JPWO2009142113A1 - 積層帯域通過フィルタ - Google Patents

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Abstract

電極形成ばらつき等によるフィルタ特性のばらつきを抑え、小型化が容易であり、入出力間で所定のインピーダンス変換を行えるようにした積層帯域通過フィルタを構成する。誘電体層(101)には第1の共通電極(109)及び第2の共通電極(110)、誘電体層(102)にはキャパシタ電極(111,112,113,114)、誘電体層(103)には入出力端子引出電極(203)、誘電体層(104)には入出力端子引出電極(205,206)、誘電体層(105)には線路電極(116,117,118)をそれぞれ形成している。複数の誘電体層に形成した各電極パターン同士を積層方向に導通させるビア電極(131〜136)を形成している。これにより、3つのLC並列共振器を構成するとともに、線路電極(116,117,118)の線路長さを漸次変化させて、入力と出力のインピーダンスを変換する。

Description

この発明は、複数の誘電体層と電極層とを積層してなる積層帯域通過フィルタに関するものである。
従来、小型・低廉化に適した高周波の帯域通過フィルタは、誘電体層と電極層とを積層した積層体内に複数のLC共振器を設けることによって構成されている。
このような積層帯域通過フィルタとして特許文献1が開示されている。
特許文献1の積層帯域通過フィルタの構成を、図1を参照して説明する。
図1は特許文献1の積層型バンドパスフィルタの回路図である。この積層型バンドパスフィルタ1は、不平衡入力端2と、平衡出力端3A,3Bと、不平衡入力端2と平衡出力端3A,3Bとの間に設けられたバンドパスフィルタ部4とを備えている。バンドパスフィルタ部4は、いずれも両端開放の1/2波長共振器41よりなり、並べて配置された3つの共振器40を有している。3つの共振器40のうち、最も不平衡入力端2に近い位置に配置された共振器40は入力共振器40Iである。入力共振器40Iには、不平衡入力端2が直接接続されている。また、最も平衡出力端3A,3Bに近い位置に配置された共振器40は平衡出力用1/2波長共振器41Aである。平衡出力用1/2波長共振器41Aには、平衡出力端3A,3Bが直接接続されている。入力共振器40Iと中間の共振器40Mは電磁結合され、中間の共振器40Mと平衡出力用1/2波長共振器41Aも電磁結合されている。また、3つの共振器40の各開放端とグランドとの間にはキャパシタCが設けられている。
特開2005−45447号公報
特許文献1の積層帯域通過フィルタでは、両端開放のλ/2共振器を同一基板面上に配置することにより共振器を結合させてフィルタ特性を得ている。
しかし、この特許文献1の積層帯域通過フィルタにおいては、各共振器間の結合量の調整は、その基板面内における共振器間隔を定めることによってしか制御できず、強い結合を得たい場合などには共板器間隔を狭くする必要があり、電極形成ばらつき等により結合量がばらつき、所望のフィルタ特性が得られない、という問題が生じる。
また、共振器の形状は通過帯域の周波数により決まるため、フィルタの小型化にも限界があった。
さらに、平衡型端子側は平衡型で信号を入出力するICなどに接続することが多いが、その場合に、不平衡型端子と平衡型端子との間でインピーダンスを変換する必要がある。しかし、特許文献1に示されている構造では、両端子間で適正なインピーダンス変換を行うための設定・調整が容易ではない。
そこで、この発明の目的は、上述の問題を解消して、電極形成ばらつき等によるフィルタ特性のばらつきを抑え、小型化が容易であり、入出力間で所定のインピーダンス変換を行えるようにした積層帯域通過フィルタを提供することにある。
前記問題を解決するために、この発明の積層帯域通過フィルタは、次のように構成する。
(1)複数の誘電体層と、キャパシタ電極および/またはインダクタ電極の少なくとも一方の電極を含む複数の電極層とで形成された積層体を素体とした積層帯域通過フィルタにおいて、
前記キャパシタ電極と前記インダクタ電極とにより、隣接するLC並列共振器同士で結合する2つ以上の複数のLC並列共振器が構成され、
前記複数のLC並列共振器のうち、前記積層体の一方の端部に配置された第1のLC並列共振器が結合されて前記積層帯域通過フィルタの入力部となる入出力端子引出電極と、前記積層体の他方の端部に配置された第2のLC並列共振器が結合されて前記積層帯域通過フィルタの出力部となる入出力端子引出電極とを備え、
前記複数のLC並列共振器のインダクタ電極は、前記積層体の表面および/または内部であって積層方向に垂直な方向に並んで形成された線路電極と、前記線路電極の少なくとも一方端部に導通され前記積層体の積層方向に延びるビア電極とで構成され、
前記ビア電極と前記キャパシタ電極との接続点を始点とし、前記線路電極を含んで構成されるループのループ面が積層体の積層方向に垂直な方向に配列するようにインダクタ電極がそれぞれ形成され、互いに結合する前記LC並列共振器のインダクタ電極によるループの面を前記インダクタ電極の配列方向に見たとき、前記ループの面同士が少なくとも一部で重なり、
前記線路電極の線路長さが第1のLC並列共振器側から第2のLC並列共振器側に向かって漸次変化していて、前記入力部と前記出力部のインピーダンスが変換されることを特徴とする。
(2)また、必要に応じて前記線路電極の線路幅を第1のLC並列共振器側から第2のLC並列共振器側に向かって漸次変化するように構成する。
これにより、入出力間のインピーダンス変換がより広い範囲に亘って実現できる。
(3)また、前記線路電極のうち少なくとも1つの線路電極の長手方向の一部を、隣接する他の線路電極に近接させる。
このことにより、隣接する共振器間の結合の自由度が高まる。
(4)必要に応じて、前記線路電極のうち少なくとも1つの線路電極を他の線路電極とは異なる誘電体層上に形成する。
これにより誘電体層上のパターンを変更せずにループ面の面積を容易に変更することができる。
(5)また、前記キャパシタ電極は少なくとも第1・第2の共通電極を備え、第1の共通電極は接地電極に導通し、第2の共通電極は前記接地電極に導通せず、前記第1のLC並列共振器が結合される入出力端子引出電極は不平衡入出力端子引出電極であり、前記第2のLC並列共振器が結合される入出力端子引出電極は平衡入出力端子引出電極とする。
この構成により、平衡・不平衡変換機能も備えることができる。
(6)前記平衡入出力端子引出電極は第2のLC並列共振器の線路電極の長手方向の中央から略等しい距離にそれぞれ配置する。
この構成により平衡特性が良好となる。
(7)また、前記不平衡入出力端子引出電極と前記平衡入出力端子引出電極とを異なる誘電体層上に形成する。
これにより入力インピーダンス・出力インダクタンスを高い自由度のもとで設定できる。
(8)前記第1・第2の共通電極を、互いに異なる誘電体層に形成する。
これにより誘電体層上のパターンを変更せずにループ面の面積を容易に変更することができる。
(9)前記キャパシタ電極は少なくとも第1・第2の共通電極を備え、第1の共通電極は接地電極に導通し、第2の共通電極は前記接地電極に導通せずに、前記第2のLC並列共振器の線路電極の長手方向の中央部と前記第2の共通電極とを導通させるビア電極を備えたものとする。
(10)また、前記電源供給端子は前記第2の共通電極に形成する。
この構成により、DCフィードのための電源供給端子を特別な誘電体層を用いることなく容易に設けることができる。
(11)前記積層体の側面には、前記不平衡入出力端子引出電極および前記平衡入出力端子引出電極に接続される入出力端子と、前記接地電極に接続される接地端子とを配置する。
これにより表面実装可能な平衡・不平衡変換機能付き帯域通過フィルタが構成できる。
(12)前記誘電体層は低温焼結セラミックとする。
これにより、単位面積当たりのキャパシタンスを大きくでき、全体に小型化が図れる。
(13)前記誘電体層は樹脂とする。
これにより、積層体を構成する誘電体を低誘電率化でき、高周波化が図れる。
この発明によれば、電極形成ばらつき等によるフィルタ特性のばらつきが抑えられ、小型化が容易であり、入出力間で所定のインピーダンス変換を行える積層帯域通過フィルタが構成できる。
特許文献1の積層型バンドパスフィルタの回路図である。 第1の実施形態に係る積層帯域通過フィルタの分解斜視図である。 第1の実施形態に係る積層帯域通過フィルタの外観斜視図である。 図2・図3に示した積層帯域通過フィルタの等価回路図である。 入力インピーダンスと出力インピーダンスをともに50Ωとした場合の一方の不平衡入出力端子から見た挿入損失ILと反射損失RLの特性を示す図である。 (A1)(A2)(A3)は、LC並列共振器のキャパシタC1,C2のキャパシタンス、インダクタL1,L2のインダクタンス、及び結合係数Mを一定にしたまま出力インピーダンスを変化させた例である。(C1)(C2)(C3)は、結合係数Mを(A1)(A2)(A3)とは異なった値にして出力インピーダンスを変化させた場合の例である。(B1)(B2)(B3)は出力側LC並列共振器のキャパシタC2のキャパシタンス及びインダクタL2のインダクタンスを(A1)(A2)(A3)とは異なった値にして出力インピーダンスを変化させた場合の例である。 第2の実施形態に係る積層帯域通過フィルタの分解斜視図である。 第2の実施形態に係る積層帯域通過フィルタの外観斜視図である。 第2の実施形態に係る積層帯域通過フィルタの等価回路図である。 第3の実施形態に係る積層帯域通過フィルタの分解斜視図である。 第3の実施形態に係る積層帯域通過フィルタの外観斜視図である。 第3の実施形態に係る積層帯域通過フィルタの等価回路図である。 第4の実施形態に係る積層帯域通過フィルタの分解斜視図である。 第4の実施形態に係る積層帯域通過フィルタの外観斜視図である。 第4の実施形態に係る積層帯域通過フィルタの等価回路図である。 第5の実施形態に係る積層帯域通過フィルタの分解斜視図である。 第6の実施形態に係る積層帯域通過フィルタの分解斜視図である。
《第1の実施形態》
第1の実施形態に係る積層帯域通過フィルタについて図2〜図6を参照して説明する。
図2は第1の実施形態に係る積層帯域通過フィルタの分解斜視図、図3はその外観斜視図である。
図2に示すように、この積層帯域通過フィルタは、それぞれ所定の電極パターンを形成した複数の誘電体層101〜105を積層してなる。
誘電体層101には共通電極109、誘電体層102にはキャパシタ電極111,112、誘電体層103には入出力端子引出電極203、誘電体層104には入出力端子引出電極204、誘電体層105には線路電極116,117をそれぞれ形成している。また、複数の誘電体層に形成した各電極パターン同士を積層方向に導通させるビア電極131〜134を形成している。
なお、入出力端子引出電極203,204は誘電体層の一方端部とそれに対向する他方端部へ引き出されている。
ビア電極131は、その一端がキャパシタ電極111に導通していて、他端が線路電極116の一端と導通している。また、このビア電極131の所定位置が入出力端子引出電極203に導通している。
ビア電極132は、その一端が線路電極116の他端と導通していて、他端が共通電極109に導通している。
ビア電極133は、その一端が共通電極109と導通していて、他端が線路電極117の一端と導通している。
ビア電極134は、その一端が線路電極117の他端と導通していて、他端がキャパシタ電極112と導通している。またこのビア電極134の所定位置が入出力端子引出電極204に導通している。
また、共通電極109には2つのグランド端子引出電極201,202を形成している。
図2に示したように、ビア電極131とキャパシタ電極111との接続点を始点とし、ビア電極131,132及び線路電極116により第1のループが誘電体層の積層方向に構成されている。同様に、ビア電極134とキャパシタ電極112との接続点を始点とし、ビア電極133,134及び線路電極117により第2のループが誘電体層の積層方向に構成されている。
このようにLC並列共振器のインダクタ電極によるループの面をインダクタ電極の配列方向に見たとき、すなわち線路電極の長手方向に直交し且つ誘電体層の積層厚み方向に対して直交する方向に見たとき、ループの面同士が少なくとも一部で重なっていて、第1・第2のループが互いに磁界結合する。また、線路電極116,117の線路長さは互いに異なっていて、入力インピーダンスと出力インピーダンスを変換するように作用する。
前記各種電極パターンを形成した誘電体層101〜105の積層体を構成するとともに、図3に示すように、その4つの側面のうち対向する2つの側面に(端面に)不平衡入出力端子23,24を設け、残る2つの側面に接地端子21,22を設けることによって積層帯域通過フィルタ11を構成する。
前記誘電体層101〜105の誘電体部分は、比誘電率が6以上80以下の範囲内である。特に容量を生じさせる誘電体層102の比誘電率は20以上である。各誘電体層は、例えば酸化チタン、酸化バリウム、アルミナ等の成分のうち、少なくとも1つ以上の成分と、ガラス成分とから形成される低温焼結セラミックス(LTCC)を用いて形成する。または液晶ポリマ(LCP)やポリイミドなどの樹脂を用いて形成する。
各誘電体層を形成する材料は、以降に示す別の実施形態についても同様である。
図4は、図2・図3に示した積層帯域通過フィルタの等価回路図である。図4においてインダクタL1は、図2に示したビア電極131,132及び線路電極116で構成されるインダクタ電極により生じるインダクタ成分を記号化したものである。
同様にインダクタL2は、ビア電極133,134及び線路電極117で構成されるインダクタ電極により生じるインダクタンス成分を記号化したものである。
また、キャパシタC1はキャパシタ電極111と共通電極109との間に生じる容量を記号化したものである。同様にキャパシタC2はキャパシタ電極112と共通電極109との間に生じる容量を記号化したものである。
キャパシタC12はビア電極131,132と133,134との間、及び線路電極116と117との間に生じるストレー容量を記号化したものである。
図4に示したインダクタL1及びキャパシタC1によって第1のLC並列共振器を構成し、インダクタL2及びキャパシタC2によって第2のLC並列共振器を構成している。
次に、前記インピーダンス変換の作用効果及び設計方法について図5及び図6を参照して説明する。
まず、図4に示したキャパシタC1,C2のキャパシタンスを8pF、インダクタL1,L2のインダクタンスを0.5nH、この2つLC並列共振器の結合係数M1を0.1として、入力インピーダンスと出力インピーダンスをともに50Ωとした場合の一方の不平衡入出力端子(入力側端子)から見た挿入損失ILと反射損失RLの特性を図5に示す。但し、このように入力インピーダンスと出力インピーダンスが等しい場合には、図2の例とは異なり、回路は入出力で対称形となる。
図6の(A1)(A2)(A3)は、それぞれ前記キャパシタC1,C2のキャパシタンス、インダクタL1,L2のインダクタンス、及び2つのLC並列共振器間の結合係数Mを一定にしたまま出力インピーダンスを変化させた場合の例である。また、図6(C1)(C2)(C3)は、2つのLC並列共振器間の結合係数Mを(A1)(A2)(A3)とは異なった値にして出力インピーダンスを変化させた場合の例である。さらに、図6(B1)(B2)(B3)は出力側LC並列共振器のキャパシタC2のキャパシタンス及びインダクタL2のインダクタンスを(A1)(A2)(A3)とは異なった値にして出力インピーダンスを変化させた場合の例である。なお、図6のすべての図において、縦軸は損失[dB]を表している。
(A1)(B1)(C1)は、入力インピーダンスZin=50Ω、出力インピーダンスZout=100Ωである。また(A2)(B2)(C2)はZin=50Ω、Zout=50−J50Ω(1/ωC(リアクタンス)=50Ω)、(A3)(B3)(C3)は、Zin=50Ω、Zout=100−J50Ω(1/ωC(リアクタンス)=50Ω)の場合の挿入損失IL及び反射損失RLの変化を表している。
図5と図6(A1)〜(A3)を比較すれば明らかなように、Zin=50Ω、Zout=50Ωで設計したフィルタの出力に接続される回路のインピーダンスがずれると反射損失RLが増大することが分かる。
従来はこのようなフィルタの出力段に接続される回路に要求されるインピーダンスに合わせてインピーダンスマッチングを図るために、LC並列共振器間の結合係数Mを調整していた。図6(C1)〜(C3)はいずれもM=0.12とした例である。
このように結合度Mを調整することによって、ある程度マッチングをとることができるが、例えば図6(C2)のように、出力インピーダンスZoutの虚部の値によっては反射損失RL特性が改善されない。
これに対して、本発明ではLC並列共振器のインピーダンスを適宜定めることによって入出力間のインピーダンス変換を行う。図6の(B1)〜(B3)は出力側LC並列共振器のキャパシタC2のキャパシタンスを10pF、インダクタL2のインダクタンスを0.4nHとし、結合係数M=0.1に固定した例である。
図6において(A2)(B2)(C2)をそれぞれ対比すれば明らかなように、出力側共振器のインピーダンスをキャパシタC2及びインダクタL2の比率によって定めることにより、反射損失RL特性を大きく改善できることが分かる。したがってこの共振器のインピーダンス設定と従来の共振間の結合係数の設定を合わせて行うことによって更にインピーダンス整合特性に優れたインピーダンス変換機能を備える帯域通過フィルタが構成できる。
《第2の実施形態》
第2の実施形態に係る積層帯域通過フィルタについて図7〜図9を参照して説明する。
第1の実施形態では2つのLC並列共振器を用いて不平衡入出力を行う積層帯域通過フィルタについて示したが、第2の実施形態では、3つのLC並列共振器を用いて、前述したインピーダンス変換を行うとともに平衡不平衡変換も行うようにしている。
図7は第2の実施形態に係る積層帯域通過フィルタの分解斜視図、図8はその外観斜視図である。
図7に示すように、この積層帯域通過フィルタは、それぞれ所定の電極パターンを形成した複数の誘電体層101〜105を積層してなる。
誘電体層101には第1の共通電極109及び第2の共通電極110、誘電体層102にはキャパシタ電極111,112,113,114、誘電体層103には入出力端子引出電極203、誘電体層104には入出力端子引出電極205,206、誘電体層105には線路電極116,117,118をそれぞれ形成している。また、複数の誘電体層に形成した各電極パターン同士を積層方向に導通させるビア電極131〜136を形成している。
ビア電極131は、その一端がキャパシタ電極111に導通していて、他端が線路電極116の一端と導通している。また、このビア電極131の所定位置が入出力端子引出電極203に導通している。
ビア電極132は、その一端が線路電極116の他端と導通していて、他端が共通電極109に導通している。
ビア電極133は、その一端が共通電極109と導通していて、他端が線路電極117の一端と導通している。
ビア電極134は、その一端が線路電極117の他端と導通していて、他端がキャパシタ電極112と導通している。
ビア電極135は、その一端が線路電極118の一端と導通していて、他端がキャパシタ電極113と導通している。また、このビア電極135の所定位置が入出力端子引出電極205に導通している。
ビア電極136は、その一端が線路電極118の他端と導通していて、他端がキャパシタ電極114と導通している。また、このビア電極136の所定位置が入出力端子引出電極206に導通している。
さらに、共通電極109には2つのグランド端子引出電極201,202を引き出している。
図7に示したように、ビア電極131とキャパシタ電極111との接続点を始点とし、ビア電極131,132及び線路電極116により第1のループが誘電体層の積層方向に構成されている。同様に、ビア電極134とキャパシタ電極112との接続点を始点とし、ビア電極133,134及び線路電極117により第2のループが誘電体層の積層方向に構成されている。さらに、ビア電極135とキャパシタ電極113との接続点を始点とし、ビア電極135,136及び線路電極118により第3のループが誘電体層の積層方向に構成されている。
このようにLC並列共振器のインダクタ電極によるループの面をインダクタ電極の配列方向に見たとき、すなわち線路電極の長手方向に直交し且つ誘電体層の積層厚み方向に対して直交する方向に見たとき、ループの面同士が少なくとも一部で重なっていて、第1・第2・第3のループが互いに磁界結合する。また、線路電極116,117,118の線路長さは互いに異なっていて、入力インピーダンスと出力インピーダンスを変換するように作用する。さらに、後述するように、平衡・不平衡の変換も行う。
前記各種電極パターンを形成した誘電体層101〜105の積層体を構成するとともに、図8に示すように、その4つの側面のうち対向する2つの側面(端面)の一方に不平衡入出力端子23、他方に平衡入出力端子25,26を設け、残る2つの側面に接地端子21,22を設けることによって積層帯域通過フィルタ12を構成する。
図9は、図7・図8に示した積層帯域通過フィルタの等価回路図である。図9においてインダクタL1は、図7に示したビア電極131,132及び線路電極116で構成されるインダクタ電極により生じるインダクタ成分を記号化したものである。同様にインダクタL2は、ビア電極133,134及び線路電極117で構成されるインダクタ電極により生じるインダクタンス成分を記号化したものである。
インダクタL3は、ビア電極135,136及び線路電極118で構成されるインダクタ電極により生じるインダクタンス成分を記号化したものである。
また、キャパシタC1はキャパシタ電極111と第1の共通電極109との間に生じる容量を記号化したものである。同様にキャパシタC2はキャパシタ電極112と第1の共通電極109との間に生じる容量を記号化したものである。
キャパシタC3,C4はキャパシタ電極113,114と第2の共通電極110との間に生じる容量を記号化したものである。
キャパシタC12はビア電極131,132と133,134との間、及び線路電極116と117との間に生じるストレー容量を記号化したものである。同様に、キャパシタC23はビア電極133,134と135,136との間、及び線路電極117と118との間に生じるストレー容量を記号化したものである。
図9に示したインダクタL1及びキャパシタC1によって第1のLC並列共振器を構成し、インダクタL3及びキャパシタC3,C4によって第2のLC並列共振器を構成している。インダクタL2及びキャパシタC2は、第1のLC並列共振器と第2のLC並列共振器の間に存在するLC並列共振器を構成する。
第1のLC並列共振器と中間のLC並列共振器はM1で示すように磁界結合し、第2のLC並列共振器と中間のLC並列共振器はM2で示すように磁界結合する。
このように線路電極116,117,118の各線路長さを第1のLC並列共振器側から第2のLC並列共振器側に向かって漸次変化させることによって、隣接するLC並列共振器間の大きなインピーダンス変化を無くして反射損失を低減することができる。
なお、図7に示した例では、線路電極116,117,118の電極幅をほぼ一定としたが、第1のLC並列共振器の線路電極116から第2のLC並列共振器の線路電極118に向かって電極幅を漸次変化させてもよい。このことによりインダクタ電極のインダクタンス成分を漸次変化させることができ、隣接するLC並列共振器のインピーダンス変化を緩やかにして反射損失をより低減できる。
また、ビア電極131とキャパシタ電極111との接続点を始点とするループをなすインダクタ電極の途中から不平衡入出力端子引出電極203を引き出し、またビア電極135とキャパシタ電極113との接続点を始点とするループをなすインダクタ電極の途中から平衡入出力端子引出電極205を引き出し、同様にビア電極136とキャパシタ電極114との接続点を終点とするループをなすインダクタ電極の途中から平衡入出力端子引出電極206を引き出すことによって、第1のLC並列共振器の入出力端子から見たインピーダンスを適宜定めることができる。
このようにして入出力間のインピーダンス変換を行うとともに不平衡−平衡変換機能をも備えた積層帯域通過フィルタを構成することができる。
《第3の実施形態》
第3の実施形態に係る積層帯域通過フィルタについて図10〜図12を参照して説明する。
第3の実施形態では、3つのLC並列共振器を用いて、前述したインピーダンス変換を行うとともに平衡不平衡変換も行い、さらにDCフィード用の電源供給端子(以下、DCフィード端子という。)を設けたものである。
図10は第3の実施形態に係る積層帯域通過フィルタの分解斜視図、図11はその外観斜視図である。
第2の実施形態で図7に示した積層帯域通過フィルタの構造と異なるのは、線路電極118の中央と第2の共通電極110とをビア電極137で接続するとともに、共通電極110にDCフィード端子引出電極207を設けたことである。図11に示すように、その4つの側面のうち対向する2つの側面(端面)の一方に不平衡入出力端子23、他方に平衡入出力端子25,26およびDCフィード端子27を設け、残る2つの側面に接地端子21,22を設けることによって積層帯域通過フィルタ13を構成する。
図12は、図10・図11に示した積層帯域通過フィルタの等価回路図である。図9に示した回路と異なるのは、インダクタL3の中央をキャパシタC3,C4の接続点に接続するとともに、その接続位置からDCフィード端子27を取り出したことである。
このようにして入出力間のインピーダンス変換を行うとともに不平衡−平衡変換機能をも備えた積層帯域通過フィルタを構成することができ、しかも平衡入出力端子25,26に接続される差動増幅回路(ICチップ)に対してDCフィード端子27からバイアス電圧を印加することができる。
《第4の実施形態》
第4の実施形態に係る積層帯域通過フィルタについて図13〜図15を参照して説明する。
第4の実施形態では、3つのLC並列共振器を用いて、インピーダンス変換を行うとともに平衡不平衡変換も行い、さらにDCフィード端子とグランドとの間にキャパシタを設けたものである。
図13は第4の実施形態に係る積層帯域通過フィルタの分解斜視図、図14はその外観斜視図である。
第3の実施形態で図10に示した積層帯域通過フィルタの構造と異なり、図13に示す例では、キャパシタ電極115及びDCフィード端子引出電極208を形成した誘電体層100を設け、このキャパシタ電極115と第2の共通電極110とをビア電極を介して導通させている。
図14に示すように、4つの側面のうち対向する2つの側面(端面)の一方に不平衡入出力端子23及びDCフィード端子28、他方に平衡入出力端子25,26を設け、残る2つの側面に接地端子21,22を設けることによって積層帯域通過フィルタ14を構成する。
図15においてキャパシタC5は、図13に示したキャパシタ電極115と第1の共通電極109との間に生じる容量である。
このようにしてDCフィード端子とグランドとの間にキャパシタC5を設けることによって、高周波信号がDCフィード端子28へ入力されるのを防止できる。
《第5の実施形態》
図16において誘電体層105aに線路電極116を形成し、誘電体層105bに線路電極117を形成し、誘電体層105cに線路電極118を形成している。このように3つのLC並列共振器のインダクタ電極の一部である線路電極の形成層をそれぞれ異なった誘電体層に形成している。その他の構成は第4の実施形態の場合と同様である。
この構成により、各LC並列共振器のビア電極と線路電極とによるインダクタ電極のループ面積を適宜定めることができるので、所望のインピーダンスをより高い自由度の下で設定することができる。しかも、各線路電極116,117,118のパターン自体は同一にしたまま、形成する誘電体層を異ならせ(変更し)各誘電体層間に挿入する誘電体層の数や厚みを変更するだけでループ面積を任意に設定することができる。そのため、特性の異なったフィルタごとに異なった電極パターンを形成することなく、誘電体シートを共用化でき、製造コストが大幅に削減できる。
《第6の実施形態》
図17は第6の実施形態に係る積層帯域通過フィルタの分解斜視図である。第2の実施形態で図7に示した例と異なり、線路電極117の一部を屈曲させて、隣接する線路電極118にその一部を近接させている。この構造により、ビア電極133,134及び線路電極117によるインダクタ電極を備えたLC並列共振器と、ビア電極135,136及び線路電極118によるインダクタ電極を備えたLC並列共振器との結合度を高めることができる。
このようにして各共振器のインピーダンスを定めるとともに共振器間の結合係数を定めることによって反射損失をより小さくすることができる。
なお、以上に示した各実施形態では、複数のLC並列共振器のインダクタ電極の一部である線路電極を積層体の表面に形成したが、これらのインダクタ電極のすべてを積層体の内部に設けてもよい。
また、前記誘電体層のうち第1・第2の共通電極を互いに異なる誘電体層に形成し、そのことによってインダクタ電極によるインダクタンスを所定値に定めるようにしてもよい。
11〜14…積層帯域通過フィルタ
21,22…接地端子
23,24…不平衡入出力端子
25,26…平衡入出力端子
27,28…DCフィード端子
100〜105…誘電体層
109…第1の共通電極(共通電極)
110…第2の共通電極
111〜115…キャパシタ電極
116〜118…線路電極
131〜137…ビア電極
201,202…グランド端子引出電極
203,204…不平衡入出力端子引出電極
205,206…平衡入出力端子引出電極
207,208…DCフィード端子引出電極

Claims (13)

  1. 複数の誘電体層と、キャパシタ電極および/またはインダクタ電極の少なくとも一方の電極を含む複数の電極層とで形成された積層体を素体とした積層帯域通過フィルタにおいて、
    前記キャパシタ電極と前記インダクタ電極とにより、隣接するLC並列共振器同士で結合する2つ以上の複数のLC並列共振器が構成され、
    前記複数のLC並列共振器のうち、前記積層体の一方の端部に配置された第1のLC並列共振器が結合されて前記積層帯域通過フィルタの入力部となる入出力端子引出電極と、前記積層体の他方の端部に配置された第2のLC並列共振器が結合されて前記積層帯域通過フィルタの出力部となる入出力端子引出電極とを備え、
    前記複数のLC並列共振器のインダクタ電極は、前記積層体の表面および/または内部であって積層方向に垂直な方向に並んで形成された線路電極と、前記線路電極の少なくとも一方端部に導通され前記積層体の積層方向に延びるビア電極とで構成され、
    前記ビア電極と前記キャパシタ電極との接続点を始点とし、前記線路電極を含んで構成されるループのループ面が積層体の積層方向に垂直な方向に配列するようにインダクタ電極がそれぞれ形成され、互いに結合する前記LC並列共振器のインダクタ電極によるループの面を前記インダクタ電極の配列方向に見たとき、前記ループの面同士が少なくとも一部で重なり、
    前記線路電極の線路長さが第1のLC並列共振器側から第2のLC並列共振器側に向かって漸次変化していて、前記入力部と前記出力部のインピーダンスが変換されることを特徴とする積層帯域通過フィルタ。
  2. 前記線路電極の線路幅が第1のLC並列共振器側から第2のLC並列共振器側に向かって漸次変化していることを特徴とする請求項1に記載の積層帯域通過フィルタ。
  3. 前記線路電極のうち少なくとも1つの線路電極の長手方向の一部を、隣接する他の線路電極に近接させた、請求項1または2に記載の積層帯域通過フィルタ。
  4. 前記線路電極のうち少なくとも1つの線路電極を他の線路電極とは異なる誘電体層上に形成した、請求項1、2または3に記載の積層帯域通過フィルタ。
  5. 前記キャパシタ電極は少なくとも第1・第2の共通電極を備え、第1の共通電極は接地電極に導通し、第2の共通電極は前記接地電極に導通せず、前記第1のLC並列共振器が結合される入出力端子引出電極は不平衡入出力端子引出電極であり、前記第2のLC並列共振器が結合される入出力端子引出電極は平衡入出力端子引出電極である、請求項1〜4のいずれかに記載の積層帯域通過フィルタ。
  6. 前記平衡入出力端子引出電極は前記第2のLC並列共振器の線路電極の長手方向の中央から略等しい距離にそれぞれ配置された、請求項5に記載の積層帯域通過フィルタ。
  7. 前記不平衡入出力端子引出電極と前記平衡入出力端子引出電極とを異なる誘電体層上に形成した、請求項5または6に記載の積層帯域通過フィルタ。
  8. 前記第1・第2の共通電極が互いに異なる誘電体層に形成されている、請求項5〜7のいずれかに記載の積層帯域通過フィルタ。
  9. 前記キャパシタ電極は少なくとも第1・第2の共通電極を備え、第1の共通電極は接地電極に導通し、第2の共通電極は前記接地電極に導通せずに、前記第2のLC並列共振器の線路電極の長手方向の中央部と前記第2の共通電極とを導通させるビア電極を備えた、請求項5〜8のいずれかに記載の積層帯域通過フィルタ。
  10. 前記第2の共通電極に電源供給端子引出電極が形成されている、請求項9に記載の積層帯域通過フィルタ。
  11. 前記積層体の側面に、前記不平衡入出力端子引出電極および前記平衡入出力端子引出電極に接続される入出力端子と、前記接地電極に接続される接地端子とが配置されている、請求項5〜10のいずれかに記載の積層帯域通過フィルタ。
  12. 前記誘電体層は低温焼結セラミックである、請求項1〜11のいずれかに記載の積層帯域通過フィルタ。
  13. 前記誘電体層は樹脂である、請求項1〜11のいずれかに記載の積層帯域通過フィルタ。
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