JPH0374918A

JPH0374918A - バンドパスフィルタ

Info

Publication number: JPH0374918A
Application number: JP1211136A
Authority: JP
Inventors: Naotake Okamura; 尚武岡村; Teruhisa Tsuru; 輝久鶴; Tetsuo Taniguchi; 哲夫谷口; Ken Tonegawa; 謙利根川
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1989-08-16
Filing date: 1989-08-16
Publication date: 1991-03-29
Anticipated expiration: 2012-04-16
Also published as: US5075650A; JP2600918B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産粟≧生姓里光立本発明は、携帯用無線機等に用いられる数ｌＯＱＭＨｚ
〜数ＧＨｚのバンドパスフィルタに関する。

長」すｌえ逝数１００ＭＨｚ〜数ＧＨｚの周波数帯で用いられるバン
ドパスフィルタとしては、本出願人が先に提案した第８
図に示すものとか、第９図に示すヘリカルフィルタがあ
る。なお、第８図において（ａ）は正面図、（ｂ）は側
面図、（Ｃ）は背面図である。

・第８図のバンドパスフィルタは、焼成して得た誘電体
基板３０の表面３０ａ及び裏面３０ｂに夫々左右対象な
２つのコの字状の導電パターン３１゜３２．３３．３４
を形成し、表面３０ａの導電パターン３１．３２にアー
ス用端子３５．３５を、また裏面３０ｂの導電パターン
３３．３４に外部取出用リード端子３６．３６を半田付
けした後、リード端子３５及びアース用端子３６の突出
部分を除いてこれを絶縁用の樹脂浴中に浸漬して樹脂膜
を形成した構成となっている。

前記導電パターン３１〜３４は、２つのコンデンサパタ
ーン３１ａ、３１ｂ　〜３４ａ、３４ｂと、１つのコイ
ルパターン３１ｃ〜３４ｃから構成され、コンデンサパ
ターン３１ａと３３ａ、３１ｂと３３ｂ、３２ａと３４
ａ、３２ｂと３４ｂは、誘電体基板３０を挟んで対向し
、基ｖｉ３０の誘電率、厚み、コンデンサパターンの対
向面積によって決まる容量のコンデンサＣＩ、Ｃ２，Ｃ
３，Ｃ４を形成しているや一方、コイルパターン３１ｅ
等は、２つのコンデンサパターン３１ａ、３１ｂ等を接
続する状態で形成されている。

各コイルパターン３１ｃ等は高周波的にはコイルを形成
するので、誘電体基板３０の表裏面で対向する一対のコ
の字形パターンによってＬＣ共振器が構成される。そし
て、この＋−Ｃ共振器が１つの誘電体基板３０上に２つ
存在し、かつ両Ｌ　Ｃ共振器は２つのコイルパターン３
１　ｅ、　　３２　ｃカ近接していることによって磁気
的に結合され、バンドパスフィルタを構成する。

一方、第９図に示すヘリカルフィルタは、２つのヘリカ
ル共振器４０．４０を、各共振器の金属キャップ４１．
４１の対向する部分を切欠き４２、切欠き４２を通じて
２つのヘリカル共振器４０゜４０が互いに磁気的に結合
された構成をしている。

図中、４３は絶縁体、４６はこの絶縁体の周りに巻回さ
れたコイルである。

が　“しよ゛と　るところで、第８図に示したバンドパスフィルタにおいて
は、外部からの電磁界により影響を受けるので、シール
ドを施すようにすると、導電パターン３１等から所望の
距離離隔させた位蹴にシールド用金属板を設ける必要が
あり、大型化するという問題点があった。

一方、第９図に示すへりカルフィルタは、金属キャップ
がシールド機能を果たしているので別途シールドを施す
必要がないものの、小型化が難しく、しかも表面実装に
は向かないものである。

そこで、本発明は小型で表面実装は向き、しかも別途シ
ールドを施すことの必要のない頗る利用価値の高いバン
ドパスフィルタを提供する。

課因ゑ邂扶工ゑ友秦■王段本発明に係るバンドパスフィルタは、誘電体層を挟んで
両側にコイルパターンとアースパターンとが形成され、
前記コイルパターンがアースパターンと接続されてなる
誘電体共振器２つが、互いにコイルパターン側を内側に
向け、かつ、その間に結合用の貫通孔又は切欠きが形成
されたシールド層を介した状態で積層されていることを
特徴とする。

止−一一足上記構成にあっては、コイルパターン自体がコイルを１
し、コイルパターンとアースパターンの間に誘電体層を
介しているので、両者間でコンデンサを形成する。従っ
て、各誘電体共振器は等価的にＬＣ共振器を構成する。

そして、雨具振器が間に設けたシールド層にてシールド
されると共に、シールド層に設けた結合用の貫通孔又は
切欠きを介して磁気的に結合されたバンドパスフィルタ
を構成することとなる。このバンドパスフィルタは、等
価的にヘリカルフィルタと同じであるが、構造面ではヘ
リカルフィルタと異なり平面的であるため表面実装に向
き、また、アースパターンを有するのでシールド板が別
途不要となる。しかも、前記結合用の貫通孔や切欠きの
面積を大きくすると密結合になり、小さ（すると疎結合
になるため、この貫通孔や切欠きの大きさを調整するこ
とにより適切な磁気結合を図りながら、全体構成の薄肉
型化が実現する。

実−」虹−閣第１図は本発明に係るバンドパスフィルタの構造を示す
分解斜視図であり、第２図（ａ）はその正面図、第２図
（ｂ）はその背面図である。このバンドパスフィルタは
、上面にシールドパターン２が形成された誘電体シート
１と、同じく上面にシールドパターン３が形成された誘
電体シートｌを重ねてなるシールド層４の両側に、誘電
体シートＩが多数積層されてなる非導電Ｎ５，５を間に
介在させて、同様に構成された誘電体共振器１０゜２０
が設けられている。

下側の誘電体共振器１０については、誘電体シート１が
多数積層されてなる誘電体１１１を挟んで、上面に渦巻
き状をしたコイルパターン１２が形成された誘電体シー
トｌと、上面にアースパターン１３が形成された誘電体
シート１が、コイルパターン１２を誘電体層１１より遠
ざけアースパターン１３を誘電体層１１側にして積層さ
れた構造であり、前記非導電Ｎ５に対してはコイルバタ
−７１２側が近くに位置するように設けられている。

上側の誘電体共振器２０については、誘電体シート１が
多数積層されてなる誘電体層２１を挟んで、上面に渦巻
き状をしたコイルパターン２２が形威された誘電体シー
ト１と、上面にアースパターン２３が形成された誘電体
シート１が、コイルパターン２２を誘電体層２１側にし
アースパターン２３を誘電体層２１より遠ざけて積層さ
れ、更にアースパターン２３が形威された誘電体シート
１の上に誘電体シート１が重ねられた構造であり、前記
非導電層５に対してはコイルパターン２２側が近くに位
置するように設けられている。

このように積層されたものを圧着した後、側面Ａの２箇
所と側面Ｂの２箇所に夫々断面コの字状をした引出電極
１４．１５と２４．２５が印刷や塗布により形威したも
のを焼成して、本発明フィルタが作製される。前記誘電
体シート１は焼成により一体化されている（第２図参照
）。なお、最外層の誘電体シート１はアースパターン１
３，２３を保護するためのものである。また、コイルパ
ターン１２，２２、アースパターン１３．２３、引出電
極１４，１５，２４．２５及び前記シールドパターン２
，３は、導電性のあるＡｇ、Ｃｕ等からなる。

第３図（ａ）は、下側の誘電体共振器１０における誘電
体層１１を挟んで形威されたコイルパターン１２（実線
）とアースパターン１３（破線）を示す図である。この
コイルパターン１２とアースパターン１３との間におい
ては、誘電体層１１が介在しているので静電容量が生じ
てコンデンサが形威され、コイルパターン１２自体はイ
ンダクタを形威し、全体としてＬＣ共振器が構成される
。

コイルパターン１２には、前記側面Ａに露出するように
入出力用の端子１２ａとアース端子１２ｂが形威され、
一方アースパターン１３には、側面Ａに露出するように
アース端子１３ａが形威されており、第２図（ａ）に示
したように端子１２ａは前記引出電極１４に接続され、
２つのアース端子１２ｂおよび１３ａは引出電極１５に
接続されている。つまり、コイルパターン１２とアース
パターン１３とが電気的に接続されている。

一方、上側の誘電体共振器２０については、第３図（ｂ
）に示すようになっている。即ち、コイルパターン（破
線）２２とアースパターン（実線）２３との間において
は、誘電体層２１が介在しているので静電容量が生して
コンデンサが形威され、コイルパターン２１自体はイン
ダクタを形威し、全体としてはＬＣ共振器が構成される
。コイルパターン２２には、前記側面Ｂに露出するよう
に入出力用の端子２２ａとアース端子２２ｂが形威され
、一方アースパターン２３には、側面Ｂに露出するよう
にアース端子２３ａが形威されており、第２図（ｂ）に
示したように端子２２ａは前記引出電極２４に接続され
、２つのアース端子２２ｂおよび２３ａは引出電極２５
に接続されている。

つまり、コイルパターン２２とアースパターン２３とが
電気的に接続されている。

上記静電容量は、コイルパターンとアースパターンとの
間だけに限らず他の箇所、例えばコイルパターン１２．
２２自身の隣合う部分においても生じるが、主としては
コイルパターンとアースパターンとの間であり、誘電体
層１１．２１の誘電率や厚み或いはコイルパターン２の
面積等により定まる。ここで、誘電体層１１．２１とし
ては誘電率をもつ絶縁体をも含んだものである。

第４図は、上述のように構成された２つの誘電体共振器
１０．２０の間に介在させたシールド層４部分を示す平
面図である。このシールド層４を構成スる一方のシール
ドパターン２はコの字状に形成され、側面Ｂに露出する
ように形威しであるアース端子２ａが、第２図（ｂ）に
示す如く、引出電極２５に接続されている。他方のシー
ルドパターン３は、上記シールドパターン２とは逆向き
をしたコの字状に形威され、側面Ａに露出するように形
威しであるアース端子３ａが、第２図（ａ）に示す如く
、引出電極１５に接続されている。

よって、このシールド層４は、上記したようにコの字状
をしたシールドパターン２と３が逆向きに配設されてい
るので、シールドパターン２と３の切欠き２ｂ、３ｂに
て貫通孔１１が中央部に形成された状態となる。このた
め、２つの誘電体共振器１０．２０は、シールド層燻に
より一応、磁気的に影響が生じないようになっているが
、第５図（ａ）、（ｂ）に示す如く、上記貫通孔１１に
てコイルパターン１２と２２の一部がシールドされない
状態となり、磁気的に結合される。」二記構成のフィル
タの等価回路を第６図に示す。図中、Ｍは磁気結合を示
す。

なお、誘電体共振器１０．２０とシールド層４との間に
介在した非導電層５．５は、シールド層４からコイルパ
ターン１２と２２への磁気的影響が及ばないようにする
ためのものである。従って、必ずしも誘電体である必要
はなく、非導電性のある材料であれば、何でも使用する
ことができる。

このように構成された本発明フィルタにおいては、上述
の如くコイルパターン１２．２２とアースパターン１３
．２３が電気的に接続されているので、コイルパターン
とアースパターンを接近させても支障がなく、このよう
に接近させるとコンデンサ容量を大きくでき、これによ
り共振周波数を低くくすることか可能である。また、磁
気結合を行わせる貫通孔Ｈの大きさ、邪ち第１図に示す
ように切欠き２ｂ、３ｂの幅ｄや長さＣを変えることに
より、磁気結合の度合いを調整することが可能である。

第７図に上記構成のバンドパスフィルタの周波数特性を
示す。但し、この特性は、コイルパターン１２とアース
パターン１３の間の厚み、及びコイルパターン２２とア
ースパターン２３の間の厚みを３００ａｍ程度とし、ま
た全体の縦寸法ａを５１１１！ｌ、横寸法すを５．７鴫
（第１図参照）とした場合の特性である。第７図より通
過帯域の両側に極Ｐが発生していることが看取される。

この極Ｐは、２つの共振器１０．２０が貫通孔Ｈを介し
て結合されたことにより雨具振器間に浮遊容量が生じた
ために出来たものと推定される。なお、上記貫通孔Ｈに
ついては、その面積が大きいと密結合となって、フィル
タの帯域幅が広がり双峰特性となり、波形の悪化や広帯
域化を招いてしまうため適当な大きざに定めておく。

尚、第７図は中心周波数が約８００ＭＨ２のフィルタ特
性を示しているが、コイルパターンの形状、誘電体層Ｉ
Ｉ、２１の厚みを変更することにより、数１００ＭＨｚ
〜数Ｇ　Ｈｚの範囲で調整することができる。

本発明フィルタを実装する場合は、フィルタ自体が平面
的であるので、プリント基板上に引出電極１４，１５．
２４．２５を位置合わせした状態で置き、半田付けすれ
ばよい。このとき、フィルタの上下が誘電体シート１に
て覆われているので、アースパターン１３．２３が傷付
くのを防止できる。

なお、上記実施例ではコの字状に切欠かれたシールドパ
ターンが形成された２つの誘電体シートを組み合わせて
貫通孔Ｈを形成するようにしているが、中央部に貫通孔
Ｈを有するシールドパターンを１枚の誘電体シートの片
面に形成したものを用いたり、或いは１枚の誘電体シー
トの両面にコの字状のシールドパターンを形成したもの
を用いても実施することができる。更には、コの字状に
切欠かれたシールドパターンが形成された誘電体シート
を１枚だけ用いてもよい。つまり、結合をシールド層の
中央部に設けた貫通孔で行うのではなく、端部に形成し
た切欠きにて行ってもよい。

また、上記実施例では各誘電体シー１−１の上面にコイ
ルパターン１２．２２やアースパターン１３．２３が形
成された構成となしているが、本発明はこれに限らず、
逆に誘電体シート１の下面にコイルパターン１２．２２
やアースパターン１３゜２３が位置するようになしても
よ（、或いはこれらのパターンが誘電体シート１の上下
面の任意の面に位置するようにしてもよい。要は、コイ
ルパターン１２とアースパターン１３との間や、コイル
パターン２２とアースパターン２３との間に、厚みを調
整して複数枚の誘電体シートが介装されていればよい。

更に、上記実施例ではコイルパターン１２．２２を渦巻
き状に形成しであるが、コイルパターンはこれに限らず
他の形状、例えば蛇行した形状等になしてもよい。

また、上記実施例では非導電層５及び誘電体層１１．２
１としては、薄肉のシートを複数枚重ねるようにしてい
るが、本発明はこれに限らず、予め所定の厚みとしたも
のを用いるようにしても実施できる。

なお、本発明品の製造については、１個ずつ行う必要は
なく、広い２枚の誘電体シートに夫々複数のコイルパタ
ーン１２．２２を形成し、また同様の誘電体シート２枚
に同数のアースパターン１３．２３を形成し、この状態
のものを積層した後、切断して１個ずつに分断し、坑底
するようにしてもよい。このようにした場合には、１個
、ずつ製造する場合に比べて人力用端子１２ａ、２２ａ
やアース端子１２ｂ等を側面に露出させ易い。

鬼班生蓋来以上詳述した如く本発明による場合には、アースパター
ンがシールド機能を有するためミこの状態のままでシー
ルドが施されたものとなり、シールド板を別途設ける必
要がなく、しかも貫通孔や切欠きの大きさにより結合度
を調整することが可能であり、このため適切な磁気結合
を図りながら全体の薄肉化を実現でき、また、平面的な
構成であるため表面実装も可能にできるという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るバンドパスフィルタの一例を示す
分解斜視図、第２図（ａ）はその正面図、第２図（ｂ）
はその背面図、第３図（ａ）、（ｂ）は本発明の要部を
示す平面図、第４図はシールド層に形成した貫通孔を示
す図、第５図はその切欠きとコイルパターンとの位置関
係を示す図、第６図は第１図に示すバンドパスフィルタ
の等価回路図、第７図はそのバンドパスフィルタの周波
数特性例を示すグラフ、第８図（ａ）は従来のバンドパ
スフィルタの構成を示す正面図、第８図（ｂ）はその側
面図、第８図（Ｃ）はその背面図、第９図は他の従来例
（ヘリカルフィルタ）を示す断面図である。１・・・誘電体シート、２ｂ、３ｂ・・・切欠き、誘電体共振器、１１゜２・・・コイルパターン、ン、１４，１５．２４２．３・・・シールドパターン、Ｈ・・・貫通孔、１０．２０・・・２１・・・誘電体層、１２，２１３．２３・・・アースパター、２５・・・引出電極。第２図（ａ）第２図（ｂ）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）誘電体層を挟んで両側にコイルパターンとアース
パターンとが形成され、前記コイルパターンがアースパ
ターンと電気的に接続されてなる誘電体共振器２つが、
互いにコイルパターン側を内側に向け、かつ、その間に
結合用の貫通孔又は切欠きが形成されたシールド層を介
した状態で積層されていることを特徴とするバンドパス
フィルタ。