のいずれかに記載の信号伝送ケーブルと、第1外部接続端子に接続するアンテナ基板と、第2外部接続端子に接続するフロントエンド基板と、を備えることを特徴としている。また、この発明の通信モジュールは、上述のダイプレクサ機能付き信号伝送ケーブルと、該ダイプレクサ機能付き信号伝送ケーブルによって接続されるアンテナ基板およびフロントエンド基板と、を備えることを特徴としている。
これらの構成では、上述の信号伝送ケーブルを備えることで、通信特性に優れる小型の通信機器モジュールを実現することができる。
この発明によれば、高いQ値を有する帯域阻止フィルタを備えた信号伝送ケーブルを実現することができる。これにより、送受信特性を劣化させることなく通信機器モジュールを小型化することができる。
本発明の第1の実施形態に係る信号伝送ケーブルについて、図を参照して説明する。図1は、本発明の第1の実施形態に係る信号伝送ケーブルの外観斜視図である。図2は、本発明の第1の実施形態に係る信号伝送ケーブルの分解斜視図である。図3は、本発明の第1の実施形態に係る信号伝送ケーブルの各基材層の導体パターンを示す平面図である。なお、以下では、信号伝送ケーブル(素体、基材層)を、第1方向および第2方向に直交する方向に沿って視た場合を、平面視する、と称する。
図1に示すように、信号伝送ケーブル10は、第1方向と第2方向の二方向に伸長する平板状の素体100を備える。素体100の第1方向の長さは、当該信号伝送ケーブル10で接続する二つの外部回路基板の接続位置の距離に基づいて決定されている。素体100の第2方向の長さは、後述する素体100内に形成するインダクタやキャパシタの形状に基づいて決定されている。素体100の厚みは、適宜設定されており、例えば、0.2mm〜0.5mm程度である。素体100の一方の平板面(第1方向および第2方向に平行な面)には、略全面に絶縁性のレジスト膜110が形成されている。
素体100は、基材層101と基材層102を積層してなる。基材層101,102は、可撓性で絶縁性を有する平膜からなり、例えば液晶ポリマーからなる。基材層101,102は、この順で、レジスト膜110側から積層されている。言い換えれば、基材層101の基材層102と反対側の平板面にレジスト膜110が形成されている。
基材層101のレジスト膜110側の面には、信号線路用の導体パターン210と、外部接続用導体311,312が形成されている。これら信号線路用の導体パターン210および外部接続用導体311,312は、銅箔等の導電性が高い金属等からなる。
外部接続用導体311は、基材層101における第1方向に沿った一方端であるEL11端部の近傍に形成されている。外部接続用導体311は、平面視して略正方形である。外部接続用導体312は、基材層101における第1方向に沿った他方端であるEL12端部の近傍に形成されている。外部接続用導体312は、平面視して略正方形である。
図2、図3(A)に示すように、信号線路用の導体パターン210は、伝送用導体部211、キャパシタ用導体部212、インダクタ用導体部213を備える。
伝送用導体部211は、第1方向に沿って伸長する線状導体である。伝送用導体部211の伸長方向の一方端は、外部接続用導体311に接続されている。伝送用導体部211の伸長方向の他方端は、キャパシタ用導体部212に接続されている。
キャパシタ用導体部212は平板状導体であり、キャパシタ用導体部212の第2方向の長さは、伝送用導体部211の第2方向の長さよりも長い。言い換えれば、キャパシタ用導体部212は、幅広な平板状導体からなる。
インダクタ用導体部213は、平面視してスパイラル形状の線状導体からなる。インダクタ用導体部213は、第1方向に沿ったキャパシタ用導体部212と略同じ位置に形成されている。インダクタ用導体部213のスパイラル形状における外周側の端部は、キャパシタ用導体部212に接続されている。例えば、インダクタ用導体部213の外周側の端部は、キャパシタ用導体部212の第1方向に沿った略中央位置に接続されている。インダクタ用導体部213の中心側の端部は、層間接続導体401に接続されている。
基材層101には、層間接続導体401,402を備える。層間接続導体401,402は、基材層101を貫通する貫通孔に導電性ペーストを充填して固化させてなる。導電性ペーストは、スズ、銀を主成分とする導電性材料からなる。
層間接続導体401は、インダクタ用導体部213の中心側の端部の位置に形成されている。層間接続導体402は、外部接続用導体312の形成領域内に形成されている。
基材層102の基材層101側の面には、信号線路用の導体パターン220が形成されている。信号線路用の導体パターン220は、信号線路用の導体パターン210と同様に、銅箔等の導電性が高い金属等からなる。
図2、図3(B)に示すように、信号線路用の導体パターン220は、キャパシタ用導体部221、伝送用導体部222,223を備える。
キャパシタ用導体部221は、基材層101のキャパシタ用導体部212と同様に、幅広の平板状導体からなる。キャパシタ用導体部221は、基材層101を介してキャパシタ用導体部212と対向する形状である。
伝送用導体部222は、第2方向に伸長する線状導体である。伝送用導体部222の伸長方向の一方端(EL21側の端部)は、キャパシタ用導体部221に接続されている。伝送用導体部222の伸長方向の他方端(EL22側の端部)は、層間接続導体401に接続されている。
伝送用導体部223は、第1方向に伸長する線状導体であり、伝送用導体部223の伸長方向の一方端(EL11側の端部)は、キャパシタ用導体部221に接続されている。伝送用導体部223の伸長方向の他方端(EL12側の端部)は、層間接続導体402に接続されている。
コネクタ501,502は、素体100のレジスト膜110側に設置されている。コネクタ501,502は、図示しない外部回路基板のコネクタ実装部に物理的に接続することで、外部回路基板の回路と信号伝送ケーブル10とを電気的に接続できる構造からなる。なお、コネクタ501,502は、省略することもできるが、当該コネクタ501,502を用いることで、信号伝送ケーブル10と第1、第2外部回路基板との接続信頼性を向上させることができる。
コネクタ501は、レジスト膜110に形成された開口部111に配置されており外部接続用導体311に実装されており、これらの組合せが本発明の第1外部接続端子に相当する。コネクタ502は、レジスト膜110に形成された開口部112に配置されており外部接続用導体312に実装されており、これらの組合せが本発明の第2外部接続端子に相当する。
このような構成により、コネクタ501を介して第1外部回路基板から入力された高周波信号は、外部接続用導体311、信号線路用の導体パターン210、信号線路用の導体パターン220、外部接続用導体312を伝送し、コネクタ502を介して第2外部回路基板へ出力される。なお、より正確には、層間接続導体401,402を介するが、これらは、本発明の信号伝送線路を構成する信号線路用の導体パターンに含まれるものである。
そして、本実施形態の構成を用いることで、図4に示す等価回路で表される帯域阻止フィルタの回路を実現できる。図4は、本発明の第1の実施形態に係る信号伝送ケーブルの等価回路図である。
図4に示すように、本実施形態の信号伝送ケーブル10は、外部接続用導体501,502間に、インダクタL1とキャパシタC1の並列回路が接続される回路構成からなる。インダクタL1は、上述のスパイラル形状からなるインダクタ用導体部213によって実現される。キャパシタC1は、互いに対向するキャパシタ用導体212,221とこれらの挟まれる基材層101とによって実現される。インダクタL1とキャパシタC1を並列接続するラインは、インダクタ用導体部213とキャパシタ用導体212との接続部と、伝送用導体部222とによって実現される。
このように、本実施形態の構成を用いれば、LC並列共振回路を備えた信号伝送ケーブル10を実現することができる。そして、このLC並列共振回路は、素子値を調整することで、所望とする周波数を減衰極周波数とする帯域阻止フィルタとして機能する。すなわち、本実施形態の構成を用いることで、帯域阻止フィルタ機能付きの信号伝送ケーブルを実現することができる。
これにより、外部回路基板にインダクタやキャパシタを、別途実装する必要が無く、当該信号伝送ケーブル10を含む通信機器モジュールを、小型に形成することができる。
さらに、本実施形態の構成では、素体100の第2方向の長さに基づいて、素体100の平板面上にインダクタを形成できる。このため、従来の外部回路基板に実装する実装部品型のインダクタと比較して、インダクタを構成する導体の幅および形状を大きくすることができる。これにより、インダクタの直列抵抗を低下させ、Q値を向上させることができる。したがって、Q値の高いLC並列共振回路、すなわち減衰特性の急峻な帯域阻止フィルタを実現することができる。
図5は、本発明の第1の実施形態に係る信号伝送ケーブルの通過特性と、従来の信号伝送ケーブルと帯域阻止フィルタ素子との組合せ構造の通過特性を示すグラフである。図5に示すように、本実施形態の信号伝送ケーブル10は、従来の信号伝送ケーブルと実装型の帯域阻止フィルタ素子との組合せ構造と比較して、減衰特性が急峻で、且つ、従来よりも減衰極周波数f0での減衰量を大きく取ることができる。
なお、本実施形態では、基材層101,102に液晶ポリマーを用いる例を示したが、可撓性を有する絶縁性材料であれば、他の材料であってもよい。ただし、液晶ポリマーを用いた場合、tanδが小さいので、信号伝送線路の伝送損失を低減することができる。また、インダクタの寄生容量が小さくなり、さらに高いQ値の帯域阻止フィルタを実現できる。
このような信号伝送ケーブル10は、次に示すように製造される。まず、片面銅貼りの基材層101,102を用意する。基材層101の銅箔にパターニング処理を行うことで、信号線路用の導体パターン210および外部接続用導体311,312を形成する。同様に、基材層102の銅箔にパターニング処理を行うことで、信号線路用の導体パターン220を形成する。
次に、基材層101に対して、貫通孔を形成する。この貫通孔は、例えば、レーザ等によって、信号線路用の導体パターン210および外部接続用導体312の形成面と反対側から形成する。そして、この貫通孔に導電性ペーストを充填する。
次に、各基材層101,102を積層し、積層された基材層101,102を加熱圧着する。この際、貫通孔内の導電性ペーストが固化して、層間導体401,402が形成される。
次に、素体110の基材層101側の表面にレジスト膜110を形成する。レジスト膜110における外部接続用導体311,312に当接する領域に、開口部111,112を設ける。この開口部111,112にはめこむ形状で、コネクタ501,502を実装し、外部接続用導体311,312に接続する。
次に、第2の実施形態に係る信号伝送ケーブルについて、図を参照して説明する。図6は、本発明の第2の実施形態に係る信号伝送ケーブルの分解斜視図である。図7は、本発明の第2の実施形態に係る信号伝送ケーブルの各基材層の導体パターンを示す平面図である。本実施形態の信号伝送ケーブル10Aは、第1の実施形態に係る信号伝送ケーブル10に対して、インダクタとキャパシタが第1方向に沿って配列された点で異なる。レジスト膜110Aおよびコネクタ501,502の設置構造は同じであるので、説明は省略する。
図6、図7に示すように、信号伝送ケーブル10Aの素体100Aは、基材層101A,102Aを積層してなり、第1方向に長い長尺状である。
基材層101Aのレジスト膜110A側の面には、信号線路用の導体パターン210Aと、外部接続用導体311,312が形成されている。外部接続用導体311は、基材層101におけるEL11端部の近傍に形成されており、外部接続用導体312は、基材層101におけるEL12端部の近傍に形成されている。
図6、図7(A)に示すように、信号線路用の導体パターン210Aは、伝送用導体部211A,214A、キャパシタ用導体部212A、インダクタ用導体部213Aを備える。
伝送用導体部211Aは、第1方向に沿って伸長する線状導体である。伝送用導体部211Aの伸長方向の一方端は、外部接続用導体311に接続されている。伝送用導体部211Aの伸長方向の他方端は、キャパシタ用導体部212Aに接続されている。
キャパシタ用導体部212Aは平板状導体であり、キャパシタ用導体部212Aの第2方向の長さは、伝送用導体部211A,214Aの第2方向の長さよりも長い。言い換えれば、キャパシタ用導体部212Aは、幅広な平板状導体からなる。
インダクタ用導体部213Aは、平面視してスパイラル形状の線状導体からなる。インダクタ用導体部213Aは、第1方向に沿ったキャパシタ用導体部212Aと外部接続用導体312との間に、これらから離間して形成されている。
インダクタ用導体部213Aのスパイラル形状における外周側の端部は、線状導体からなる伝送用導体部214Aを介して、キャパシタ用導体部212Aに接続されている。インダクタ用導体部213Aの中心側の端部は、層間接続導体401Aに接続されている。
基材層101Aには、層間接続導体401A,402Aを備える。層間接続導体401Aは、インダクタ用導体部213Aの中心側の端部の位置に形成されている。層間接続導体402Aは、外部接続用導体312の形成領域内に形成されている。
基材層102Aの基材層101A側の面には、信号線路用の導体パターン220Aが形成されている。図6、図7(B)に示すように、信号線路用の導体パターン220Aは、キャパシタ用導体部221A、伝送用導体部223Aを備える。
キャパシタ用導体部221Aは、基材層101Aのキャパシタ用導体部212Aと同様に、幅広の平板状導体からなる。キャパシタ用導体部221Aは、基材層101Aを介してキャパシタ用導体部212Aと対向する形状である。
伝送用導体部223Aは、第1方向に伸長する線状導体であり、伝送用導体部223Aの伸長方向の一方端(EL11側の端部)は、キャパシタ用導体部221Aに接続されている。伝送用導体部223Aの伸長方向の他方端(EL12側の端部)は、層間接続導体402Aに接続されている。
このような構成であっても、第1の実施形態と同様に、高いQ値を有する帯域阻止フィルタを備えた信号伝送ケーブルを実現することができる。さらに、本実施形態の構成では、インダクタとキャパシタが信号伝送ケーブルの伸長方向に沿って配列されているので、信号伝送ケーブルを狭幅に形成することができる。
次に、第3の実施形態に係る信号伝送ケーブルについて、図を参照して説明する。図8は、本発明の第3の実施形態に係る信号伝送ケーブルの分解斜視図である。本実施形態の信号伝送ケーブル10Bは、素体100Bに対するコネクタ502の配置面が、第2の実施形態に示した信号伝送ケーブル10Aと異なる。また、これに伴って、基材層102Bに対する信号線路用の導体パターン220Bの形成構成が、第2の実施形態に示した信号伝送ケーブル10Aと異なる。したがって、第2の実施形態に示した信号伝送ケーブル10Aと異なる箇所およびこれに関係して説明を要する箇所のみを具体的に説明する。
素体100Bは、基材層101B,102Bからなる。基材層101Bは基材層1010Aと同じであり、信号線路用の導体パターン210Bは信号線路用の導体パターン210Aと同じである。基材層101Bには、外部接続用導体311のみが形成されている。
基材層102Bにおける基材層101Bと反対側の面には、信号線路用の導体パターン220Bと外部接続用導体322が形成されている。外部接続用導体322は、基材層102BにおけるEL12端部の近傍に形成されている。
図8(B)に示すように、信号線路用の導体パターン220Bは、キャパシタ用導体部221B、伝送用導体部223Bを備える。
キャパシタ用導体部221Bは、基材層101Bのキャパシタ用導体部212Bと同様に、幅広の平板状導体からなる。キャパシタ用導体部221Bは、基材層101B,102Bを介してキャパシタ用導体部212Bと対向する形状である。
伝送用導体部223Bは、第1方向に伸長する線状導体であり、伝送用導体部223Bの伸長方向の一方端(EL11側の端部)は、キャパシタ用導体部221Bに接続されている。伝送用導体部223Bの伸長方向の他方端(EL12側の端部)は、外部接続用導体322に接続されている。
基材層102Bにおける基材層101Bと反対側の平板面には、略全面に絶縁性のレジスト膜120Bが形成されている。コネクタ502は、レジスト膜120Bに形成された開口部112に配置されており外部接続用導体322に実装されており、これらの組合せが本発明の第2外部接続端子に相当する。
このような構成であっても、第1、第2の実施形態と同様に、高いQ値を有する帯域阻止フィルタを備えた信号伝送ケーブルを実現することができる。さらに、本実施形態の構成を用いることで、厚み方向に沿った二つの外部回路基板に対する接続方向が逆であっても、これら二つの外部回路基板に容易に接続することができる。
次に、第4の実施形態に係る信号伝送ケーブルについて、図を参照して説明する。図9は、本発明の第4の実施形態に係る信号伝送ケーブルの分解斜視図である。本実施形態の信号伝送ケーブル10Cは、キャパシタの構成が、第3の実施形態に示した信号伝送ケーブル10Bと異なる。したがって、第3の実施形態に示した信号伝送ケーブル10Bと異なる箇所およびこれに関係して説明を要する箇所のみを具体的に説明する。
素体100Cは、基材層101C,102C,103Cをこの順で積層してなる。基材層102Cには、信号線路用の導体パターン220Cのみが形成されている。信号線路用の導体パターン220Cは、キャパシタ用導体部221Cと伝送用導体部223Cを備える。伝送用導体部223Cは、第1方向に伸長する線状導体であり、伝送用導体部223Cの伸長方向の一方端(EL11側の端部)は、キャパシタ用導体部221Cに接続されている。伝送用導体部223Cの伸長方向の他方端(EL12側の端部)は、EL12側端部付近まで伸長し、層間接続導体402Cに接続されている。
基材層101C,102Cの外部接続用導体311の形成領域には、層間接続導体403Cが形成されている。基材層102CのEL12側端部付近には、層間接続導体402Cが形成されている。これら層間接続導体402C,403Cは、基材層103Cにも連続する形状からなる。
基材層103Cにおける基材層102Cと反対側の面には、信号線路用の導体パターン230C、外部接続用補助導体331、および外部接続用導体332が形成されている。
外部接続用補助導体331は、基材層102CにおけるEL11端部の近傍に形成されている。外部接続用導体331は、層間接続導体403Cに接続されている。外部接続用導体332は、基材層102CにおけるEL12端部の近傍に形成されている。外部接続用導体332は、層間接続導体402Cに接続されている。
信号線路用の導体パターン230Cは、キャパシタ用導体部231C、伝送用導体部232Cを備える。
キャパシタ用導体部231Cは、基材層101Cのキャパシタ用導体部212C、基材層102Cのキャパシタ用導体部221Cと同様に、幅広の平板状導体からなる。キャパシタ用導体部231Cは、基材層103Cを介してキャパシタ用導体部221Cと対向する形状である。
伝送用導体部232Cは、第1方向に伸長する線状導体であり、伝送用導体部232Cの伸長方向の一方端(EL11側の端部)は、外部接続用補助導体331に接続されている。伝送用導体部232Cの伸長方向の他方端(EL12側の端部)は、キャパシタ用導体部231Cに接続されている。
基材層103Cにおける基材層102Cと反対側の平板面には、略全面に絶縁性のレジスト膜120Cが形成されている。コネクタ502は、レジスト膜120Cに形成された開口部112に配置されており外部接続用導体332に実装されており、これらの組合せが本発明の第2外部接続端子に相当する。
この構成では、キャパシタ用導体部212C,221Cが基材層101C,102Cを介して対向し、キャパシタ用導体221C,231Cが基材層103Cを介して対向する。このような構成であっても、キャパシタを構成することができ、上述の実施形態と同じ対向面積で、より大きなキャパシタンスを得ることができる。
このような構成であっても、第3の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。さらに、本実施形態の構成を用いることで、より大きなキャパシタンスを得ることができ、減衰極の取り得る周波数範囲を広くすることができる。
次に、本発明の第5の実施形態に係る信号伝送ケーブルについて、図を参照して説明する。図10は、本発明の第5の実施形態に係る信号伝送ケーブルの分解斜視図である。本実施形態の信号伝送ケーブル10Dは、インダクタが二層に亘って形成されている点で、第2の実施形態に示した信号伝送ケーブル10Aと異なる。したがって、第2の実施形態に示した信号伝送ケーブル10Aと異なる箇所およびこれに関係して説明を要する箇所のみを具体的に説明する。
素体100Dは、基材層101D,102Dを備える。基材層102Dには、信号線路用の導体パターン220Dが形成されている。信号線路用の導体パターン220Dは、キャパシタ用導体部221D、伝送用導体部223D、およびインダクタ用導体部224Dを備える。
インダクタ用導体部224Dは、第1方向に沿って、基材層102Dにおけるキャパシタ用導体部221DよりもEL12端部側に形成されており、基材層101Dのインダクタ用導体部213Dの形成位置と略同じ位置に形成されている。インダクタ用導体部224Dは、インダクタ用導体部213Dと同様に、スパイラル形状である。インダクタ用導体部224Dの中央側の端部は、層間接続導体401Dを介して、インダクタ用導体部213Dの中央側の端部に接続されている。インダクタ用導体部224Dは、インダクタ用導体部213Dから連続して同じ方向に巻回する形状である。
伝送用導体部223Dは、キャパシタ用導体部221Dと、EL12端部付近の層間接続導体402Dとを接続する線状導体である。伝送用導体部223Dは、インダクタ用導体部224Dの形成領域を迂回する形状で形成されている。伝送用導体部223Dは、インダクタ用導体部224Dの外周側の端部に接続されている。
この構成では、2層にわたって形成されたインダクタ用導体部213D,224Dとこれらを接続する層間接続導体401Dによって、LC並列共振回路のインダクタが構成される。したがって、より大きなインダクタンスのインダクタを構成することができる。
このような構成であっても、第2の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。さらに、本実施形態の構成を用いることで、より大きなインダクタンスを得ることができ、減衰極の取り得る周波数範囲を広くすることができる。
次に、本発明の第6の実施形態に係る信号伝送ケーブルについて、図を参照して説明する。図11は、本発明の第6の実施形態に係る信号伝送ケーブルの分解斜視図である。本実施形態の信号伝送ケーブル10Eは、キャパシタを実装型素子とし、当該実装型のキャパシタを素体100Eに内蔵する点で、第2の実施形態に示した信号伝送ケーブル10Aと異なる。したがって、第2の実施形態に示した信号伝送ケーブル10Aと異なる箇所およびこれに関係して説明を要する箇所のみを具体的に説明する。
素体100Eは、基材層101E,104E,102Eをこの順で積層してなる。基材層101Eには、キャパシタ用導体部が形成されていない。
基材層102Eの基材層104Eと反対側の面には、信号線路用の導体パターン220Eが形成されている。これに伴い、基材層102Eの基材層104Eと反対側の面には、全面にレジスト膜120Eが形成されている。信号線路用の導体パターン220Eは、第1方向に伸長する線状導体であり、途中で分割されている。信号線路用の導体パターン220EのEL11端部側の個片部が信号線路用の導体パターン220E1であり、信号線路用の導体パターン220EのEL12端部側の個片部が信号線路用の導体パターン220E2である。信号線路用の導体パターン220E2は、層間接続導体401Eを介してインダクタ用導体部213Eの中央側の端部に接続されている。
信号線路用の導体パターン220E1のEL11端部側の端部は、層間接続導体403Eを介して外部接続用導体311に接続されている。信号線路用の導体パターン220E1のEL12端部側の端部は、基材層102Eを厚み方向に貫通する形状の層間接続導体421Eに接続されている。信号線路用の導体パターン220E2のEL12端部側の端部は、層間接続導体402Eを介して外部接続用導体312に接続されている。信号線路用の導体パターン220E2のEL11端部側の端部は、基材層102Eを厚み方向に貫通する形状の層間接続導体422Eに接続されている。
基材層102Eの基材層104E側の面には、実装型のキャパシタ素子20が配置されている。キャパシタ素子20は、両端の外部接続端子が層間接続導体421E,422Eに接続するように実装されている。
基材層104Eは、導体パターンを有さず、貫通穴160が形成されている。貫通穴160は、素体100Eを平面視して、キャパシタ素子20の実装領域を含むように形成されている。
このような構成であっても、第2の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。さらに、本実施形態の構成を用いることで、素体内の導体パターンで形成したキャパシタでは実現できない大きいキャパシタンスを、実装型のキャパシタ素子によって実現できる。したがって、減衰極の取り得る周波数範囲を広くすることができる。
なお、実装型のキャパシタ素子20は、次に示すように素体100E内に配置される。図12は、実装型のキャパシタ素子の実装構造を説明するための断面図である。図12(A)が基材層の加熱圧着前の状態を示す図であり、図12(B)が加熱圧着後の状態を示す図である。
図12(A)に示すように、信号伝送用の導体パターン210Eが形成された基材層101E、基材層104E、信号伝送用の導体パターン220E1,220E2および層間接続導体421E,422Eが形成された基材層102Eを積層する。なお、より具体的には、この状態では、層間接続導体421E,422Eの元となる導電ペーストが充填された貫通孔が基材層102Eに形成された状態である。この際、基材層104Eに形成された貫通穴160内にキャパシタ素子20を配置する。
これら基材層101E,104E,102Eを加熱圧着して素体100Eを形成する。この際、導電性ペーストが固化して、層間接続導体421E,422Eが形成されるとともに、キャパシタ素子20の外部接続端子に電気的且つ物理的に接続する。また、基材層101E,104Eが溶融することで貫通穴160が埋められ、素体100Eによってキャパシタ素子20が固定される。
次に、本発明の第7の実施形態に係る信号伝送ケーブルについて、図を参照して説明する。図13は、本発明の第7の実施形態に係る信号伝送ケーブルの分解斜視図である。本実施形態の信号伝送ケーブル10Fは、キャパシタに対して直列共振用インダクタを直列接続する点で、第3の実施形態に示した信号伝送ケーブル10Bと異なる。したがって、第3の実施形態に示した信号伝送ケーブル10Bと異なる箇所およびこれに関係して説明を要する箇所のみを具体的に説明する。
素体100Fは、基材層101F,102F,104Fをこの順で積層してなる。基材層102Fにおける基材層101F側の面には、信号線路用の導体パターン220Fが形成されている。信号線路用の導体パターン220Fは、キャパシタ用導体部221F、伝送用導体部224F、およびインダクタ用導体部225Fを備える。キャパシタ用導体部221Fは、基材層101Fを介してキャパシタ用導体部212Fと対向する形状である。
伝送用導体部224Fは、第1方向に沿って伸長する線状導体からなり、キャパシタ用導体部221Fとインダクタ用導体部225Fの外周側の端部を接続する。
インダクタ用導体部225Fは、平面視してスパイラル形状の線状導体からなる。インダクタ用導体部225Fは、第1方向に沿って、基材層101Fのインダクタ用導体部213Fと略同じ位置に形成されている。インダクタ用導体部225Fの中央側の端部は、層間接続導体401Fを介して、インダクタ用導体部213Fの中央側の端部、および、後述する基材層103Fの信号線路用の導体パターン230Fに接続されている。
基材層103Fにおける基材層102Fと反対側の面には、信号線路用の導体パターン230Fと、外部接続用導体332が形成されている。外部接続用導体332は、基材層103FにおけるEL12端部の近傍に形成されている。信号線路用の導体パターン230Fは、第1方向に伸長する線状導体からなる。信号線路用の導体パターン230FのEL11端部側の端部は、層間接続導体401Fを介して、インダクタ用導体部213F,225Fの中央側の端部に接続されている。信号線路用の導体パターン230FのEL12端部側の端部は、外部接続用導体332に接続されている。
そして、本実施形態の構成を用いることで、図14に示す等価回路からなる帯域阻止フィルタの回路を実現できる。図14は、本発明の第7の実施形態に係る信号伝送ケーブルの等価回路図である。
図14に示すように、本実施形態の信号伝送ケーブル10Fは、外部接続用導体501,502間に、キャパシタC1およびインダクタL2の直列共振回路とインダクタL1との並列回路が接続される回路構成からなる。インダクタL1は、上述のスパイラル形状からなるインダクタ用導体部213Fによって実現される。キャパシタC1は、互いに対向するキャパシタ用導体212F,221Fとこれらの挟まれる基材層101Fとによって実現される。インダクタL2は、上述のスパイラル形状からなるインダクタ用導体部225Fによって実現される。
キャパシタC1およびインダクタL2の直列共振回路とインダクタL1とを並列接続するラインは、インダクタ用導体部213Fとキャパシタ用導体212Fとを接続する伝送用導体部214Fと層間接続導体401Fとによって実現される。
このように、本実施形態の構成を用いれば、LC直列共振回路を付加したLC並列共振回路を備えた信号伝送ケーブル10Fを実現することができる。そして、このLC並列共振回路は、素子値を調整することで、所望とする周波数を減衰極周波数とする帯域阻止フィルタとして機能する。さらに、このLC直列共振回路は、素子値を調整することで、所望とする周波数帯域を通過させる帯域通過フィルタとして機能する。この通過帯域を、伝送したい通信信号の周波数帯域に設定することで、伝送したい通信信号をさらに低損失で伝送し、減衰させたい通信信号を減衰させる帯域阻止フィルタを実現することができる。
図15は、本発明の第7の実施形態に係る信号伝送ケーブルの通過特性と、実施例3の信号伝送ケーブルと帯域阻止フィルタ素子との組合せ構造の通過特性を示すグラフである。図15に示すように、本実施形態の信号伝送ケーブル10Fは、第3実施形態に示した信号伝送ケーブル10Cと比較して、減衰極周波数で同等の減衰量を得ながら、当該減衰極の高周波数帯域側の所望の周波数f1(LC直列共振回路の共振周波数)を含む周波数帯域での通過損失を低減させることができる。また、減衰極周波数の高周波数側の減衰帯域の幅を狭くすることができる。
なお、本実施形態の構成では、平面視して、インダクタ用導体部213Fの巻回方向とインダクタ用導体部225Fとの巻回方向が逆である。しかしながら、インダクタ用導体部213Fの巻回方向とインダクタ用導体部225Fとの巻回方向が同じであってもよい。これらは、例えば、必要とするフィルタ特性に基づいて適宜決定すればよい。
次に、本発明の第8の実施形態に係る信号伝送ケーブルについて、図を参照して説明する。図16は、本発明の第8の実施形態に係る信号伝送ケーブルの分解斜視図である。図17は、本発明の第8の実施形態に係る信号伝送ケーブルの各基材層の導体パターンを示す平面図である。
図16、図17に示すように、信号伝送ケーブル10Gは、第1方向と第2方向の二方向に伸長する平板状の素体100Gを備える。素体100Gの厚みは、適宜設定されており、例えば、0.2mm〜0.5mm程度である。素体100Gの一方の平板面(第1方向および第2方向に平行な面)には、略全面に絶縁性のレジスト膜110Gが形成されている。
素体100Gは、基材層101Gと基材層102Gを積層してなる。基材層101G,102Gは、可撓性で絶縁性を有する平膜からなり、例えば液晶ポリマーからなる。基材層101G,102Gは、この順で、レジスト膜110G側から積層されている。言い換えれば、基材層101Gの基材層102Gと反対側の平板面にレジスト膜110Gが形成されている。
基材層101Gのレジスト膜110G側の面には、信号線路用の導体パターン610(以下、単に導体パターン610と称する)が形成されている。導体パターン610は、銅箔等の導電性が高い金属等からなる。導体パターン610は、第1導体部611、第2導体部612、第3導体部613、第4導体部614、および第5導体部615からなる。
第1導体部611、第2導体部612は、第2方向に伸長する線状導体からなる。第1、第2導体部611,612は、基材層101GのEL21側端部からEL22側端部まで略全長に亘って伸長する形状からなる。第1導体部611は、基材層101GのEL11側端部近傍に配置され、第2導体部612は、基材層101GのEL12側端部近傍に配置されている。
第3導体部613、第4導体部614、および第5導体部615は、第1方向に伸長する線状導体からなる。第4、第5導体部614,615の幅(第2方向に沿った長さ)は、第3導体部613の幅よりも広い。
第3導体部613は、基材層101GのEL22側端部近傍に配置されている。第3導体部613は、基材層101GのEL11側端部からEL12側端部まで略全長に亘って伸長する形状からなる。第3導体部613のEL11側の端部は第1導体部611に接続されている。第3導体部613のEL12側の端部は第2導体部612に接続されている。
第4,第5導体部614,615は、基材層101GのEL21側端部近傍に配置されている。第4導体部614は、基材層101GのEL11側端部から第1方向の途中位置まで伸長する形状からなる。第4導体部614のEL11側の端部は第1導体部611のEL21側の端部に接続されている。第5導体部615は、基材層101GのEL12側端部から第1方向の途中位置まで伸長する形状からなる。第5導体部615のEL12側の端部は第2導体部612のEL21側の端部に接続されている。第4導体部614における第1導体部611に接続する側と反対側の端部と、第5導体部615における第2導体部612に接続する側と反対側の端部とは、接続されておらず、離間している。第4導体部614の第1方向に沿った長さは、第5導体部615の第1方向に沿った長さよりも長い。
基材層102Gの基材層101G側の面には、信号線路用の導体パターン620(以下、単に導体パターン620と称する)が形成されている。導体パターン620は、銅箔等の導電性が高い金属等からなる。導体パターン620は、第1導体部621、第2導体部622、第3導体部623、第4導体部624、および第5導体部625からなる。
第1導体部621、第2導体部622は、第2方向に伸長する線状導体からなる。第1、第2導体部621,622は、基材層102GのEL21側端部からEL22側端部まで略全長に亘って伸長する形状からなる。第1導体部621は、基材層102GのEL11側端部近傍に配置されており、平面視して、基材層101Gの第1導体部611と重なっている。第2導体部622は、基材層102GのEL12側端部近傍に配置されており、平面視して、基材層101Gの第2導体部612と重なっている。
第3導体部623、第4導体部624、および第5導体部625は、第1方向に伸長する線状導体からなる。第4、第5導体部624,625の幅(第2方向に沿った長さ)は、第3導体部623の幅よりも広い。
第3導体部623は、基材層102GのEL22側端部近傍に配置されている。第3導体部623は、基材層102GのEL11側端部からEL12側端部まで略全長に亘って伸長する形状からなる。第3導体部623のEL11側の端部は第1導体部621に接続されている。第3導体部623のEL12側の端部は第2導体部622に接続されている。
第4,第5導体部624,625は、基材層102GのEL21側端部近傍に配置されている。第4導体部624は、基材層102GのEL11側端部から第1方向の途中位置まで伸長する形状からなる。第4導体部624のEL11側の端部は第1導体部621のEL21側の端部に接続されている。第5導体部625は、基材層102GのEL12側端部から第1方向の途中位置まで伸長する形状からなる。第5導体部625のEL12側の端部は第2導体部622のEL21側の端部に接続されている。第4導体部624における第1導体部621に接続する側と反対側の端部と、第5導体部625における第2導体部622に接続する側と反対側の端部とは、接続されておらず、離間している。第4導体部624の第1方向に沿った長さは、第5導体部625の第1方向に沿った長さよりも短い。
導体パターン620の第4導体部624は、導体パターン610の第4導体部614に対して、第1方向の長さが短い。第4導体部624は、平面視して、第4導体部614のEL11側の所定長の部分と重なっている。
導体パターン620の第5導体部625は、導体パターン610の第5導体部615に対して、第1方向の長さが長い。第5導体部625のEL12側の所定長の部分は、平面視して、第5導体部615と重なっている。
導体パターン610の第4導体部614における第4導体部624と平面視して重なっていないEL12側の領域F61は、導体パターン620の第5導体部625の第5導体部615と平面視して重なっていないEL11側の領域F62と、基材層101Gを介して対向している。この領域F61,F62と基材層101GとによってキャパシタC10が構成される。
基材層101Gには、層間接続導体461,462,463,464,465が形成されている。層間接続導体461,462,463,464,465は、基材層101Gを貫通する貫通孔に導電性ペーストを充填して固化させてなる。導電性ペーストは、スズ、銀を主成分とする導電性材料からなる。
層間接続導体461は、導体パターン610の第1導体部611と導体パターン620の第1導体部621を接続する。層間接続導体461は、第2方向に沿って複数形成されている。この層間接続導体により、第1導体部611,621が同電位になり、一つの第1導体パターンとして機能する。
層間接続導体462は、導体パターン610の第2導体部612と導体パターン620の第2導体部622を接続する。層間接続導体462は、第2方向に沿って複数形成されている。この層間接続導体により、第2導体部612,622が同電位になり、一つの第2導体パターンとして機能する。
層間接続導体463は、導体パターン610の第3導体部613と導体パターン620の第3導体部623を接続する。層間接続導体463は、第1方向に沿って複数形成されている。この層間接続導体により、第3導体部613,623が同電位になり、一つの第3導体パターンとして機能する。
層間接続導体464は、導体パターン610の第4導体部614と導体パターン620の第4導体部624を接続する。層間接続導体464は、第1方向に沿って複数形成されている。この層間接続導体により、第4導体部614,624が同電位になり、一つの第4導体パターンとして機能する。
層間接続導体465は、導体パターン610の第5導体部615と導体パターン620の第5導体部625を接続する。層間接続導体465は、第1方向に沿って複数形成されている。この層間接続導体により、第5導体部615,625が同電位になり、一つの第5導体パターンとして機能する。
上述の各導体パターンは、それぞれ高周波的にインダクタとして機能する。
外部接続端子であるコネクタ501,502は、素体100Gのレジスト膜110G側に設置されている。コネクタ501,502は、図示しない外部回路基板のコネクタ実装部に物理的に接続することで、外部回路基板の回路と信号伝送ケーブル10Gとを電気的に接続できる構造からなる。なお、コネクタ501,502は、省略することもできるが、当該コネクタ501,502を用いることで、信号伝送ケーブル10Gと第1、第2外部回路基板との接続信頼性を向上させることができる。
コネクタ501は、レジスト膜110Gに形成された開口部111に配置されており、第1導体部611の途中点611ctに接続されている。コネクタ502は、レジスト膜110Gに形成された開口部112に配置されており、第2導体部612の途中点612ctに接続されている。
このように、本実施形態の構成を用いることで、基材層101G,102Gに形成された導体パターンによって、インダクタおよびキャパシタを構成できる。具体的には、本実施形態の構成を用いることで、図18に示す等価回路で表される帯域阻止フィルタの回路を実現できる。図18は、本発明の第8の実施形態に係る信号伝送ケーブルの等価回路図である。
本実施形態の信号伝送ケーブル10Gは、コネクタ(外部接続端子)501,502間に、インダクタL10,L201,L202、およびキャパシタC10が接続されている。より具体的には、インダクタL201、キャパシタC10、インダクタL202は、コネクタ501,502間に、直列接続されている。さらに、インダクタL10は、インダクタL201,L202およびキャパシタC10の直列回路に、並列接続されている。
インダクタL10は、上述の第3導体パターン、すなわち第3導体部613,623および層間接続導体463によって構成される。より厳密には、第1、第2導体パターンがコネクタ501,502と接続する位置から第3導体パターンに接続する位置までの部分(図16、図17における6111,6211,6121,6221の部分)およびこの部分を接続する層間接続導体461,462も含んで構成される。このインダクタL10を構成する各導体パターンが本発明の第1の線状導体パターンに相当する。
インダクタL201は、上述の第4導体パターン、すなわち第4導体部614,624および層間接続導体464によって構成される。より厳密には、第1導体パターンがコネクタ501と接続する位置から第4導体パターンに接続する位置までの部分(図16、図17における6112,6212の部分)およびこの部分を接続する層間接続導体461も含んで構成される。
インダクタL202は、上述の第5導体パターン、すなわち第5導体部615,625および層間接続導体465によって構成される。より厳密には、第2導体パターンがコネクタ502と接続する位置から第5導体パターンに接続する位置までの部分(図16、図17における6122,6222の部分)およびこの部分を接続する層間接続導体462も含んで構成される。これらインダクタL202,203を構成する各導体パターンが本発明の第2の線状導体パターンに相当する。
キャパシタC10は、上述のように、第4導体部614の領域F61と第5導体部625の領域F62と、これらの間に配置された基材層101Gとによって構成される。このように、領域F61,62を形成するために設けられた第4導体部614,624が本発明の第1部分に相当し、第5導体部615,625が本発明の第1部分に相当する。
このように、本実施形態の構成を用いれば、LC並列共振回路を実現でき、上述の第7の実施形態と同様に、第1の所望周波数f0を減衰極周波数とし、通過帯域の第2の所望周波数f1に伝送損失が低下する極大点を有する帯域阻止フィルタを実現することができる。そして、帯域阻止フィルタ機能付きの信号伝送ケーブルを実現することができる。
さらに、本実施形態の構成では、インダクタを構成する導体パターンを二層に形成し、層間接続導体で接続しているので、一層で形成する場合よりもインダクタの直列抵抗を低下させることができる。また、インダクタを構成する導体パターンの幅を広げることなく、インダクタの直列抵抗を低下させることができる。これにより、インダクタのQ値を向上させることができる。したがって、Q値の高いLC並列共振回路、すなわち減衰特性の急峻な帯域阻止フィルタを実現することができる。
さらに、本実施形態の構成では、インダクタを構成する導体パターンを二層に形成し、これら導体パターンをそれぞれ異なる位置において途中で分断して、分断された近傍の導体部分を対向させることで、キャパシタを構成している。これにより、別途キャパシタ用の導体パターンを形成しなくてもよく、LC並列共振回路の帯域阻止フィルタを小型に形成することができる。
なお、上述の層間接続導体の形成数は、必要に応じて変更してもよい。例えば、第3導体部613,623における第1方向の途中位置の層間接続導体463を省略してもよいし、逆に増加してもよい。ただし、途中位置の層間接続導体463を省略した場合、信号伝送ケーブル10Gの屈曲性は向上するが、第3導体部613を流れる電流による磁界と、第3導体部623に流れる電流による磁界が、第3導体部613,623間を通過しやすく、これによりQ値が若干低下してしまうことがある。一方、層間接続導体463を増加すれば、Q値低下は生じないが、全体の剛性が高くなり、当該信号伝送ケーブル10Gに屈曲性が低下する。したがって、これらの条件を鑑みて、適宜層間接続導体を設ければよい。
また、上述の構成では、各層の第1導体部の線幅と比較して、キャパシタを構成する第4導体部および第5導体部の線幅を広くする例を示したが、これらの線幅が同じであってもよい。さらには、必要に応じて、各層の第1導体部の線幅と比較して、キャパシタを構成する第4導体部および第5導体部の線幅を狭くすることも可能である。
次に、第9の実施形態に係る信号伝送ケーブルについて、図を参照して説明する。図19は、本発明の第9の実施形態に係る信号伝送ケーブルの分解斜視図である。本実施形態の信号伝送ケーブル10Hは、第8の実施形態に示した信号伝送ケーブル10Gに対して、素体100Hを構成する基材層の層数が異なる。したがって、異なる箇所のみを具体的に説明する。
素体100Hは、基材層101H,102H,103H,104Hを積層してなる。基材層101H,102H,103H,104Hは、この順で、レジスト膜110G側から積層されている。
基材層101Hに形成される信号線路用の導体パターン610(以下、単に導体パターン610と称する)と、基材層103Hに形成される信号線路用の導体パターン630(以下、単に導体パターン630と称する)は、第8の実施形態に示した信号線路用の導体パターン610と同じ形状である。
基材層102Hに形成される信号線路用の導体パターン620(以下、単に導体パターン620と称する)と、基材層104Hに形成される信号線路用の導体パターン640(以下、単に導体パターン640と称する)は、第8の実施形態に示した信号線路用の導体パターン620と同じ形状である。
導体パターン610の第1導体部611、導体パターン620の第1導体部621、導体パターン630の第1導体部631、および導体パターン640の第1導体部641は、基材層101H,102H,103Hを貫通する複数の層間接続導体461で接続されている。
導体パターン610の第2導体部612、導体パターン620の第2導体部622、導体パターン630の第2導体部632、および導体パターン640の第2導体部642は、基材層101H,102H,103Hを貫通する複数の層間接続導体462で接続されている。
導体パターン610の第3導体部613、導体パターン620の第3導体部623、導体パターン630の第3導体部633、および導体パターン640の第3導体部643は、基材層101H,102H,103Hを貫通する複数の層間接続導体463で接続されている。
導体パターン610の第4導体部614、導体パターン620の第4導体部624、導体パターン630の第4導体部634、および導体パターン640の第4導体部644は、基材層101H,102H,103Hを貫通する複数の層間接続導体464で接続されている。
導体パターン610の第5導体部615、導体パターン620の第5導体部625、導体パターン630の第5導体部635、および導体パターン640の第5導体部645は、基材層101H,102H,103Hを貫通する複数の層間接続導体465で接続されている。
導体パターン610の第4導体部614の領域F61と、導体パターン620の第5導体部625の領域F62は、基材層101Hを介して対向している。これにより、キャパシタC11が構成される。
導体パターン620の第5導体部625の領域F62と、導体パターン630の第4導体部634の領域F63は、基材層102Hを介して対向している。これにより、キャパシタC12が構成される。
導体パターン630の第4導体部634の領域F63と、導体パターン640の第5導体部645の領域F64は、基材層103Hを介して対向している。これにより、キャパシタC13が構成される。
このような構成とすることで、複数のキャパシタC11,C12,C13を構成することができ、実現可能なキャパシタンスの範囲を広くすることができる。
さらに、本実施形態では、各基材層にキャパシタを形成する例を示したが、キャパシタを形成しない層を設けてもよい。例えば、導体パターン620と導体パターン630を同じ形状に、導体パターン610と導体パターン640を同じ形状にしてもよい。さらには、各基材層を介して対向する面積を基材層毎に異ならせてもよい。これにより実現可能なキャパシタンスの範囲を、さらに広くすることができる。
なお、本実施形態では、同じ形状の導体パターンが一組ずつ設けられている場合を示したが、一方の導体パターンを一つとしてもよく、この一つの導体パターンを、同じ形状からなる二つの導体パターンで挟む構造であってもよい。また、この構成を適用して、導体パターンの個数を奇数にしてもよい。
また、本実施形態の構成を用いることで、各インダクタが四層の導体パターンで形成される。これにより、さらに各インダクタの直列抵抗を低下させることができ、さらにQ値を向上させることができる。
次に、本発明の第10の実施形態に係る信号伝送ケーブルについて、図を参照して説明する。図20は、本発明の第10の実施形態に係る信号伝送ケーブルの分解斜視図である。図21は、本発明の第10の実施形態に係る信号伝送ケーブルの各基材層の導体パターンを示す平面図である。
図20、図21に示すように、信号伝送ケーブル10Iは、第1方向と第2方向の二方向に伸長する平板状の素体100Iを備える。素体100Iの厚みは、適宜設定されており、例えば、0.5mm程度である。素体100Iの一方の平板面(第1方向および第2方向に平行な面)には、略全面に絶縁性のレジスト膜110Iが形成されている。
素体100Iは、基材層101I,102I,103I,104Iを積層してなる。基材層101I,102I,103I,104Iは、可撓性で絶縁性を有する平膜からなり、例えば液晶ポリマーからなる。基材層101I,102I,103I,104Iは、この順で、レジスト膜110I側から積層されている。言い換えれば、基材層101Iの基材層102Iと反対側の平板面にレジスト膜110Iが形成されている。
基材層101Iのレジスト膜110I側の面には、信号線路用の導体パターン711,712(以下、単に導体パターン711,712と称する)が形成されている。導体パターン711,712は、銅箔等の導電性が高い金属等からなる。導体パターン711は、第1線状部7111、第2線状部7112、第3線状部7113、および第4線状部7114からなる。
第1、第3線状部7111,7113は、第1方向に伸長する形状からなり、第2、第4線状部7112,7114は、第2方向に伸長する形状からなる。第1線状部7111は、基材層101IのEL22端部近傍に形成されており、一方端が後述する層間接続導体471に接続され、他方端が第2線状部7112の一方端に接続されている。第2線状部7112は、基材層101IのEL11端部側の領域に形成されており、一方端が第1線状部7111に接続され、他方端が第3線状部7113の一方端に接続されている。第3線状部7113は、基材層101IのEL21端部近傍に形成されており、一方端が第2線状部7112に接続され、他方端が第4線状部7114の一方端に接続されている。第4線状部7114は、基材層101IのEL12端部近傍に形成されており、一方端が第3線状部7113に接続されている。
このような構成により、導体パターン711は、平面視して、一部が分断された環状、すなわちC環状の形状となっている。
導体パターン712は、第2方向に沿ってEL21端部からEL22端部間の全体に亘って伸長する形状であり、基材層101IのEL11端部と導体パターン711との間に、導体パターン711から離間して形成されている。
基材層102Iの基材層101I側の面には、信号線路用の導体パターン721,722(以下、単に導体パターン721,722と称する)が形成されている。導体パターン721,722は、銅箔等の導電性が高い金属等からなる。導体パターン721は、第1線状部7211、第2線状部7212、および第3線状部7213からなる。
第1、第3線状部7211,7213は、第1方向に伸長する形状からなり、第2線状部7212は、第2方向に伸長する形状からなる。第1線状部7211は、基材層102IのEL22端部近傍に形成されており、一方端が後述する層間接続導体471に接続され、他方端が第2線状部7212の一方端に接続されている。第2線状部7212は、基材層102IのEL12端部側の領域に形成されており、一方端が第1線状部7211に接続され、他方端が第3線状部7213の一方端に接続されている。第3線状部7213は、基材層102IのEL21端部近傍に形成されており、一方端が第2線状部7212に接続されている。第3線状部7213は、EL11端部からEL12端部間の全体に亘って伸長する形状からなる。
このような構成により、導体パターン721は、平面視して、一部が分断された環状、すなわちC環状の形状となっている。
導体パターン722は、第2方向に沿ってEL21端部と導体パターン721の第3線状部7213との間で伸長する形状であり、導体パターン721から離間して形成されている。導体パターン722は、導体パターン712の領域F71と、基材層101Iを介して対向しており、これらによって、キャパシタC21が構成される。
基材層103Iの基材層102I側の面には、信号線路用の導体パターン731,732(以下、単に導体パターン731,732と称する)が形成されている。導体パターン731,732は、銅箔等の導電性が高い金属等からなる。導体パターン731は、第1線状部7311、第2線状部7312、第3線状部7313および第4線状部7314からなる。
第1、第3線状部7311,7313は、第1方向に伸長する形状からなり、第2、第4線状部7312,7314は、第2方向に伸長する形状からなる。第1線状部7311は、基材層103IのEL21端部近傍に形成されており、一方端が後述する層間接続導体472に接続され、他方端が第2線状部7312の一方端に接続されている。第2線状部7312は、基材層103IのEL11端部側の領域に形成されており、一方端が第1線状部7311に接続され、他方端が第3線状部7313の一方端に接続されている。第3線状部7313は、基材層103IのEL22端部近傍に形成されており、一方端が第2線状部7312に接続されており、他方端が第4線状導体7314に接続されている。第4線状部7314は、基材層103IのEL12端部近傍に形成されており、一方端が第3線状部7313に接続されており、EL21端部からEL22端部間の全体に亘って伸長する形状である。
導体パターン732は、第2方向に沿ってEL21端部からEL22端部には達しない所定の長さで伸長する形状である。具体的には、導体パターン732は、後述の層間接続導体474が形成可能な領域と残して、第2方向に伸長する形状である。導体パターン732は、導体パターン731から離間して形成されている。導体パターン732の領域F73は、導体パターン722の領域F72と、基材層102Iを介して対向しており、これらによって、キャパシタC22が構成される。
基材層104Iの基材層103I側の面には、信号線路用の導体パターン741,742(以下、単に導体パターン741,742と称する)が形成されている。導体パターン741,742は、銅箔等の導電性が高い金属等からなる。導体パターン741は、第1線状部7411、第2線状部7412、第3線状部7413および第4線状部7414からなる。
第1、第3線状部7411,7413は、第2方向に伸長する形状からなり、第2、第4線状部7412,7414は、第1方向に伸長する形状からなる。第1線状部7411は、基材層104IのEL11端部近傍に形成されており、EL21端部からEL22端部間の全体に亘って伸長する形状である。第2線状部7412は、基材層104IのEL22端部側の領域に形成されており、一方端が第1線状部7411に接続され、他方端が第3線状部7413の一方端に接続されている。第2線状部7412は、EL11端部からEL12端部間の全体に亘って伸長する形状である。第3線状部7413は、基材層104IのEL12端部近傍に形成されており、一方端が第2線状部7412に接続されており、他方端が第4線状部7414の一方端に接続されている。第3線状部7413は、EL11端部からEL12端部間の全体に亘って伸長する形状からなる。第4線状部7414は、基材層104IのEL21端部近傍に形成されており、一方端が第3線状部7413に接続され、他方端が口授する層間接続導体472に接続されている。
このような構成により、導体パターン741は、平面視して、一部が分断された環状、すなわちC環状の形状となっている。
また、第1線状部7411の領域F74は、導体パターン732と、基材層103Iを介して対向しており、これらによって、キャパシタC23が構成される。
層間接続導体471は、それぞれC環状である導体パターン711,721を積層方向に沿って接続する。層間接続導体471によって接続された導体パターン711,721は、基材層の積層方向を軸方向とする螺旋状の導体パターンとなる。この螺旋状の導体パターンによりインダクタL11が構成される。
層間接続導体472は、それぞれC環状である導体パターン731,741を積層方向に沿って接続する。層間接続導体472によって接続された導体パターン731,741は、基材層の積層方向を軸方向とする螺旋状の導体パターンとなる。この螺旋状の導体パターンによりインダクタL21が構成される。
層間接続導体473は、導体パターン712、導体パターン721、導体パターン732を、積層方向に沿って接続する。層間接続導体474は、導体パターン722と導体パターン741を、積層方向に沿って接続する。層間接続導体475は、導体パターン711と導体パターン731を、積層方向に沿って接続する。
外部接続端子であるコネクタ501,502は、素体100Iのレジスト膜110I側に設置されている。コネクタ501,502は、図示しない外部回路基板のコネクタ実装部に物理的に接続することで、外部回路基板の回路と信号伝送ケーブル10Iとを電気的に接続できる構造からなる。なお、コネクタ501,502は、省略することもできるが、当該コネクタ501,502を用いることで、信号伝送ケーブル10Iと第1、第2外部回路基板との接続信頼性を向上させることができる。
コネクタ501は、レジスト膜110Iに形成された開口部111に配置されており、導体パターン712に接続されている。コネクタ502は、レジスト膜110Iに形成された開口部112に配置されており、導体パターン711に接続されている。
このように、本実施形態の構成を用いることで、基材層101I,102I,103I,104Iに形成された導体パターンによって、インダクタおよびキャパシタを構成できる。具体的には、本実施形態の構成を用いることで、図22に示す等価回路で表される帯域阻止フィルタの回路を実現できる。図22は、本発明の第10の実施形態に係る信号伝送ケーブルの等価回路図である。
本実施形態の信号伝送ケーブル10Iは、コネクタ(外部接続端子)501,502間に、インダクタL11,L21、およびキャパシタC21,C22,C23が接続されている。より具体的には、インダクタL11とインダクタL21が、コネクタ501,502間に並列接続されている。キャパシタC21,C22,C23は、並列接続されており、当該キャパシタの並列回路は、コネクタ501とインダクタL21との間に接続されている。
インダクタL11は、上述のように導体パターン711,721と層間接続導体471からなる螺旋状の導体パターンによって実現される。インダクタL11は、導体パターン721が導体パターン712、層間接続導体473を介してコネクタ501に接続され、導体パターン711がコネクタ502に直接接続されている。
インダクタL21は、上述のように導体パターン731,741と層間接続導体472からなる螺旋状の導体パターンによって実現される。インダクタL21は、導体パターン741が上述の各キャパシタC21,C22,C23を介してコネクタ501に接続され、導体パターン731が層間接続導体475と導体パターン711の第4線状部7114を介してコネクタ502に接続されている。
このように、本実施形態の構成を用いれば、LC並列共振回路を実現でき、上述の第7、第8、第9の実施形態と同様に、第1の所望周波数f0を減衰極周波数とし、通過帯域の第2の所望周波数f1に伝送損失が低下する極大点を有する帯域阻止フィルタを実現することができる。そして、帯域阻止フィルタ機能付きの信号伝送ケーブルを実現することができる。
さらに、本実施形態の構成を用いることで、螺旋状の導体パターンによって、各インダクタが実現されるので、他の形状のインダクタと比較してQ値の高いインダクタを実現できる。さらに、本実施形態の構成では、素体100Iの寸法内において、可能な限り空芯部の径や広さが大きな螺旋状のインダクタを形成できるので、インダクタのQ値をさらに向上させることができる。
さらに、本実施形態の構成を用いることで、インダクタL11とインダクタL21は、コネクタ501を始点としコネクタ502を終点とする伝送経路において、素体101Iを平面視して、逆向きに巻回するように配置される。そして、インダクタL11を構成する導体パターン711,721と、インダクタL21を構成する導体パターン731,741が平面視して重なっている。これにより、インダクタL11,L21間には、結合係数Kが負(K<0)の相互インダクタンスが生じる。この結合係数を調整することで、減衰特性を調整することができる。
次に、本発明の第11の実施形態に係る信号伝送ケーブルについて、図を参照して説明する。図23は、本発明の第11の実施形態に係る信号伝送ケーブルの分解斜視図である。
本実施形態の信号伝送ケーブル10Jは、第10の実施形態に示した信号伝送ケーブル10Iの導体パターン741に対して、追加線状部7415を追加して導体パターン7410としたものである。したがって、第10の実施形態に示した信号伝送ケーブル10Iと異なる箇所のみを説明する。
導体パターン7410は、導体パターン741と同じ第1線状部7411、第2線状部7412、第3線状部7413、第4線状部7414に、さらに追加線状部7415を備える。追加線状部7415は、基材層104JのEL21端部近傍に形成されており、第1方向に伸長する形状である。追加線状部7415は、第1線状部7411のEL21側の端部に接続されている。追加線状部7415は、導体パターン731の第3線状部7311と、基材層103Jを介して対向している。
このような構成とすることで、さらに、インダクタL21に並列接続されるキャパシタC24を構成できる。このようなキャパシタC24を設けることで、減衰特性を調整でき、所望の減衰特性を、より容易に実現することができる。
次に、本発明の第12の実施形態に係る信号伝送ケーブルについて、図を参照して説明する。図24は、本発明の第12の実施形態に係る信号伝送ケーブルの各基材層の導体パターンを示す平面図である。
本実施形態の信号伝送ケーブル10Kは、第10の実施形態に示した信号伝送ケーブル10Iに対して、インダクタL21を構成する導体パターン731’,741’の巻回方向が異なるものである。すなわち、インダクタL11とインダクタL21は、コネクタ501を始点としコネクタ502を終点とする伝送経路において、素体101Iを平面視して、同じ向きに巻回するように配置される。これにより、インダクタL11,L21間には、結合係数Kが正(K>0)の相互インダクタンスが生じる。この結合係数を調整することで、減衰特性を調整することができる。
図25は、第10、第12実施形態に係る信号伝送ケーブルの通過特性を示すグラフである。図25に示すように、インダクタL11,L21を負の結合係数(K<0)で結合させた場合、減衰特性を急峻にすることができる。また、図25に示すように、インダクタL11,L21を正の結合係数(K>0)で結合させた場合、負の結合係数(K<0)の構成では実現できない通過帯域特性を実現できる。例えば、図25に示すように、負の結合係数(K<0)の構成における通過帯域の極大点の周波数f1Aとは異なる周波数f2Aに通過帯域の極大点を設定することができる。また、負の結合係数(K<0)で結合させた場合、減衰極周波数の高周波数側の減衰帯域の幅を広くすることができ、正の結合係数(K>0)で結合させた場合、減衰極周波数の高周波数側の減衰帯域の幅を狭くすることができる。このように、結合係数を調整することで、減衰特性や通過特性を適宜設定することができる。
次に、本発明の第13の実施形態に係る信号伝送ケーブルについて、図を参照して説明する。図26は、本発明の第13の実施形態に係る信号伝送ケーブルの分解斜視図である。
上述の第8乃至第11の実施形態に係る信号伝送ケーブルでは、帯域阻止フィルタを構成する導体パターンにコネクタ501,502が直接接続されている。しかしながら、本実施形態の信号伝送ケーブル10Lは、帯域阻止フィルタを構成する導体パターンに対して、さらに引き回し導体を備え、当該引き回し導体にコネクタ501,502が接続されている。なお、本実施形態では、第8の実施形態に係る信号伝送ケーブル10Gに対して、引き回し導体616,626を追加したものであるが、他の第8乃至第11の実施形態に係る信号伝送ケーブルにも、本実施形態に示す引き回し導体616,626の構成を適用することができる。
引き回し導体616は基材層101Lにおけるレジスト膜110L側の面に形成されている。引き回し導体616は、導体パターン610Lの第1方向に沿った両端に配置されている。引き回し導体616は、それぞれ導体パターン610Lに接続されており、それぞれに第1方向に伸長する形状である。引き回し導体616の導体パターン610Lに接続する端部と反対側の端部は、それぞれコネクタ501,502に接続されている。
引き回し導体626は基材層102Lにおける基材層101L側の面に形成されている。引き回し導体626は、導体パターン620Lの第1方向に沿った両端に配置されている。引き回し導体626は、それぞれ導体パターン620Lに接続されており、それぞれに第1方向に伸長する形状である。引き回し導体626は、平面視して、引き回し導体616と重なる形状である。引き回し導体626は、層間接続導体466によって、平面視して重なる位置の引き回し導体616に接続されている。
このような構成とすることで、コネクタ501,502で接続する第1、第2外部回路基板の距離に応じて、帯域阻止フィルタとしての機能を変化させることなく、信号伝送ケーブル10Lを適切な形状に形成することができる。
なお、本実施形態では、コネクタ501,502間、すなわち、第1方向の全長に亘り、素体100Lの幅(第2方向の長さ)を一定にする例を示したが、引き回し導体616,626の部分のみ幅を狭くしてもよい。
さらに、引き回し導体626を省略して、引き回し導体616のみで構成してもよい。この構成では、素体における引き回し導体が形成された部分の可撓性を向上させることができる。一方、引き回し導体616,626を用いれば、引き回し導体全体としての直流抵抗を低減でき、伝送損失をさらに抑制することができる。
上述の構成からなる信号伝送ケーブルは、次に示す通信機器モジュールに適用することができる。図27は、本発明の実施形態に係る通信機器モジュールのブロック図である。図28は、本発明の実施形態に係る通信機器モジュールの概略構成を示す側面図である。なお、図27、図28では、第3の実施形態に示した信号伝送ケーブル10Bを用いる態様を示す。
図27に示すように、本実施形態に通信機器モジュール900は、アンテナ901、WiFi送受信部911、セルラー送受信部912、GPS受信部913、帯域阻止フィルタ(BEF)921、および帯域通過フィルタ(BPF)922を備える。
アンテナ901は、帯域阻止フィルタ921を介して、WiFi送受信部911およびセルラー送受信部912に接続されている。また、アンテナ901は、帯域通過フィルタ922を介してGPS受信部913に接続されている。
WiFi送受信部911は、例えば2.4GHz帯等の周波数帯域を利用したWiFi通信信号を送受信する。セルラー送受信部912は、900MHz帯等の周波数帯域や1.9GHz帯等の周波数帯域を利用したセルラー通信信号を送受信する。GPS受信部913は、1.5GHz付近のGPS信号を受信する。
帯域阻止フィルタ921は、GPS信号の周波数帯域を減衰させ、WiFi通信信号およびセルラー通信信号の周波数帯域を通過する。帯域通過フィルタ922は、GPS信号の周波数帯域を通過し、GPS信号の周波数帯域以外の周波数帯域を減衰させる。
この帯域阻止フィルタ921に、上述の第3の実施形態に示した信号伝送ケーブル10Bを用いる。この信号伝送ケーブル10Bを用いることで、急峻な減衰特性で、減衰帯域が狭い帯域阻止フィルタを実現できる。したがって、GPS信号の周波数帯域に減衰極を設定すれば、GPS信号を減衰させ、且つ、当該GPS信号の周波数帯域に近い、他の通信信号(例えば、セルラー通信信号の1.9GHz帯)等を減衰させることなく伝送することができる。
このような回路構成の通信機器モジュール900は、フロントエンド基板990、アンテナ基板991、および信号伝送ケーブル10Bによって構成される。フロントエンド基板990の実装面には、上述のWiFi送受信部911、セルラー送受信部912、GPS受信部913等を実現する回路部品が実装されている。アンテナ基板991には、アンテナ901が形成されている。アンテナ基板911は、フロントエンド基板990の実装面側に、当該フロントエンド基板990から離間して配置されている。
図28に示すように、信号伝送ケーブル10Bのコネクタ501は、アンテナ基板991におけるフロントエンド基板990側の面に接続されている。信号伝送ケーブル10Bのコネクタ502は、フロントエンド基板990におけるアンテナ基板991側の面(実装面)に接続されている。信号伝送ケーブル10Bは、可撓性を有するので、伸長方向の途中に屈曲部を形成することができる。このように、屈曲部を形成することで、信号伝送ケーブル10Bは、回路部品に接触しないような形状に成形された状態で、フロントエンド基板990とアンテナ基板991とを接続することができる。
そして、上述のように、帯域阻止フィルタを信号伝送ケーブル10Bに備えることで、フロントエンド基板990やアンテナ基板991に帯域阻止フィルタを形成する必要が無い。したがって、フロントエンド基板990やアンテナ基板991を小型に形成することができる。また、信号伝送ケーブル10Bに帯域阻止フィルタを設けることで、帯域阻止フィルタのフィルタ特性(減衰特性および通過特性)が優れる。したがって、通信機器モジュール900の通信特性を向上させることができる。
次に、本発明の第14の実施形態に係る信号伝送ケーブルについて、図を参照して説明する。図29は、本発明の第14の実施形態に係る信号伝送ケーブルの分解斜視図である。なお、図29では、保護層およびコネクタの図示を省略している。
本実施形態のダイプレクサ型の信号伝送ケーブル90は、基材層101M,102M,103M,104Mを積層してなる素体100Mを備える。
基材層101Mは、部分領域101M1,101M2,101M3からなる。部分領域101M1,101M2は、長手方向に沿って伸延する長尺状であり、幅方向に間隔を空けて配置されている。部分領域101M3は、部分領域101M1,101M2の長手方向の一方端に配置され、部分領域101M1,101M2を接続している。この構成により、基材層101Mは、長手方向の途中で、幅方向に2つの領域に分割される形状である。
基材層102Mは、部分領域102M1,102M2,102M3からなる。部分領域102M1,102M2は、長手方向に沿って伸延する長尺状であり、幅方向に間隔を空けて配置されている。部分領域102M3は、部分領域102M1,102M2の長手方向の一方端に配置され、部分領域102M1,102M2を接続している。基材層102Mは、長手方向の途中で、幅方向に2つの領域に分割される形状である。
基材層103Mは、部分領域103M1,103M2,103M3からなる。部分領域103M1,103M2は、長手方向に沿って伸延する長尺状であり、幅方向に間隔を空けて配置されている。部分領域103M3は、部分領域103M1,103M2の長手方向の一方端に配置され、部分領域103M1,103M2を接続している。基材層103Mは、長手方向の途中で、幅方向に2つの領域に分割される形状である。
基材層104Mは、部分領域104M1,104M2,104M3からなる。部分領域104M1,104M2は、長手方向に沿って伸延する長尺状であり、幅方向に間隔を空けて配置されている。部分領域104M3は、部分領域104M1,104M2の長手方向の一方端に配置され、部分領域104M1,104M2を接続している。基材層104Mは、長手方向の途中で、幅方向に2つの領域に分割される形状である。
素体100Mにおける部分領域101M2,102M2,103M2,104M2からなる第2基材部には、上述の第9の実施形態に示した導体パターンと同じ導体パターンが形成されている。これにより、素体100Mにおける部分領域101M2,102M2,103M2,104M2からなる第2基材部には帯域阻止フィルタが実現される。
基材層101Mの部分領域101M1における基材層102M側と反対側の主面(基材100Mの一方主面)には、導体パターン801M1,803M1が形成されている。導体パターン801M1は、第1部分導体パターン801M11と第2部分導体パターン801M12とを備える。
第1部分導体パターン801M11と導体パターン803M1は、部分領域101M1の長手方向に沿って間隔を空けて配置されている。第1部分導体パターン801M11と導体パターン803M1は、略同じ幅であり、第2部分導体パターン801M12よりも幅広に形成されている。機能的に示せば、後述するキャパシタの形成に必要な幅で形成されている。
第2部分導体パターン801M12は、部分領域101M1の幅方向に沿って、第1部分導体パターン801M11に隣接して配置されている。第2部分導体パターン801M12は、ループ状の導体パターンである。ループ状の導体パターンとは、環状の一部を切断した形状である。
第1部分導体パターン801M11における部分領域101M1の一方端側端部と、第2部分導体パターン801M12の一方端(外周側端部)は、部分領域101M1の一方端付近で接続されている。これら第1部分導体パターン801M11と第2部分導体パターン801M12は、部分領域101M1の一方端付近に形成された引き出し導体パターン841Mに接続されている。
導体パターン803M1における部分領域101M1の他方端側端部は、部分領域101M1の他方端付近に形成された引き出し導体パターン842Mに接続されている。
基材層102Mの部分領域102M1における基材層101M側の主面には、導体パターン801M2と容量結合用導体パターン810M1が形成されている。導体パターン801M2は、第1部分導体パターン801M21と第2部分導体パターン801M22を備える。
第1部分導体パターン801M21は、矩形であり、基材層101Mを介して第1部分導体パターン801M11の一部に対向している。第1部分導体パターン801M21は、基材層101Mを厚み方向に貫通する接続導体860によって、第1部分導体パターン801M11に接続されている。
第2部分導体パターン801M22は、部分領域102M1の幅方向に沿って、第1部分導体パターン801M21に隣接して配置されている。第2部分導体パターン801M22は、ループ状の導体パターンである。第2部分導体パターン801M22は、主面に直交する方向に見て、第2部分導体パターン801M12と重なるように形成されている。第2部分導体パターン801M22の一方端(外周側端部)は、第1部分導体パターン801M21に接続されている。第2部分導体パターン801M22の他方端(内周側端部)は、基材層101Mを厚み方向に貫通する接続導体860によって、第2部分導体パターン801M12の他方端(内周側端部)に接続されている。
容量結合用導体パターン810M1は、矩形あり、基材層101Mを介して、第1部分導体パターン801M11と導体パターン803M1の両方に対向している。容量結合用導体パターン810M1と第1部分導体パターン801M11との対向部が、キャパシタCt21となる。容量結合用導体パターン810M1と導体パターン803M1との対向部が、キャパシタCt10となる。
基材層103Mの部分領域103M1における基材層102M側の主面には、容量結合用導体パターン810M2と導体パターン802M1とが形成されている。導体パターン802M1は、第1部分導体パターン802M11と第2部分導体パターン802M12とを備える。
容量結合用導体パターン810M2と第1部分導体パターン802M11は、部分領域103M1の長手方向に沿って間隔を空けて配置されている。容量結合用導体パターン810M2と第1部分導体パターン802M11は、略同じ幅である。容量結合用導体パターン810M2は、基材層102Mを厚み方向に貫通する接続導体860によって、第1部分導体パターン801M21に接続されている。
第1部分導体パターン802M11は、矩形であり、基材層102Mを介して容量結合用導体パターン810M1の一部に対向している。第1部分導体パターン802M11は、基材層102Mを厚み方向に貫通する接続導体860によって、容量結合用導体パターン810M1に接続されている。
第2部分導体パターン802M12は、部分領域103M1の幅方向に沿って、容量結合用導体パターン810M2に隣接して配置されている。第2部分導体パターン802M12は、ループ状の導体パターンである。第2部分導体パターン802M12の一方端(外周側端部)は、第1部分導体パターン802M11に接続されている。第2部分導体パターン802M12の他方端(内周側端部)は、主面に直交する方向に見て、第2部分導体パターン801M12の他方端(内周側端部)に重なっている。第2部分導体パターン802M12の他方端(内周側端部)は、基材層102Mを厚み方向に貫通する接続導体860によって、第2部分導体パターン801M22の他方端(内周側端部)に接続されている。
容量結合用導体パターン810M2は、矩形あり、基材層102Mを介して、第1部分導体パターン801M21と容量結合用導体パターン810M1と対向している。容量結合用導体パターン810M2は、基材層102Mを厚み方向に貫通する接続導体860によって、第1部分導体パターン801M21に接続されている。容量結合用導体パターン810M1,810M2が対向する部分がキャパシタCt22となる。
基材層104Mの部分領域104M1における基材層103M側の主面には、導体パターン802M2が形成されている。導体パターン802M2は、第1部分導体パターン802M21と第2部分導体パターン802M22とを備える。
第1部分導体パターン802M21は、矩形であり、基材層103Mを介して容量結合用導体パターン810M2の一部と、第1部分導体パターン802M11に対向している。第1部分導体パターン802M21は、基材層103Mを厚み方向に貫通する接続導体860によって、第1部分導体パターン802M11に接続されている。第1部分導体パターン802M21と容量結合用導体パターン810M2が対向する部分がキャパシタCt23となる。
第2部分導体パターン802M22は、ループ状の導体パターンである。第2部分導体パターン802M22は、主面に直交する方向に見て、第2部分導体パターン802M12に重なっている。第2部分導体パターン802M22の一方端(外周側端部)は、第1部分導体パターン802M21に接続されている。第2部分導体パターン802M22の他方端(内周側端部)は、基材層103Mを厚み方向に貫通する接続導体860によって、第2部分導体パターン802M12の他方端(内周側端部)に接続されている。
そして、上述のように、第2部分導体パターン801M12,801M22,802M12,802M22が配置され、これらの導体パターンの内周側端部が接続導体860で接続されることで、基材100Mの厚み方向を軸方向とするスパイラル形状のインダクタLt10が形成される。
このような構成とすることで、インダクタLt10とキャパシタCt10の直列回路が接続され、さらにインダクタLt10にキャパシタCt21H,Ct22H,Ct23Hが並列接続される回路構成が実現する。すなわち、LC直列共振とLC並列共振をともに有する帯域通過フィルタ回路を構成できる。
そして、引き出し導体841Mによって実現される共通端子に対して帯域通過フィルタと帯域阻止フィルタとが接続された、ダイプレクサ型の信号伝送ケーブルを実現することができる。
図30は、本発明の第14の実施形態に係るダイプレクサ型の信号伝送ケーブルの伝送特性を示すグラフである。図30の実線は、共通端子から帯域阻止フィルタを介して第1個別端子に伝送する伝送経路に対する通過特性である。図30の破線は、共通端子から帯域通過フィルタを介して第2個別端子に伝送する伝送経路に対する通過特性である。
図30に示すように、共通端子と第2個別端子との間では、伝送したい周波数f0の高周波信号は低損失で伝送し、減衰させたい周波数f1の高周波信号は、大きく減衰させることができる。また、共通端子と第1個別端子との間では、遮断したい周波数f0の高周波信号は大きく減衰させることができ、通過させたい周波数f1の高周波信号を低損失で伝送することができる。
この際、図30に示すように、周波数f0,f1が近接していても、各端子間で所望の伝送特性を実現することができる。具体的には、周波数f0はGPS信号の周波数で略1.575GHzであり、周波数f1は通信バンドの1.7GHz帯である。GPS信号は共通端子から第2個別端子に伝送する。通信信号は、共通端子と第1個別端子との間で伝送する。
このように、周波数差が略200MHzであっても、GPS信号は第2個別端子へ低損失で伝送され、通信信号が第2個別端子に伝送することを大幅に抑制できる。一方、通信信号は、第1個別端子へ低損失で伝送され、GPS信号が第1個別端子に伝送することを大幅に抑制できる。すなわち、所望とする周波数帯域において、第1個別端子と第2個別端子との間で十分なアイソレーションを確保することができる。
そして、帯域通過フィルタの通過帯域を、帯域阻止フィルタの阻止帯域(減衰帯域)に合わせることにより、各導体パターンが形成された素体100Mによって、高周波ダイプレクサを実現することできる。これにより、薄型で伝送特性に優れる高周波ダイプレクサを実現することができる。
なお、本実施形態のフラットケーブル型高周波ダイプレクサ90は、例えば、上述の図27の回路図に示す、帯域阻止フィルタ(BEF)921および帯域通過フィルタ(BPF)922と、これらをアンテナ901に接続する伝送線路部とからなる部分に利用することができる。
また、本実施形態のフラットケーブル型高周波ダイプレクサ90は、例えば、上述の図28のような実装態様でアンテナ基板991とフロントエンド基板990とを接続することができる。
10,10A,10B,10C,10D,10E,10F,10G,10H,10I,10J,10K,10L:信号伝送ケーブル
100,100A,100B,100C,100D,100E,100F,100G,100H,100I,100J,100K,100L,100M:素体
101,102,101A,102A,101B,102B,101C,102C,103C,101D,102D,101E,102E,104E,101F,102F,103F,101G,102G,101H,102H,103H,104H,101I,102I,103I,104I,101J,102J,103J,104J,101K,102K,103K,104K,101L,102L,101M,102M,103M,104M:基材層
101M1,101M2,101M3,102M1,101M2,102M3,103M1,103M2,103M3,104M1,104M2,104M3:部分領域
110,110A,120A,110B,120B,110C,120C,110D,110E,120E,110F,120F,110G,110H,110I,110J,110L:レジスト膜
90:ダイプレクサ型の信号伝送ケーブル
111,112:開口部
160:貫通穴
210,220,210A,220A,210B,220B,210C,220C,230C,210D,220D,220E,220E1,220E2、210F,220F,230F:信号線路用の導体パターン
211,222,223,211A,214A,223A,211B,214B,223B,211C,214C,223C,232C,221D,214D,223D,211E211F,214F,224F:伝送用導体部
212,221,212A,221A,212B,221B,212C,221C,231C,212D,221D,212F,221F:キャパシタ用導体部
213,213A,213B,213C,213D,224D,213E,213F,225F:インダクタ用導体部
311,312,322,332:外部接続用導体
331:外部接続用補助導体
401,402,401A,402A,401B,401C,402C,403C,401D,402D,401E,402E,403E,421E,422E,461,462,463,464,465,466,471,472,472’,473,474,475,475’:層間接続導体
501,502:コネクタ
610,610L,620,620L,630,640:信号線路用の導体パターン
611,621,631,641:第1導体部
612,622,632,642:第2導体部
613,623,633,643:第3導体部
614,624,634,644:第4導体部
615,625,635,645:第5導体部
616,626:引き回し導体
711,712,721,722,731,731’,732,741,7410,741’:信号線路用の導体パターン
7111,7211,7311,7311’,7411,7411’:第1線状部
7112,7212,7312,7312’ ,7412,7412’:第2線状部
7113,7213,7313,7313’,7413,7413’:第3線状部
7114,7314,7314’,7414,7414’:第4線状部
7415:追加線状部
801M1,803M1,801M2,802M1,802M2:導体パターン
801M11,801M21,802M11,802M21:第1部分導体パターン
801M12,801M22,802M12,802M22:第2部分導体パターン
810M1,810M2:容量結合用導体パターン
860:接続導体
900:通信機器モジュール
901:アンテナ
911:WiFi送受信部
912:セルラー送受信部
913:GPS受信部
921:帯域阻止フィルタ(BEF)
922:帯域通過フィルタ(BPF)
990:フロントエンド基板
991:アンテナ基板
100,100A,100B,100C,100D,100E,100F,100G,100H,100I,100J,100K,100L,100M:素体
101,102,101A,102A,101B,102B,101C,102C,103C,101D,102D,101E,102E,104E,101F,102F,103F,101G,102G,101H,102H,103H,104H,101I,102I,103I,104I,101J,102J,103J,104J,101K,102K,103K,104K,101L,102L,101M,102M,103M,104M:基材層
101M1,101M2,101M3,102M1,101M2,102M3,103M1,103M2,103M3,104M1,104M2,104M3:部分領域
110,110A,120A,110B,120B,110C,120C,110D,110E,120E,110F,120F,110G,110H,110I,110J,110L:レジスト膜
90:ダイプレクサ型の信号伝送ケーブル
111,112:開口部
160:貫通穴
210,220,210A,220A,210B,220B,210C,220C,230C,210D,220D,220E,220E1,220E2、210F,220F,230F:信号線路用の導体パターン
211,222,223,211A,214A,223A,211B,214B,223B,211C,214C,223C,232C,221D,214D,223D,211E211F,214F,224F:伝送用導体部
212,221,212A,221A,212B,221B,212C,221C,231C,212D,221D,212F,221F:キャパシタ用導体部
213,213A,213B,213C,213D,224D,213E,213F,225F:インダクタ用導体部
311,312,322,332:外部接続用導体
331:外部接続用補助導体
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501,502:コネクタ
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615,625,635,645:第5導体部
616,626:引き回し導体
711,712,721,722,731,731’,732,741,7410,741’:信号線路用の導体パターン
7111,7211,7311,7311’,7411,7411’:第1線状部
7112,7212,7312,7312’ ,7412,7412’:第2線状部
7113,7213,7313,7313’,7413,7413’:第3線状部
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801M12,801M22,802M12,802M22:第2部分導体パターン
810M1,810M2:容量結合用導体パターン
860:接続導体
900:通信機器モジュール
901:アンテナ
911:WiFi送受信部
912:セルラー送受信部
913:GPS受信部
921:帯域阻止フィルタ(BEF)
922:帯域通過フィルタ(BPF)
990:フロントエンド基板
991:アンテナ基板
Claims (12)
- 第1外部接続端子と第2外部接続端子とを接続する信号伝送線路と、
該信号伝送線路が導体パターンによって形成された可撓性を有する平板状の素体と、
前記信号伝送線路によって前記第1外部接続端子と前記第2外部接続端子との間に接続され、前記素体に内蔵または形成されたインダクタおよびキャパシタを有する帯域阻止フィルタと、
を備え、
前記素体は、複数の基材層を積層した積層体からなり、
前記インダクタは、前記複数の基材層の少なくとも一層に形成された線状導体パターンからなり、
前記インダクタと前記キャパシタが前記導体パターンによって並列接続され、
前記複数の基材層に形成された線状導体パターンからなり、前記キャパシタに直列接続された直列共振用インダクタをさらに備え、
前記基材層の各層には、前記インダクタを構成する第1の線状導体パターンと、前記直列共振用インダクタを構成する第2の線状導体パターンとが形成されており、
各層に形成された前記第1の線状導体パターンは層間接続導体で接続され、
各層に形成された前記第2の線状導体パターンは層間接続導体で接続され、
前記第2の線状導体パターンは、前記第1外部接続端子に接続する第1部分と前記第2外部接続端子に接続する第2部分に分割されており、第1の基材層に形成された第2の線状導体パターンの第1部分と、第2の基材層に形成された第2の線状導体パターンの第2部分とは、基材層を介して対向している、
帯域阻止フィルタ機能付き信号伝送ケーブル。 - 前記第1の線状導体パターンおよび前記第2の線状導体パターンは、三層以上からなり、
前記第1部分と前記第2部分の対向部は複数である、
請求項1に記載の帯域阻止フィルタ機能付き信号伝送ケーブル。 - 第1外部接続端子と第2外部接続端子とを接続する信号伝送線路と、
該信号伝送線路が導体パターンによって形成された可撓性を有する平板状の素体と、
前記信号伝送線路によって前記第1外部接続端子と前記第2外部接続端子との間に接続され、前記素体に内蔵または形成されたインダクタおよびキャパシタを有する帯域阻止フィルタと、
を備え、
前記素体は、複数の基材層を積層した積層体からなり、
前記インダクタと前記キャパシタが前記導体パターンによって並列接続され、
前記キャパシタに直列接続された直列共振用インダクタをさらに備え、
前記インダクタは、複数の基材層にそれぞれ形成された一部が分断された環状の線状導体パターンと、該一部が分断された環状の線状導体パターンを接続する層間接続導体からなる第1の螺旋状の導体パターンによって形成され、
前記直列共振用インダクタは、前記インダクタが構成される基材層とは異なる複数の基材層にそれぞれ形成された一部が分断された環状の線状導体パターンと、該一部が分断された環状の線状導体パターンを接続する層間接続導体からなる第2の螺旋状の導体パターンによって形成されている、
帯域阻止フィルタ機能付き信号伝送ケーブル。 - 前記第1の螺旋状の導体パターンの巻回方向と、前記第2の螺旋状の導体パターンの巻回方向は逆である、
請求項3に記載の帯域阻止フィルタ機能付き信号伝送ケーブル。 - 前記キャパシタは、前記複数の基材層に形成され、積層方向に対向する平板状導体パターンからなる、
請求項1〜4のいずれかに記載の帯域阻止フィルタ機能付き信号伝送ケーブル。 - 前記キャパシタは、実装型素子であり、
該実装型素子は、前記信号伝送線路の分断位置に、当該分断された信号伝送線路を直列接続するように配置されている、
請求項1〜5のいずれかに記載の帯域阻止フィルタ機能付き信号伝送ケーブル。 - 前記素体は、液晶ポリマーからなる、請求項1〜6のいずれかに記載の帯域阻止フィルタ機能付き信号伝送ケーブル。
- 前記素体は、前記第1外部接続端子の配置位置と前記第2外部接続端子の配置位置との途中に屈曲部を有する、請求項1〜7のいずれかに記載の帯域阻止フィルタ機能付き信号伝送ケーブル。
- 前記第1外部接続端子および前記第2外部接続端子は、外部回路に対して機械的接触することで電気的に接続するコネクタ部材を備える、請求項1〜8のいずれかに記載の帯域阻止フィルタ機能付き信号伝送ケーブル。
- 請求項1〜9のいずれかに記載の帯域阻止フィルタ機能付き信号伝送ケーブルと、
前記第1外部接続端子に接続するアンテナ基板と、
前記第2外部接続端子に接続するフロントエンド基板と、
を備える通信機器モジュール。 - 請求項1〜9のいずれかに記載の帯域阻止フィルタ機能付き信号伝送ケーブルと、
前記素体に形成された別の導体パターンによって構成された帯域通過フィルタと、を備えたダイプレクサ機能付き信号伝送ケーブル。 - 請求項11に記載のダイプレクサ機能付き信号伝送ケーブルと、
該ダイプレクサ機能付き信号伝送ケーブルによって接続されるアンテナ基板およびフロントエンド基板と、
を備える通信機器モジュール。
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