JPH10209710A

JPH10209710A - 積層型バンドパスフィルタ

Info

Publication number: JPH10209710A
Application number: JP1048097A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Kishimoto; 靖岸本; Hideyuki Nakamura; 秀幸中村
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 1997-01-23
Filing date: 1997-01-23
Publication date: 1998-08-07

Abstract

(57)【要約】【目的】小型で挿入損失の少ない積層型バンドパスフ
ィルタを提供する。【構成】第１の誘電体層上に、一端が接地され他端が
開放されたＵ字型ストリップライン共振器が少なくとも
２つ形成され、第２の誘電体層上に、入力用電極と出力
用電極とが形成され、該入力用電極及び出力用電極のそ
れぞれは、少なくとも一つの前記Ｕ字型ストリップライ
ン共振器のＵ字型を横切るように形成され、第３の誘電
体層上に、前記入力用電極と出力用電極との両方に対向
する共通の容量電極が形成され、前記第１、第２、第３
の順に誘電体層を積層し、その上下に誘電体層を介在さ
せてアース電極を配置した積層型バンドパスフィルタ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高周波機器、特に
携帯電話等の移動体通信機器に使用される積層型バンド
パスフィルタに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、携帯電話に代表される移動体通信
機器は、急激な伸びを示し、その機器の小型化、軽量化
が推し進められている。それに伴い、機器に使用される
部品の小型化及び低損失化が望まれている。この移動体
通信機器の中で、バンドパスフィルタは重要な部品のひ
とつとなっている。

【０００３】従来のバンドパスフィルタの一例を図ａに
示す。これは、特開平７−６６６０５号公報に記載され
ている。この積層型バンドパスフィルタの構造を以下に
説明する。

【０００４】第１の誘電体基板５１の一方の面上にはほ
ぼ全面にアース電極５２が形成され、他方面上には、ア
ース電極５２と対向して２つのパターン電極５３、５４
が形成されている。このパターン電極５３、５４は、側
辺から内側に向かってコ字状に形成され、内側に向かう
に従って、その幅が小さくなるように形成されている。
このパターン電極５３、５４の上には、ポリイミド層な
どの接着剤層５５が形成される。この接着剤層５５の上
には、第２の誘電体基板５６が形成される。この第２の
誘電体基板５６上には、ほぼ全面にシールド電極５７が
形成される。そして、アース電極５２およびシールド電
極５７を覆うようにして、保護層５８、５９が形成され
ている。

【０００５】そして、このコ字状のパターン電極５３、
５４は、側辺に入出力用電極５３ａ、５４ａを有し、一
端５３ｂ、５４ｂはアースに接続される。この従来例の
等価回路を図ｂに示す。この等価回路においてＣＸおよ
びＭは電磁気的な結合を示す。

【０００６】また別の従来のバンドパスフィルタの例を
図ｃに示す。これは、特開平８−８６０５号公報に記載
されている。この積層型バンドパスフィルタの構造を以
下に説明する。

【０００７】誘電体シート７０の一面にシールド電極７
６が形成され、その上の誘電体シート７１の一面に入出
力結合容量電極７７、７８と、ローディング容量電極７
９と、段間結合容量電極８０が形成され、その上の誘電
体シート７２の一面に２つのストリップ線路共振器電極
８１、８２が形成され、その上の誘電体シート７３に誘
電体シート７１と同様に一面に入出力結合容量電極８
３、８４と、ローディング容量電極８５と、段間結合容
量電極８６が形成され、その上の誘電体シート７４の一
面にシールド電極８７が形成され、その上に誘電体シー
ト７５が積層されて構成されている。そして、積層体の
側面に、入出力端子８８、８９と接地電極９０、９１が
形成される。そして、コムラインフィルタを構成してい
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
構成では、フィルタの小型化のために大きなローディン
グ容量を得ようとすると、ローディング容量電極の面積
が大きくなり、挿入損失が増大するという問題点を有し
ていた。また、ストリップ線路共振器電極が直線状であ
るため、ある程度以上の小型化を図ることが困難であっ
た。本発明は、小型で挿入損失の少ない積層型バンドパ
スフィルタを提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、第１の誘電体
層上に、一端が接地され他端が開放されたＵ字型ストリ
ップライン共振器が少なくとも２つ形成され、第２の誘
電体層上に、入力用電極と出力用電極とが形成され、該
入力用電極及び出力用電極のそれぞれは、少なくとも一
つの前記Ｕ字型ストリップライン共振器のＵ字型を横切
るように形成され、第３の誘電体層上に、前記入力用電
極と出力用電極との両方に対向する共通の容量電極が形
成され、前記第１、第２、第３の順に誘電体層を積層
し、その上下に誘電体層を介在させてアース電極を配置
したことを特徴とする積層型バンドパスフィルタであ
る。

【００１０】また本発明は、前記Ｕ字型ストリップライ
ン共振器が、一端が接地されたストリップラインと、そ
れより特性インピーダンスが低く一端が開放された幅広
ストリップラインとを、それらよりも特性インピーダン
スが高いストリップラインで接続したＵ字型ストリップ
ラインであることを特徴とする積層型バンドパスフィル
タである。

【００１１】また本発明は、前記第２の誘電体層及び第
３の誘電体層が２つあり、前記Ｕ字型ストリップライン
共振器電極が形成された第１の誘電体層の上下に第２の
誘電体層が配置され、更にその上下に第３の誘電体層が
配置されているものである。

【００１２】また本発明は、前記第２の誘電体層には、
前記Ｕ字型ストリップライン共振器の開放された端部と
対向し、アース接続される容量電極が形成されているも
のである。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明に係る一実施例の分解斜視
図を図１に示す。また、この実施例のストリップライン
共振器パターンを図２に、入出力電極パターン図を図３
に、斜視図を図４に示す。

【００１４】この実施例は、複数の誘電体層を積層して
構成されている。まず、第１の誘電体層１上には、２つ
のストリップライン共振器電極２、３が形成されてい
る。このストリップライン共振器電極２、３は、Ｕ字型
をしており、一端が誘電体層１の側面に伸び、接地さ
れ、他端は開放状態となっている。そして、そのＵ字型
の接地されている側どうしが対向するように並列に配置
されている。

【００１５】次に第２の誘電体層４上には、入力用電極
５と出力用電極６が形成されている。この入力用電極５
は、一側面の中央から中心方向に向かって伸びるライン
電極であり、一方のＵ字型ストリップライン共振器電極
２を横切るように配置されている。そして、積層された
状態で、投影的にみると、図２に示す破線のようであ
り、Ｕ字型の中央部で開放側及び接地側の両方で重複す
る構造となっている。また、出力用電極６も同様であ
り、一側面の中央から中心方向に向かって伸びるライン
電極であり、一方のＵ字型ストリップライン共振器電極
３を横切るように配置され、Ｕ字型の中央部で開放側及
び接地側の両方で重複する構造となっている。また、こ
の入力用電極、出力用電極とＵ字型ストリップライン共
振器電極とは、Ｕ字型ストリップライン共振器電極の開
放端側のみとの重複でも良い。

【００１６】次に第３の誘電体層７上には、図３に示す
破線のように、入力用電極５と出力用電極６との両方に
対向する容量電極８が形成されている。この容量電極
は、浮き電極となり、他の電極と接続されていない。

【００１７】この第１の誘電体層１と第２の誘電体層４
と第３の誘電体層７とを順に積層し、その上下に所定の
厚さの誘電体層を介在させ、上下にアース電極９、１０
の形成された誘電体層１１、１２を積層し、そのアース
電極９上に保護用の誘電体層１３を積層している。

【００１８】この誘電体層は、誘電率が約８の誘電体磁
器組成物をドクターブレードにてシート状に成形したも
のであり、各電極は、Ａｇを主体とする導電体ペースト
をスクリーン印刷して形成した。そして積層圧着後、約
９００℃で一体焼成し、その後外部電極１４、１５、１
６、１７を印刷形成して構成されている。この外部電極
は、入力用外部電極１４、出力用外部電極１５、そして
アース用外部電極１６、１７である。この誘電体層の誘
電率は、７〜４０が望ましい。

【００１９】この実施例のバンドパスフィルタ特性は、
図５に示す通りである。図５に示すとおり、前後にノッ
チを有し、極めて優れたバンドパスフィルタ特性を得る
ことができた。

【００２０】この実施例の等価回路図を図６に示す。Ｕ
字型ストリップライン共振器２、３はそれぞれ等価回路
の共振器Ｋ１、Ｋ２をなし、入力用電極５とＵ字型スト
リップライン共振器２とが誘電体層を挟んで対向してい
ることにより、容量Ｃ１を構成し、出力用電極６とＵ字
型ストリップライン共振器３とが誘電体層を挟んで対向
していることにより、容量Ｃ２を構成している。そし
て、入力用電極５と出力用電極６と、その両方に対向す
る容量電極８とから、入出力間の容量Ｃ３が形成されて
いる。もちろん、これらの定数は、電極の面積及び誘電
体層の厚さなどで、調整可能である。例えば、電極の面
積を部分的に広げたり、狭めたりすることにより調整す
ることも出来る。

【００２１】この容量電極Ｃ３により、ノッチ回路が構
成され、バンドパス特性をよりシャープなものにしてい
る。また、容量Ｃ１、Ｃ２又はＣ３を調整することによ
り、ノッチの周波数を調整できる。例えば、Ｃ３容量を
小さくするとノッチ位置がバンドパス周波数帯のそれぞ
れ外側に移動し広帯域となり、又ノッチのピーク値が大
きくなる。又Ｃ３容量を大きくするとノッチ位置がバン
ドパス周波数帯のそれぞれ内側に移動し狭帯域となる。
また、Ｃ１、Ｃ２の容量を小さくするとノッチ位置がバ
ンドパス周波数帯のそれぞれ内側に移動し狭帯域となる
とともに、バンドパス特性が双峰特性となる。又Ｃ１、
Ｃ２の容量を大きくするとノッチ位置がバンドパス周波
数帯のそれぞれ外側に移動し広帯域となる。

【００２２】また、上記Ｕ字型ストリップライン２、３
は、一端が接地され直線状に伸びたストリップライン部
２ａ、３ａと、それよりも特性インピーダンスの低い幅
広のストリップライン部２ｃ、３ｃと、それらよりも特
性インピーダンスの高いストリップライン部２ｂ、３ｂ
とからなり、それらがストリップライン部２ａ、３ａ、
ついでストリップライン部２ｂ、３ｂ、そしてストリッ
プライン部２ｃ、３ｃの順に直列に接続された構造とな
っている。

【００２３】この構造により、このストリップラインの
幅を可変することで、フィルタの中心周波数、挿入損
失、通過帯域幅といった主要の特性を自由に制御でき、
この構造により、１６００ＭＨｚ〜２０００ＭＨｚのバ
ンドパスフィルタを構成することができた。

【００２４】また、本発明に係る第２の誘電体層の別の
実施例の平面図を図７に示す。この実施例では、入力用
電極１８、出力用電極１９の対向する部分に幅広部１８
ａ、１９ａを形成している。この幅広部１８ａ、１９ａ
が容量電極８と対向することにより、入出力間に容量を
制御することが出来る。

【００２５】また別の実施例の分解斜視図を図８に示
す。この実施例は、上記実施例と同様の構造であるが、
第２の誘電体層４と第３の誘電体層７がそれぞれ２つあ
り、ストリップライン共振器電極２、３の形成された誘
電体層１を挟むように第２の誘電体層４が上下に配置さ
れ、更にその上下に第３の誘電体層７が配置されたもの
である。これにより、入出力結合容量が増加し、通過帯
域の広帯域化を図ることができる。この容量値を増加さ
せるためには、上記のように上下に配置することもある
が、片側の場合、電極幅の調整、誘電体層の調整によっ
ても可能である。

【００２６】本発明に係る別の実施例の分解斜視図を図
９に示す。また、この実施例のストリップライン共振器
パターンを図１０に、入出力電極パターン図を図１１に
示す。

【００２７】この実施例は、複数の誘電体層を積層して
構成されている。まず、第１の誘電体層２１上には、２
つのストリップライン共振器電極２２、２３が形成され
ている。このストリップライン共振器電極２２、２３
は、Ｕ字型をしており、一端が誘電体層２１の側面に伸
び、接地され、他端は開放状態となっている。そして、
そのＵ字型の接地されている側どうしが対向するように
並列に配置されている。

【００２８】次に第２の誘電体層２４上には、入力用電
極２５と出力用電極２６と、容量電極２７、２８が形成
されている。この入力用電極２５は、一側面の中央から
中心方向に向かって伸びるライン電極であり、一方のＵ
字型ストリップライン共振器電極２２を横切るように配
置されている。そして、積層された状態で、投影的にみ
ると、図１０に示す破線のようであり、Ｕ字型の中央部
で開放側及び接地側の両方で重複する構造となってい
る。また、出力用電極２６も同様であり、一側面の中央
から中心方向に向かって伸びるライン電極であり、一方
のＵ字型ストリップライン共振器電極２３を横切るよう
に配置され、Ｕ字型の中央部で開放側及び接地側の両方
で重複する構造となっている。

【００２９】また容量電極２７は、Ｕ字型ストリップラ
イン２２の開放端の幅広部２２ｄと対向し、その容量電
極２７の一端は、その誘電体層２４の側面でアース接続
される。他方の容量電極２８も同様で、Ｕ字型ストリッ
プライン２３の開放端の幅広部２３ｄと対向し、その容
量電極２８の一端は、その誘電体層２４の側面でアース
接続される。

【００３０】次に第３の誘電体層２９上には、図１１に
示す破線のように、入力用電極２５と出力用電極２６と
の両方に対向する容量電極３０が形成されている。この
容量電極は、浮き電極となり、他の電極と接続されてい
ない。

【００３１】この第１の誘電体層２１と第２の誘電体層
２４と第３の誘電体層２９とを順に積層し、その上下に
所定の厚さの誘電体層を介在させ、上下にアース電極３
１、３２の形成された誘電体層３３、３４を積層し、そ
のアース電極３１上に保護用の誘電体層３５を積層して
いる。

【００３２】また別の実施例の分解斜視図を図１２に示
す。この実施例は、上記実施例と同様の構造であるが、
第２の誘電体層２４と第３の誘電体層２９がそれぞれ２
つあり、ストリップライン共振器電極２２、２３の形成
された誘電体層２１を挟むように第２の誘電体層２４が
上下に配置され、更にその上下に第３の誘電体層２９が
配置されたものである。

【００３３】この実施例の等価回路図を図１３に示す。
Ｕ字型ストリップライン共振器２２、２３はそれぞれ等
価回路の共振器Ｋ１、Ｋ２をなし、入力用電極２５とＵ
字型ストリップライン共振器２２とが誘電体層を挟んで
対向していることにより、容量Ｃ１を構成し、出力用電
極２６とＵ字型ストリップライン共振器２３とが誘電体
層を挟んで対向していることにより、容量Ｃ２を構成し
ている。また、Ｕ字型ストリップライン共振器２２の開
放端の幅広部２２ｄと容量電極２７とから容量Ｃ４を、
またＵ字型ストリップライン２３の開放端の幅広部２３
ｄと容量電極２８とから容量Ｃ５を構成している。また
Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３については、上記実施例と同様であ
る。もちろん、これらの定数は、電極の面積及び誘電体
層の厚さなどで、調整可能である。例えば、電極の面積
を部分的に広げたり、狭めたりすることにより調整する
ことも出来る。この容量電極Ｃ４、Ｃ５の容量を調整す
ることにより、２つのＵ字型ストリップライン共振器の
結合によるフィルタ特性の中心周波数を調整することが
できる。またこの容量Ｃ４、Ｃ５の容量値を大きくする
ことにより、狭帯域化も図れる。また、このストリップ
ライン共振器２、３は、Ｍ結合（電磁気結合）となって
いる。

【００３４】この実施例のバンドパスフィルタ特性は、
図１４に示すとおりである。図１４に示すとおり、前後
にノッチを有し、極めて優れたバンドパスフィルタ特性
を得ることができた。

【００３５】この実施例により、１６００ＭＨｚ〜２０
００ＭＨｚの積層型バンドパスフィルタを構成すること
が出来た。この実施例によれば、外形寸法が、４．５ｍ
ｍ×３．２ｍｍ×高さ１．４ｍｍといった非常に小型の
バンドパスフィルタを構成できた。また、損失も非常に
少なく、特に携帯電話用バンドパスフィルタとして、有
効なものである。

【００３６】

【発明の効果】本発明によれば、一端が接地され他端が
開放されたＵ字型ストリップライン共振器とそれと誘電
体層を挟んで対向する入出力電極、更に入出力電極と対
向する容量電極とにより、バンドパスフィルタを構成す
るものであり、このＵ字型ストリップライン共振器と容
量Ｃ４、Ｃ５によりフィルタの主要特性を自由に制御す
ることができるとともに、入出力結合容量の調節により
減衰極を制御することができ、所望の周波数で十分な減
衰量を確保することができ、またノッチ特性を有し、か
つ制御可能な積層型バンドパスフィルタを得ることがで
き、携帯電話等移動体通信機器において特に有益なもの
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る一実施例の分解斜視図である。

【図２】本発明に係る一実施例の第１の誘電体層の平面
図である。

【図３】本発明に係る一実施例の第２の誘電体層の平面
図である。

【図４】本発明に係る一実施例の斜視図である。

【図５】本発明に係る一実施例の特性図である。

【図６】本発明に係る一実施例の等価回路図である。

【図７】本発明に係る別の実施例の第２の誘電体層の平
面図である。

【図８】本発明に係る別の実施例の分解斜視図である。

【図９】本発明に係る別の実施例の分解斜視図である。

【図１０】本発明に係る別の実施例の第１の誘電体層の
平面図である。

【図１１】本発明に係る別の実施例の第２の誘電体層の
平面図である。

【図１２】本発明に係る別の実施例の分解斜視図であ
る。

【図１３】本発明に係る別の実施例の等価回路図であ
る。

【図１４】本発明に係る別の実施例の特性図である。

【図１５】従来例の分解斜視図である。

【図１６】従来例の等価回路図である。

【図１７】別の従来例の分解斜視図である。

【符号の説明】

１、２１第１の誘電体層２、３、２２、２３Ｕ字型ストリップライン共振器電
極４、２０、２４第２の誘電体層５、１８、２５入力用電極６、１９、２６出力用電極２７、２８容量電極９、１０、３１、３２アース電極７、８、１１、１２、１３、２９、３３、３４、３５
誘電体層１４入力用外部電極１５出力用外部電極１６、１７アース用外部電極３０容量電極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１の誘電体層上に、一端が接地され他
端が開放されたＵ字型ストリップライン共振器が少なく
とも２つ形成され、第２の誘電体層上に、入力用電極と
出力用電極とが形成され、該入力用電極及び出力用電極
のそれぞれは、少なくとも一つの前記Ｕ字型ストリップ
ライン共振器のＵ字型を横切るように形成され、第３の
誘電体層上に、前記入力用電極と出力用電極との両方に
対向する共通の容量電極が形成され、前記第１、第２、
第３の順に誘電体層を積層し、その上下に誘電体層を介
在させてアース電極を配置したことを特徴とする積層型
バンドパスフィルタ。
【請求項２】前記Ｕ字型ストリップライン共振器は、
一端が接地されたストリップラインと、それより特性イ
ンピーダンスが低く一端が開放された幅広ストリップラ
インとを、それらよりも特性インピーダンスが高いスト
リップラインで接続したＵ字型ストリップラインにより
構成されていることを特徴とする請求項１記載の積層型
バンドパスフィルタ。
【請求項３】前記第２の誘電体層及び第３の誘電体層
が２つあり、前記Ｕ字型ストリップライン共振器電極が
形成された第１の誘電体層の上下に第２の誘電体層が配
置され、更にその上下に第３の誘電体層が配置されてい
ることを特徴とする請求項１記載の積層型バンドパスフ
ィルタ。
【請求項４】前記第２の誘電体層には、前記Ｕ字型ス
トリップライン共振器の開放された端部と対向し、アー
ス接続される容量電極が形成されていることを特徴とす
る請求項１記載の積層型バンドパスフィルタ。