JPH10256806A - 積層誘電体フィルタ - Google Patents

積層誘電体フィルタ

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JPH10256806A
JPH10256806A JP7470797A JP7470797A JPH10256806A JP H10256806 A JPH10256806 A JP H10256806A JP 7470797 A JP7470797 A JP 7470797A JP 7470797 A JP7470797 A JP 7470797A JP H10256806 A JPH10256806 A JP H10256806A
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JP
Japan
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resonators
resonator
filter
width
strip line
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JP7470797A
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English (en)
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Yoshihiro Konishi
良弘 小西
Eriko Tono
恵理子 東野
Shinya Nakai
信也 中井
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K LAB KK
TDK Corp
Original Assignee
K LAB KK
TDK Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型で良好な通過帯域特性を有する積層誘電
体フィルタを提供する。 【解決手段】 積層された2つの誘電体基板と、2つの
誘電体基板間に設けられた少なくとも2つの共振器と、
誘電体基板の外側主面に共振器を覆うように設けられた
グランド電極とを含んでいる。特に、各共振器は1つの
ストリップラインから形成されており、各ストリップラ
インの一端がグランド電極に接続される短絡端として構
成されていると共に他端が開放端として構成されてお
り、各ストリップラインの長手方向に沿った外側エッジ
が直線状に形成されており、各ストリップラインの開放
端側の幅が短絡端側の幅より大きくなるように形成され
ている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば携帯電話機
等に用いる通信用の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。
【0002】
【従来の技術】携帯電話機等の小型化及び薄型化に伴
い、これに用いられる通信用フィルタについても、小型
かつ軽量でありしかも良好な特性を有する積層フィルタ
が要求されている。
【0003】従来の積層誘電体フィルタは、2つの誘電
体基板を積層した構成を有しており、誘電体基板間に少
なくとも2つの共振器が設けられている。図6はこの従
来の積層誘電体フィルタの一例を示す分解斜視図であ
り、図7はこのフィルタの共振器部分の構成を表わす平
面図である。
【0004】図6において、61及び62は互いに張り
合わされた構成となっている誘電体基板をそれぞれ示し
ている。これら誘電体基板61及び62間には2つの共
振器63及び64が設けられている。誘電体基板61及
び62の外側主面には共振器63及び64を覆うように
グランド電極65及び66が形成されている。
【0005】図6及び図7に示すように、共振器63及
び64の一端はグランド電極65及び66とそれぞれ接
続される短絡端とされており、もう一端は開放端になっ
ている。これら共振器63及び64は互いに原点対称に
配置されている。
【0006】図6及び図7から明らかのように、これら
共振器63及び64は、いずれも、その幅が開放端側と
短絡端側とで同一であるストリップラインから形成され
ている。なお両図において、67及び68は入出力用の
電極を示している。
【0007】誘電体基板61及び62の条件が一定であ
れば、この構造のフィルタの中心周波数は、共振器63
及び64の長さY6により決定される。また、通過帯域
幅は共振器63及び64間の距離(間隔)S6により決
定される。
【0008】図8は、この積層誘電体フィルタの中心周
波数付近の等価回路を示している。図6及び図7におけ
る共振器63はこの等価回路中のC1及びL1に対応し
ており、同様に共振器64は図6のC2及びL2に対応
している。さらに、共振器63及び64の間隔S6は図
6における共振器間の結合Mに対応している。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】以上説明した従来のフ
ィルタ構造では、図8に示すMの値が大きく、共振器6
3及び64間の結合が強かった。ここで、共振器間の結
合を弱めて良好な通過特性を実現しようとすると、図7
に示す間隔S6、即ち共振器63及び64間の距離を広
げる等の方法をとる必要がある。このため、フィルタの
素子形状そのものが大きくなってしまいフィルタの小型
化を実現することが難しかった。
【0010】従って、本発明の目的は、小型で良好な通
過帯域特性を有する積層誘電体フィルタを提供すること
にある。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、積層された2
つの誘電体基板と、2つの誘電体基板間に設けられた少
なくとも2つの共振器と、誘電体基板の外側主面に共振
器を覆うように設けられたグランド電極とを含む積層誘
電体フィルタを提供するものである。特に本発明によれ
ば、各共振器は1つのストリップラインから形成されて
おり、各ストリップラインの一端がグランド電極に接続
される短絡端として構成されていると共に他端が開放端
として構成されており、各ストリップラインの長手方向
に沿った外側エッジが直線状に形成されており、各スト
リップラインの開放端側の幅が短絡端側の幅より大きく
なるように形成されている。
【0012】各ストリップラインの開放端側の幅が短絡
端側の幅より大きくなるように形成されているので、グ
ランド電極と間のキャパシタを増大させることができ
る。即ち、同じ共振周波数のフィルタに比べて共振器自
身が持つキャパシタが増大することから共振器長を短く
することができる。さらに、共振器の短絡端側と開放端
側とが異なる幅となることにより、等価回路における共
振器間の結合Mの値が小さくなる。このことからも、従
来のフィルタに比べて共振器間の間隔が狭くとも良好な
通過域特性を得ることができる。さらに、各ストリップ
ラインの長手方向に沿った外側エッジが直線状に形成さ
れているため、誘電体基板のスペースを非常に有効に利
用して以上の共振器構造を実現することができるので、
従来のフィルタよりもより小型で良好な通過域特性を得
ることができる。
【0013】少なくとも2つの隣接する共振器間の結合
部分に、グランド電極間を導通するための少なくとも1
つのスルーホール導電体を有することが好ましい。この
ようなスルーホール導電体を積層誘電体フィルタに設け
ることによって、共振器間の最も強く結合する部分を遮
断でき、これにより共振器間隔を広げることなく共振器
間の結合を弱くすることができるからよりいっそうの小
型化が可能となる。
【0014】この少なくとも1つのスルーホール導電体
が、積層誘電体フィルタの原点対称に配置されているこ
とも好ましい。
【0015】
【発明の実施の形態】図1は本発明の積層誘電体フィル
タの一実施形態を示す分解斜視図であり、図2はこのフ
ィルタの共振器部分の構成を表わす平面図である。
【0016】図1において、11及び12は互いに張り
合わされた構成となっている高誘電率材料からなる誘電
体基板をそれぞれ示している。これら誘電体基板11及
び12間には2つの共振器(共振電極)13及び14が
設けられている。誘電体基板11及び12の外側主面に
は共振器13及び14を覆うようにグランド電極15及
び16が形成されている。
【0017】図1及び図2に示すように、共振器13及
び14の一端はグランド電極15及び16とそれぞれ接
続される短絡端とされており、もう一端は開放端になっ
ている。これら共振器13及び14には、入出力用電極
17及び18がそれぞれ設けられている。
【0018】両図から明らかのように、本実施形態にお
いては、これら共振器13及び14の各々は、いずれ
も、1つのストリップラインから形成されており、各ス
トリップラインの幅が開放端側と短絡端側とでは互いに
異なっている。即ち、共振器13及び14の各々は、そ
の開放端側の幅WO が短絡端側の幅WS より大きくなっ
ている。また、各共振器の長手方向に沿った外側エッジ
が直線状に形成されている。換言すれば、各共振器は、
開放端側が幅の広い(WO の)ストリップラインとなっ
ておりかつ短絡端側がこれより幅の狭い(WS の)スト
リップラインとなっているL字状に形成された異なる幅
を有するストリップラインから形成されている。入出力
用電極17及び18をも含めて、これらL字状の共振器
13及び14は、積層誘電体フィルタの原点19に対し
て点対称となるように配置されている。
【0019】本実施形態のように、共振器13及び14
の短絡端側の線幅WS を細くすることにより、従来の形
状よりも共振器自身が持つインダクタ、即ち図8の等価
回路におけるL1及びL2を増大させることができる。
開放端側の線幅WO を太くして面積を増大させることに
よりグランド電極15及び16と間にそれぞれ形成され
るキャパシタ、即ち図8の等価回路におけるC1及びC
2を増大させることができる。このように、同じ共振周
波数のフィルタに比べて共振器自身が持つインダクタ及
びキャパシタが増大することから図2に示す共振器長Y
1を従来の共振器長Y6より短くすることができる。従
って、積層誘電体フィルタ全体の寸法を小型化すること
ができる。
【0020】さらに、共振器13及び14の短絡端側の
幅WS と開放端側の幅WO とを互いに異なる値とするこ
とにより、等価回路における共振器間の結合Mの値が小
さくなる。従って、図2に示す共振器間の間隔S11を
従来のフィルタの間隔に比べてより狭くして小型化を図
った場合にも、良好な通過域特性を得ることができる。
またさらに、共振器13及び14の各々の長手方向に沿
った外側エッジが直線状に形成されているので、誘電体
基板11及び12それぞれのスペースを非常に有効に利
用して共振器構造を実現することができる。
【0021】以上の点から、本実施形態によれば、従来
構造のフィルタで同じ共振周波数のものよりも、より小
型で良好な通過域特性を得る積層誘電体フィルタを実現
することができる。
【0022】図3は本発明の積層誘電体フィルタの他の
実施形態を示す分解斜視図であり、図4はこのフィルタ
の共振器部分の構成を表わす平面図である。
【0023】図3において、31及び32は互いに張り
合わされた構成となっている高誘電率材料からなる誘電
体基板をそれぞれ示している。これら誘電体基板31及
び32間には2つの共振器(共振電極)33及び34が
設けられている。誘電体基板31及び32の外側主面に
は共振器33及び34を覆うようにグランド電極35及
び36が形成されている。
【0024】図3及び図4に示すように、共振器33及
び34の一端はグランド電極35及び36とそれぞれ接
続される短絡端とされており、もう一端は開放端になっ
ている。これら共振器33及び34には、入出力用電極
37及び38がそれぞれ設けられている。
【0025】本実施形態では、さらに、共振器33及び
34間の結合部分に、グランド電極35及び36間を導
通するための1つのスルーホール導電体40が設けられ
ている。このスルーホール導電体40は、図4に示すよ
うに共振器33及び34間の中央付近、即ちフィルタの
原点39の位置に設ける。
【0026】本実施形態においても、共振器33及び3
4の各々は、いずれも、1つのストリップラインから形
成されており、各ストリップラインの幅が開放端側と短
絡端側とでは互いに異なっている。即ち、共振器33及
び34の各々は、その開放端側の幅WO が短絡端側の幅
S より大きくなっている。また、各共振器の長手方向
に沿った外側エッジが直線状に形成されている。換言す
れば、各共振器は、開放端側が幅の広い(WO の)スト
リップラインとなっておりかつ短絡端側がこれより幅の
狭い(WS の)ストリップラインとなっているL字状に
形成された異なる幅を有するストリップラインから形成
されている。入出力用電極37及び38をも含めて、こ
れらL字状の共振器33及び34は、積層誘電体フィル
タの原点39に対して点対称となるように配置されてい
る。
【0027】共振器33及び34の短絡端側の線幅WS
を細くすることにより、従来の形状よりも共振器自身が
持つインダクタ、即ち図8の等価回路におけるL1及び
L2を増大させることができる。開放端側の線幅WO
太くして面積を増大させることによりグランド電極35
及び36と間にそれぞれ形成されるキャパシタ、即ち図
8の等価回路におけるC1及びC2を増大させることが
できる。このように、同じ共振周波数のフィルタに比べ
て共振器自身が持つインダクタ及びキャパシタが増大す
ることから図4に示す共振器長Y3を従来の共振器長Y
6より短くすることができる。従って、積層誘電体フィ
ルタ全体の寸法を小型化することができる。
【0028】さらに、共振器33及び34の短絡端側の
幅WS と開放端側の幅WO とを互いに異なる値とするこ
とにより、等価回路における共振器間の結合Mの値が小
さくなる。従って、図4に示す共振器間の間隔S31を
従来のフィルタの間隔に比べてより狭くして小型化を図
った場合にも、良好な通過域特性を得ることができる。
またさらに、共振器33及び34の各々の長手方向に沿
った外側エッジが直線状に形成されているので、誘電体
基板31及び32それぞれのスペースを非常に有効に利
用して共振器構造を実現することができる。
【0029】このように、従来構造のフィルタで同じ共
振周波数のものよりも、より小型で良好な通過域特性を
得る積層誘電体フィルタを実現することができる。特に
本実施形態によれば、スルーホール導電体40を共振器
33及び34間の中央付近、即ちフィルタの原点39の
位置に設けることにより、共振器間の最も強く結合する
部分を遮断することができ、共振器間の間隔S32を広
げることなく共振器間の結合を弱くすることができるの
でさらなる小型化が可能となる。
【0030】なお、図3の実施形態においては、スルー
ホール導電体が1つのみ設けられているが、グランド電
極間を導通する複数のスルーホール導電体を共振器間の
結合部分に設けてもよい。この場合、これらスルーホー
ル導電体が、積層誘電体フィルタの原点対称に配置され
ていることが望ましい。
【0031】以上述べた図1及び図3の実施形態におけ
る積層誘電体フィルタと、図6に示した従来の積層誘電
体フィルタとの実際の特性を比較する。
【0032】まず、比誘電率が90、誘電体の厚みが
0.75mmの誘電体基板を2枚積層し、その誘電体基
板中に図6に示すような形状の共振器を設けた従来の積
層誘電体フィルタを作成した。ここで、共振器の幅が
0.45mm、共振器長Y6が3.6mm、共振器間隔
S6が0.8mm、フィルタの寸法が3.7mm×4.
6mmである。このフィルタの通過域特性が図9に示さ
れている。同図におけるR6は反射減衰量特性を、P6
は通過減衰量特性を示している。このフィルタの中心周
波数は約2GHz、帯域幅は約0.4GHzである。
【0033】一方、比誘電率が90、誘電体の厚みが
0.75mmの誘電体基板を2枚積層し、その誘電体基
板中に図1に示すような形状の共振器を設けた本発明に
よる積層誘電体フィルタを作成した。ここで、共振器長
Y1が2.4mm、共振器間隔S11が0.5mm、共
振器間隔S12が0.5mm、開放端側の線幅WO
1.2mm、短絡端側の線幅WS が0.2mm、フィル
タの寸法が3.9mm×2.9mmである。このフィル
タの通過域特性が図5に示されている。同図におけるR
1は反射減衰量特性を、P1は通過減衰量特性を示して
いる。この本発明の図1の実施形態のフィルタの中心周
波数は約2GHz、帯域幅は約0.4GHzである。
【0034】以上の比較から、本発明の図1の実施形態
のフィルタは従来のフィルタに対して同じ中心周波数、
同じ帯域幅にも関わらず、約40%の面積の小型化がな
されたことがわかる。
【0035】さらに、比誘電率が90、誘電体の厚みが
0.75mmの誘電体基板を2枚積層し、その誘電体基
板中に図3に示すような形状の共振器とスルーホール導
電体とを設けた本発明による積層誘電体フィルタを作成
した。ここで、共振器長Y3が2.4mm、共振器間隔
S31が0.5mm、共振器間隔S32が0.5mm、
開放端側の線幅WO が1.2mm、短絡端側の線幅WS
が0.2mm、スルーホール導電体の直径が0.1m
m、フィルタの寸法が3.9mm×2.9mmである。
このフィルタの通過域特性が図5に示されている。同図
におけるR3は反射減衰量特性を、P3は通過減衰量特
性を示している。この本発明の図3の実施形態のフィル
タの中心周波数は約2GHzであり、減衰量が約3dB
大きくなっており、帯域幅は約0.3GHzである。
【0036】このように、スルーホール導電体を用いた
図3の実施形態の方が図1の実施形態の場合より、帯域
幅が小さくなっているのがわかる。また、スルーホール
導電体を原点対称に複数配置すれば、より効果的に小型
化が可能である。さらに、共振器の幅を上述の実施形態
のように、1段のみステップ状に変化させる他に、複数
段にステップ状に変化させることも可能である。さらに
また、ステップ状に変化させずに、なだらかに変化させ
ることも可能である。このように構成することにより、
共振器中のインピーダンスの乱れを少なくすることがで
きる。
【0037】以上述べた実施形態は全て本発明を例示的
に示すものであって限定的に示すものではなく、本発明
は他の種々の変形態様及び変更態様で実施することがで
きる。従って本発明の範囲は特許請求の範囲及びその均
等範囲によってのみ規定されるものである。
【0038】
【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、各共振器は1つのストリップラインから形成されて
おり、各ストリップラインの一端がグランド電極に接続
される短絡端として構成されていると共に他端が開放端
として構成されており、各ストリップラインの長手方向
に沿った外側エッジが直線状に形成されており、各スト
リップラインの開放端側の幅が短絡端側の幅より大きく
なるように形成されているので、より小型で良好な通過
域特性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の積層誘電体フィルタの一実施形態を示
す分解斜視図である。
【図2】図1の実施形態における共振器部分の構成を表
わす平面図である。
【図3】本発明の積層誘電体フィルタの他の実施形態を
示す分解斜視図である。
【図4】図3の実施形態における共振器部分の構成を表
わす平面図である。
【図5】図1及び図3の実施形態における積層誘電体フ
ィルタの通過域特性を示すグラフである。
【図6】従来の積層誘電体フィルタの一例を示す分解斜
視図である。
【図7】図6の従来のフィルタの共振器部分の構成を表
わす平面図である。
【図8】積層誘電体フィルタの等価回路図である。
【図9】図6の従来のフィルタの通過域特性を示すグラ
フである。
【符号の説明】
11、12、31、32 誘電体基板 13、14、33、34 共振器 15、16、35、36 グランド電極 17、18、37、38 入出力用電極 19、39 原点 40 スルーホール導電体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中井 信也 東京都中央区日本橋一丁目13番1号ティー ディーケイ株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 積層された2つの誘電体基板と、該2つ
    の誘電体基板間に設けられた少なくとも2つの共振器
    と、前記誘電体基板の外側主面に前記共振器を覆うよう
    に設けられたグランド電極とを含む積層誘電体フィルタ
    において、 前記各共振器は1つのストリップラインから形成されて
    おり、該各ストリップラインの一端が前記グランド電極
    に接続される短絡端として構成されていると共に他端が
    開放端として構成されており、該各ストリップラインの
    長手方向に沿った外側エッジが直線状に形成されてお
    り、該各ストリップラインの前記開放端側の幅が前記短
    絡端側の幅より大きくなるように形成されていることを
    特徴とする積層誘電体フィルタ。
  2. 【請求項2】 前記少なくとも2つの隣接する共振器間
    の結合部分に、前記グランド電極間を導通するための少
    なくとも1つのスルーホール導電体を有することを特徴
    とする請求項1に記載の積層誘電体フィルタ。
  3. 【請求項3】 前記少なくとも1つのスルーホール導電
    体が、当該積層誘電体フィルタの原点対称に配置されて
    いることを特徴とする請求項2に記載の積層誘電体フィ
    ルタ。
JP7470797A 1997-03-12 1997-03-12 積層誘電体フィルタ Withdrawn JPH10256806A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7907034B2 (en) 2007-05-18 2011-03-15 Murata Manufacturing Co., Ltd. Laminated band-pass filter having an even number of LC parallel resonators
JP5131344B2 (ja) * 2008-07-11 2013-01-30 株式会社村田製作所 ストリップラインフィルタ
JP2014241240A (ja) * 2013-06-12 2014-12-25 トヨタ自動車株式会社 硫化物全固体電池の製造方法

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JP2014241240A (ja) * 2013-06-12 2014-12-25 トヨタ自動車株式会社 硫化物全固体電池の製造方法

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