JPWO2009142113A1 - 積層帯域通過フィルタ - Google Patents
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Abstract
Description
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。
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。
(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。
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。
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。
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。
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。
この構成により平衡特性が良好となる。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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)
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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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