JP7021718B2 - フィルタ、アンテナモジュールおよび通信装置 - Google Patents

Description

本開示は、例えばマイクロ波、ミリ波等の高周波の電磁波（高周波信号）に用いて好適なフィルタ、アンテナモジュールおよび通信装置に関する。

線状導体からなる３段の共振器を備えたフィルタが知られている（非特許文献１）。非特許文献１に記載されたフィルタは、隣り合う２つの共振器が互いに結合する。

H.Nam, B.Jeon, T.Yun, H.Lee, Y.Kim, B.Jeon and J.Lee, "An Edge-Coupled Bandpass Filter with Sharp Skirt Characteristics Using Tapped-line Method", 2009 Asia Pacific Microwave Conference, Singapore 7-10 December 2009.

ところで、非特許文献１に記載されたフィルタにおいて、減衰量を調整するためには、共振器間の距離を変更する必要がある。しかしながら、共振器間の距離を変えるためには、共振器の配置や形状、隣り合う共振器の結合状態を大幅に変更する必要があり、設計自由度が低いという問題があった。

本発明の一実施形態の目的は、所望の減衰極設計が可能なフィルタ、アンテナモジュールおよび通信装置を提供することにある。

本発明の一実施形態は、誘電体基板と、前記誘電体基板に設けられ、次段と結合する少なくとも３段以上の共振器と、を備えたフィルタであって、入力段の前記共振器は、平面視でＣ字形状の線状導体によって形成され、前記誘電体基板に設けられた入力側の伝送線路に直接的に結合され、出力段の前記共振器は、平面視でＣ字形状の線状導体によって形成され、前記誘電体基板に設けられた出力側の伝送線路に直接的に結合され、前記誘電体基板には、入力段の前記共振器の線状導体の端部と出力段の前記共振器の線状導体の端部とを結合させる飛越し結合電極が設けられており、前記誘電体基板は、多層基板であり、入力段の前記共振器の線状導体および出力段の前記共振器の線状導体は、前記多層基板の同じ層に配置され、前記多層基板には、入力段の前記共振器の線状導体および出力段の前記共振器の線状導体と異なる層に位置して、第１端部が入力段の前記共振器と容量結合し、第２端部が出力段の前記共振器と容量結合する中間段の前記共振器が設けられていることを特徴としている。
また、本発明の一実施形態は、誘電体基板と、前記誘電体基板に設けられ、次段と結合する少なくとも３段以上の共振器と、を備えたフィルタであって、入力段の前記共振器は、平面視でＣ字形状の線状導体によって形成され、前記誘電体基板に設けられた入力側の伝送線路に直接的に結合され、出力段の前記共振器は、平面視でＣ字形状の線状導体によって形成され、前記誘電体基板に設けられた出力側の伝送線路に直接的に結合され、前記誘電体基板には、入力段の前記共振器の線状導体の端部と出力段の前記共振器の線状導体の端部とを結合させる飛越し結合電極が設けられており、前記誘電体基板は、多層基板であり、３段以上の前記共振器の線状導体は、前記多層基板の同じ層に配置され、前記多層基板には、前記共振器の線状導体と異なる層に位置して、隣り合う２つの前記共振器を容量結合させる浮き電極が設けられていることを特徴としている。

本発明の一実施形態によれば、共振器の形状を複雑化させることなく、所望の減衰量を得ることができる。

本発明の第１の実施形態によるフィルタを示す斜視図である。 図１中のフィルタを示す平面図である。 フィルタを図２中の矢示III－III方向からみた断面図である。 第１の実施形態によるフィルタを示す等価回路図である。 第１の実施形態によるフィルタについて、透過係数の周波数特性を示す特性線図である。 隙間の大きさが異なる場合について、フィルタの透過係数の周波数特性を示す特性線図である。 ２５ＧＨｚの周波数において、隙間の大きさと透過係数との関係を示す特性線図である。 本発明の第２の実施形態によるフィルタを示す斜視図である。 図８中のフィルタを示す平面図である。 フィルタを図９中の矢示Ｘ－Ｘ方向からみた断面図である。 第２の実施形態によるフィルタについて、透過係数の周波数特性を示す特性線図である。 本発明の第３の実施形態によるフィルタを示す斜視図である。 図１２中のフィルタを示す平面図である。 フィルタを図１３中の矢示XIV－XIV方向からみた断面図である。 第１の変形例によるフィルタを示す斜視図である。 本発明の第４の実施形態によるフィルタを示す斜視図である。 第２の変形例によるフィルタを示す斜視図である。 第３の変形例によるフィルタを示す斜視図である。 本発明の第５の実施形態によるフィルタを示す斜視図である。 図１９中のフィルタを示す平面図である。 フィルタを図２０中の矢示XXI－XXI方向からみた断面図である。 第５の実施形態によるフィルタについて、透過係数の周波数特性を示す特性線図である。 本発明の第６の実施形態による通信装置を示すブロック図である。 本発明の第７の実施形態によるアンテナモジュールを示す斜視図である。 図２４中のアンテナモジュールを示す側面図である。 本発明の第８の実施形態による通信装置を示すブロック図である。 図２６中のアンテナモジュールを示す側面図である。 第４の変形例によるフィルタを示す等価回路図である。

本発明は、以下に説明する複数の発明を包含する発明群に属する発明であり、以下に、その発明群の実施形態として、第１ないし第８の実施形態および第１ないし第４の変形例について説明するが、そのうち、第１ないし第８の実施形態および第２および第４の変形例が、本出願人が特許請求の範囲に記載した発明に対応するものである。
以下、本発明の実施形態によるフィルタ、アンテナモジュールおよび通信装置を、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１および図４は本発明の第１の実施形態によるフィルタ１を示している。フィルタ１は、多層基板２、グランド電極６，７、共振器８，１１，１４、伝送線路１０，１３、浮き電極１６，１７を備えている。フィルタ１は、共振器８，１１，１４の共振周波数付近の帯域の信号を通過させ、他の帯域の信号を遮断する帯域通過フィルタとなっている。

多層基板２は、誘電体基板である。多層基板２は、互いに直交するＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向のうち例えばＸ軸方向およびＹ軸方向に対して平行に広がる平板状に形成されている。多層基板２は、例えば低温同時焼成セラミックス多層基板（ＬＴＣＣ多層基板）によって形成されている。多層基板２は、第１主面２Ａ（表面）から第２主面２Ｂ（裏面）に向けてＺ軸方向に積層した３層の絶縁層３～５（図３参照）を有している。各絶縁層３～５は、１０００℃以下の低温で焼成可能な絶縁性のセラミックス材料からなり、薄い層状に形成されている。なお、多層基板２は、ＬＴＣＣ多層基板に限らず、例えば樹脂材料からなる絶縁層を積層した多層基板でもよい。多層基板２は、より低い誘電率を有する液晶ポリマー（Liquid Crystal Polymer：ＬＣＰ）から構成される樹脂層を複数積層して形成された多層樹脂基板でもよい。多層基板２は、フッ素系樹脂から構成される樹脂層を複数積層して形成された多層樹脂基板でもよい。多層基板２は、ＬＴＣＣ多層基板以外のセラミックス多層基板でもよい。さらに、多層基板２は、可撓性を有するフレキシブル基板でもよく、熱可塑性を有するリジッド基板でもよい。

グランド電極６，７は、例えば銅、銀等の導電性金属材料を用いて形成されている。なお、グランド電極６，７は、アルミニウム、金またはこれらの合金を主成分とする金属材料によって形成してもよい。グランド電極６は、多層基板２の第１主面２Ａに設けられている。グランド電極７は、多層基板２の第２主面２Ｂに設けられている。グランド電極６，７は、外部のグランドに接続される。グランド電極６は、多層基板２の第１主面２Ａの全体を覆っている。グランド電極７は、多層基板２の第２主面２Ｂの全体を覆っている。

入力段の共振器８は、多層基板２の内部に設けられている（図１～図３参照）。共振器８は、平面視でＣ字形状の線状導体９によって形成されている。図３に示すように、線状導体９は、絶縁層４と絶縁層５との間に位置して、細長い帯状の導体パターンによって形成されている。線状導体９の長さ寸法は、例えば共振周波数に対応した多層基板２内の波長の１／２に設定されている。線状導体９の両端は、開放されている。このため、線状導体９は、両端が開放された半波長共振器を構成している。

図１および図２に示すように、線状導体９は、第１開放部９Ａおよび第２開放部９Ｂを備えている。線状導体９の第１開放部９Ａは、平面視でＬ字状に形成されている。第１開放部９Ａは、接続部９Ａ1と開放端部９Ａ2とを有している。第１開放部９Ａの接続部９Ａ1は、第２開放部９Ｂの接続部９Ｂ1と一直線状に並んで、Ｙ軸方向に延びている。接続部９Ａ1の第１端は、接続部９Ｂ1に電気的に接続されている。接続部９Ａ1の第２端は、開放端部９Ａ2の第１端に電気的に接続されている。

第１開放部９Ａの開放端部９Ａ2は、線状導体９の一方の端部（縁端部）であり、Ｘ軸方向に延びている。開放端部９Ａ2の第２端は、電気的に開放されている。第１開放部９Ａの長さ寸法は、線状導体９の半分の長さ寸法よりも長くなっている。このため、第１開放部９Ａの長さ寸法は、第２開放部９Ｂの長さ寸法よりも長くなっている。線状導体９の第１開放部９Ａは、１／４波長のオープンスタブになっている。

線状導体９の第２開放部９Ｂは、平面視でＬ字状に形成されている。第２開放部９Ｂは、接続部９Ｂ1と開放端部９Ｂ2とを有している。第２開放部９Ｂの接続部９Ｂ1は、第１開放部９Ａの接続部９Ａ1と一直線状に並んで、Ｙ軸方向に延びている。接続部９Ｂ1の第１端は、接続部９Ａ1に電気的に接続されている。接続部９Ｂ1の第２端は、開放端部９Ｂ2の第１端に電気的に接続されている。第２開放部９Ｂの開放端部９Ｂ2は、線状導体９の他方の端部（縁端部）であり、Ｘ軸方向に延びている。開放端部９Ｂ2の第２端は、電気的に開放されている。

入力側の伝送線路１０は、線状導体９の途中位置に電気的に接続されている。具体的には、伝送線路１０は、第１開放部９Ａと第２開放部９Ｂとの接続位置で、線状導体９に接続されている。伝送線路１０は、線状導体によって形成されている。図３に示すように、伝送線路１０の線状導体は、絶縁層４と絶縁層５との間に位置して、Ｘ軸方向に延びている。伝送線路１０は、線状導体９から多層基板２の外側に向けて延びている。入力段の共振器８は、多層基板２に設けられた入力側の伝送線路１０に直接的に結合されている。直接的に結合とは、例えば伝送線路１０の線状導体と共振器８の線状導体９のような２つの導体パターンが物理的に接続していることをいう。

出力段の共振器１１は、多層基板２の内部に設けられている（図１～図３参照）。共振器１１は、平面視でＣ字形状の線状導体１２によって形成されている。図３に示すように、線状導体１２は、絶縁層４と絶縁層５との間に位置して、細長い帯状の導体パターンによって形成されている。線状導体１２の長さ寸法は、例えば共振周波数に対応した多層基板２内の波長の１／２に設定されている。線状導体１２の両端は、開放されている。このため、線状導体１２は、両端が開放された半波長共振器を構成している。

図１および図２に示すように、線状導体１２は、線状導体９とＸ軸方向で離間している。線状導体１２と線状導体９との間には、中間段の共振器１４が配置されている。線状導体１２は、多層基板２を平面視したときに、線状導体９と点対称な形状に形成されている。線状導体１２は、第１開放部１２Ａおよび第２開放部１２Ｂを備えている。

線状導体１２の第１開放部１２Ａは、平面視でＬ字状に形成されている。第１開放部１２Ａは、接続部１２Ａ1と開放端部１２Ａ2とを有している。第１開放部１２Ａの接続部１２Ａ1は、第２開放部１２Ｂの接続部１２Ｂ1と一直線状に並んで、Ｙ軸方向に延びている。接続部１２Ａ1の第１端は、接続部１２Ｂ1に電気的に接続されている。接続部１２Ａ1の第２端は、開放端部１２Ａ2の第１端に電気的に接続されている。

第１開放部１２Ａの開放端部１２Ａ2は、線状導体１２の一方の端部（縁端部）である。線状導体１２の第１開放部１２Ａの開放端部１２Ａ2は、線状導体９の第２開放部９Ｂの開放端部９Ｂ2と一直線状に並んで、Ｘ軸方向に延びている。線状導体１２の第１開放部１２Ａの開放端部１２Ａ2は、線状導体９の第２開放部９Ｂの開放端部９Ｂ2とＸ軸方向で離間している。開放端部１２Ａ2の第２端は、電気的に開放されている。第１開放部１２Ａの長さ寸法は、線状導体１２の半分の長さ寸法よりも長くなっている。このため、第１開放部１２Ａの長さ寸法は、第２開放部１２Ｂの長さ寸法よりも長くなっている。線状導体１２の第１開放部１２Ａは、１／４波長のオープンスタブになっている。

線状導体１２の第２開放部１２Ｂは、平面視でＬ字状に形成されている。第２開放部１２Ｂは、接続部１２Ｂ1と開放端部１２Ｂ2とを有している。第２開放部１２Ｂの接続部１２Ｂ1は、第１開放部１２Ａの接続部１２Ａ1と一直線状に並んで、Ｙ軸方向に延びている。接続部１２Ｂ1の第１端は、接続部１２Ａ1に電気的に接続されている。接続部１２Ｂ1の第２端は、開放端部１２Ｂ2の第１端に電気的に接続されている。

第２開放部１２Ｂの開放端部１２Ｂ2は、線状導体１２の他方の端部（縁端部）である。線状導体１２の第２開放部１２Ｂの開放端部１２Ｂ2は、線状導体９の第１開放部９Ａの開放端部９Ａ2と一直線状に並んで、Ｘ軸方向に延びている。開放端部１２Ｂ2の第２端は、電気的に開放されている。

出力側の伝送線路１３は、線状導体１２の途中位置に電気的に接続されている。具体的には、伝送線路１３は、第１開放部１２Ａと第２開放部１２Ｂとの接続位置で、線状導体１２に接続されている。伝送線路１３は、線状導体によって形成されている。図３に示すように、伝送線路１３の線状導体は、絶縁層４と絶縁層５との間に位置して、Ｘ軸方向に延びている。伝送線路１３は、線状導体１２から多層基板２の外側に向けて延びている。出力段の共振器１１は、多層基板２に設けられた出力側の伝送線路１３に直接的に結合されている。

中間段の共振器１４は、入力段の共振器８と出力段の共振器１１との間に位置して、多層基板２に設けられている。共振器１４は、多層基板２の内部に設けられている（図１～図３参照）。共振器１４は、直線状の線状導体１５によって形成されている。図３に示すように、線状導体１５は、絶縁層３と絶縁層４との間に位置して、細長い帯状の導体パターンによって形成されている。このため、線状導体１５と線状導体９，１２との間には、絶縁層４が挟まれている。線状導体１５の長さ寸法は、例えば共振周波数に対応した多層基板２内の波長の１／２に設定されている。線状導体１５の両端は、開放されている。このため、線状導体１５は、両端が開放された半波長共振器を構成している。

図１および図２に示すように、線状導体１５は、本体部１５Ａおよび結合部１５Ｂ，１５Ｃを備えている。本体部１５Ａは、平面視した状態で、共振器８の線状導体９と共振器１１の線状導体１２に取り囲まれた位置に配置されている。本体部１５Ａは、Ｘ軸方向に延びている。本体部１５Ａの第１端は、結合部１５Ｂに電気的に接続されている。本体部１５Ａの第２端は、結合部１５Ｃに電気的に接続されている。

結合部１５Ｂは、線状導体１５の第１端部であり、本体部１５Ａの第１端からＹ軸方向に延びている。結合部１５Ｂは、第２開放部９Ｂの開放端部９Ｂ2を横切っている。結合部１５Ｂと開放端部９Ｂ2とは、Ｚ軸方向で離間している。これにより、線状導体１５の結合部１５Ｂは、線状導体９の開放端部９Ｂ2と容量結合する。

結合部１５Ｃは、線状導体１５の第２端部であり、本体部１５Ａの第２端からＹ軸方向に延びている。結合部１５Ｃは、第２開放部１２Ｂの開放端部１２Ｂ2を横切っている。結合部１５Ｃと開放端部１２Ｂ2とは、Ｚ軸方向で離間している。これにより、線状導体１５の結合部１５Ｃは、線状導体１２の開放端部１２Ｂ2と容量結合する。

浮き電極１６は、入力段の共振器８と出力段の共振器１１とを飛越し結合させる飛越し結合電極である。飛越し結合（Cross-coupling）とは、入力段と出力段の間で直接に隣接結合していない共振器同士が、電磁界結合している状態をいう。図１および図２に示すように、浮き電極１６は、線状導体９の開放端部９Ａ2と線状導体１２の開放端部１２Ｂ2との間に位置して、多層基板２の内部に設けられている。浮き電極１６は、開放端部９Ａ2および開放端部１２Ｂ2と一直線状に並んでいる。図３に示すように、浮き電極１６は、絶縁層４と絶縁層５との間に位置して、島状に形成されている。図２に示すように、浮き電極１６と線状導体９，１２との間には、Ｘ軸方向の隙間ｇが形成されている。このため、浮き電極１６は、線状導体９，１２には接触せず、線状導体９，１２と離間している。浮き電極１６は、隙間ｇの大きさに応じて、線状導体９の開放端部９Ａ2と線状導体１２の開放端部１２Ｂ2とを容量結合させる。

浮き電極１７は、入力段の共振器８と出力段の共振器１１とを飛越し結合させる飛越し結合電極である。図１および図２に示すように、浮き電極１７は、線状導体９の開放端部９Ｂ2と線状導体１２の開放端部１２Ａ2との間に位置して、多層基板２の内部に設けられている。浮き電極１７は、開放端部９Ｂ2および開放端部１２Ａ2と一直線状に並んでいる。浮き電極１７は、線状導体９，１２および浮き電極１６と同じ層に位置して、島状に形成されている。図２に示すように、浮き電極１７と線状導体９，１２との間には、Ｘ軸方向の隙間ｇが形成されている。このため、浮き電極１７は、線状導体９，１２には接触せず、線状導体９，１２と離間している。浮き電極１７は、隙間ｇの大きさに応じて、線状導体９の開放端部９Ｂ2と線状導体１２の開放端部１２Ａ2とを容量結合させる。

ここで、図４に示すフィルタ１の等価回路を参照しつつ、３つの共振器８，１１，１４によるフィルタ動作について説明する。

線状導体９の第２開放部９Ｂは、線状導体１５の結合部１５Ｂと重なり合っている（図１、図２参照）。これにより、入力段の共振器８は、次段となる中間段の共振器１４と容量結合する。また、線状導体１５の結合部１５Ｃは、線状導体１２の第２開放部１２Ｂと重なり合っている（図１、図２参照）。これにより、中間段の共振器１４は、次段となる出力段の共振器１１と容量結合する。この結果、３つの共振器８，１１，１４は、共振器８，１１，１４の共振周波数付近の帯域の信号を通過させる。

また、線状導体９の第１開放部９Ａは、オープンスタブになっている。同様に、線状導体１２の第１開放部１２Ａは、オープンスタブになっている。これらのオープンスタブは、フィルタ１の通過帯域の低周波側に減衰極を形成する。

これに加え、共振器８の第１開放部９Ａと共振器１１の第２開放部１２Ｂとの間には、浮き電極１６が配置されている（図１、図２参照）。これにより、入力段の共振器８の第１開放部９Ａと、出力段の共振器１１の第２開放部１２Ｂとは、容量結合する。同様に、共振器１１の第１開放部１２Ａと共振器８の第２開放部９Ｂとの間には、浮き電極１７が配置されている（図１、図２参照）。これにより、出力段の共振器１１の第１開放部１２Ａと、入力段の共振器８の第２開放部１２Ｂとは、容量結合する。この結果、減衰極の近傍に、もう１つの減衰極を追加することができる。

ここで、浮き電極１６と線状導体９，１２との間には、Ｘ軸方向の隙間ｇが形成されている。同様に、浮き電極１７と線状導体９，１２との間には、Ｘ軸方向の隙間ｇが形成されている。隙間ｇの大きさに応じて減衰極の減衰量や周波数が変化する。そこで、隙間ｇの大きさが異なる場合について、ＳパラメータのＳ21（透過係数）の周波数特性をシミュレーションによって求めた。その結果の一例を図６および図７に示す。

図６に示すように、隙間ｇが大きいときには、線状導体９，１２の結合が弱くなり、１つの減衰極が形成される。これに対し、隙間ｇが小さくなるに従って、線状導体９，１２の結合が強くなり、２つの減衰極が形成される。これに加え、図７に示すように、通過帯域の低周波側に位置する特定周波数（例えば２５ＧＨｚ）では、隙間ｇが小さくなるに従って、減衰量が大きくなる。

かくして、本実施形態によるフィルタ１は、多層基板２（誘電体基板）と、多層基板２に設けられ、次段と結合する３段の共振器８，１１，１４とを備えている。これに加え、入力段の共振器８は、平面視でＣ字形状の線状導体９によって形成され、多層基板２に設けられた入力側の伝送線路１０に直接的に結合されている。出力段の共振器１１は、平面視でＣ字形状の線状導体１２によって形成され、多層基板２に設けられた出力側の伝送線路１３に直接的に結合されている。

多層基板２には、入力段の共振器８の線状導体９の開放端部９Ａ2（端部）と出力段の共振器１１の線状導体１２の開放端部１２Ｂ2（端部）とを結合させる浮き電極１６（飛越し結合電極）が設けられている。多層基板２には、入力段の共振器８の線状導体９の開放端部９Ｂ2（端部）と出力段の共振器１１の線状導体１２の開放端部１２Ａ2（端部）とを結合させる浮き電極１７（飛越し結合電極）が設けられている。

このように構成したことにより、次段と結合する３つの共振器８，１１，１４は、帯域通過フィルタを構成し、共振器８，１１，１４の共振周波数付近の帯域の信号を通過させる。また、入力段の共振器８は、オープンスタブとなる第１開放部９Ａを有している。出力段の共振器１１は、オープンスタブとなる第１開放部１２Ａを有している。このとき、第１開放部９Ａ，１２Ａの長さ寸法は、線状導体９，１２の半分の長さ寸法よりも長くなっている。このため、第１開放部９Ａ，１２Ａは、通過帯域の低周波側に減衰極を形成する。

これに加え、浮き電極１６は、線状導体９の開放端部９Ａ2と線状導体１２の開放端部１２Ｂ2とを容量結合させる。浮き電極１７は、線状導体９の開放端部９Ｂ2と線状導体１２の開放端部１２Ａ2とを容量結合させる。これにより、図５に示すように、通過帯域の低周波側には、第１開放部９Ａ，１２Ａによる減衰極が形成されるのに加えて、この減衰極の近傍に位置して、追加の減衰極を形成することができる。このとき、浮き電極１６，１７と線状導体９，１２との間に形成される隙間ｇの大きさは、浮き電極１６，１７の大きさに応じて調整することができる。これにより、共振器８，１１，１４の位置関係を変更することなく、線状導体９と線状導体１２との間の結合強度を容易に変更することができる。この結果、共振器８，１１，１４の形状を複雑化させることなく、所望の減衰量を得ることができる。

また、入力段の共振器８の線状導体９および出力段の共振器１１の線状導体１２は、多層基板２の絶縁層４，５間に位置して同じ層に配置されている（図３参照）。多層基板２には、入力段の共振器８の線状導体９および出力段の共振器１１の線状導体１２と異なる層に位置して、結合部１５Ｂ（第１端部）が入力段の共振器８と容量結合し、結合部１５Ｃ（第２端部）が出力段の共振器１１と容量結合する中間段の共振器１４が設けられている（図１参照）。これにより、３つの共振器８，１１，１４が結合して、帯域通過フィルタを構成することができる。

また、多層基板２の２つの主面（第１主面２Ａおよび第２主面２Ｂ）には、グランド電極６，７が設けられている。３段の共振器８，１１，１４は、多層基板２の内部に設けられている。これにより、３段の共振器８，１１，１４は、グランド電極６，７に挟まれるため、外部の電磁波からの干渉を抑制できると共に、外部への電磁波の放射を抑制することができる。

さらに、３段の共振器８，１１，１４は、多層基板２を平面視したときに、回転対称となる形状に形成されている。このため、共振器８，１１，１４の設計が容易であり、フィルタ１の量産性を高めることができる。

次に、図８ないし図１０を用いて、本発明の第２の実施形態について説明する。第２の実施形態の特徴は、入力段の共振器および出力段の共振器はいずれもオープンスタブを有する線状導体によって形成され、これらのオープンスタブの長さ寸法が線状導体の全体の長さ寸法の半分よりも短いことにある。なお、第２の実施形態において、第１の実施形態と同一の構成要素は同一の符号を付し、その説明を省略する。

第２の実施形態によるフィルタ２１は、第１の実施形態によるフィルタ１とほぼ同様に、多層基板２、グランド電極６，７、共振器２２，２４，２６、伝送線路１０，１３、浮き電極２８を備えている。

入力段の共振器２２は、多層基板２の内部に設けられている（図８～図１０参照）。共振器２２は、平面視でＣ字形状の線状導体２３によって形成されている。図１０に示すように、線状導体２３は、絶縁層４と絶縁層５との間に位置して、細長い帯状の導体パターンによって形成されている。線状導体２３の長さ寸法は、例えば共振周波数に対応した多層基板２内の波長の１／２に設定されている。線状導体２３の両端は、開放されている。このため、線状導体２３は、両端が開放された半波長共振器を構成している。

図８および図９に示すように、線状導体２３は、第１開放部２３Ａおよび第２開放部２３Ｂを備えている。線状導体２３の第１開放部２３Ａは、平面視でＬ字状に形成されている。第１開放部２３Ａは、接続部２３Ａ1と開放端部２３Ａ2とを有している。第１開放部２３Ａの接続部２３Ａ1は、第２開放部２３Ｂの接続部２３Ｂ1と一直線状に並んで、Ｙ軸方向に延びている。接続部２３Ａ1の第１端は、接続部２３Ｂ1に電気的に接続されている。接続部２３Ａ1の第２端は、開放端部２３Ａ2の第１端に電気的に接続されている。

第１開放部２３Ａの開放端部２３Ａ2は、線状導体２３の一方の端部（縁端部）であり、Ｘ軸方向に延びている。開放端部２３Ａ2の第２端は、電気的に開放されている。

線状導体２３の第２開放部２３Ｂは、平面視でＬ字状に形成されている。第２開放部２３Ｂは、接続部２３Ｂ1と開放端部２３Ｂ2とを有している。第２開放部２３Ｂの接続部２３Ｂ1は、第１開放部２３Ａの接続部２３Ａ1と一直線状に並んで、Ｙ軸方向に延びている。接続部２３Ｂ1の第１端は、接続部２３Ａ1に電気的に接続されている。接続部２３Ｂ1の第２端は、開放端部２３Ｂ2の第１端に電気的に接続されている。

第２開放部２３Ｂの開放端部２３Ｂ2は、線状導体２３の他方の端部（縁端部）であり、Ｘ軸方向に延びている。開放端部２３Ｂ2の第２端は、電気的に開放されている。第２開放部２３Ｂの長さ寸法は、線状導体２３の半分の長さ寸法よりも短くなっている。このため、第２開放部２３Ｂの長さ寸法は、第１開放部２３Ａの長さ寸法よりも短くなっている。線状導体２３の第２開放部２３Ｂは、１／４波長のオープンスタブになっている。

入力側の伝送線路１０は、線状導体２３の途中位置に電気的に接続されている。具体的には、伝送線路１０は、第１開放部２３Ａと第２開放部２３Ｂとの接続位置で、線状導体２３に接続されている。入力段の共振器２２は、多層基板２に設けられた入力側の伝送線路１０に直接的に結合されている。

出力段の共振器２４は、多層基板２の内部に設けられている（図８～図１０参照）。共振器２４は、平面視でＣ字形状の線状導体２５によって形成されている。図１０に示すように、線状導体２５は、絶縁層４と絶縁層５との間に位置して、細長い帯状の導体パターンによって形成されている。線状導体２５の長さ寸法は、例えば共振周波数に対応した多層基板２内の波長の１／２に設定されている。線状導体２５の両端は、開放されている。このため、線状導体２５は、両端が開放された半波長共振器を構成している。

図８および図９に示すように、線状導体２５は、線状導体２３とＸ軸方向で離間している。線状導体２５と線状導体２３との間には、中間段の共振器２６が配置されている。線状導体２５は、多層基板２を平面視したときに、線状導体２３と点対称な形状に形成されている。線状導体２５は、第１開放部２５Ａおよび第２開放部２５Ｂを備えている。

線状導体２５の第１開放部２５Ａは、平面視でＬ字状に形成されている。第１開放部２５Ａは、接続部２５Ａ1と開放端部２５Ａ2とを有している。第１開放部２５Ａの接続部２５Ａ1は、第２開放部２５Ｂの接続部２５Ｂ1と一直線状に並んで、Ｙ軸方向に延びている。接続部２５Ａ1の第１端は、接続部２５Ｂ1に電気的に接続されている。接続部２５Ａ1の第２端は、開放端部２５Ａ2の第１端に電気的に接続されている。

第１開放部２５Ａの開放端部２５Ａ2は、線状導体２５の一方の端部（縁端部）である。線状導体２５の第１開放部２５Ａの開放端部２５Ａ2は、線状導体２３の第２開放部２３Ｂの開放端部２３Ｂ2と一直線状に並んで、Ｘ軸方向に延びている。線状導体２５の第１開放部２５Ａの開放端部２５Ａ2は、線状導体２３の第２開放部２３Ｂの開放端部２３Ｂ2とＸ軸方向で離間している。開放端部２５Ａ2の第２端は、電気的に開放されている。

線状導体２５の第２開放部２５Ｂは、平面視でＬ字状に形成されている。第２開放部２５Ｂは、接続部２５Ｂ1と開放端部２５Ｂ2とを有している。第２開放部２５Ｂの接続部２５Ｂ1は、第１開放部２５Ａの接続部２５Ａ1と一直線状に並んで、Ｙ軸方向に延びている。接続部２５Ｂ1の第１端は、接続部２５Ａ1に電気的に接続されている。接続部２５Ｂ1の第２端は、開放端部２５Ｂ2の第１端に電気的に接続されている。

第２開放部２５Ｂの開放端部２５Ｂ2は、線状導体２５の他方の端部（縁端部）である。線状導体２５の第２開放部２５Ｂの開放端部２５Ｂ2は、線状導体２３の第１開放部２３Ａの開放端部２３Ａ2と一直線状に並んで、Ｘ軸方向に延びている。開放端部２５Ｂ2の第２端は、電気的に開放されている。第２開放部２５Ｂの長さ寸法は、線状導体２５の半分の長さ寸法よりも短くなっている。このため、第２開放部２５Ｂの長さ寸法は、第１開放部２５Ａの長さ寸法よりも短くなっている。線状導体２５の第２開放部２５Ｂは、１／４波長のオープンスタブになっている。

出力側の伝送線路１３は、線状導体２５の途中位置に電気的に接続されている。具体的には、伝送線路１３は、第１開放部２５Ａと第２開放部２５Ｂとの接続位置で、線状導体２５に接続されている。出力段の共振器２４は、多層基板２に設けられた出力側の伝送線路１３に直接的に結合されている。

中間段の共振器２６は、入力段の共振器２２と出力段の共振器２４との間に位置して、多層基板２に設けられている。共振器２６は、多層基板２の内部に設けられている（図８～図１０参照）。共振器２６は、直線状の線状導体２７によって形成されている。図１０に示すように、線状導体２７は、絶縁層３と絶縁層４との間に位置して、細長い帯状の導体パターンによって形成されている。このため、線状導体２７と線状導体２３，２５との間には、絶縁層４が挟まれている。線状導体２７の長さ寸法は、例えば共振周波数に対応した多層基板２内の波長の１／２に設定されている。線状導体２７の両端は、開放されている。このため、線状導体２７は、両端が開放された半波長共振器を構成している。

図８および図９に示すように、線状導体２７は、本体部２７Ａおよび結合部２７Ｂ，２７Ｃを備えている。本体部２７Ａは、平面視した状態で、共振器２２の線状導体２３と共振器２４の線状導体２５に取り囲まれた位置に配置されている。本体部２７Ａは、Ｘ軸方向に延びている。本体部２７Ａの第１端は、結合部２７Ｂに電気的に接続されている。本体部２７Ａの第２端は、結合部２７Ｃに電気的に接続されている。

結合部２７Ｂは、線状導体２７の第１端部であり、本体部２７Ａの第１端からＹ軸方向に延びている。結合部２７Ｂは、開放端部２３Ａ2のＸ軸方向の中間位置に配置され、第１開放部２３Ａの開放端部２３Ａ2を横切っている。結合部２７Ｂと開放端部２３Ａ2とは、Ｚ軸方向で離間している。これにより、線状導体２７の結合部２７Ｂは、線状導体２３の開放端部２３Ａ2と容量結合する。

結合部２７Ｃは、線状導体２７の第２端部であり、本体部２７Ａの第２端からＹ軸方向に延びている。結合部２７Ｃは、開放端部２５Ａ2のＸ軸方向の中間位置に配置され、第１開放部２５Ａの開放端部２５Ａ2を横切っている。結合部２７Ｃと開放端部２５Ａ2とは、Ｚ軸方向で離間している。これにより、線状導体２７の結合部２７Ｃは、線状導体２５の開放端部２５Ａ2と容量結合する。

浮き電極２８は、入力段の共振器２２と出力段の共振器２４とを飛越し結合させる飛越し結合電極である。図８および図９に示すように、浮き電極２８は、線状導体２３の開放端部２３Ａ2と線状導体２５の開放端部２５Ａ2との間に位置して、多層基板２の内部に設けられている。浮き電極２８は、開放端部２３Ａ2の第２端部分と開放端部２５Ａ2の第２端部分との間に配置されている。このとき、浮き電極２８と線状導体２７とは、Ｚ軸方向で離間している。このため、浮き電極２８は、線状導体２７と絶縁された状態で、線状導体２７の中央部分と対面している。図１０に示すように、浮き電極２８は、絶縁層４と絶縁層５との間に位置して、島状に形成されている。図９に示すように、浮き電極２８と線状導体２３，２５との間には、Ｙ軸方向の隙間が形成されている。このため、浮き電極２８は、線状導体２３，２５には接触せず、線状導体２３，２５と離間している。浮き電極２８は、隙間の大きさに応じて、線状導体２３の開放端部２３Ａ2と線状導体２５の開放端部２５Ａ2とを容量結合させる。

かくして、このように構成された第２の実施形態においても、前述した第１の実施形態とほぼ同様に、フィルタ２１は、共振器２２，２４，２６の形状を複雑化させることなく、所望の減衰量を得ることができる。また、第２の実施形態では、入力段の共振器２２および出力段の共振器２４は線状導体２３，２５によって形成されている。線状導体２３，２５は、オープンスタブとなる第２開放部２３Ｂ，２５Ｂを有している。第２開放部２３Ｂ，２５Ｂの長さ寸法は、線状導体２３，２５の全体の長さ寸法の半分よりも短くなっている。このため、第２開放部２３Ｂ，２５Ｂは、通過帯域の高周波側に減衰極を形成する。

これに加え、浮き電極２８は、線状導体２３の開放端部２３Ａ2と線状導体２５の開放端部２５Ａ2とを容量結合させる。これにより、図１１に示すように、通過帯域の高周波側には、第２開放部２３Ｂ，２５Ｂによる減衰極が形成されるのに加えて、この減衰極の近傍に位置して、追加の減衰極を形成することができる。

次に、図１２ないし図１４を用いて、本発明の第３の実施形態について説明する。第３の実施形態の特徴は、３つの共振器の線状導体は、多層基板からなる誘電体基板の同じ層に配置され、誘電体基板には、３つの共振器の線状導体と異なる層に位置して、隣り合う２つの共振器を容量結合させる浮き電極が設けられていることにある。なお、第３の実施形態において、第１の実施形態と同一の構成要素は同一の符号を付し、その説明を省略する。

第３の実施形態によるフィルタ３１は、第１の実施形態によるフィルタ１とほぼ同様に、多層基板２、グランド電極６，７、共振器８，１１，３２、伝送線路１０，１３、浮き電極１６，１７，３４，３５を備えている。

中間段の共振器３２は、入力段の共振器８と出力段の共振器１１との間に位置して、多層基板２に設けられている。共振器３２は、多層基板２の内部に設けられている（図１２～図１４参照）。共振器３２は、直線状の線状導体３３によって形成されている。図１４に示すように、線状導体３３は、絶縁層４と絶縁層５との間に位置して、細長い帯状の導体パターンによって形成されている。このため、３つの共振器８，１１，３２は、多層基板２の同じ層に配置されている。線状導体３３の長さ寸法は、例えば共振周波数に対応した多層基板２内の波長の１／２に設定されている。線状導体３３の両端に位置する第１端部３３Ａおよび第２端部３３Ｂは、開放されている。このため、線状導体３３は、両端が開放された半波長共振器を構成している。

浮き電極３４は、線状導体９，１２，３３と異なる層に位置して、多層基板２に設けられている。図１４に示すように、浮き電極３４は、絶縁層３と絶縁層４との間に位置して、Ｙ軸方向に延びる帯状に形成されている。このため、浮き電極３４と線状導体９，３３との間には、絶縁層４が挟まれている。図１２および図１３に示すように、浮き電極３４は、線状導体９の開放端部９Ｂ2および線状導体３３の第１端部３３Ａと対面する位置に配置されている。浮き電極３４は、Ｙ軸方向に延びて、線状導体３３を横切ると共に、第２開放部９Ｂの開放端部９Ｂ2を横切っている。浮き電極３４と線状導体９，３３とは、Ｚ軸方向に離間している。これにより、線状導体３３の第１端部３３Ａは、線状導体９の開放端部９Ｂ2と容量結合する。

浮き電極３５は、線状導体９，１２，３３と異なる層に位置して、多層基板２に設けられている。図１４に示すように、浮き電極３５は、絶縁層３と絶縁層４との間に位置して、Ｙ軸方向に延びる帯状に形成されている。このため、浮き電極３５と線状導体１２，３３との間には、絶縁層４が挟まれている。図１２および図１３に示すように、浮き電極３５は、線状導体１２の開放端部１２Ｂ2および線状導体３３の第２端部３３Ｂと対面する位置に配置されている。浮き電極３５は、Ｙ軸方向に延びて、線状導体３３を横切ると共に、第２開放部１２Ｂの開放端部１２Ｂ2を横切っている。浮き電極３５と線状導体１２，３３とは、Ｚ軸方向に離間している。これにより、線状導体３３の第２端部３３Ｂは、線状導体１２の開放端部１２Ｂ2と容量結合する。

かくして、このように構成された第３の実施形態においても、前述した第１の実施形態とほぼ同様に、フィルタ３１は、共振器８，１１，３２の形状を複雑化させることなく、通過帯域の低周波側に複数の減衰極を形成し、所望の減衰量を得ることができる。

なお、線状導体９の開放端部９Ｂ2と線状導体３３は、隙間を挟んでＸ軸方向に並行に延びている。このため、線状導体９，３３の形状等を適宜設定することによって、浮き電極３４がなくても、線状導体９，３３を結合させることができる。同様に、線状導体１２，３３の形状等を適宜設定することによって、浮き電極３５がなくても、線状導体１２，３３を結合させることができる。この場合、図１５に示す第１の変形例によるフィルタ３６のように、浮き電極３４，３５を省いてもよい。

次に、図１６を用いて、本発明の第４の実施形態について説明する。第４の実施形態の特徴は、３つの共振器の線状導体は、多層基板からなる誘電体基板の同じ層に配置され、飛越し結合電極は、入力段の共振器の線状導体および出力段の共振器の線状導体と異なる層に位置して、入力段の共振器と出力段の共振器とを容量結合させる浮き電極であることにある。なお、第４の実施形態において、第２の実施形態と同一の構成要素は同一の符号を付し、その説明を省略する。

第４の実施形態によるフィルタ４１は、第２の実施形態によるフィルタ２１とほぼ同様に、多層基板２、グランド電極６，７、共振器２２，２４，４２、伝送線路１０，１３、浮き電極４４，４５，４６を備えている。

図１６に示すように、中間段の共振器４２は、入力段の共振器２２と出力段の共振器２４との間に位置して、多層基板２に設けられている。共振器４２は、多層基板２の内部に設けられている。共振器４２は、直線状の線状導体４３によって形成されている。線状導体４３は、細長い帯状の導体パターンによって形成されている。３つの共振器２２，２４，４２は、多層基板２の同じ層に配置されている。線状導体４３の長さ寸法は、例えば共振周波数に対応した多層基板２内の波長の１／２に設定されている。線状導体４３の両端に位置する第１端部４３Ａおよび第２端部４３Ｂは、開放されている。このため、線状導体４３は、両端が開放された半波長共振器を構成している。

浮き電極４４は、線状導体２３，２５，４３と異なる層に位置して、多層基板２に設けられている。浮き電極４４は、線状導体２３，２５，４３よりも第１主面２Ａ側の層に位置して、Ｙ軸方向に延びる帯状に形成されている。浮き電極４４は、線状導体２３の開放端部２３Ａ2および線状導体４３の第１端部４３Ａと対面する位置に配置されている。浮き電極４４は、Ｙ軸方向に延びて、線状導体４３を横切ると共に、第１開放部２３Ａの開放端部２３Ａ2を横切っている。浮き電極４４と線状導体２３，４３とは、Ｚ軸方向で離間している。これにより、線状導体４３の第１端部４３Ａは、線状導体２３の開放端部２３Ａ2と容量結合する。

浮き電極４５は、線状導体２３，２５，４３と異なる層に位置して、多層基板２に設けられている。浮き電極４５は、浮き電極４４と同じ層に位置して、Ｙ軸方向に延びる帯状に形成されている。浮き電極４５は、線状導体２５の開放端部２５Ａ2および線状導体４３の第２端部４３Ｂと対面する位置に配置されている。浮き電極４５は、Ｙ軸方向に延びて、線状導体４３を横切ると共に、第１開放部２５Ａの開放端部２５Ａ2を横切っている。浮き電極４５と線状導体２５，４３とは、Ｚ軸方向で離間している。これにより、線状導体４３の第２端部４３Ｂは、線状導体２５の開放端部２５Ａ2と容量結合する。

浮き電極４６は、入力段の共振器２２と出力段の共振器２４とを飛越し結合させる飛越し結合電極である。浮き電極４６は、線状導体２３，２５，４３と異なる層に位置して、多層基板２に設けられている。浮き電極４６は、浮き電極４４，４５とは別個の他の浮き電極である。浮き電極４６は、浮き電極４４，４５と同じ層に位置して、Ｙ軸方向に延びる帯状に形成されている。浮き電極４６は、開放端部２３Ａ2の第２端部分と開放端部２５Ａ2の第２端部分との間に配置されている。浮き電極４６は、線状導体２３の開放端部２３Ａ2と線状導体２５の開放端部２５Ａ2とを容量結合させる。このとき、浮き電極４６は、線状導体２７と絶縁された状態で、線状導体４３の中央部分と対面している。

かくして、このように構成された第４の実施形態においても、前述した第２の実施形態とほぼ同様に、フィルタ４１は、共振器２２，２４，４２の形状を複雑化させることなく、通過帯域の高周波側に複数の減衰極を形成し、所望の減衰量を得ることができる。

なお、第４の実施形態では、浮き電極４６は、開放端部２３Ａ2の第２端部分と開放端部２５Ａ2の第２端部分との間に配置されている。本発明はこれに限らず、図１７に示す第２の変形例によるフィルタ４７のように、浮き電極４８は、浮き電極４６よりもＹ軸方向の長さ寸法を大きく形成してもよい。この場合、浮き電極４８は、開放端部２３Ａ2と重なり合う部分を有すると共に、開放端部２５Ａ2と重なり合う部分を有する。浮き電極４８と開放端部２３Ａ2，２５Ａ2が重なり合う面積に応じて、共振器２２，２４の飛越し結合の強度を調整することができる。

また、線状導体２３の開放端部２３Ａ2と線状導体４３は、隙間を挟んでＸ軸方向に並行に延びている。このため、線状導体２３，４３の形状等を適宜設定することによって、浮き電極４４がなくても、線状導体２３，４３を結合させることができる。同様に、線状導体２５，４３の形状等を適宜設定することによって、浮き電極４５がなくても、線状導体２５，４３を結合させることができる。この場合、図１８に示す第３の変形例によるフィルタ４９のように、浮き電極４４，４５を省いてもよい。

次に、図１９ないし図２１を用いて、本発明の第５の実施形態について説明する。第５の実施形態の特徴は、共振器がステップインピーダンス共振器であることにある。ステップインピーダンス共振器とは、例えば半波長共振器において、線状導体の線幅を階段状に変えることによって、線状導体の途中でインピーダンスを変化させた共振器をいう。なお、第５の実施形態において、第１の実施形態と同一の構成要素は同一の符号を付し、その説明を省略する。

第５の実施形態によるフィルタ５１は、第１の実施形態によるフィルタ１とほぼ同様に、多層基板２、グランド電極６，７、共振器５２，５４，５６、伝送線路１０，１３、浮き電極１６，１７，５８，５９を備えている。

入力段の共振器５２は、多層基板２の内部に設けられている（図１９～図２１参照）。共振器５２は、平面視でＣ字形状の線状導体５３によって形成されている。図２１に示すように、線状導体５３は、絶縁層４と絶縁層５との間に位置して、細長い帯状の導体パターンによって形成されている。線状導体５３の長さ寸法は、例えば共振周波数に対応した多層基板２内の波長の１／２に設定されている。線状導体５３の両端は、開放されている。このため、線状導体５３は、両端が開放された半波長共振器を構成している。線状導体５３は、幅寸法の大きい部分と幅寸法の小さい部分とを有している。このため、共振器５２は、特性インピーダンスが異なる部分を有するステップインピーダンス共振器になっている。

図１９および図２０に示すように、線状導体５３は、第１開放部５３Ａおよび第２開放部５３Ｂを備えている。線状導体５３の第１開放部５３Ａは、平面視でＬ字状に形成されている。第１開放部５３Ａは、接続部５３Ａ1と開放端部５３Ａ2とを有している。第１開放部５３Ａの接続部５３Ａ1は、開放端部５３Ａ2の第２端に比べて幅寸法が小さくなっている。第１開放部５３Ａの接続部５３Ａ1は、第２開放部５３Ｂの接続部５３Ｂ1と一直線状に並んで、Ｙ軸方向に延びている。接続部５３Ａ1の第１端は、接続部５３Ｂ1に電気的に接続されている。接続部５３Ａ1の第２端は、開放端部５３Ａ2の第１端に電気的に接続されている。

第１開放部５３Ａの開放端部５３Ａ2は、線状導体５３の一方の端部（縁端部）であり、Ｘ軸方向に延びている。開放端部５３Ａ2の第１端部分は、開放端部５３Ａ2の第２端部分にくらべて幅寸法が小さくなっている。このため、開放端部５３Ａ2は、Ｘ軸方向の途中位置で幅寸法がステップ状に変化している。開放端部５３Ａ2の第２端は、電気的に開放されている。

第１開放部５３Ａの長さ寸法は、線状導体５３の半分の長さ寸法よりも長くなっている。このため、第１開放部５３Ａの長さ寸法は、第２開放部５３Ｂの長さ寸法よりも長くなっている。線状導体５３の第１開放部５３Ａは、１／４波長のオープンスタブになっている。

線状導体５３の第２開放部５３Ｂは、平面視でＬ字状に形成されている。第２開放部５３Ｂは、接続部５３Ｂ1と開放端部５３Ｂ2とを有している。第２開放部５３Ｂの接続部５３Ｂ1は、開放端部５３Ｂ2に比べて幅寸法が小さくなっている。第２開放部５３Ｂの接続部５３Ｂ1は、第１開放部５３Ａの接続部５３Ａ1と一直線状に並んで、Ｙ軸方向に延びている。接続部５３Ｂ1の第１端は、接続部５３Ａ1に電気的に接続されている。接続部５３Ｂ1の第２端は、開放端部５３Ｂ2の第１端に電気的に接続されている。

第２開放部５３Ｂの開放端部５３Ｂ2は、線状導体５３の他方の端部（縁端部）であり、Ｘ軸方向に延びている。開放端部５３Ｂ2は、接続部５３Ｂ1にくらべて幅寸法が大きくなっている。開放端部５３Ｂ2の第２端は、電気的に開放されている。

入力側の伝送線路１０は、線状導体５３の途中位置に電気的に接続されている。具体的には、伝送線路１０は、第１開放部５３Ａと第２開放部５３Ｂとの接続位置で、線状導体５３に接続されている。入力段の共振器５２は、多層基板２に設けられた入力側の伝送線路１０に直接的に結合されている。

出力段の共振器５４は、多層基板２の内部に設けられている（図１９～図２１参照）。共振器５４は、平面視でＣ字形状の線状導体５５によって形成されている。図２１に示すように、線状導体５５は、絶縁層４と絶縁層５との間に位置して、細長い帯状の導体パターンによって形成されている。線状導体５５の長さ寸法は、例えば共振周波数に対応した多層基板２内の波長の１／２に設定されている。線状導体５５の両端は、開放されている。このため、線状導体５５は、両端が開放された半波長共振器を構成している。線状導体５５は、幅寸法の大きい部分と幅寸法の小さい部分とを有している。このため、共振器５４は、特性インピーダンスが異なる部分を有するステップインピーダンス共振器になっている。

図１９および図２０に示すように、線状導体５５は、線状導体５３とＸ軸方向で離間している。線状導体５５と線状導体５３との間には、中間段の共振器５６が配置されている。線状導体５５は、多層基板２を平面視したときに、線状導体５３と点対称な形状に形成されている。線状導体５５は、第１開放部５５Ａおよび第２開放部５５Ｂを備えている。

線状導体５５の第１開放部５５Ａは、平面視でＬ字状に形成されている。第１開放部５５Ａは、接続部５５Ａ1と開放端部５５Ａ2とを有している。第１開放部５５Ａの接続部５５Ａ1は、開放端部５５Ａ2の第２端に比べて幅寸法が小さくなっている。第１開放部５５Ａの接続部５５Ａ1は、第２開放部５５Ｂの接続部５５Ｂ1と一直線状に並んで、Ｙ軸方向に延びている。接続部５５Ａ1の第１端は、接続部５５Ｂ1に電気的に接続されている。接続部５５Ａ1の第２端は、開放端部５５Ａ2の第１端に電気的に接続されている。

第１開放部５５Ａの開放端部５５Ａ2は、線状導体５５の一方の端部（縁端部）である。線状導体５５の第１開放部５５Ａの開放端部５５Ａ2は、線状導体５３の第２開放部５３Ｂの開放端部５３Ｂ2と一直線状に並んで、Ｘ軸方向に延びている。線状導体５５の第１開放部５５Ａの開放端部５５Ａ2は、線状導体５３の第２開放部５３Ｂの開放端部５３Ｂ2とＸ軸方向で離間している。開放端部５５Ａ2の第１端部分は、開放端部５５Ａ2の第２端部分に比べて幅寸法が小さくなっている。このため、開放端部５５Ａ2は、Ｘ軸方向の途中位置で幅寸法がステップ状に変化している。開放端部５５Ａ2の第２端は、電気的に開放されている。

第１開放部５５Ａの長さ寸法は、線状導体５５の半分の長さ寸法よりも長くなっている。このため、第１開放部５５Ａの長さ寸法は、第２開放部５５Ｂの長さ寸法よりも長くなっている。線状導体５５の第１開放部５５Ａは、１／４波長のオープンスタブになっている。

線状導体５５の第２開放部５５Ｂは、平面視でＬ字状に形成されている。第２開放部５５Ｂは、接続部５５Ｂ1と開放端部５５Ｂ2とを有している。第２開放部５５Ｂの接続部５５Ｂ1は、開放端部５５Ｂ2に比べて幅寸法が小さくなっている。第２開放部５５Ｂの接続部５５Ｂ1は、第１開放部５５Ａの接続部５５Ａ1と一直線状に並んで、Ｙ軸方向に延びている。接続部５５Ｂ1の第１端は、接続部５５Ａ1に電気的に接続されている。接続部５５Ｂ1の第２端は、開放端部５５Ｂ2の第１端に電気的に接続されている。

第２開放部５５Ｂの開放端部５５Ｂ2は、線状導体５５の他方の端部（縁端部）である。線状導体５５の第２開放部５５Ｂの開放端部５５Ｂ2は、線状導体５３の第１開放部５３Ａの開放端部５３Ａ2と一直線状に並んで、Ｘ軸方向に延びている。開放端部５５Ｂ2の第２端は、電気的に開放されている。

出力側の伝送線路１３は、線状導体５５の途中位置に電気的に接続されている。具体的には、伝送線路１３は、第１開放部５５Ａと第２開放部５５Ｂとの接続位置で、線状導体５５に接続されている。出力段の共振器５４は、多層基板２に設けられた出力側の伝送線路１３に直接的に結合されている。

浮き電極１６は、入力段の共振器５２と出力段の共振器５４とを飛越し結合させる飛越し結合電極である。図１９および図２０に示すように、浮き電極１６は、線状導体５３の開放端部５３Ａ2と線状導体５５の開放端部５５Ｂ2との間に配置されている。浮き電極１６と線状導体５３，５５は、多層基板２の同じ層に配置されている。

浮き電極１７は、入力段の共振器５２と出力段の共振器５４とを飛越し結合させる飛越し結合電極である。図１９および図２０に示すように、浮き電極１７は、線状導体５３の開放端部５３Ｂ2と線状導体５５の開放端部５５Ａ2との間に配置されている。浮き電極１７と線状導体５３，５５は、多層基板２の同じ層に配置されている。

中間段の共振器５６は、入力段の共振器５２と出力段の共振器５４との間に位置して、多層基板２に設けられている。共振器５６は、多層基板２の内部に設けられている（図１９～図２１参照）。共振器５６は、直線状の線状導体５７によって形成されている。図２１に示すように、線状導体５７は、絶縁層４と絶縁層５との間に位置して、細長い帯状の導体パターンによって形成されている。このため、３つの共振器５２，５４，５６は、多層基板２の同じ層に配置されている。線状導体５７の長さ寸法は、例えば共振周波数に対応した多層基板２内の波長の１／２に設定されている。線状導体５７の両端に位置する第１端部５７Ａおよび第２端部５７Ｂは、開放されている。このため、線状導体５７は、両端が開放された半波長共振器を構成している。

図１９および図２０に示すように、第１端部５７Ａと第２端部５７Ｂとの間には、中間部５７Ｃが形成されている。第１端部５７Ａと第２端部５７Ｂの幅寸法は、中間部５７Ｃの幅寸法に比べて大きくなっている。このため、線状導体５７は、Ｘ軸方向の途中位置で幅寸法がステップ状に変化している。これにより、共振器５６は、特性インピーダンスが異なる部分を有するステップインピーダンス共振器になっている。

浮き電極５８は、線状導体５３，５５，５７と異なる層に位置して、多層基板２に設けられている。図２１に示すように、浮き電極５８は、絶縁層３と絶縁層４との間に位置して、Ｙ軸方向に延びる帯状に形成されている。このため、浮き電極５８と線状導体５３，５７との間には、絶縁層４が挟まれている。図１９および図２０に示すように、浮き電極５８は、線状導体５３の開放端部５３Ｂ2および線状導体５７の第１端部５７Ａと対面する位置に配置されている。浮き電極５８は、Ｙ軸方向に延びて、線状導体５７を横切ると共に、第２開放部５３Ｂの開放端部５３Ｂ2を横切っている。図１９および図２１に示すように、浮き電極５８と線状導体５３，５７とは、Ｚ軸方向で離間している。これにより、線状導体５７の第１端部５７Ａは、線状導体５３の開放端部５３Ｂ2と容量結合する。

浮き電極５９は、線状導体５３，５５，５７と異なる層に位置して、多層基板２に設けられている。図２１に示すように、浮き電極５９は、絶縁層３と絶縁層４との間に位置して、Ｙ軸方向に延びる帯状に形成されている。このため、浮き電極５９と線状導体５５，５７との間には、絶縁層４が挟まれている。図１９および図２０に示すように、浮き電極５９は、線状導体５５の開放端部５５Ｂ2および線状導体５７の第２端部５７Ｂと対面する位置に配置されている。浮き電極５９は、Ｙ軸方向に延びて、線状導体５７を横切ると共に、第２開放部５５Ｂの開放端部５５Ｂ2を横切っている。図１９および図２１に示すように、浮き電極５９と線状導体５５，５７とは、Ｚ軸方向で離間している。これにより、線状導体５７の第２端部５７Ｂは、線状導体５５の開放端部５５Ｂ2と容量結合する。

かくして、このように構成された第５の実施形態においても、前述した第１の実施形態とほぼ同様に、フィルタ５１は、共振器５２，５４，５６の形状を複雑化させることなく、通過帯域の低周波側に複数の減衰極を形成し、所望の減衰量を得ることができる。また、共振器５２，５４，５６はステップインピーダンス共振器であるから、高次モード共振を制御することができる。この結果、図２２に示すように、例えば共振器５２，５４，５６の基本共振周波数である３０ＧＨｚ付近に比べて、２倍の高次共振周波数（６０ＧＨｚ）付近で、減衰量を増加させることができる。これにより、フィルタ５１は、広帯域な減衰特性を得ることができる。

なお、第５の実施形態では、第１の実施形態によるフィルタ１と同様に、通過帯域の低周波側に複数の減衰極を形成した。本発明はこれに限らず、第２の実施形態によるフィルタ２１と同様に、通過帯域の高周波側に複数の減衰極を形成してもよい。

次に、図２３を用いて、本発明の第６の実施形態について説明する。第６の実施形態の特徴は、フィルタを用いて通信装置を構成したことにある。なお、第６の実施形態において、第１の実施形態と同一の構成要素は同一の符号を付し、その説明を省略する。

第６の実施形態による通信装置６１は、アンテナ６２、アンテナ共用器６３、低雑音増幅器６４、電力増幅器６５、送信回路６６、受信回路６７を備えている。送信回路６６は、電力増幅器６５およびアンテナ共用器６３を介して、アンテナ６２に接続されている。受信回路６７は、低雑音増幅器６４およびアンテナ共用器６３を介して、アンテナ６２に接続されている。

アンテナ共用器６３は、切替スイッチ６３Ａと、２つの帯域通過フィルタ６３Ｂ，６３Ｃとを備えている。切替スイッチ６３Ａは、アンテナ６２に対して、送信回路６６と受信回路６７とのうちいずれか一方を選択的に接続する。切替スイッチ６３Ａは、通信装置６１の送信状態および受信状態を選択的に切り換える。受信側の帯域通過フィルタ６３Ｂは、切替スイッチ６３Ａと低雑音増幅器６４との間に接続されている。送信側の帯域通過フィルタ６３Ｃは、切替スイッチ６３Ａと電力増幅器６５との間に接続されている。帯域通過フィルタ６３Ｂ，６３Ｃは、例えば第１の実施形態によるフィルタ１によって構成されている。なお、帯域通過フィルタ６３Ｂ，６３Ｃは、第２ないし第５の実施形態によるフィルタ２１，３１，４１，５１によって構成されてもよい。

かくして、このように構成された第６の実施形態では、フィルタ６３Ｂ，６３Ｃは、例えば第１ないし第５の実施形態のいずれかのフィルタ１，２１，３１，４１，５１によって構成されている。このため、フィルタ６３Ｂ，６３Ｃは、通過帯域の低周波側または高周波側に複数の減衰極を形成し、所望の減衰量を得ることができる。

次に、図２４および図２５を用いて、本発明の第７の実施形態について説明する。第７の実施形態の特徴は、フィルタを用いてアンテナモジュールを構成したことにある。なお、第７の実施形態において、第１の実施形態と同一の構成要素は同一の符号を付し、その説明を省略する。

図２４は、第７の実施形態に係るアンテナモジュール７１の斜視図である。アンテナモジュール７１は、例えば２８ＧＨｚ、３９ＧＨｚ、６０ＧＨｚのようなミリ波を利用した通信に用いられる。アンテナモジュール７１の厚さ方向をＺ軸方向、Ｚ軸方向に垂直かつ互いに直交する方向をそれぞれＸ軸方向及びＹ軸方向として説明し、Ｚ軸プラス側をアンテナモジュール７１の上面側として説明する。しかし、実際の使用態様においては、アンテナモジュール７１の厚さ方向が上下方向とはならない場合もあるため、アンテナモジュール７１の上面側は上方向に限らない。

図２４に示すアンテナモジュール７１は、送信時および受信時のいずれにおいても２種類の偏波に対応することができ、例えば全二重通信に用いられる。本実施形態では、アンテナモジュール７１は、２種類の偏波として、Ｘ軸方向の偏波およびＹ軸方向の偏波に対応する。つまり、本実施形態に係るアンテナモジュール７１は、直交する２つの偏波に対応する。なお、アンテナモジュール７１は、これに限らず、直交とは異なる角度（例えば、７５°または６０°等）をなす２つの偏波に対応してもよい。

アンテナモジュール７１は、多層基板７２と、多層基板７２に形成されたパッチアンテナ７３、第１フィルタ８２、第２フィルタ８３と、高周波回路（ＲＦＩＣ）７６とを備える。

多層基板７２は、互いに背向する第１主面７２Ａおよび第２主面７２Ｂを有する。第１主面７２Ａは、多層基板７２のＺ軸プラス側の主面であり、第２主面７２Ｂは、多層基板７２のＺ軸マイナス側の主面である。多層基板７２は、第１主面７２Ａと第２主面７２Ｂとの間に誘電体材料が充填された構造を有する。図２４および図２５では、誘電体材料を透明にし、多層基板７２の内部を可視化し、多層基板７２の外形を二点鎖線で示している。多層基板７２としては、低温同時焼成セラミックス多層基板、または、プリント基板等が用いられる。また、多層基板７２に形成される各種導体としては、アルミニウム、銅、金、銀、または、これらの合金を主成分とする金属が用いられる。

図２４および図２５に示すように、パッチアンテナ７３は、多層基板７２の第１主面側に形成され、多層基板７２の主面と平行に設けられた薄膜の導体パターンからなる放射電極７４とグランド電極７５とから構成される。例えば、第１主面７２Ａにアンテナ素子としての放射電極７４が設けられている。多層基板７２の内部には、放射電極７４よりも第２主面側となる位置にグランド電極７５が形成されている。放射電極７４は、多層基板７２の平面視において、例えば矩形形状を有するが、円形または多角形形状等であってもよい。グランド電極７５は、グランド電位に設定され、放射電極７４の接地導体としての機能を果たす。また、放射電極７４は、酸化等の防止のために多層基板７２の内層に形成されていてもよいし、放射電極７４上に保護膜が形成されてもよい。また、放射電極７４は、給電導体、および、給電導体より上方に配置された無給電導体で構成されていてもよい。

ＲＦＩＣ７６は、多層基板７２の第２主面側に形成され、パッチアンテナ７３によって送信される送信信号または受信される受信信号を信号処理するＲＦ信号処理回路を構成する。ＲＦＩＣ７６は、パッチアンテナ７３と接続される給電端子７７，７８を有する。また、多層基板７２の第２主面側には、グランド電極７９が形成されており、例えば、ＲＦＩＣ７６のグランド端子（図示せず）がグランド電極７９に接続される。なお、本実施形態では、ＲＦＩＣ７６は、多層基板７２の第２主面７２Ｂに設けられているが、多層基板７２に内蔵されていてもよい。

パッチアンテナ７３は、ＲＦＩＣ７６との間で高周波信号が伝達される第１給電点Ｐ1および第２給電点Ｐ2を有する。第１給電点Ｐ1および第２給電点Ｐ2は、放射電極７４における異なる位置に設けられる。第１給電点Ｐ1によって形成される偏波の方向および第２給電点Ｐ2によって形成される偏波の方向は、互いに異なる。例えば、第１給電点Ｐ1によってＸ軸方向の偏波が形成され、第２給電点Ｐ2によってＹ軸方向の偏波が形成される。これにより、１つのパッチアンテナ７３によって、２つの偏波に対応することが可能となる。

第１給電点Ｐ1は、第１フィルタ８２を経由してＲＦＩＣ７６と電気的に接続されている。第２給電点Ｐ2は、第２フィルタ８３を経由してＲＦＩＣ７６と電気的に接続されている。図２４に示すように、第１給電点Ｐ1は、ビア導体８０Ａ、第１フィルタ８２およびビア導体８０Ｂを介してＲＦＩＣ７６が有する給電端子７７に接続されている。第２給電点Ｐ2は、ビア導体８１Ａ、第２フィルタ８３およびビア導体８１Ｂを介してＲＦＩＣ７６が有する給電端子７８に接続される。

グランド電極７５は、多層基板７２を積層方向に見た場合（多層基板７２を平面視した場合）に、例えば、ビア導体８０Ａ，８１Ａが設けられた部分を除き、多層基板７２の略全体に亘って設けられている。図２４に示すように、グランド電極７５は、ビア導体８０Ａ，８１Ａが内部を通過する開口７５Ａを有する。また、グランド電極７９は、多層基板７２を積層方向に見た場合に、例えば、ビア導体８０Ｂ，８１Ｂが設けられた部分を除き、多層基板７２の略全体に亘って設けられている。グランド電極７９は、ビア導体８０Ｂ，８１Ｂが内部を通過する開口７９Ａを有する。

第１フィルタ８２および第２フィルタ８３は、例えば第１の実施形態によるフィルタ１によって構成されている。なお、第１フィルタ８２および第２フィルタ８３は、第２ないし第５の実施形態によるフィルタ２１，３１，４１，５１によって構成されてもよい。第１フィルタ８２と第２フィルタ８３とは、一体に形成されず、別体に形成された異なるフィルタである。図２５に示すように、多層基板７２の第１主面７２Ａから、放射電極７４（アンテナ素子）、第１フィルタ８２および第２フィルタ８３、ＲＦＩＣ７６が順次積層されている。第１フィルタ８２および第２フィルタ８３は、放射電極７４とＲＦＩＣ７６とを電気的に接続する経路の途中に設けられている。

第１フィルタ８２および第２フィルタ８３の通過帯域は、少なくとも一部が重複している。例えば、第１フィルタ８２と第２フィルタ８３とは、互いに略同じフィルタ特性を有している。具体的には、第１フィルタ８２および第２フィルタ８３の通過帯域は、互いに略同じとなっており、第１フィルタ８２および第２フィルタ８３の減衰帯域は、互いに略同じとなっている。例えば、第１給電点Ｐ1および第２給電点Ｐ2には、それぞれ周波数帯域が同じ高周波信号が給電されるため、それぞれの高周波信号に同じフィルタリング処理がなされる。

パッチアンテナ７３とＲＦＩＣ７６との間に設けられた第１フィルタ８２および第２フィルタ８３は、パッチアンテナ７３で利用される周波数帯域の高周波信号を通過させ、他の周波数帯域の高周波信号（不要波）を減衰させる機能を有する。従って、不要波として高調波がパッチアンテナ７３から出力されないように、高調波を減衰させることができる。また、不要波としてパッチアンテナ７３が受信した妨害波が、ＲＦＩＣ７６が有するＬＮＡ（低雑音増幅器）に入力されてＬＮＡが飽和してしまわないように、妨害波を減衰させることができる。このように、２つの給電点のそれぞれについて、送受信され得る不要波を同じように減衰させることができる。よって、アンテナモジュール７１を、複数の信号経路を通過する信号を同じように信号処理するシステムであるＭＩＭＯシステムに適用することができる。

かくして、このように構成された第７の実施形態では、第１フィルタ８２および第２フィルタ８３は、例えば第１ないし第５の実施形態のいずれかのフィルタ１，２１，３１，４１，５１によって構成されている。このため、第１フィルタ８２および第２フィルタ８３は、共振器の形状を複雑化させることなく、所望の減衰量を得ることができる。従って、例えばレイアウト変更などの設計変更によって減衰量が変化するときでも、減衰量の調整が容易になる。この結果、例えば放射電極７４と第１フィルタ８２および第２フィルタ８３とが別基板で形成された場合であって、これらの放射電極７４と第１フィルタ８２および第２フィルタ８３とを接着またははんだ実装により接続させたときでも、所望の減衰量を確保することができる。なお、グランド電極７５，７９は、いずれか一方を省いてもよく、両方を省いてもよい。

次に、図２６および図２７を用いて、本発明の第８の実施形態について説明する。第８の実施形態の特徴は、フィルタを用いてアンテナモジュールを構成し、フィルタの入力側および出力側の伝送線路は、高周波回路の外部端子に電気的に接続されていることにある。なお、第８の実施形態において、第１の実施形態と同一の構成要素は同一の符号を付し、その説明を省略する。

図２６は、本実施形態に係るアンテナモジュール９１が適用される通信装置１３０の一例を示すブロック図である。通信装置１３０は、例えば、携帯電話、スマートフォン、タブレット等のような携帯端末、または通信機能を備えたパーソナルコンピュータ等である。

通信装置１３０は、アンテナモジュール９１と、ベースバンド信号処理回路を構成するベースバンドＩＣ１３１（以下、ＢＢＩＣ１３１という）とを備えている。アンテナモジュール９１は、アレイアンテナ１０７と、給電回路の一例であるＲＦＩＣ１１１と、を備えている。通信装置１３０は、ＢＢＩＣ１３１からアンテナモジュール９１へ伝達された信号を高周波信号にアップコンバートしてアレイアンテナ１０７に放射すると共に、アレイアンテナ１０７で受信した高周波信号をダウンロードしてＢＢＩＣ１３１にて信号を処理する。

図２７は、第８の実施形態に係るアンテナモジュール９１の側面透視図である。図２７では、誘電体材料を透明にし、多層基板９２の内部を可視化し、多層基板９２の外形を二点鎖線で示している。

図２７は、多層基板９２の一部分を示しており、実際には、アンテナモジュール９１は、２つのパッチアンテナ１０１，１０２以外にも多くのパッチアンテナを備え、Ｍａｓｓｉｖｅ ＭＩＭＯシステムに適用可能となっている。

パッチアンテナ１０１，１０２は、多層基板９２の第１主面側に形成されている。パッチアンテナ１０１は、多層基板９２の第１主面９２Ａに形成された薄膜の導体パターンからなる放射電極１０３（アンテナ素子）と、多層基板９２の内部に形成されたグランド電極１０５とから構成される。パッチアンテナ１０２は、多層基板９２の第１主面９２Ａに形成された薄膜の導体パターンからなる放射電極１０４（アンテナ素子）と、多層基板９２の内部に形成されたグランド電極１０５とから構成される。多層基板９２の第２主面９２Ｂには、グランド電極１０６が形成されている。グランド電極１０５，１０６は、多層基板９２の略全体に亘って設けられている。

多層基板９２の内部には、グランド電極１０５，１０６の間に位置して、フィルタ１０８が設けられている。フィルタ１０８は、ＲＦＩＣ１１１の外部に設けられている。フィルタ１０８は、例えば第１の実施形態によるフィルタ１によって構成されている。なお、フィルタ１０８は、第２ないし第５の実施形態によるフィルタ２１，３１，４１，５１によって構成されてもよい。また、フィルタ１０８は、パッチアンテナ１０１，１０２とスイッチ１１２Ａ～１１２Ｄとの間に設けられてもよい。

多層基板９２の第１主面９２Ａから、放射電極１０３，１０４（アンテナ素子）、フィルタ１０８、ＲＦＩＣ１１１が順次積層されている。フィルタ１０８の入力側の伝送線路１０は、ＲＦＩＣ１１１（高周波回路）の外部端子１２１に電気的に接続されている。フィルタ１０８の出力側の伝送線路１３は、ＲＦＩＣ１１１（高周波回路）の外部端子１２２に電気的に接続されている。

複数のパッチアンテナ１０１，１０２は、周期的にマトリクス状に配列され、アレイアンテナ１０７を構成している。アレイアンテナ１０７は、２次元状に直交配置（すなわち行列状に配置）されている。なお、アレイアンテナ１０７を構成するパッチアンテナの個数は、２個以上であればよい。また、複数のパッチアンテナの配置態様も上記に限らない。例えば、アレイアンテナ１０７は、１次元状に配置されたパッチアンテナによって構成されてもかまわないし、千鳥状に配置されたパッチアンテナによって構成されてもかまわない。

次に、ＲＦＩＣ１１１（高周波回路）の具体的な構成について説明する。なお、図２６では、説明を容易にするために、アレイアンテナ１０７を構成する複数のパッチアンテナ１０１，１０２のうち、１つのパッチアンテナ１０１の第１給電点Ｐ11および第２給電点Ｐ12と、１つのパッチアンテナ１０２の第１給電点Ｐ21および第２給電点Ｐ22とに対応する構成のみ示され、他のパッチアンテナに対応する構成については省略されている。

図２６に示すように、ＲＦＩＣ１１１（高周波回路）は、スイッチ１１２Ａ～１１２Ｄ，１１４Ａ～１１４Ｄ，１１８と、パワーアンプ１１３ＡＴ～１１３ＤＴと、ローノイズアンプ１１３ＡＲ～１１３ＤＲと、減衰器１１５Ａ～１１５Ｄ、可変移相器１１６Ａ～１１６Ｄと、信号合成／分波器１１７と、ミキサ１１９と、増幅回路１２０とを備えている。ＲＦＩＣ１１１は、ＢＢＩＣ１３１に接続されている。

スイッチ１１２Ａ～１１２Ｄは、パッチアンテナ１０１の第１給電点Ｐ11および第２給電点Ｐ12と、パッチアンテナ１０２の第１給電点Ｐ21および第２給電点Ｐ22とに接続されている。

高周波信号ＲＦ11，ＲＦ12，ＲＦ21，ＲＦ22を送信する場合には、スイッチ１１２Ａ～１１２Ｄ，１１４Ａ～１１４Ｄがパワーアンプ１１３ＡＴ～１１３ＤＴ側へ切り替えられると共に、スイッチ１１８が増幅回路１２０の送信側アンプに接続される。高周波信号ＲＦ11，ＲＦ12，ＲＦ21，ＲＦ22を受信する場合には、スイッチ１１２Ａ～１１２Ｄ，１１４Ａ～１１４Ｄがローノイズアンプ１１３ＡＲ～１１３ＤＲ側へ切り替えられると共に、スイッチ１１８が増幅回路１２０の受信側アンプに接続される。

ＢＢＩＣ１３１から伝達された信号は、増幅回路１２０で増幅され、ミキサ１１９でアップコンバートされる。アップコンバートされた高周波信号ＲＦ11，ＲＦ12，ＲＦ21，ＲＦ22である送信信号は、信号合成／分波器１１７で４分波され、４つの信号経路を通過して、パッチアンテナ１０１の第１給電点Ｐ11および第２給電点Ｐ12と、パッチアンテナ１０２の第１給電点Ｐ21および第２給電点Ｐ22とに給電される。

パッチアンテナ１０１，１０２で受信された高周波信号ＲＦ11，ＲＦ12，ＲＦ21，ＲＦ22である受信信号は、それぞれ、異なる４つの信号経路を経由し、信号合成／分波器１１７で合波される。合波された受信信号はミキサ１１９でダウンコンバートされ、増幅回路１２０で増幅されてＢＢＩＣ１３１へ伝達される。

ＲＦＩＣ１１１は、例えば、上記回路構成を含む１チップの集積回路部品として形成される。あるいは、ＲＦＩＣ１１１における各給電点Ｐ11，Ｐ12，Ｐ21，Ｐ22に対応する機器（スイッチ、パワーアンプ、ローノイズアンプ、減衰器、可変移相器）については、対応する給電点Ｐ11，Ｐ12，Ｐ21，Ｐ22毎に１チップの集積回路部品として形成されていてもよい。

ＲＦＩＣ１１１は、外部端子１２１，１２２を備えている。外部端子１２１，１２２は、信号合成／分波器１１７とスイッチ１１８との間に設けられている。外部端子１２１，１２２は、多層基板９２に設けられたビア導体９３Ａ，９３Ｂを通じて、フィルタ１０８の伝送線路１０，１３に電気的に接続されている。これにより、信号合成／分波器１１７とスイッチ１１８との間には、フィルタ１０８が接続されている。

かくして、このように構成された第８の実施形態では、フィルタ１０８は、例えば第１ないし第５の実施形態のいずれかのフィルタ１，２１，３１，４１，５１によって構成されている。このため、フィルタ１０８は、共振器の形状を複雑化させることなく、所望の減衰量を得ることができる。なお、グランド電極１０５，１０６は、いずれか一方を省いてもよく、両方を省いてもよい。

前記第１ないし第５の実施形態では、多層基板２の２つの主面にグランド電極６，７を設ける構成とした。本発明はこれに限らず、グランド電極６，７は、いずれか一方を省いてもよく、両方を省いてもよい。

前記第１の実施形態では、線状導体９，１２は、平面視でＣ字形状に形成されている。線状導体９，１２のＣ字形状は、厳格なＣ字形状である必要はない。線状導体９，１２のＣ字形状は、例えばその一部に直線部分や曲線部分となった形状も含んでいる。また、Ｃ字形状の線状導体９と伝送線路１０との接続箇所は、Ｃ字形状の線状導体９の全長の中点以外であればどこでもよい。同様に、Ｃ字形状の線状導体１２と伝送線路１３との接続箇所は、Ｃ字形状の線状導体１２の全長の中点以外であればどこでもよい。これらの構成は、第２ないし第５の実施形態にも適用可能である。

前記第１の実施形態では、複数の共振器８，１１，１４は、回転対称な形状に形成されている。本発明はこれに限らず、複数の共振器は、例えば入力側と出力側とで、線対称（左右対称）な形状に形成されてもよい。この構成は、第２ないし第５の実施形態にも適用可能である。

前記第１の実施形態では、入力段の共振器８と出力段の共振器１１との間に、１つの中間段の共振器１４が設けられている。本発明はこれに限らず、図２８に示す第４の変形例によるフィルタ１４１のように、入力段の共振器８と出力段の共振器１１との間に、複数段（例えば３段）の共振器１４２，１４３，１４４が設けられる構成としてもよい。この場合、入力段の共振器８は、次段の共振器１４２に結合される。共振器１４２は、次段の共振器１４３に結合される。共振器１４３は、次段の共振器１４４に結合される。共振器１４４は、次段となる出力段の共振器１１に結合される。なお、中間段の共振器の段数は、３段に限らず、２段でもよく、４段以上でもよい。第４の変形例の構成は、第２ないし第５の実施形態にも適用可能である。

前記各実施形態は例示であり、異なる実施形態で示した構成の部分的な置換または組み合わせが可能であることは言うまでもない。

以上説明した実施形態に基づくフィルタ、アンテナモジュールおよび通信装置として、例えば以下に述べる態様のものが考えられる。

第１の態様としては、誘電体基板と、前記誘電体基板に設けられ、次段と結合する少なくとも３段以上の共振器と、を備えたフィルタであって、入力段の前記共振器は、平面視でＣ字形状の線状導体によって形成され、前記誘電体基板に設けられた入力側の伝送線路に直接的に結合され、出力段の前記共振器は、平面視でＣ字形状の線状導体によって形成され、前記誘電体基板に設けられた出力側の伝送線路に直接的に結合され、前記誘電体基板には、入力段の前記共振器の線状導体の端部と出力段の前記共振器の線状導体の端部とを結合させる飛越し結合電極が設けられていることを特徴としている。

このように構成したことにより、次段と結合する３段以上の共振器は、帯域通過フィルタを構成し、３段以上の共振器の共振周波数付近の帯域の信号を通過させる。また、入力段の共振器は、オープンスタブを有している。出力段の共振器は、オープンスタブを有している。このため、これらのオープンスタブは、通過帯域の低周波側または高周波側に減衰極を形成する。

これに加え、飛越し結合電極は、入力段の共振器の線状導体の端部と出力段の共振器の線状導体の端部とを結合させる。これにより、オープンスタブの減衰極の近傍に位置して、追加の減衰極を形成することができる。このとき、飛越し結合電極の大きさ、形状、位置に応じて、入力段の共振器の線状導体と、出力段の共振器の線状導体との結合強度を容易に変更することができる。この結果、３段以上の共振器の形状を複雑化させることなく、所望の減衰量を得ることができる。

第２の態様としては、第１の態様において、前記誘電体基板は、多層基板であり、入力段の前記共振器の線状導体および出力段の前記共振器の線状導体は、前記多層基板の同じ層に配置され、前記多層基板には、入力段の前記共振器の線状導体および出力段の前記共振器の線状導体と異なる層に位置して、第１端部が入力段の前記共振器と容量結合し、第２端部が出力段の前記共振器と容量結合する中間段の前記共振器が設けられていることを特徴としている。これにより、３段以上の共振器が結合して、帯域通過フィルタを構成することができる。

第３の態様としては、第１の態様において、前記誘電体基板は、多層基板であり、３段以上の前記共振器の線状導体は、前記多層基板の同じ層に配置され、前記多層基板には、前記共振器の線状導体と異なる層に位置して、隣り合う２つの前記共振器を容量結合させる浮き電極が設けられていることを特徴としている。これにより、３段以上の共振器が結合して、帯域通過フィルタを構成することができる。

第４の態様としては、第３の態様において、前記飛越し結合電極は、入力段の前記共振器の線状導体および出力段の前記共振器の線状導体と異なる層に位置して、入力段の前記共振器と出力段の前記共振器とを容量結合させる他の浮き電極であることを特徴としている。これにより、入力段の共振器の線状導体の端部と出力段の共振器の線状導体の端部とを飛越し結合させることができる。

第５の態様としては、第１または第２の態様において、前記誘電体基板の２つの主面には、グランド電極が設けられ、３段以上の前記共振器は、前記誘電体基板の内部に設けられていることを特徴としている。これにより、３段以上の共振器は、２つのグランド電極に挟まれるため、外部の電磁波からの干渉を抑制できると共に、外部への電磁波の放射を抑制することができる。

第６の態様としては、第１ないし第３のいずれかの態様において、３段以上の前記共振器は、前記誘電体基板を平面視したときに、回転対称となる形状に形成されたことを特徴としている。このため、３段以上の共振器の設計が容易であり、フィルタの量産性を高めることができる。

第７の態様としては、第１ないし第６のいずれかの態様において、前記共振器は、ステップインピーダンス共振器であることを特徴としている。これにより、高次モード共振を制御することができる。このため、高次共振周波数付近で、減衰量を増加させることができるから、広帯域な減衰特性を得ることができる。

第８の態様としては、第１ないし第７のいずれかの態様において、入力段の前記共振器と出力段の前記共振器との間には、複数段の前記共振器が設けられていることを特徴としている。

第９の態様としては、第１ないし第８のいずれかの態様のフィルタを備えたアンテナモジュールであって、前記誘電体基板の一方の主面から、アンテナ素子、前記フィルタ、高周波回路が順次積層され、前記フィルタは、前記アンテナ素子と前記高周波回路とを電気的に接続する経路の途中に設けられていることを特徴としている。

第１０の態様としては、第１ないし第８のいずれかの態様のフィルタを備えたアンテナモジュールは、前記誘電体基板の一方の主面から、アンテナ素子、前記フィルタ、高周波回路が順次積層され、前記フィルタの入力側および出力側の前記伝送線路は、前記高周波回路の外部端子に電気的に接続されていることを特徴としている。

第９、第１０の態様によれば、第１ないし第８のいずれかの態様のフィルタを用いることによって、例えばレイアウト変更などの設計変更により生じる減衰量の調整が容易になる。このため、アンテナ素子とフィルタが別基板で形成された場合であって、これらのアンテナ素子とフィルタを接着またははんだ実装により接続させたときでも、所望の減衰量を確保することができる。

第１１の態様としては、通信装置は、第１ないし第８のいずれかの態様のフィルタを備えている。

１，２１，３１，３６，４１，４７，４９，５１，１０８，１４１ フィルタ
２，７２，９２ 多層基板（誘電体基板）
２Ａ，７２Ａ，９２Ａ 第１主面
２Ｂ，７２Ｂ，９２Ｂ 第２主面
６，７，７５，７９，１０５，１０６ グランド電極
８，２２，５２ 入力段の共振器
９，１２，１５，２３，２５，２７，３３，４３，５３，５５，５７ 線状導体
９Ａ2，９Ｂ2，１２Ａ2，１２Ｂ2，２３Ａ2，２３Ｂ2，２５Ａ2，２５Ｂ2，５３Ａ2，５３Ｂ2，５５Ａ2，５５Ｂ2 開放端部（端部）
１０ 入力側の伝送線路
１１，２４，５４ 出力段の共振器
１３ 出力側の伝送線路
１４，２６，３２，４２，５６，１４２，１４３，１４４ 中間段の共振器
１５Ｂ，２７Ｂ 結合部（第１端部）
１５Ｃ，２７Ｃ 結合部（第２端部）
１６，１７，２８，４６，４８ 浮き電極（飛越し結合電極）
３３Ａ，４３Ａ，５７Ａ 第１端部
３３Ｂ，４３Ｂ，５７Ｂ 第２端部
３４，３５，４４，４５，５８，５９ 浮き電極
６１，１３０ 通信装置
６３Ｂ，６３Ｃ 帯域通過フィルタ（フィルタ）
７１，９１ アンテナモジュール
７３，１０１，１０２ パッチアンテナ
７４，１０３，１０４ 放射電極（アンテナ素子）
７６，１１１ ＲＦＩＣ（高周波回路）
８２ 第１フィルタ（フィルタ）
８３ 第２フィルタ（フィルタ）
１２１，１２２ 外部端子

Claims (10)

1. 誘電体基板と、
   前記誘電体基板に設けられ、次段と結合する少なくとも３段以上の共振器と、を備えたフィルタであって、
   入力段の前記共振器は、平面視でＣ字形状の線状導体によって形成され、前記誘電体基板に設けられた入力側の伝送線路に直接的に結合され、
   出力段の前記共振器は、平面視でＣ字形状の線状導体によって形成され、前記誘電体基板に設けられた出力側の伝送線路に直接的に結合され、
   前記誘電体基板には、入力段の前記共振器の線状導体の端部と出力段の前記共振器の線状導体の端部とを結合させる飛越し結合電極が設けられており、
   前記誘電体基板は、多層基板であり、
   入力段の前記共振器の線状導体および出力段の前記共振器の線状導体は、前記多層基板の同じ層に配置され、
   前記多層基板には、入力段の前記共振器の線状導体および出力段の前記共振器の線状導体と異なる層に位置して、第１端部が入力段の前記共振器と容量結合し、第２端部が出力段の前記共振器と容量結合する中間段の前記共振器が設けられていることを特徴とするフィルタ。
2. 誘電体基板と、
   前記誘電体基板に設けられ、次段と結合する少なくとも３段以上の共振器と、を備えたフィルタであって、
   入力段の前記共振器は、平面視でＣ字形状の線状導体によって形成され、前記誘電体基板に設けられた入力側の伝送線路に直接的に結合され、
   出力段の前記共振器は、平面視でＣ字形状の線状導体によって形成され、前記誘電体基板に設けられた出力側の伝送線路に直接的に結合され、
   前記誘電体基板には、入力段の前記共振器の線状導体の端部と出力段の前記共振器の線状導体の端部とを結合させる飛越し結合電極が設けられており、
   前記誘電体基板は、多層基板であり、
   ３段以上の前記共振器の線状導体は、前記多層基板の同じ層に配置され、
   前記多層基板には、前記共振器の線状導体と異なる層に位置して、隣り合う２つの前記共振器を容量結合させる浮き電極が設けられていることを特徴とするフィルタ。
3. 前記飛越し結合電極は、入力段の前記共振器の線状導体および出力段の前記共振器の線状導体と異なる層に位置して、入力段の前記共振器と出力段の前記共振器とを容量結合させる他の浮き電極であることを特徴とする請求項２に記載のフィルタ。
4. 前記誘電体基板の２つの主面には、グランド電極が設けられ、
   ３段以上の前記共振器は、前記誘電体基板の内部に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のフィルタ。
5. ３段以上の前記共振器は、前記誘電体基板を平面視したときに、全体として回転対称となる形状に形成されたことを特徴とする請求項１または２に記載のフィルタ。
6. 前記共振器は、ステップインピーダンス共振器であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載のフィルタ。
7. 入力段の前記共振器と出力段の前記共振器との間には、複数段の前記共振器が設けられていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載のフィルタ。
8. 前記請求項１ないし７のいずれかに記載のフィルタを備えたアンテナモジュールであって、
   前記誘電体基板の一方の主面から、アンテナ素子、前記フィルタ、高周波回路が順次積層され、
   前記フィルタは、前記アンテナ素子と前記高周波回路とを電気的に接続する経路の途中に設けられていることを特徴するアンテナモジュール。
9. 前記請求項１ないし７のいずれかに記載のフィルタを備えたアンテナモジュールであって、
   前記誘電体基板の一方の主面から、アンテナ素子、前記フィルタ、高周波回路が順次積層され、
   前記フィルタの入力側および出力側の前記伝送線路は、前記高周波回路の外部端子に電気的に接続されていることを特徴するアンテナモジュール。
10. 前記請求項１ないし７のいずれかに記載のフィルタを備えた通信装置。

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