JPH0870201A - 積層誘電体フィルタ - Google Patents
積層誘電体フィルタInfo
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- JPH0870201A JPH0870201A JP22599694A JP22599694A JPH0870201A JP H0870201 A JPH0870201 A JP H0870201A JP 22599694 A JP22599694 A JP 22599694A JP 22599694 A JP22599694 A JP 22599694A JP H0870201 A JPH0870201 A JP H0870201A
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Abstract
領域にかかる領域をノッチ領域とすることが可能な積層
誘電体構造のBPFを提供する。 【構成】 中間の誘電体基板102の両側に直線状スト
リップライン141と階段状ストリップライン117、
118とが対向するように配する。この中間の誘電体基
板102に対して、これらストリップライン117、1
18、141を平面的に視て覆うようなアース電極12
9等がそれぞれの外側表面に形成された誘電体基板10
1、102を張り合わせる。この場合、階段状ストリッ
プライン117、118が並列共振用インピーダンスと
して動作し、直線状ストリップライン141が直列共振
用インピーダンスとして動作する。並列共振用インピー
ダンスによるBPFが実現できるとともに、このBPF
フィルタの肩部から遮断領域にかけて直列共振インピー
ダンスによるノッチ領域を形成することができる。
Description
等に適用して好適な小型で低損失のBPF(帯域通過フ
ィルタ)特性を有する積層誘電体フィルタに関する。
量性を有し、構造が簡単で設計の自由度が高いBPFが
要望され、これらの要望に答えるものとして従来から積
層誘電体フィルタが採用されている。
2枚の誘電体基板が張り合わされた構成になっている。
各誘電体基板は、高誘電率で先鋭度Qが高く温度係数の
小さい、例えば、BaO・TiO2 等の高誘電率材料が
用いられている。このような高誘電率材料を用いて、誘
電体基板間の導体層にストリップラインによる1/2波
長または1/4波長共振器を形成することにより、小型
で低損失の積層誘電体フィルタが得られる。
分解斜視構成を示している。
誘電体基板1、2が張り合わされた構成になっている。
面構成を示している。
面構成を示している。
を施した部分は、導体部分を示している。
電体基板2の内側主表面には、1/4波長共振器であり
共振電極としての階段状ストリップライン3、4(以
下、必要に応じて共振電極ともいう。)が平面的に視て
軸対称に、いわゆるコムラインに形成されている。階段
状ストリップライン3、4の一端側は開放端5、6にな
っており、他端側は誘電体基板1、2の側面導体9(図
33参照)と接続される短絡端7、8になっている。こ
の場合、階段状ストリップライン3、4は、図34に示
すように、それぞれ、開放端5、6側の部分ストリップ
ライン3a、4aと短絡端7、8側の部分ストリップラ
イン3b、4bとから構成されている。
7、8側のライン間間隔(以下、必要に応じて、短絡端
側ライン間隔ともいう。)X1と開放端5、6側のライ
ン間間隔(以下、必要に応じて、開放端側ライン間隔と
もいう。)X2とは異なる間隔にされている。
の側面10、11(図32参照)のみが、それぞれ共通
電極、例えば、アース電極である導体(以下、共通導体
または共通電極ともいう。)15、16(図33、図3
2参照)が存在しない面である。
主表面側の矢印X方向の端部には、入出力端子用導体
(入出力端子用電極ともいう。)12、17が共通導体
15を挟んで対向して配されている。この入出力端子用
導体12、17は、図32に示すように、誘電体基板2
の側面入出力端子用導体13、18(18は図32中に
は現れない)を経由し、その内側主表面上で入出力線路
14、19(図34をも参照)を通じて階段状ストリッ
プライン3、4のうち、短絡端側部分ストリップライン
3b、4bの各途中のタップ位置に接続されている。
と階段状ストリップライン3、4とのタップ位置までの
間は入出力整合回路として形成され、入出力端子用導体
12、17および(または)入出力端子用導体13、1
8と図示しない他回路とが半田付け等により電気的に接
続されて入出力電力の送受が行われる。
された構成の積層誘電体フィルタにおいて、階段状スト
リップライン3、4は、誘電体基板1の外側主表面に形
成されている共通導体16と誘電体基板2の外側主表面
に形成されている共通導体15とで覆われている。
体フィルタは、BPFとして動作する。
端側ライン間隔X1よりも狭い場合(X2<X1で図3
2、図34図示の状態)には、階段状ストリップライン
3、4は容量結合状態になり、この容量結合状態におい
て、ライン間間隔X2をより狭めることによりBPFの
通過帯域幅を比較的に広くすることができ、ライン間隔
X2をより広げることにより通過帯域幅を比較的に狭く
することができる。
端側のライン間間隔X1よりも広い場合には、階段状ス
トリップライン3、4は誘導結合状態になり、この誘導
結合状態において、ライン間間隔X1をより狭めること
によりBPFの通過帯域幅を比較的に広くすることがで
き、ライン間間隔X1をより広げることにより通過帯域
幅を狭くすることができる。
が容量結合状態に形成されている場合の等価回路を示し
ている。階段状ストリップライン3、4間の容量結合
は、集中定数としてのコンデンサCとして表している。
形成されている図32例の積層誘電体フィルタは、入出
力端子用導体12(13)が、特性インピーダンスZ
1、インピーダンス整合用の理想トランスTa、階段状
ストリップライン3に係る共振用インピーダンスZa、
結合コンデンサC、階段状ストリップライン4に係る共
振用インピーダンスZb、インピーダンス整合用の理想
トランスTb、特性インピーダンスZ2を介して入出力
端子17(18)に接続される不平衡のBPFの構成に
なっている。
フィルタは、積層プリント基板を作成するだけで構成で
きるので、構造が簡単で設計の自由度が高く、また、通
過領域(通過帯域ともいう。)の特性を平坦かつ損失を
少なくでき、さらに阻止(遮断)領域の減衰量も高いの
で、高性能のBPFになる。
には、通過領域においてより一層低損失性を有するも
の、より広帯域性を有するもの、さらに通過領域から遮
断領域にかけてより一層急峻に減衰する特性を有するも
のが要望されている。
ためには、通過領域において、一層結合容量Cが大き
く、かつ通過領域と遮断領域の境界領域で減衰量がV字
状に急激に増加するノッチ領域を有する誘電体フィルタ
を作成することが一つの条件になってくる。なお、ノッ
チ領域を有する誘電体フィルタを有極フィルタともい
う。
極を、例えば、図32例の2枚重ねの積層誘電体フィル
タにおける誘電体2の内側主表面上に形成した場合に
は、その図32例中、矢印X方向の幅(通常、横幅とい
われる。)が広くなり、誘電体フィルタの形状が大きく
なってしまうという問題が発生する。
フィルタにより、より広帯域で、損失の少ないフィルタ
特性を実現しようとする場合には、共振器としての階段
状ストリップライン3、4中、部分ストリップライン3
a、4bのライン間間隔X2が微小な間隔になってしま
うので、製造性が悪くなるとともに、特性もばらつきが
ちになるという問題が発生する。
れたものであり、小型で、BPFの肩領域から遮断領域
にかけてノッチ領域が形成でき、より広帯域化・低損失
化も可能であり、しかも、構造が簡単で設計の自由度の
高い有極性のBPFとしての積層誘電体フィルタを提供
することを目的とする。
19に示すように、積層された3枚の誘電対基板101
D、102D、103Dを有し、実質的に、中間誘電体
基板102Dの両主表面側には、それぞれ、共振電極が
配される、両外側誘電体基板の両外側主表面には、平面
的に視て前記共振電極を覆うように共通電極が形成され
る、前記共振電極の一方は、少なくともn(n≧3)本
のストリップライン117D、151D、118D´と
して形成され、このn本のストリップラインは、平面的
に視て平行に配され、前記n本のストリップラインの一
端側は前記共通電極に接続される短絡端とされ、他端側
は開放端にされる、前記共振電極の他方は、少なくとも
m(m≦n−1)本のストリップライン141D、14
1D´として形成され、このm本のストリップライン
は、平面的に視て前記n本のストリップラインに対して
コムライン的に配されるとともに、前記少なくともm本
のストリップラインの一端側が前記共通電極に接続され
る短絡端とされ、他端側が開放端とされて、かつ前記少
なくともm本のストリップラインは、階段状または直線
状または線幅が前記短絡端側と前記開放端側とで同一の
線幅または異なる線幅にされる、前記コムライン的に配
された前記n本のストリップラインは、前記m本のスト
リップラインと、平面的に視て隣合うストリップライン
の一部が重なる部分を有するように階段状または直線状
にまたは開放短側と短絡端側で線幅の異なるように形成
され、たことを特徴とする。また、この発明は、例え
ば、図1に示すように、積層された3枚の誘電体基板1
01〜103を有し、中間誘電体基板102の両主表面
側には、それぞれ共振電極(117、118)、141
が配される、 両外側誘電体基板101、103の両外
側主表面には、平面的に視て共振電極(117、11
8)、141を覆うように共通電極129、124(図
2参照)が形成される、共振電極(117、118)、
141の一方117、118は、2本の階段状ストリッ
プライン117、118として形成され、この2本の階
段状ストリップライン117、118は、平面的に視て
平行かつ軸対称に配され、各階段状ストリップライン1
17、118の一端側は共通電極129、124に接続
される短絡端123、125とされ、他端側は開放端1
21、122にされる、共振電極(117、118)、
141の他方141は、直線状ストリップライン141
として形成され、この直線状ストリップライン141
は、平面的に視て2つの階段状ストリップライン11
7、118の対称軸150に配されるとともに、その一
部が2つの階段状ストリップライン117、118と重
なる部分を有するようにされ、かつ直線状ストリップラ
イン141の一端側が共通電極129、124に接続さ
れる短絡端142とされ、他端側が開放端143とされ
て、かつ直線状ストリップライン141の線幅が短絡端
142側と開放端143側とで同一の線幅または異なる
線幅にされたことを特徴とする。
板のうち、中間誘電体基板の一方の主表面側にn本のス
トリップラインが形成され、他方の主表面側にm(m=
n−1)本のストリップラインが前記n本のストリップ
ラインと重なり部を有するように形成されている。この
ため、前記n本のストリップラインを並列共振によるB
PFの通過帯域として形成し、前記m本のストリップラ
インを直列共振によるノッチ領域としての阻止領域とし
て形成することができる。
の誘電体基板101〜103のうち、中間誘電体基板1
02の一方の主表面側には、2本の階段状ストリップラ
イン117、118が、平面的に視て平行かつ軸150
に対称に配され、階段状ストリップライン117、11
8の一端が共通電極126、129に接続される短絡端
123、125とされ、他端は開放端121、122に
されてBPFフィルタ用の並列共振電極にされる。
は、直線状ストリップライン141が、平面的に視て前
記2つの階段状ストリップライン117、118の対称
軸150上に軸中心が合わせられて配されるとともに、
前記2つの階段状ストリップライン117、118と重
なる部分を有するようにされ、直線状ストリップライン
141の一端が共通電極126、129、131に接続
される短絡端142とされ、他端は開放端143とさ
れ、かつ、直線状ストリップライン141の線幅が短絡
端142側と開放端143側とで同一の線幅または異な
る線幅にされたノッチ領域形成用の直列共振電極にされ
る。
面上に形成された2つの共振電極は、平面的に視て、両
外側誘電体基板101の両外側主表面に形成されている
共通電極129、124(図2参照)により覆われてい
る。共通電極129、124は、電磁遮蔽用および入出
力整合用として機能する。
照して説明する。なお、以下に参照する図面において、
上述の図32〜図35に示したものと対応するものには
同一の符号を付ける。また、以下に示す図面中、等価回
路を表す図面において、繁雑さを避けるために、図35
中に示した特性インピーダンスZ1、Z2および整合用
の理想トランスTa、Tbは省略している。
タの分解斜視構成を示している。
電体基板101〜103が張り合わされた構成になって
いる。なお、3枚張り合わせていても、各誘電体基板1
01〜103のそれぞれの厚みは、1.2mm、0.3
mm、1.2mmであり、全体の厚みは比較的に薄いも
のになっている。実際上、図1例の積層誘電体フィルタ
は、他の電気部品と一緒に、例えば、図示しないプリン
ト配線基板上に搭載されるので、誘電体基板1枚分に対
応した厚みの増加が問題になることはない。また、この
図1例においても、誘電体基板101〜103のそれぞ
れは、高誘電率で先鋭度Qが高く温度係数の小さい、例
えば、BaO・TiO2 等の高誘電率材料が用いられて
いる。
平面構成を示している。
平面構成を示している。
部分は導体部分を示している。
外側の誘電体基板103の内側主表面には、1/4波長
共振器であり共振電極としての階段状ストリップライン
117、118(以下、必要に応じて、それぞれを第1
および第2の共振電極ともいう。)が、平面的に視て平
行かつ軸対称に形成されている。
7、118は、中間誘電体基板102の図1に現れてい
ない側の主表面上に形成してもよい。すなわち、共振電
極としての階段状ストリップライン117、118は、
3枚の誘電体基板101〜103を張り合わせたとき
に、実質的に、中間の誘電体基板102の一方の主表面
側に形成されているようにすればよい。
一端側は開放端121、122になっており、他端側は
誘電体基板103の側面導体126(図1中、開放端側
側面導体106と対向する面の短絡用導体であり、その
意味で、短絡端側側面導体ともいう。)に接続される短
絡端123、125になっている。この場合、階段状ス
トリップライン117、118は、それぞれ開放端12
1、122側の部分ストリップライン117a、118
aと短絡端123、125側の部分ストリップライン1
17b、118bとから構成されている(図3参照)。
そして、階段状ストリップライン117、118の開放
端121、122から短絡端123、125までに至る
矢印Y方向の長さが、この階段状ストリップライン11
7、118に係る並列共振周波数fB(後に説明す
る。)の1/4波長に対応する長さになっている。
の外側主表面側の矢印X方向の端部には、入出力端子用
導体(入出力端子用電極ともいう。)135、136が
共通導体124を挟んで対向して配されている。この入
出力端子用導体135、136は、誘電体基板103の
側面入出力端子用導体137、138(138は図1中
には現れていないので図3参照)を経由し、その内側主
表面上で入出力線路用導体139、140を通じて階段
状ストリップライン117、118のうち、部分ストリ
ップライン117b、118bの各途中のタップ位置に
接続されている。
7、138と階段状ストリップライン117、118と
のタップ位置までの間は入出力整合回路として形成され
る。入出力端子用導体135、136および(または)
入出力端子用導体137、138と図示しない他回路と
が半田付け等により電気的に接続されて入出力電力の送
受が行われる。
側の部分ストリップライン117b、118bのライン
間間隔(以下、必要に応じて、短絡端側ライン間間隔と
もいう。)X1と開放端121、122側の部分ストリ
ップライン117a、118aのライン間間隔(以下、
必要に応じて、開放端側ライン間間隔ともいう。)X2
とは異なる間隔にされている。同じ間隔でもよい。
に設定することにより、要求仕様を満足するBPFとし
ての電磁結合が得られる。
に、開放端側ライン間間隔X2が短絡端側ライン間間隔
X1より狭い場合(X2<X1:図示の場合)に、階段
状ストリップライン117、118で形成される共振器
は容量結合BPFを構成する共振器になり、開放端側ラ
イン間隔X2が短絡端側ライン間隔X1より広い場合
(X2>X1)に、階段状ストリップライン117、1
18で形成される共振器は、誘導結合BPFを構成する
共振器になる。図1(図3)例の場合の積層誘電体フィ
ルタは、は、ライン間間隔X2<X1であるので容量結
合型のBPFになる。
126と開放端側側面導体106は、その全面が導体で
ある。なお、階段状ストリップライン117、118の
開放端121、122を開放端側側面導体106と接す
る辺まで延ばして形成した場合には、開放端側側面導体
106は導体面ではなく、誘電体の露出した面にする。
106と中間誘電体基板102の開放端側側面導体12
7と外側誘電体基板101の側面導体128と外側誘電
体基板101の外側主表面上の共通電極129とは、3
枚の誘電体基板101〜103が張り合わせられた状態
で、それぞれ、それらが共有する辺で接続されて、すべ
て共通電極になる。
126と外側主表面上の共通電極124(図2参照)
も、同様に、それらが接する辺で接続されて、すべて共
通電極になる。
126と中間誘電体基板102の短絡端側側面導体13
1と外側誘電体基板101の側面導体132と共通電極
129も、同様に、それぞれ、それらが共有する辺で接
続され、すべて共通電極になる。
は、線幅の細い部分ストリップライン141bと線幅の
太い部分ストリップライン141aとからなり、ノッチ
用共振子として動作する1/4波長の直線状ストリップ
ライン141が形成されている。部分ストリップライン
141aと部分ストリップライン141bの線幅は同一
の線幅でもよい。
は、誘電体基板101の内側主表面上に形成してもよ
い。すなわち、3枚の誘電体基板101〜103が張り
合わされたときに、実質的に、外側誘電体基板101と
中間誘電体基板102との間に形成されるようにすれば
よい。
に視て階段状ストリップライン117、118の対称軸
150上にその軸が合わせられて配されている。また、
図1および図3に示す誘電体基板103上に、直線状ス
トリップライン141の投影を点線で描いたように、こ
の直線状ストリップライン141は、平面的に視て階段
状ストリップライン117、118と重なる部分を有す
るような形状になっている。
ン141のうち、部分ストリップライン141aの線幅
はW1c、部分ストリップライン141bの線幅はW2
cとする。部分ストリップライン141aと部分ストリ
ップライン117a、118aとの重なり合う部分の幅
はd2、部分ストリップライン141bと部分ストリッ
プライン117b、118bとの重なり合わない部分の
幅をd1とする。
短絡端142とされて側面導体131と接続され、他端
側は開放端側導体106に到達しない位置まで延びる開
放端143とされている。この場合、直線状ストリップ
ライン141の開放端143から短絡端142までに至
る矢印Y方向の長さが、この直線状ストリップライン1
41に係る直列共振周波数fA(後に説明する。)の1
/4波長に対応する長さになっている。
を構成する階段状ストリップライン117、118とノ
ッチ用共振子を構成する直線状ストリップライン141
とは、積層誘電体フィルタの両外側誘電体基板101、
103の両外側主表面上の共通電極129、124によ
って、平面的に視て覆われた構成になっている。また、
誘電体基板101〜103の側面導体106、127、
126、128、131、132によって封止された構
成になっている。共通電極124、129等は、アース
電位(接地電位)でもよく、直流電位でもよい。
3例の例の積層誘電体フィルタの等価回路を示してい
る。
a、Zb、Zcは、それぞれ、階段状ストリップライン
117、118および直線状ストリップライン141で
構成される共振用インピーダンスを示している。また、
コンデンサCcは階段状ストリップライン117、11
8中、部分ストリップライン117a、118a間の結
合容量を集中定数で表したものである。コンデンサCa
は、部分ストリップライン117aと部分ストリップラ
イン141aとの重なり部分の幅d2に係わる部分の結
合容量を集中定数で表したものである。コンデンサCb
は、部分ストリップライン118aとトリップライン1
41aとの重なり部分の幅d2に係わる部分の結合容量
を集中定数で表したものである。
めに、コンデンサCa、Cb、CcのΔ結合をY結合に
変換する。
ている。このΔ−Y変換は、良く知られているように、
次の(1)式〜(3)式によって行われる。
状ストリップライン141の平面的に視て重なり合う部
分の幅は等しい幅d2であるので、コンデンサCaとコ
ンデンサCbの容量値は等しい。そこで、Cb=Caと
置くことにより(1)式〜(3)式は、それぞれ、
(4)式〜(6)式に変形できる。
インピーダンスZa、Zbとは容量結合型のBPFを構
成し、コンデンサC3と共振用インピーダンスZcの直
列回路は、ノッチフィルタを構成する。すなわち、図1
例の積層誘電体フィルタは、有極型で不平衡のノッチ付
BPFになることが分かる。
している。横軸は、周波数、縦軸は減衰量である。
周波数(並列共振周波数)fBで並列共振を起こすの
で、減衰量−3dBで定義される一定の通過帯域幅Δf
を有するBPF特性が得られ、共振用インピーダンスZ
cは、コンデンサC3と共振周波数(直列共振周波数)
fAで直列共振を起こすので、ノッチフィルタ特性が得
られる。この場合、共振用インピーダンスZcに係わる
直線状ストリップライン141の線路長は、共振用イン
ピーダンスZa、Zbに係わる階段状ストリップライン
117、118の線路長とほぼ同じ長さに形成されてい
てその等価インダクタンスはほぼ等しく、かつ、コンデ
ンサC3の容量値が、共振用インピーダンスZa、Zb
の図示しない並列等価容量値より大きいので、ノッチ領
域に係る直列共振周波数fAは、図6に示すように、通
過帯域幅Δfに係る並列共振周波数fBよりも低い周波
数になる。
ら、図6に示す共振周波数fA、fBと、図3に示す幅
d2、d1、間隔X2、X1と、中間誘電体基板102
の厚みtとの間の関係について説明する。
コンデンサCcは大きくなる。この場合、(4)式と
(5)式とから、コンデンサC1、C2が大きくなり、
通過帯域幅Δfが広くなる。また、(6)式から、コン
デンサC3が小さくなり、ノッチ領域に係る共振周波数
fBは高い方に移動する。
り、コンデンサCa、Cbが大きくなる。この場合、
(4)式〜(6)式から、コンデンサC1〜C3がとも
に大きくなり、特に、(6)式の右辺第1項から、コン
デンサC3が大きくなるので、共振周波数fBが低い方
に移動する。
広くする、のいずれの場合においても、結合コンデンサ
C1、C2の直列容量値は、従来の技術の項で図35を
参照して説明したコンデンサCの容量値よりも大きくな
るので、通過帯域(ここでは、通過帯域幅Δf中の平坦
部分をいう。)における損失が図32例の積層誘電体フ
ィルタに比較して図1例の積層誘電体フィルタの方が小
さくなる。
薄くした場合には、相対的に、幅d2を広く、間隔X2
を広くすることと同等になり、共振周波数fBは高い方
に移動する。
間隔X1は、短絡端側の部分ストリップライン117
b、118bと、部分ストリップライン141bとの間
の結合による共振周波数が、共振周波数fA、fBに比
較して高い周波数になる幅または間隔、言い換えれば、
無視できる程度の幅または間隔に設定しておく。
X2、重なり幅d2、厚みtを適当に選択することによ
りBPFの通過帯域幅ΔB、ノッチ周波数である共振周
波数fAを自由に選定することができる。すなわち、設
計の自由度が高い。また、通過帯域における損失も少な
くできる。さらに、同一のライン間隔X2で従来の技術
によるものと比較した場合、結合容量であるコンデンサ
C1、C2の直列合成容量値が大きくなるので、通過帯
域幅Δfを広くすることができる。逆に考えて、同一の
帯域幅Δfで比較した場合には、ライン間間隔X2を広
くとることができるので、製造上のばらつきを少なく作
成することができる。
場合の、他の実施例による積層誘電体フィルタの分解斜
視構成を示している。なお、図7例に示す積層誘電体フ
ィルタにおいて、図1例に示したものと同一のものには
同一の符号を付け、また対応するものには同一の符号の
末尾に「A」を付けた符号を付け、その詳細な説明は省
略する。さらに、繁雑さを回避するために、適宜、符号
を省略している。
の平面構成を示している。
の平面構成を示している。
積層誘電体フィルタは、誘電体基板103Aの内側主表
面上に形成された階段状ストリップライン117A、1
18Aは、開放端側のライン間間隔X2が短絡端側のラ
イン間間隔X1より広い間隔になっている(X2>X
1)。また、誘電体基板102Aの誘電体基板101と
張り付けられる面側の主表面上に形成された直線状スト
リップライン141Aは、開放端側の幅W2cが短絡端
側の幅W1cよりも狭い幅になっている(W2c<W1
c)。
端側の部分ストリップライン117aAと短絡端側の部
分ストリップライン117bAとから構成され、残りの
階段状ストリップライン118Aは、開放端側の部分ス
トリップライン118aAと短絡端側の部分ストリップ
ライン118bAとから構成されている。直線状ストリ
ップライン141Aは、開放端側の部分ストリップライ
ン141aAと短絡端側の部分ストリップライン141
bBとから構成されている。
ストリップライン117A、118Aとは、短絡端側で
重なり幅d1を有する。開放端側では重なっていなく
て、間隔d2になっている。
量)が大きくなり強い結合を得ることができる。これに
対して、開放端側では結合容量(等価容量)が小さくな
り、結合を疎にすることができる。
図9例の例の積層誘電体フィルタの等価回路を示してい
る。
a、Zb、Zcは、それぞれ、階段状ストリップライン
117A、118Aおよび直線状ストリップライン14
1Aで構成されるインピーダンスを示している。インダ
クタンスLcは階段状ストリップライン117A、11
8Aの間隔X1間の誘導インダクタンスを集中定数で表
したものである。インダクタンスLaは階段状ストリッ
プライン117Aと直線状ストリップライン141Aと
の間隔d2に係わる部分の誘導インダクタンスを表した
ものである。インダクタンスLbは階段状ストリップラ
イン118Aと直線状ストリップライン141Aとの間
隔d2に係わる部分の誘導インダクタンスである。
Y変換後の等価回路を示している。
L3は、それぞれ、(7)式〜(9)式によって、イン
ダクタンスLa、Lb、Lcと関連付けられる。ただ
し、(7)式〜(9)式を導く際に、インダクタンスL
bはインダクタンスLaに置き換えている。
ノッチ付BPFになる。すなわち、インダクタンスL
1、L2は、共振用インピーダンスZa、Zbとともに
誘導結合BPFを構成し、インダクタンスL3は共振用
インピーダンスZcとともにノッチフィルタを構成す
る。
特性を示している。横軸は、周波数、縦軸は減衰量であ
る。共振用インピーダンスZa、Zbは、共振周波数
(並列共振周波数)fBで並列共振を起こすので、減衰
量−3dBで定義される一定の通過帯域幅Δfを有する
BPF特性が得られ、共振用インピーダンスZcは、コ
ンデンサC3と共振周波数(直列共振周波数)fAで直
列共振を起こすので、ノッチフィルタ特性が得られる。
なお、共振用インピーダンスZcに係わる直線状ストリ
ップライン141Aの線路長が、共振用インピーダンス
Za、Zbに係わる階段状ストリップライン117A、
118Aの線路長とほぼ同じ長さに形成されており、イ
ンダクタンスL3が共振用インピーダンスZa、Zb、
Zcのそれぞれの等価インダクタンスより小さくなるこ
とから、この場合、直列共振周波数fAは、並列共振周
波数fBよりも高い周波数になる。
も、間隔X1、間隔d1、厚みtを適当に選択すること
により、BPFの通過帯域幅Δf、ノッチ周波数fAを
自由に設定することができ、図1例の積層誘電体フィル
タと同様の効果が得られる。
7例の積層誘電体フィルタを従属接続することで、図6
の周波数特性と図12の周波数特性を重ね合わせたよう
な周波数特性、すなわち、通過帯域における損失は少し
増加するが、ノッチ領域が通過帯域の両肩領域から遮断
領域にかかる領域に形成された特性を有する、いわゆる
両側ノッチ付BPFを構成することができる。
わち共振器間の結合が容量結合である場合のさらに他の
実施例による積層誘電体フィルタの分解斜視構成を示し
ている。
において、図1例に示したものと同一のものには同一の
符号を付け、また対応するものには同一の符号の末尾に
「B」を付けた符号を付け、その詳細な説明は省略す
る。さらに、繁雑さを回避するために、適宜、符号を省
略している。
面の平面構成を示している。
面の平面構成を示している。
プライン117B、118Bの短絡端側の部分ストリッ
プライン117bB、118bBに対して、平面的に視
て、直線状ストリップライン141Bの短絡端側の部分
ストリップライン141bBが一定の幅d1で重なって
いる。この場合において、平面的に視たときの、階段状
ストリップライン117B、118Bの開放端側の部分
ストリップライン117aB、118aBに対する直線
状ストリップライン141Bの開放端側の部分ストリッ
プライン141aBの重なり幅d2が、上記幅d1より
十分に広くなるように設定しておけば、等価回路は、図
5と同様に表現できる。したがって、この図13例でも
図6の周波数特性が達成され、図1例で説明したのと同
様な効果が得られる。
わち共振器間の結合が誘導結合である場合のさらに他の
実施例による積層誘電体フィルタの分解斜視構成を示し
ている。
において、図1例に示したものと同一のものには同一の
符号を付け、また対応するものには同一の符号の末尾に
「C」を付けた符号を付け、その詳細な説明は省略す
る。さらに、繁雑さを回避するために、適宜、符号を省
略している。
面の平面構成を示している。
面の平面構成を示している。
プライン117C、118Cの短絡端側の部分ストリッ
プライン117bC、118bCに対して、平面的に視
て、直線状ストリップライン141Cの短絡端側の部分
ストリップライン141bCが一定の幅d1で重なって
いる。この場合において、平面的に視たときの、階段状
ストリップライン117C、118Cの開放端側の部分
ストリップライン117aC、118aCに対する直線
状ストリップライン141Cの開放端側の部分ストリッ
プライン1 41aCの重なり幅d2が、上記幅d1よ
り十分に狭くなるように設定しておけば、等価回路は、
図11と同様に表現できる。したがって、この図16例
でも図12の周波数特性が達成され、図7例と同様な効
果が得られる。
わち共振器間の結合が容量結合である場合のさらに他の
実施例による積層誘電体フィルタの分解斜視構成を示し
ている。
において、図1例に示したものと同一のものには同一の
符号を付け、また対応するものには同一の符号の末尾に
「D」または「D´」を付けた符号を付け、その詳細な
説明は省略する。さらに、繁雑さを回避するために、適
宜、符号を省略している。
面の平面構成を示している。
面の平面構成を示している。
の階段状ストリップライン117D、118D間に直線
状ストリップライン151Dが平行に配されている。ま
た、誘電体基板102Dの一方の主表面側に2本の直線
状ストリップライン141D、141D´が配されてい
る。
ストリップライン117D、118D、151Dと誘電
体基板102D上の2本のストリップライン141D、
141D´は、平面的に視てコムライン的に配されてい
る。
の等価回路を示している。
変換後の等価回路を示している。
いる。
a、Ze、Zbは共振周波数fBで並列共振を起こし、
コンデンサC3と共振用インピーダンスZc、Zdとで
直列共振を起こすようになっている。
わち横幅が少し増加するとともに、挿入損失が少し増加
するが、BPFの段数が2段から3段に増加しているこ
とおよびノッチフィルタの段数が1段から2段に増加し
ていることから減衰特性を一層急峻にすることができ
る。言い換えれば、一層、選択特性が良くなる。
さらに多段(多素子)の積層誘電体フィルタを同様にし
て形成できる。
子であって、共振器間の結合が図7例と同様に誘導結合
である場合のさらに他の実施例の構成を示している。
において、図1例に示したものと同一のものには同一の
符号を付け、また対応するものには同一の符号の末尾に
「E」または「E´」を付けた符号を付け、その詳細な
説明は省略する。さらに、繁雑さを回避するために、適
宜、符号を省略している。同様に、誘電体基板103E
の外側主表面の平面構成を省略している。この平面構成
は、図20と同一である。
の等価回路を示している。
変換後の等価回路を示している。
ものと同様であり、共振用インピーダンスZa、Ze、
Zbは共振周波数fBで並列共振を起こし、インダクタ
ンスL3と共振用インピーダンスZc、Zdとで直列共
振を起こすようになっている。
様である。もちろん、共振器間の結合が誘導結合であ
る、さらに多段(多素子)の積層誘電体フィルタを同様
にして形成できることはいうまでもない。
量結合の両方の結合を有するさらに他の実施例の構成を
示している。
おいて、図1例に示したものと同一のものには同一の符
号を付け、また対応するものには同一の符号の末尾に
「F」または「F´」を付けた符号を付け、その詳細な
説明は省略する。さらに、繁雑さを回避するために、適
宜、符号を省略している。さらにまた、誘電体基板10
3Fの外側主表面の平面構成を省略している。この平面
構成は、図20と同一である。
かるように、この図28例では、階段状ストリップライ
ン117F、151Fと直線状ストリップライン141
Fとの3つのストリップラインで容量結合の共振器が形
成され、階段状ストリップライン118F、151Fと
直線状ストリップライン141F´との3つのストリッ
プラインで誘導結合の共振器が形成される。
の等価回路を示している。
変換後の等価回路を示している。
の周波数特性を示してる。
共振周波数fBで並列共振を起こして通過帯域を形成し
ている。また、コンデンサC3と共振用インピーダンス
Zdとで共振周波数fAにおいて直列共振を起こし、比
較的低周波側のノッチ領域を形成している。さらに、イ
ンダクタンスL3と共振用インピーダンスZcとで共振
周波数fBにおいて直列共振を起こし、比較的高周波側
のノッチ領域を形成している。
タによれば、通過帯域の両側にノッチ領域を形成するこ
とができるので、一層、選択性の優れたBPFを作成す
ることができる。
の発明の要旨を逸脱することなく種々の構成を採り得る
ことはもちろんである。
ば、積層された3枚の誘電体基板のうち、中間誘電体基
板の一方の主表面側にn本のストリップラインが形成さ
れ、他方の主表面側にm(m=n−1)本のストリップ
ラインが前記n本のストリップラインと重なり部を有す
るように形成されている。このため、前記n本のストリ
ップラインを並列共振によるBPFの通過帯域として形
成し、前記m本のストリップラインを直列共振によるノ
ッチ領域としての阻止領域として形成することができ
る。
れ、ノッチ領域が形成でき、その上、広帯域・低損失で
あって、設計の自由度の高い、いわゆる有極性を有する
BPFを作成することができるという効果が達成され
る。
ッチ領域を形成した場合には、通過領域と遮断領域との
間の急峻性を確保することができる。言い換えれば、選
択性の優れたBPFを作成することができるという効果
が達成される。
ば、実質的に、中間誘電体基板の一方の主表面側に2本
の階段状ストリップラインが配され、他方の主表面側に
1本の直線状ストリップラインが配される。これらスト
リップラインを平面的に視て覆うような共通電極が外側
主表面上に形成された外側誘電体基板を、前記中間誘電
体基板を挟むかたちで張り合わせて積層誘電体フィルタ
を作成する。
ルタは、2本の階段状ストリップラインが並列共振用イ
ンピーダンスとして動作し、直線状ストリップラインが
直列共振用インピーダンスとして動作する。
利用したBPFが実現できるとともに、このBPFフィ
ルタの肩部から遮断領域にかけて直列共振インピーダン
スを利用したノッチ領域を形成することができるという
効果が達成される。
造にしているため、実質的に、中間の基板の両主表面上
に、それぞれ、BPFとノッチ用共振子が形成でき、従
来の2枚張り合わせの積層誘電体フィルタに比較して平
面的に視た場合の小型性が損なわれることがない。な
お、積層誘電体フィルタの厚みは、誘電体基板1枚分厚
くなるが、その厚みは極めて薄いものであり、実装上ほ
とんど問題にならない。
域が形成されたBPFを設計する際、設計の自由度が高
いという効果も達成される。
インを相互に近づけることにより、より広帯域のBPF
を構成することができるが、階段状ストリップライン間
の間隔が2枚張り合わせの従来の技術に係る積層誘電体
フィルタと同一の間隔であると仮定した場合で比較して
も、本発明によれば、直線状ストリップラインと階段状
ストリップラインとの間の結合が増加するので、その分
に対応した分、実質的に、結合容量あるいは誘導結合が
大きくなる。
間隔が同一であるという条件のもとで、本発明では、よ
り広帯域のBPFを作成することができるという効果が
達成される。実際上、階段状ストリップライン間の間隔
が狭くなると、言い換えれば、導体間間隔が微小になる
と、例えば、導体を形成する際のエッチングの管理等、
製造工程が困難となり、結局、特性のばらつきが大きく
なってしまうので、本発明を利用すれば、広帯域のBP
Fを比較的に安定に作成することができるという効果も
達成される。
ある。
構成を示す底面図である。
構成を示す平面図である。
ある。
である。
構成を示す底面図である。
成を示す平面図である。
である。
解斜視図である。
側の構成を示す底面図である。
側の構成を示す平面図である。
解斜視図である。
側の構成を示す底面図である。
側の構成を示す平面図である。
解斜視図である。
側の構成を示す底面図である。
の構成を示す平面図である。
図である。
解斜視図である。
図である。
解斜視図である。
図である。
解斜視図である。
側の構成を示す底面図である。
の構成を示す平面図である。
A〜103C、…誘電体基板 117、117A〜117C、118、118A〜11
8C…階段状ストリップライン 141、141A〜141C…直線状ストリップライン 117a、117b、118a、118b、141a、
141b…部分ストリップライン 123、129…共通電極 150…対称軸 Za、Zb、Zc…共振用インピーダンス Δf…通過帯域幅
Claims (2)
- 【請求項1】 積層された3枚の誘電対基板を有し、 実質的に、中間誘電体基板の両主表面側には、それぞ
れ、共振電極が配される、 両外側誘電体基板の両外側主表面には、平面的に視て前
記共振電極を覆うように共通電極が形成される、 前記共振電極の一方は、少なくともn(n≧3)本のス
トリップラインとして形成され、このn本のストリップ
ラインは、平面的に視て平行に配され、前記n本のスト
リップラインの一端側は前記共通電極に接続される短絡
端とされ、他端側は開放端にされる、 前記共振電極の他方は、少なくともm(m≦n−1)本
のストリップラインとして形成され、このm本のストリ
ップラインは、平面的に視て前記n本のストリップライ
ンに対してコムライン的に配されるとともに、前記少な
くともm本のストリップラインの一端側が前記共通電極
に接続される短絡端とされ、他端側が開放端とされて、
かつ前記少なくともm本のストリップラインは、階段状
または直線状または線幅が前記短絡端側と前記開放端側
とで同一の線幅または異なる線幅にされる、 前記コムライン的に配された前記n本のストリップライ
ンは、前記m本のストリップラインと、平面的に視て隣
合うストリップラインの一部が重なる部分を有するよう
に階段状または直線状にまたは開放端側と短絡端側で線
幅の異なるように形成され、 たことを特徴とする積層誘電体フィルタ。 - 【請求項2】 積層された3枚の誘電体基板を有し、 実質的に、中間誘電体基板の両主表面側には、それぞ
れ、共振電極が配される、 両外側誘電体基板の両外側主表面には、平面的に視て前
記共振電極を覆うように共通電極が形成される、 前記共振電極の一方は、2本の階段状ストリップライン
として形成され、この2本の階段状ストリップライン
は、平面的に視て平行かつ軸対称に配され、前記各階段
状ストリップラインの一端側は前記共通電極に接続され
る短絡端とされ、他端側は開放端にされる、 前記共振電極の他方は、直線状ストリップラインとして
形成され、この直線状ストリップラインは、平面的に視
て前記2つの階段状ストリップラインの対称軸に配され
るとともに、その一部が前記2つの階段状ストリップラ
インと重なる部分を有するようにされ、かつ前記直線状
ストリップラインの一端側が前記共通電極に接続される
短絡端とされ、他端側が開放端とされて、かつ前記直線
状ストリップラインの線幅が前記短絡端側と前記開放端
側とで同一の線幅または異なる線幅にされ、 たことを特徴とする積層誘電体フィルタ。
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JP2010199899A (ja) * | 2009-02-24 | 2010-09-09 | Panasonic Electric Works Co Ltd | フィルタ |
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- 1994-08-26 JP JP22599694A patent/JP3558696B2/ja not_active Expired - Fee Related
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