JP7351002B2 - 誘電体フィルタおよび通信デバイス - Google Patents

Description

本出願の実施形態は、通信技術に関し、とくには誘電体フィルタおよび通信デバイスに関する。

現代の移動通信技術において、無線周波数コンポーネントが通信デバイスの必須の一部分になっている。これに対応して、基本無線周波数ユニットとして、フィルタが、或る特定の周波数の信号をフィルタ処理し、目的の信号を得ることができる。誘電体フィルタは高Ｑセラミック誘電体フィルタであるため、従来からの金属フィルタと比較して、低挿入損失、高抑制、高相互変調、および低い温度ドリフトという利点を有する。したがって、誘電体フィルタは、さまざまな通信デバイスに広く用いられている。

図１が、従来からの技術による誘電体フィルタの構造の概略図である。図１に示されるように、既存の誘電体フィルタは、誘電体として誘電体材料（例えば、セラミック）を用いており、誘電体に３つの行き止まりヴィアＲ１、Ｒ２、およびＲ３が設けられている。Ｒ１およびＲ２は、共振空洞と呼ばれ、フィルタの共振器に相当する。Ｒ１とＲ２との間のＲ３は、結合空洞と呼ばれる。Ｒ３の共振周波数は、Ｒ１およびＲ２の共振周波数よりも低く、したがって極性反転の原理を使用することによって共振器Ｒ１およびＲ２の間の電気的結合が実現されることができる。

従来からの技術において、Ｒ１とＲ２との間の電気的結合を実現するこのようなやり方は、寄生共振効果を発生させ、通過帯域の低帯域抑制にさらに悪影響を及ぼす。

本出願の実施形態は、モデリング処理の複雑さを低減するために、誘電体フィルタおよび通信デバイスを提供する。さらに、誘電体フィルタの結合のやり方が、寄生共振効果を有さず、低帯域抑制に悪影響を及ぼさない。

第１の態様によれば、本出願の実施形態は、誘電体フィルタを提供する。誘電体フィルタは、信号波をフィルタ処理するために、通信デバイスに適用されることができる。誘電体フィルタは、誘電体と、誘電体に設けられた第１の行き止まりヴィアおよび第２の行き止まりヴィアと、第１の行き止まりヴィアと第２の行き止まりヴィアとの間に位置する貫通孔と、絶縁部分とを含み、第１の行き止まりヴィア、第２の行き止まりヴィア、および貫通孔の内壁は、各々が金属層で覆われ、誘電体の外面は、金属層で覆われ、絶縁部分は、誘電体の表面の金属層を覆わないことによって実現され、絶縁部分は、貫通孔を部分的に取り囲んでいる。

本出願のこの実施形態における誘電体フィルタにおいて、第１の行き止まりヴィアと第２の行き止まりヴィアとの間に貫通孔が設けられ、絶縁部分が貫通孔を部分的に取り囲むため、第１の行き止まりヴィアに進入する信号波が貫通孔を通過するとき、信号波の位相が負に９０度シフトして、信号波が第２の行き止まりヴィアに伝達され、したがって誘電体フィルタの電気的結合が実現される。加えて、電気的結合を実現するこのようなやり方においては、第１の行き止まりヴィアと第２の行き止まりヴィアとの間に貫通孔が設けられるため、モデリング処理の複雑さが低減される。さらに、このような電気的結合のやり方は、寄生共振効果を有さず、低帯域抑制に悪影響を及ぼさない。

可能な設計において、第１の行き止まりヴィアの開口部、第２の行き止まりヴィアの開口部、および貫通孔の第１の開口部が、いずれも誘電体の第１の平面上に設けられ、貫通孔の第２の開口部が、誘電体の第２の平面上に設けられ、第１の平面と第２の平面とが反対向きに配置される。

このような配置のやり方は、誘電体フィルタのモデリング処理を容易にし、絶縁部分の配置を容易にし、貫通孔の複数の実現を容易にすることができる。

第１の行き止まりヴィアの開口部および第２の行き止まりヴィアの開口部の配置のやり方に対応して、以下で、本出願のこの実施形態における貫通孔および絶縁部分の配置のやり方を説明する。

可能な設計において、貫通孔は、連通された第１の貫通孔部分および第２の貫通孔部分を含み、第１の貫通孔部分の開口は、第２の貫通孔部分の開口よりも小さく、第１の貫通孔部分の第１の開口部が、貫通孔の第１の開口部であり、第２の貫通孔部分の第２の開口部が、貫通孔の第２の開口部であり、第１の貫通孔部分は、第１の貫通孔部分の第２の開口部および第２の貫通孔部分の第１の開口部を介して、第２の貫通孔部分に連通され、貫通孔の第１の開口部は、誘電体の第１の平面上に設けられ、貫通孔の第２の開口部は、誘電体の第２の平面上に設けられ、第１の平面と第２の平面とが反対向きに配置される。

可能な設計において、第１の貫通孔部分の第１の開口部の第２の平面への投影が、第２の貫通孔部分の第２の開口部の中心位置にあり、あるいは第１の貫通孔部分の第１の開口部の第２の平面への投影が、第２の貫通孔部分の第２の開口部の非中心位置にある。

可能な設計において、絶縁部分は、第２の貫通孔部分を部分的に取り囲む。

この設計において、絶縁部分は、第２の平面上に設けられ、第２の貫通孔部分の第２の開口部を部分的に取り囲む。

この設計において、絶縁部分と第２の貫通孔部分との間に距離が存在し、あるいは絶縁部分の縁部が第２の貫通孔部分の縁部と一致する。

可能な設計において、絶縁部分は、第２の貫通孔部分の内壁に設けられる。

第１の貫通孔部分および第２の貫通孔部分の相対位置、ならびに絶縁部分の配置にかかわらず、絶縁部分が、電気的結合を実現するために、第２の平面上の第１の貫通孔部分の第１の開口部の投影を取り囲む必要があることを、理解されたい。

可能な設計において、少なくとも２つの第２の貫通孔部分が存在し、第２の貫通孔部分の開口は、第１の貫通孔部分から遠ざかる方向に順次大きくなっている。

この設計において、絶縁部分は、第２の平面上に設けられ、絶縁部分は、最大の開口を有する第２の貫通孔部分を部分的に取り囲む。

この設計において、絶縁部分は、任意の第２の貫通孔部分の内壁に設けられる。

この設計において、複数の絶縁部分が存在してよく、各々の絶縁部分が、１つの第２の貫通孔部分を部分的に取り囲み、絶縁部分は、第２の貫通孔部分の内壁に設けられてよい。

可能な設計において、第１の貫通孔部分は円柱形であり、第２の貫通孔部分は細長い。

可能な設計において、誘電体はセラミックである。

第２の態様によれば、本出願の実施形態は、通信デバイスをさらに提供する。通信デバイスは、第１の態様による誘電体フィルタを含む。本出願のこの実施形態において提供される通信デバイスは、誘電体フィルタと同じ技術的効果を実現することができる。詳細については、上述の実施形態の関連の説明を参照されたい。

本出願の実施形態は、誘電体フィルタおよび通信デバイスを提供する。誘電体フィルタは、誘電体と、誘電体に設けられた第１の行き止まりヴィアおよび第２の行き止まりヴィアと、第１の行き止まりヴィアと第２の行き止まりヴィアとの間に位置する貫通孔と、絶縁部分とを含み、第１の行き止まりヴィア、第２の行き止まりヴィア、および貫通孔の内壁は、各々が金属層で覆われ、誘電体の外面は、金属層で覆われ、絶縁部分は、誘電体の表面の金属層を覆わないことによって実現され、絶縁部分は、貫通孔を部分的に取り囲んでいる。本出願のこの実施形態における誘電体フィルタにおいて、第１の行き止まりヴィアと第２の行き止まりヴィアとの間に貫通孔が設けられ、絶縁部分が貫通孔を部分的に取り囲むため、第１の行き止まりヴィアに進入する信号波が貫通孔を通過するとき、信号波の位相が負に９０度シフトして、信号波が第２の行き止まりヴィアに伝達され、したがって誘電体フィルタの電気的結合が実現される。加えて、電気的結合を実現するこのようなやり方においては、第１の行き止まりヴィアと第２の行き止まりヴィアとの間に貫通孔が設けられるため、モデリング処理の複雑さが低減される。さらに、このような電気的結合のやり方は、寄生共振効果を有さず、低帯域抑制に悪影響を及ぼさない。

従来からの技術による誘電体フィルタの構造の概略図である。 フィルタの原理参照の概略図である。 図１に示されるＲ１とＲ２との間にＲ３が配置されていることを示す等価回路図である。 Ｒ３の共振周波数がＲ１およびＲ２の共振周波数よりも大きいことを示す等価回路図である。 Ｒ３の共振周波数がＲ１およびＲ２の共振周波数よりも小さいことを示す等価回路図である。 図１に対応する等価回路図である。 図１に対応する誘電体フィルタの上面図である。 本出願の実施形態による誘電体フィルタの第１の上面図である。 本出願の実施形態による誘電体フィルタの第２の上面図である。 本出願の実施形態による誘電体フィルタの構造の第１の概略図である。 図１０に示した貫通孔における信号波の伝達の概略図である。 本出願の実施形態による誘電体フィルタの構造の第２の概略図である。 本出願の実施形態による誘電体フィルタの構造の第３の概略図である。 本出願の実施形態による誘電体フィルタの構造の第４の概略図である。 図１３の誘電体フィルタに対応する上面図である。 本出願の実施形態による誘電体フィルタの上面図である。 図１３の貫通孔を通過する信号波の伝達の概略図である。 本出願の実施形態による誘電体フィルタにおける貫通孔および絶縁部分の配置の概略図である。

参照符号の説明
Ｒ１ 第１の行き止まりヴィア
Ｒ２ 第２の行き止まりヴィア
Ｈ 貫通孔
Ｈ１ 第１の貫通孔部分
Ｈ２ 第２の貫通孔部分
Ｉ 絶縁部分

本出願の実施形態において提供される誘電体フィルタをよりよく理解するために、以下で、従来からの技術におけるフィルタの構造および原理を詳細に説明する。

図２が、フィルタの原理参照の概略図である。図２は、２つの行き止まりヴィアＲ１およびＲ２が設けられた誘電体の上面図である。行き止まりヴィアの深さは、行き止まりヴィアの共振周波数に関連し、行き止まりヴィアの深さが大きいほど、共振周波数は低くなる。図２に示されるように、誘電体に同じ深さの２つの行き止まりヴィアＲ１、Ｒ２が設けられている場合、２つの行き止まりヴィアＲ１、Ｒ２の共振周波数は同じである。外部信号波が、Ｒ１に進入し、Ｒ１を介してＲ２に伝達され、次いでＲ２を介して別のデバイスに伝達される。Ｒ１およびＲ２の共振周波数が同じであるため、Ｒ１およびＲ２はいかなる電気的結合も生じず、したがって信号波をフィルタ処理することはできない。

例えば、信号波が外部からＲ１に伝達されるとき、信号波の伝達方向は時計回りである。Ｒ１とＲ２との間に電気的結合が生じられていないため、Ｒ１に伝達された信号波は、空間伝達の様相でＲ２に伝達され、すなわちＲ２に伝達される信号波の伝達方向も時計回りである。

可能な実施態様において、外部信号波は、Ｒ１へと挿入されたコンタクト線を介してＲ１に伝達される。同様に、Ｒ２に進入する信号波は、Ｒ２へと挿入されたコンタクト線を介して他のデバイスに伝達される。以下の実施形態において、外部信号波がＲ１へと伝達され、Ｒ２を介して別のデバイスへと伝達されるやり方が、このやり方と同じであっても、違ってもよいことが、理解されるべきである。これは、本出願のこの実施形態において限定されない。

Ｒ１とＲ２との間に電気的結合を生じさせて信号波をフィルタ処理することを可能にするために、図１に示されるように、従来からの技術においては、極性反転の原理を使用することによってＲ１とＲ２との間の電気的な結合を実現するために、Ｒ１とＲ２との間に、より低い共振周波数を有する行き止まりヴィアＲ３が設けられる。図３～図６を参照して、図１に示されるＲ１とＲ２との間の電気的結合の原理を、以下で説明する。

図３は、図１に示されるＲ１とＲ２との間にＲ３が配置されていることを示す等価回路図である。図４は、Ｒ３の共振周波数がＲ１およびＲ２の共振周波数よりも大きいことを示す等価回路図である。図５は、Ｒ３の共振周波数がＲ１およびＲ２の共振周波数よりも小さいことを示す等価回路図である。図６は、図１に対応する等価回路図である。図３に示されるように、Ｒ３がＲ１とＲ２との間に配置されており、これはインダクタとキャパシタとを並列に接続することに相当する。Ｒ３の共振周波数がＲ１およびＲ２の共振周波数よりも大きいとき、図４に示されるように、インダクタは開ループに相当する。したがって、Ｒ３をＲ１とＲ２との間に配置することは、キャパシタを並列に接続することに相当する。同様に、Ｒ３の共振周波数がＲ１およびＲ２の共振周波数よりも小さいとき、図５に示されるように、キャパシタンスは開ループに相当する。したがって、Ｒ３をＲ１とＲ２との間に配置することは、キャパシタを並列に接続することに相当する。

図６に示されるように、従来からの技術において、より低い共振周波数を有するＲ３がＲ１とＲ２との間に配置されるとき、それはＲ１とＲ２との間にキャパシタを接続することに相当し、すなわちＲ１とＲ２との間にインダクタを直列に接続することに相当する。行き止まりヴィアＲ１とＲ２との間の磁気的結合に鑑み、Ｒ１およびＲ２は、直列に接続された２つのインダクタに相当する。これに基づき、Ｒ１とＲ２との間に、より低い共振周波数を有するＲ３が配置される。これは、直列に接続された３つのインダクタに相当する。一般に、信号波の位相は、信号波がインダクタを通過した後に正に９０度シフトする。したがって、信号波が外部から図１に示されるフィルタに進入するとき、それは、信号波が３つのインダクタを通過することに相当し、信号波の位相が正に２７０度シフトし、すなわち負に９０度シフトする。このようにして、フィルタ処理のために電気的結合が実現される。

したがって、図７が、図１に対応する誘電体フィルタの上面図である。図７に示されるように、信号波が外部からＲ１に伝達されるとき、信号波の伝達方向は時計回りである。より低い共振周波数を有するＲ３ゆえに、Ｒ１とＲ２との間に電気的結合が生じられ、換言すると、Ｒ２に伝達される信号波の伝達方向が変化する。図７に示されるように、Ｒ２へと伝達される信号波の伝達方向は、反時計回りへと変化する。

従来からの技術におけるＲ１とＲ２との間の電気的結合の強度が、Ｒ３の深さに依存することを理解すべきである。Ｒ３の深さがＲ１およびＲ２の深さよりも大きい場合、電気的結合が実現されることができる。Ｒ１とＲ２との間に弱い電気的結合が実現される必要がある場合、Ｒ３の深さをより大きくする必要がある。第１に、誘電体の材料ゆえに、Ｒ１とＲ２との間に電気的結合が実現される必要がある場合、通常は、さまざまな深さの貫通孔がドライプレス成形法にて誘電体に設けられ、モデリング処理は実現困難である。加えて、弱い結合が実現されるべき場合、Ｒ３の深さをより大きくする必要がある。この場合、Ｒ３の深さとＲ１およびＲ２の深さとの間の差が大きく、ドライプレスモデリングでは密度が不均一になり、大量生産の一貫性が悪化し、したがって手直しなしでの歩留まりに悪影響が及ぶ。さらに、従来からの技術においては、電気的結合が実現される場合に寄生共振効果が発生され、したがって通過帯域の低帯域抑制に悪影響が及ぶ。とりわけ、フィルタが図１に示される複数の構造を有する場合、低帯域抑制が明らかに弱められる。結果として、フィルタが実際の要件を満たすことができない。

上述の問題を解決するために、本出願の実施形態は、誘電体フィルタを提供する。誘電体における２つの行き止まりヴィアの間に、貫通孔が設けられる。貫通孔は、貫通孔に進入する信号波が負の１８０度の位相シフトを生じることを可能にすることができ、すなわち、信号波をフィルタ処理するために２つの行き止まりヴィアの間に電気的結合が生成されるように、貫通孔に進入する信号波の位相が正の９０度から負の９０度に変化することを可能にすることができる。

本出願の実施形態における電気的結合は、負結合またはキャパシタ結合と呼ばれることもできることを、理解されるべきである。

以下で、特定の実施形態を参照して、本出願の実施形態において提供されるフィルタの構造を詳細に説明する。以下のいくつかの実施形態が互いに組み合わせられることが可能であり、一部の実施形態において、同じまたは類似の概念またはプロセスについて再度の説明は行われないかもしれない。

図８が、本出願の実施形態による誘電体フィルタの第１の上面図である。図９が、本出願の実施形態による誘電体フィルタの第２の上面図である。図８に示されるように、本出願のこの実施形態における誘電体フィルタは、誘電体１０と、誘電体１０内に設けられた第１の行き止まりヴィアＲ１および第２の行き止まりヴィアＲ２と、第１の行き止まりヴィアＲ１と第２の行き止まりヴィアＲ２との間に位置する貫通孔Ｈと、絶縁部分Ｉとを含む。

随意により、本出願のこの実施形態における誘電体は、セラミックであってよい。

貫通孔Ｈが第１の行き止まりヴィアＲ１と第２行き止まりヴィアＲ２との間に設けられているとは、貫通孔Ｈの中心位置が図８に示されるとおりに設けられてよく、第１の行き止まりヴィアＲ１の中心位置および第２の行き止まりヴィアＲ２の中心位置と同じ線上に設けられていることを意味し、あるいは図９に示されるとおりに設けられてよく、第１の行き止まりヴィアＲ１の中心位置および第２の行き止まりヴィアＲ２の中心位置と同じ線上には設けられていないことを意味する。本出願のこの実施形態において、貫通孔Ｈは、第１の行き止まりヴィアＲ１と第２の行き止まりヴィアＲ２との間に設けられるが、貫通孔Ｈと第１の行き止まりヴィアＲ１または第２の行き止まりヴィアＲ２との間の相対的な位置関係は、とくに限定されない。本出願のこの実施形態において、貫通孔Ｈと行き止まりヴィアとを区別するために、異なる線が表現に使用されることを理解されたい。本出願のこの実施形態において、誘電体における破線の領域は、貫通孔Ｈを表し、実線の領域は、行き止まりヴィアを表す。

本出願のこの実施形態において、第１の行き止まりヴィアＲ１、第２の行き止まりヴィアＲ２、および貫通孔Ｈの内壁はそれぞれ金属層で覆われ、誘電体の外面は金属層で覆われる。図８において、第１の行き止まりヴィアＲ１、第２の行き止まりヴィアＲ２、および貫通孔Ｈが、内壁が金属層で覆われていることを示すために、濃い灰色で示されていることを理解されたい。本出願のこの実施形態における誘電体の外面も、やはり金属層で覆われており、換言すると、本出願のこの実施形態において外部とつながる誘電体のすべての部分（例えば、外面、ならびに第１の行き止まりヴィアＲ１、第２の行き止まりヴィアＲ２、および貫通孔Ｈの内壁）が、信号波を伝達するために金属層で覆われてよいことを理解されたい。本出願のこの実施形態において、第１の行き止まりヴィアＲ１、第２の行き止まりヴィアＲ２、および貫通孔Ｈの内壁、ならびに誘電体の外面を金属層で覆うやり方について、従来からの技術における金属層の被覆の方法を参照されたい。ここでは詳細は説明されない。

誘電体、第１の行き止まりヴィアＲ１、第２の行き止まりヴィアＲ２、および貫通孔Ｈを明瞭に示すために、本出願の実施形態において、誘電体の外面が添付の図面において濃い灰色で表されていないことが理解され得るであろう。

本出願のこの実施形態における誘電体フィルタが、絶縁部分Ｉをさらに含むことに留意されたい。絶縁部分Ｉは、誘電体の表面を金属層で被覆しないことによって実現されることができる。例えば、絶縁部分Ｉを形成するために、誘電体の外面または内面（例えば、貫通孔Ｈの内壁）が金属層で覆われなくてよい。絶縁部分Ｉは金属層で覆われていないため、図８において濃い灰色ではない領域が破線を用いて表されていることを理解されたい。

絶縁部分Ｉは、貫通孔Ｈを部分的に取り囲む。本出願のこの実施形態において、絶縁部分Ｉが貫通孔Ｈを部分的に取り囲むとは、絶縁部分Ｉが貫通孔Ｈを完全には取り囲まないことを意味すると理解されたい。随意により、本出願のこの実施形態における絶縁部分Ｉは、図８に示されるような角張った環状、図９に示されるような円形、または貫通孔Ｈを部分的に取り囲むことができる別の形状であってよい。絶縁部分Ｉの形状は、本出願のこの実施形態において限定されない。

本出願のこの実施形態において、第１の行き止まりヴィアＲ１に進入する信号波が、貫通孔Ｈを通過するときに負の９０度の位相シフトを生じ、第２の行き止まりヴィアＲ２へと伝達されるように、絶縁部分Ｉが貫通孔Ｈを部分的に取り囲むことを理解されたい。換言すると、貫通孔Ｈに進入する信号波を負の９０度の位相シフトが生じた後に第２の行き止まりヴィアＲ２に伝達できるように、絶縁部分Ｉが貫通孔Ｈを部分的に取り囲む。

例えば、図８および図９に示されるように、信号波が外部からＲ１へと伝達されるとき、信号波の伝達方向は時計回りであり、信号波は、貫通孔Ｈの通過後に負の９０度の位相シフトが生じた後に、第２の行き止まりヴィアＲ２に伝達される。Ｒ２へと伝達される図８および図９に示される信号波の伝達方向は、反時計回りへと変化する。

随意により、本出願のこの実施形態において、第１の行き止まりヴィアＲ１の開口部および第２の行き止まりヴィアＲ２の開口部の両方が、誘電体の第１の平面上に配置されてよい。これに対応して、貫通孔Ｈの第１の開口部が誘電体の第１の平面上に配置されてよく、貫通孔Ｈの第２の開口部が誘電体の第２の平面上に配置されてよい。第１の平面および第２の平面は、反対向きに配置される。

随意により、第１の行き止まりヴィアＲ１の開口部および第２の行き止まりヴィアＲ２の開口部は、誘電体の異なる平面上に配置されてよい。これに対応して、貫通孔Ｈの第１の開口部および第１の行き止まりヴィアＲ１の開口部が、同じ平面上に配置されてよく、貫通孔Ｈの第２の開口部および第２の行き止まりヴィアＲ２の開口部が、同じ平面上に配置されてよい。

随意により、本出願のこの実施形態において、第１の行き止まりヴィアＲ１の開口部、第２の行き止まりヴィアＲ２の開口部、貫通孔Ｈの第１の開口部、および貫通孔Ｈの第２の開口部は、代案において、別のやり方で誘電体の異なる平面上に設けられてよい。第１の平面、第２の平面、同じ平面、または異なる平面における「平面」が、誘電体の外面であることを理解されたい。以下の実施形態において、第１の行き止まりヴィアＲ１の開口部および第２の行き止まりヴィアＲ２の開口部の両方が誘電体の第１の平面上に配置され、貫通孔Ｈの第１の開口部が誘電体の第１の平面上に配置され、貫通孔Ｈの第２の開口部が誘電体の第２の平面上に配置されてよく、第１の平面と第２の平面とが反対向きに配置される例が、説明のために使用されることを理解されたい。

図１０が、本出願の実施形態による誘電体フィルタの構造の第１の概略図である。図１０に示されるように、可能な実施態様において、貫通孔Ｈは、図１０に示される傾斜した円柱貫通孔Ｈであってよく、絶縁部分Ｉは、誘電体の外面（例えば、誘電体の下面）に設けられてよく、金属層を覆わないことによって実現され、絶縁部分Ｉは、誘電体の表面における傾斜した円柱貫通孔Ｈの開口部１の投影を取り囲む。すなわち、傾斜した円柱貫通孔Ｈの開口部１が位置される表面における絶縁部分Ｉの投影が、傾斜した円柱貫通孔Ｈの開口部１を取り囲む。本出願において、絶縁部分Ｉが破線の囲みを使用して表されていることを理解されたい。

図１１が、図１０に示した貫通孔における信号波の伝達の概略図である。この状況において、図１１に示されるように、第１の行き止まりヴィアＲ１に進入する信号波が貫通孔Ｈへと伝達されるとき、貫通孔Ｈが絶縁部分Ｉによって部分的に取り囲まれていることで、貫通孔Ｈに進入する信号波の貫通孔Ｈにおける伝達は、図１１に示されるような「Ｚ」字形になることができ、具体的には、第１の行き止まりヴィアＲ１に進入する信号波が貫通孔Ｈを通過するときに、信号波の位相が負に９０度シフトし、信号波が第２の行き止まりヴィアＲ２に伝達される。すなわち、図１０に示される誘電体フィルタの電気的結合が実現されることができる。

図１２が、本出願の実施形態による誘電体フィルタの構造の第２の概略図である。図１２に示されるように、可能な実施態様において、貫通孔Ｈは、図１０に示される傾斜した円柱貫通孔Ｈであってよく、絶縁部分Ｉは、誘電体の内面（例えば、貫通孔Ｈの内壁）に設けられてよく、金属層を覆わないことによって実現され、絶縁部分Ｉは、誘電体の表面における傾斜した円柱貫通孔Ｈの開口部１の投影を取り囲む。同様に、第１の行き止まりヴィアＲ１に進入する信号波が貫通孔Ｈへと伝達されるとき、貫通孔Ｈが絶縁部分Ｉによって部分的に取り囲まれていることで、貫通孔Ｈに進入する信号波の貫通孔Ｈにおける伝達は、やはり図１１に示されるような「Ｚ」字形になることができ、具体的には、第１の行き止まりヴィアＲ１に進入する信号波が貫通孔Ｈを通過するときに、信号波の位相が負に９０度シフトし、信号波が第２の行き止まりヴィアＲ２に伝達される。すなわち、図１２に示される誘電体フィルタの電気的結合が実現されることができる。

本出願の実施形態において提供される誘電体フィルタは、誘電体と、誘電体に設けられた第１の行き止まりヴィアおよび第２の行き止まりヴィアと、第１の行き止まりヴィアと第２の行き止まりヴィアとの間に位置する貫通孔と、絶縁部分とを含み、第１の行き止まりヴィア、第２の行き止まりヴィア、および貫通孔の内壁がそれぞれ金属層で覆われ、誘電体の外面が金属層で覆われ、絶縁部分は、誘電体の表面の金属層を覆わないことによって実現され、絶縁部分は、貫通孔を部分的に取り囲む。本出願のこの実施形態における誘電体フィルタにおいて、第１の行き止まりヴィアと第２の行き止まりヴィアとの間に貫通孔が設けられ、絶縁部分が貫通孔を部分的に取り囲むため、第１の行き止まりヴィアに進入する信号波が貫通孔を通過するとき、信号波の位相が負に９０度シフトして、信号波が第２の行き止まりヴィアに伝達され、したがって誘電体フィルタの電気的結合が実現される。加えて、電気的結合を実現するこのようなやり方においては、第１の行き止まりヴィアと第２の行き止まりヴィアとの間に貫通孔が設けられるため、モデリング処理の複雑さが低減される。さらに、このような電気的結合のやり方は、寄生共振効果を有さず、低帯域抑制に悪影響を及ぼさない。

上述の実施形態に基づき、本出願の実施形態における貫通孔Ｈの構造および絶縁部分Ｉの配置のやり方が、以下の実施形態を参照して詳細に説明される。

本出願の実施形態において提供される誘電体フィルタにおいて、第１の行き止まりヴィアＲ１の開口部、第２の行き止まりヴィアＲ２の開口部、および貫通孔Ｈの第１の開口部は、すべて誘電体の第１の平面上に設けられ、貫通孔Ｈの第２の開口部は、誘電体の第２の平面上に設けられ、第１の平面と第２の平面とは反対向きに配置される。

このような配置のやり方は、誘電体フィルタのモデリング処理を容易にし、絶縁部分Ｉの配置を容易にし、貫通孔Ｈの複数の実現を容易にすることができる。

可能な実施態様において、貫通孔Ｈは、連通された第１の貫通孔部分Ｈ１および第２の貫通孔部分Ｈ２を含み、換言すると、貫通孔Ｈは、互いに連通された２つの貫通孔Ｈ部分で実現される。第１の貫通孔部分Ｈ１の開口は、第２の貫通孔部分Ｈ２の開口よりも小さい。

第１の行き止まりヴィアＲ１の開口部、第２の行き止まりヴィアＲ２の開口部、および貫通孔Ｈの開口部（第１の開口部および第２の開口部）の任意の可能な配置の状況において、本出願のいくつかの実施形態では、第１の貫通孔部分Ｈ１の第１の開口部が、貫通孔Ｈの第１の開口部であり、第２の貫通孔部分Ｈ２の第２の開口部が、貫通孔Ｈの第２の開口部であり、第１の貫通孔部分Ｈ１は、第１の貫通孔部分Ｈ１の第２の開口部および第２の貫通孔部分Ｈ２の第１の開口部を介して、第２の貫通孔部分Ｈ２と連通される。貫通孔Ｈの第１の開口部は、誘電体の第１の平面上に設けられ、貫通孔Ｈの第２の開口部は、誘電体の第２の平面上に設けられ、第１の平面と第２の平面は反対向きに配置される。

随意により、第１の貫通孔部分Ｈ１および第２の貫通孔部分Ｈ２は、円柱状であってよく、第１の貫通孔部分Ｈ１および第２の貫通孔部分Ｈ２は、細長くてもよく、第１の貫通孔部分Ｈ１が円柱状であって、第２の貫通孔部分Ｈ２が細長くてもよく、第１の貫通孔部分Ｈ１が細長くて、第２の貫通孔部分Ｈ２が円柱状であってもよく、あるいは第１の貫通孔Ｈおよび第２の貫通孔Ｈは、他の形状に設定されてもよい。以下の実施形態において、第１の貫通孔部分Ｈ１が円柱状であり、第２の貫通孔部分Ｈ２が細長い例が、本出願の実施形態における誘電体フィルタを説明するために使用されることを理解されたい。

図１３が、本出願の実施形態による誘電体フィルタの構造の第３の概略図である。図１３に示されるように、第１の行き止まりヴィアＲ１と第２の行き止まりヴィアＲ２との間に設けられた貫通孔Ｈは、円柱状の第１の貫通孔部分Ｈ１および細長い第２の貫通孔部分Ｈ２である連通された２つの貫通孔部分を含む。本出願のこの実施形態において、円柱状の貫通孔部分の第１の開口部は、誘電体の第１の平面上に設けられ、細長い貫通孔部分の第２の開口部は、誘電体の第２の平面上に設けられ、円柱状の貫通孔部分は、円柱状の貫通孔部分の第２の開口部および細長い貫通孔部分の第１の開口部を介して、細長い貫通孔部分と連通される。

この状況において、第１の行き止まりヴィアＲ１に進入する信号波が、貫通孔Ｈ（第１の貫通孔部分Ｈ１および第２の貫通孔部分Ｈ２を含む）を通過するときに負の９０度の位相シフトを生じ、第２の行き止まりヴィアＲ２に伝達されることで、電気的結合を実現するように、絶縁部分Ｉが第２の貫通孔部分Ｈ２を部分的に取り囲むことができる。

図１３に基づいて、絶縁部分Ｉの配置の様相を以下で説明する。

可能な実施態様において、図１３に示されるように、絶縁部分Ｉは、第２の平面上に設けられ、第２の貫通孔部分Ｈ２の第２の開口部を部分的に取り囲むことができる。

この状況において、可能な実施態様では、図１３に示されるように、誘電体フィルタのモデリング処理を容易にするために、絶縁部分Ｉと第２の貫通孔部分Ｈ２との間に距離が存在してよい。絶縁リングが、絶縁リングを具体化するために灰色に塗られていることが理解されるべきであるが、絶縁リングが、金属層で覆われていないことに留意されるべきである。

この状況において、可能な実施態様では、絶縁部分Ｉの縁部が第２の貫通孔部分Ｈ２の縁部と一致してもよく、すなわち、絶縁部分Ｉの縁部は、第２の貫通孔部分Ｈ２の第２の開口部の縁部と一致してもよい。

可能な実施態様において、図１４が、本出願の実施形態による誘電体フィルタの構造の第４の概略図である。図１４に示されるように、絶縁部分Ｉが、第２の貫通孔部分Ｈ２の内壁に設けられている。図１４が絶縁部分Ｉおよび貫通孔Ｈのみを示していることを、理解されたい。

貫通孔Ｈが第１の貫通孔部分Ｈ１および第２の貫通孔部分Ｈ２を含む状況で、可能な実施態様において、図１３および図１４に示されるように、第２の平面上の第１の貫通孔部分Ｈ１の第１の開口部の投影が、第２の貫通孔部分Ｈ２の第２の開口部の非中心位置にあることに留意されたい。図１５が、図１３の誘電体フィルタに対応する上面図である。

可能な実施態様において、第２の平面上の第１の貫通孔部分Ｈ１の第１の開口部の投影は、第２の貫通孔部分Ｈ２の第２の開口部の中心位置にある。図１６が、本出願の実施形態による誘電体フィルタの上面図である。図１６に示されるように、第１の貫通孔部分Ｈ１が円柱状であり、第２の貫通孔部分Ｈ２が細長いことを、理解されたい。図１６に示されるように、第２の平面上の円柱状の貫通孔部分の第１の開口部の中心の投影は、第２の貫通孔部分Ｈ２の第２の開口部の中心位置にある。

本出願のこの実施形態において、絶縁部分Ｉが、第２の平面上の第１の貫通孔部分Ｈ１の第１の開口部の投影を取り囲むことに留意されたい。貫通孔Ｈが第１の貫通孔部分Ｈ１および第２の貫通孔部分Ｈ２を含む状況で、例えば、図１３および図１４に示される状況において、絶縁部分Ｉが、第２の平面上の第１の貫通孔部分Ｈ１の第１の開口部の投影を取り囲む必要があることを、理解されたい。すなわち、本出願の実施形態において、第２の平面上の第１の貫通孔部分Ｈ１の投影が第２の貫通孔部分Ｈ２の第２の開口部の中心位置にあるかどうか、および絶縁リングが第２の平面または第２の貫通孔部分Ｈ２の内壁のどちらに配置されているかにかかわらず、絶縁部分Ｉは、誘電体フィルタの電気的結合を実現するために、第２の平面上の第１の貫通孔部分Ｈ１の第１の開口部の投影を取り囲む必要がある。

図１７を参照して、貫通孔Ｈが第１の貫通孔部分Ｈ１および第２の貫通孔部分Ｈ２を有する場合に誘電体フィルタの電気的結合を実現する原理を、以下で説明する。図１７は、図１３の貫通孔を通過する信号波の伝達の概略図である。図１７に示されるように、貫通孔Ｈへと伝達された信号波は、第１の貫通孔部分Ｈ１の第１の開口部を介して下方に伝達されることができる。絶縁リングが第２の平面上の第１の貫通孔部分Ｈ１の第１の開口部の投影を取り囲んでいるため、信号波は、下方に直接伝達されるのではなく、負の９０度の位相シフトを生じた後に左方に伝達され、その後に下方に伝達される。これに基づき、信号波は、貫通孔Ｈを通過するときに負の９０度の位相シフトを生じ、電気的結合を実現する。

したがって、図１５に示されるように、信号波が外部からＲ１へと伝達されるとき、信号波の伝達方向は時計回りであり、信号波は、貫通孔Ｈの通過後に負の９０度の位相シフトが生じた後に、第２の行き止まりヴィアＲ２に伝達される。Ｒ２へと伝達される図１５に示される信号波の伝達方向は、反時計回りへと変化する。

本出願の実施形態において、誘電体フィルタの電気的結合は、以下のやり方のうちの少なくとも１つにてさらに実現されてもよいことに留意されたい。
１．第２の貫通孔部分Ｈ２の深さに対する第１の貫通孔部分Ｈ１の深さの比を調整する。
２．絶縁部分Ｉの長さを調整する。
３．絶縁リングの幅を調整する。

本出願のこの実施形態において提供される誘電体フィルタにおいて、第１の行き止まりヴィアと第２の行き止まりヴィアとの間に設けられる貫通孔は、連通された第１の貫通孔部分および第２の貫通孔部分を含み、第１の貫通孔部分の開口は、第２の貫通孔部分の開口よりも小さい。第１の貫通孔部分と第２の貫通孔部分との相対位置は、第１の貫通孔部分の第１の開口部の第２の平面への投影が、第２の貫通孔部分の第２の開口部の中心位置にあるか、あるいは第１の貫通孔部分の第１の開口部の第２の平面への投影が、第２の貫通孔部分の第２の開口部の非中心位置にあるかであってよい。これに対応して、絶縁部分は、誘電体の第２の平面上に設けられてよく、第２の貫通孔部分の第２の開口部を取り囲み、あるいは第２の貫通孔部分の内壁に設けられてよい。第１の貫通孔部分および第２の貫通孔部分の相対位置、ならびに絶縁部分の配置にかかわらず、絶縁部分が、電気的結合を実現するために、第２の平面上の第１の貫通孔部分の第１の開口部の投影を取り囲む必要があることを、理解されたい。

上述の実施形態の誘電体フィルタの構造においては、第２の貫通孔部分Ｈ２が１つ存在する。図１８を参照して、複数の第２の貫通孔部分Ｈ２を有する誘電体フィルタの構造が、以下の実施形態において説明される。誘電体フィルタにおける貫通孔Ｈおよび絶縁部分Ｉの配置のやり方をより明瞭に説明するために、図１８は、誘電体フィルタにおける貫通孔Ｈおよび絶縁部分Ｉのみを図示している。

図１８は、本出願の実施形態による誘電体フィルタにおける貫通孔および絶縁部分の配置の概略図である。図１８に示されるように、少なくとも２つの第２の貫通孔部分Ｈ２が存在し、第２の貫通孔部分Ｈ２の開口は、第１の貫通孔部分Ｈ１から遠ざかる方向に順次大きくなっている。

図１８に示されるように、２つの第２の貫通孔部分Ｈ２が存在し、第２の貫通孔部分Ｈ２の開口は、第１の貫通孔部分Ｈ１から遠ざかる方向に順次大きくなっている。

図１８に示される状況において、可能な実施態様では、絶縁部分Ｉが誘電体の第２の平面上に設けられてよく、絶縁部分Ｉは、最大の開口を有する第２の貫通孔部分Ｈ２を部分的に取り囲む。図１８に示されるように、絶縁部分Ｉは、誘電体の第２の平面上に設けられ、絶縁部分Ｉは、最大の開口を有し、第１の貫通孔部分Ｈ１から最も遠い第２の貫通孔部分Ｈ２を部分的に取り囲む。

可能な実施態様において、絶縁部分Ｉは、第２の貫通孔部分Ｈ２の内壁に設けられる。例えば、絶縁部分Ｉは中央位置において第２の貫通孔部分Ｈ２の内壁に設けられることができる。任意の第２の貫通孔部分Ｈ２の内壁上の絶縁部分Ｉの配置のやり方について、第２の貫通孔部分Ｈ２の内壁に設けられた図１４に示される実施形態における絶縁部分Ｉの関連の説明および配置のやり方を参照されたい。

可能な実施態様においては、複数の絶縁部分Ｉが存在し、各々の絶縁部分Ｉが、１つの第２の貫通孔部分Ｈ２を部分的に取り囲み、絶縁部分Ｉは、第２の貫通孔部分Ｈ２の内壁に設けられてよい。各々の絶縁部分Ｉは、同一または異なる長さまたは幅を有してよいが、第２の平面上の第１の貫通孔部分Ｈ１の第１の開口部の投影を取り囲む。この状況において、第１の貫通孔部分Ｈ１に近い絶縁部分Ｉのみが機能することを理解されたい。

本出願のこの実施形態において、第１の貫通孔部分Ｈ１と第２の貫通孔部分Ｈ２との相対位置が、第１の貫通孔部分Ｈ１の第１の開口部の第２の平面への投影が、第２の貫通孔部分Ｈ２の第２の開口部の中心位置にあるか、あるいは第１の貫通孔部分Ｈ１の第１の開口部の第２の平面への投影が、第２の貫通孔部分Ｈ２の第２の開口部の非中心位置にあるかであってよいことに、留意されたい。第１の貫通孔部分Ｈ１および第２の貫通孔部分Ｈ２の相対位置、ならびに絶縁部分Ｉの配置にかかわらず、絶縁部分Ｉが、電気的結合を実現するために、第２の平面上の第１の貫通孔部分Ｈ１の第１の開口部の投影を取り囲む必要があることを、理解されたい。

上述の状況において、図１８は、信号波の伝達の例を示している。信号波の伝達の例の原理は、図１７のものと同様である。貫通孔Ｈへと伝達された信号波は、第１の貫通孔部分Ｈ１の第１の開口部を介して下方に伝達されることができる。絶縁リングが第２の平面上の第１の貫通孔部分Ｈ１の第１の開口部の投影を取り囲んでいるため、信号波は、下方に直接伝達されるのではなく、負の９０度の位相シフトを生じた後に左方に伝達され、その後に下方に伝達される。これに基づき、信号波は、貫通孔Ｈを通過するときに負の９０度の位相シフトを生じ、電気的結合を実現する。

本出願のこの実施形態において、誘電体フィルタに少なくとも２つの第２の貫通孔部分が存在でき、第２の貫通孔部分の開口は、第１の貫通孔部分から遠ざかる方向に順次大きくなる。この状況において、絶縁部分は第２の平面上に設けられることができ、絶縁部分は、最大の開口を有する第２の貫通孔部分を部分的に取り囲み、あるいは絶縁部分は、任意の第２の貫通孔部分の内壁上に設けられ、もしくは各々の第２の貫通孔部分の内壁に、１つの絶縁部分が設けられる。第１の貫通孔部分および第２の貫通孔部分の相対位置、ならびに絶縁部分の配置にかかわらず、絶縁部分が、電気的結合を実現するために、第２の平面上の第１の貫通孔部分の第１の開口部の投影を取り囲む必要があることを、理解されたい。

本出願の実施形態は、通信デバイスをさらに提供する。通信デバイスは、上述の実施形態において説明した誘電体フィルタを含む。本出願のこの実施形態において提供される通信デバイスが、誘電体フィルタと同じ技術的効果を実現できることを理解されたい。詳細については、上述の実施形態の関連の説明を参照されたい。本明細書において、詳細は重ねて説明されない。随意により、通信デバイスは、基地局またはトランシーバであってよい。

１ 開口部
１０ 誘電体
Ｈ 貫通孔
Ｈ１ 第１の貫通孔部分
Ｈ２ 第２の貫通孔部分
Ｉ 絶縁部分
Ｒ１ 第１の行き止まりヴィア
Ｒ２ 第２の行き止まりヴィア
Ｒ３ 行き止まりヴィア

Claims (15)

1. 誘電体と、前記誘電体に設けられた第１の行き止まりヴィアおよび第２の行き止まりヴィアと、前記第１の行き止まりヴィアと前記第２の行き止まりヴィアとの間に位置する貫通孔と、絶縁部分とを備えており、前記第１の行き止まりヴィア、前記第２の行き止まりヴィア、および前記貫通孔の内壁は、各々が金属層で覆われ、前記誘電体の外面は、金属層で覆われ、
   前記絶縁部分は、前記誘電体の表面の金属層を覆わないことによって実現され、前記絶縁部分は、前記貫通孔を部分的に取り囲み、
   前記第１の行き止まりヴィアの開口部、前記第２の行き止まりヴィアの開口部、および前記貫通孔の第１の開口部が、いずれも前記誘電体の第１の平面上に設けられ、前記貫通孔の第２の開口部が、前記誘電体の第２の平面上に設けられ、前記第１の平面と前記第２の平面とが反対向きに配置され、
   前記貫通孔は、連通された第１の貫通孔部分および第２の貫通孔部分を備え、前記第１の貫通孔部分の開口は、前記第２の貫通孔部分の開口よりも小さく、
   前記第１の貫通孔部分の第１の開口部が、前記貫通孔の前記第１の開口部であり、前記第２の貫通孔部分の第２の開口部が、前記貫通孔の前記第２の開口部であり、前記第１の貫通孔部分は、前記第１の貫通孔部分の第２の開口部および前記第２の貫通孔部分の第１の開口部を介して、前記第２の貫通孔部分に連通され、前記貫通孔の前記第１の開口部は、前記誘電体の第１の平面上に設けられ、前記貫通孔の前記第２の開口部は、前記誘電体の第２の平面上に設けられ、前記第１の平面と前記第２の平面とが反対向きに配置される、誘電体フィルタ。
2. 前記絶縁部分は、前記第２の貫通孔部分を部分的に取り囲む、
   請求項１に記載の誘電体フィルタ。
3. 前記絶縁部分は、前記第２の平面上に設けられ、前記第２の貫通孔部分の前記第２の開口部を部分的に取り囲む、
   請求項２に記載の誘電体フィルタ。
4. 前記絶縁部分は、前記第２の貫通孔部分の内壁に設けられる、
   請求項２に記載の誘電体フィルタ。
5. 前記第２の平面への前記第１の貫通孔部分の前記第１の開口部の投影が、前記第２の貫通孔部分の前記第２の開口部の中央位置に位置する、
   請求項１から４のいずれか一項に記載の誘電体フィルタ。
6. 前記第２の平面への前記第１の貫通孔部分の前記第１の開口部の投影が、前記第２の貫通孔部分の前記第２の開口部の非中央位置に位置する、
   請求項１から４のいずれか一項に記載の誘電体フィルタ。
7. 前記絶縁部分は、前記第２の平面への前記第１の貫通孔部分の前記第１の開口部の投影を取り囲む、
   請求項５または６に記載の誘電体フィルタ。
8. 前記絶縁部分と前記第２の貫通孔部分との間に距離が存在する、請求項２または３に記載の誘電体フィルタ。
9. 前記絶縁部分の縁部が前記第２の貫通孔部分の縁部に一致する、請求項２または３に記載の誘電体フィルタ。
10. 少なくとも２つの第２の貫通孔部分が存在し、前記第２の貫通孔部分の開口は、前記第１の貫通孔部分から遠ざかる方向に順次大きくなっている、請求項１に記載の誘電体フィルタ。
11. 前記絶縁部分は、前記第２の平面上に設けられ、前記絶縁部分は、最大の開口を有する第２の貫通孔部分を部分的に取り囲む、請求項１０に記載の誘電体フィルタ。
12. 前記絶縁部分は、任意の第２の貫通孔部分の内壁に設けられている、請求項１０に記載の誘電体フィルタ。
13. 前記第１の貫通孔部分は円柱形であり、前記第２の貫通孔部分は細長い、請求項１から１２のいずれか一項に記載の誘電体フィルタ。
14. 前記誘電体はセラミックである、請求項１から１３のいずれか一項に記載の誘電体フィルタ。
15. 請求項１から１４のいずれか一項に記載の誘電体フィルタを備える、通信デバイス。

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