WO2017085936A1 - 誘電体フィルタユニット及び通信機器 - Google Patents

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WO2017085936A1
WO2017085936A1 PCT/JP2016/004925 JP2016004925W WO2017085936A1 WO 2017085936 A1 WO2017085936 A1 WO 2017085936A1 JP 2016004925 W JP2016004925 W JP 2016004925W WO 2017085936 A1 WO2017085936 A1 WO 2017085936A1
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WO
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dielectric
dielectric block
opening
conductive layer
pattern
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Application number
PCT/JP2016/004925
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English (en)
French (fr)
Inventor
雅史 堀内
山本 晃生
吉川 博道
Original Assignee
京セラ株式会社
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01PWAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00Auxiliary devices
    • H01P1/20Frequency-selective devices, e.g. filters
    • H01P1/201Filters for transverse electromagnetic waves
    • H01P1/205Comb or interdigital filters; Cascaded coaxial cavities
    • H01P1/2053Comb or interdigital filters; Cascaded coaxial cavities the coaxial cavity resonators being disposed parall to each other
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01PWAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00Auxiliary devices
    • H01P1/20Frequency-selective devices, e.g. filters
    • H01P1/2002Dielectric waveguide filters
    • HELECTRICITY
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    • H01P5/00Coupling devices of the waveguide type
    • H01P5/02Coupling devices of the waveguide type with invariable factor of coupling
    • HELECTRICITY
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    • H01P5/00Coupling devices of the waveguide type
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    • H01PWAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P7/00Resonators of the waveguide type
    • H01P7/10Dielectric resonators

Definitions

  • the present disclosure relates to a dielectric filter unit and a communication device.
  • a dielectric filter including a dielectric resonator is known (for example, see Patent Document 1).
  • the dielectric resonator includes a dielectric block having a plane portion, and generates TM-mode resonance having an electric field component in a direction perpendicular to the plane portion inside the dielectric block.
  • a dielectric filter is required to have a wide signal passband width and be stable.
  • a dielectric filter unit includes a first dielectric block and a second dielectric block, and includes three or more dielectric blocks arranged in a predetermined direction, and a transmission line. Between the first dielectric block and the second dielectric block, at least one dielectric block among the three or more dielectric blocks is located. Each of the three or more dielectric blocks is electromagnetically coupled to one or two adjacent dielectric blocks. The transmission line is electromagnetically coupled to the first dielectric block and the second dielectric block.
  • a communication device includes a dielectric filter unit that includes a first dielectric block and a second dielectric block, and includes three or more dielectric blocks arranged in a predetermined direction, and a transmission line. Prepare. Between the first dielectric block and the second dielectric block, at least one dielectric block among the three or more dielectric blocks is located. Each of the three or more dielectric blocks is electromagnetically coupled to one or two adjacent dielectric blocks. The transmission line is electromagnetically coupled to the first dielectric block and the second dielectric block.
  • FIG. 5 is a schematic diagram of a circuit of the dielectric filter unit shown in FIGS. It is a graph which shows an example of the frequency characteristic of a dielectric material filter unit.
  • the dielectric filter 10 includes a first dielectric block 100, a second dielectric block 200, and a third dielectric block 300.
  • the first dielectric block 100, the second dielectric block 200, and the third dielectric block 300 are positioned side by side in the X-axis direction.
  • the third dielectric block 300 is located between the first dielectric block 100 and the second dielectric block 200.
  • the first dielectric block 100, the second dielectric block 200, and the third dielectric block 300 are also simply referred to as dielectric blocks.
  • each dielectric block is a substantially rectangular parallelepiped.
  • Each dielectric block is not limited to a substantially rectangular parallelepiped.
  • Each dielectric block may be a polyhedron.
  • Each dielectric block may be a solid that is at least partially surrounded by a curved surface.
  • the length of each dielectric block in the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions is the same as the length of each of the other dielectric blocks in the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions.
  • the length of each dielectric block in each direction may be different from the length of each dielectric block in each direction.
  • each dielectric block has six faces.
  • the first dielectric block 100 has a first surface 104 facing the negative direction of the Z axis and a second surface 105 facing the positive direction of the Z axis.
  • the first dielectric block 100 has a third surface 106 facing the negative direction of the X axis and a fourth surface 107 facing the positive direction of the X axis.
  • the first dielectric block 100 has a fifth surface 108 facing the positive direction of the Y axis and a sixth surface 109 facing the negative direction of the Y axis.
  • the second dielectric block 200 has a first surface 204 that faces the negative direction of the Z axis, and a second surface 205 that faces the positive direction of the Z axis.
  • the second dielectric block 200 has a third surface 206 that faces the negative direction of the X axis and a fourth surface 207 that faces the positive direction of the X axis.
  • the second dielectric block 200 has a fifth surface 208 facing the positive direction of the Y axis and a sixth surface 209 facing the negative direction of the Y axis.
  • the third dielectric block 300 has a first surface 304 that faces the negative direction of the Z-axis and a second surface 305 that faces the positive direction of the Z-axis.
  • the third dielectric block 300 has a third surface 306 facing the negative direction of the X axis and a fourth surface 307 facing the positive direction of the X axis.
  • the third dielectric block 300 has a fifth surface 308 facing the positive direction of the Y axis and a sixth surface 309 facing the negative direction of the Y axis.
  • Each dielectric block includes a dielectric base and a conductive layer located on each surface of the dielectric base.
  • the dielectric base may be composed of a dielectric material such as dielectric ceramics.
  • the dielectric material may be a dielectric ceramic material containing, for example, BaTiO3, Pb4Fe2Nb2O12, TiO2, and the like.
  • the dielectric material is not limited to dielectric ceramics, and may be a resin material such as an epoxy resin.
  • the dielectric material may have a high dielectric constant.
  • the relative dielectric constant may be 70 or more, for example.
  • a dielectric material having a small change in characteristics such as a resonance frequency according to a temperature change may be employed.
  • the conductive layer may be, for example, a metal thin film layer.
  • the conductive layer is not limited to a metal, and may include various conductive materials such as a nonmetallic conductive material.
  • the conductive material may be a conductive material mainly composed of an Ag alloy such as Ag, Ag—Pd, or Ag—Pt.
  • the conductive material may be a Cu-based, W-based, Mo-based, or Pd-based conductive material.
  • the conductive layer may be a material obtained by metallizing a dielectric block such as Ag metallization.
  • the conductive layer may be formed by a method including printing and baking, vapor deposition, physical vapor deposition (PVD), chemical vapor deposition (CVD), and the like.
  • the conductive layer located on each surface of the dielectric base of each dielectric block is represented by adding a to the end of the symbol representing each surface.
  • the conductive layer located on the first surface 104 of the first dielectric block 100 is represented as a conductive layer 104a.
  • the conductive layers on each surface are electrically connected to each other. When at least a part of the conductive layer is grounded, the conductive layer on each surface has a ground potential.
  • the conductive layer 107a located on the fourth surface 107 has an opening 107b.
  • the first dielectric block 100 has a connection conductive layer 107 c on the fourth surface 107 in the opening 107 b.
  • the conductive layer 206a located on the third surface 206 has an opening 206b.
  • the second dielectric block 200 has a connection conductive layer 206 c in the opening 206 b and on the third surface 206.
  • the conductive layers 306a and 307a located on the third surfaces 306 and 307 respectively have openings 306b and 307b.
  • the third dielectric block 300 has connection conductive layers 306c and 307c in the openings 306b and 307b and on the third surfaces 306 and 307, respectively.
  • the connection conductive layers 107c, 206c, 306c, and 307c are located at predetermined intervals from the conductive layers 107a, 206a, 306a, and 307a, respectively.
  • the connection conductive layers 107c, 206c, 306c, and 307c are not electrically connected to the conductive layers 107a, 206a, 306a, and 307a, respectively.
  • the predetermined distance between the connection conductive layer 107c and the conductive layer 107a is set to a length that does not allow conduction to the conductive layer 107a even when a manufacturing error occurs in the position of the connection conductive layer 107c.
  • the predetermined intervals between the connection conductive layer 206c and the conductive layer 206a, between the connection conductive layer 306c and the conductive layer 306a, and between the connection conductive layer 307c and the conductive layer 307a are electrically conductive with the connection conductive layer 107c.
  • the length is set so as to allow a manufacturing error as well as the predetermined distance between the layer 107a.
  • the connection conductive layer may be configured similarly to the conductive layer.
  • the connection conductive layer may be, for example, a metal thin film layer.
  • the connection conductive layer is not limited to metal, and may include various conductive materials such as non-metallic conductive materials.
  • the conductive material may be a conductive material mainly composed of an Ag alloy such as Ag, Ag—Pd, or Ag—Pt.
  • the conductive material may be a Cu-based, W-based, Mo-based, or Pd-based conductive material.
  • the connection conductive layer may be a material obtained by metallizing a dielectric block such as Ag metallization.
  • the connection conductive layer may be formed by a method including printing and baking, vapor deposition, physical vapor deposition (PVD), chemical vapor deposition (CVD), and the like.
  • the opening 107b and the opening 306b face each other.
  • the connection conductive layer 107c and the connection conductive layer 306c are electrically connected.
  • the opening 206b and the opening 307b face each other.
  • the connection conductive layer 206c and the connection conductive layer 307c are electrically connected.
  • the connection conductive layer 107c and the connection conductive layer 306c are electrically connected through a connection member 107d.
  • connection conductive layer 206c and the connection conductive layer 307c are electrically connected through a connection member 206d.
  • a connection member 206d for example, a solder material is included.
  • the connection conductive layer 107c and the connection conductive layer 306c, and the connection conductive layer 206c and the connection conductive layer 307c are not limited to the solder material, and may be joined with other materials.
  • the connection conductive layer 107c and the connection conductive layer 306c, and the connection conductive layer 206c and the connection conductive layer 307c can be electrically joined by a conductive adhesive, a conductive double-sided tape, or the like.
  • connection conductive layers 107c and 306c and the electrical connection of the connection conductive layers 206c and 307c can allow manufacturing errors in the relative positions of the dielectric blocks. Electrical insulation between connection conductive layer 107c and conductive layer 306a, electrical insulation between connection conductive layer 206c and conductive layer 307a, electrical insulation between connection conductive layer 306c and conductive layer 107a, and connection conductive layer 307c and conductive layer
  • the electrical isolation of 206a can allow manufacturing errors in the relative position of each dielectric block.
  • the facing of the openings 107b and 306b and the facing of the openings 206b and 307b can allow a manufacturing error in the relative position of each dielectric block.
  • the first dielectric block 100 and the third dielectric block 300 are electromagnetically coupled.
  • the connection conductive layer 107c and the connection conductive layer 306c are conducted, the coupling between the first dielectric block 100 and the third dielectric block 300 may be stronger.
  • the second dielectric block 200 and the third dielectric block 300 are electromagnetically coupled.
  • the connection conductive layer 206c and the connection conductive layer 307c are conducted, the coupling between the second dielectric block 200 and the third dielectric block 300 can be stronger.
  • the capacitive coupling is superior to the inductive coupling between the dielectric blocks.
  • the conductive layer 107a and the conductive layer 306a can directly conduct each other. At least a part of the conductive layer 107a and the conductive layer 306a can be bonded with a solder material or the like.
  • the conductive layer 107a and the conductive layer 306a are not limited to a solder material, and may be joined with other materials such as a conductive adhesive or a conductive double-sided tape.
  • the conductive layer 107a and the conductive layer 306a can be joined by a mechanical joining member including screws and bolts.
  • the conductive layer 107a and the conductive layer 306a can be joined by at least one connecting member 107d.
  • the connecting member 107d is located a predetermined distance away from the openings 107b and 306b in the positive and negative directions of the Y axis.
  • the position of the connecting member 107d is not limited to the above-described position, and may be on any region of the conductive layer 107a.
  • the position of the connecting member 107d may be on the entire conductive layer 107a.
  • the position of the connecting member 107d is not limited to the fourth surface 107, and may be on the third surface 306.
  • the connecting member 107d can be shown as a connecting member 306d on the third surface 306.
  • the conductive layer 206a and the conductive layer 307a can be directly connected to each other. At least a part of the conductive layer 206a and the conductive layer 307a can be joined by a solder material or the like. The conductive layer 206a and the conductive layer 307a are not limited to the solder material, and may be joined with other materials such as a conductive adhesive or a conductive double-sided tape. The conductive layer 206a and the conductive layer 307a can be joined by a mechanical joining member including screws and bolts. The conductive layer 206a and the conductive layer 307a can be joined by at least one connecting member 206d.
  • the connecting member 206d is located a predetermined distance away from the openings 206b and 307b in the positive and negative directions of the Y axis.
  • the position of the connecting member 206d is not limited to the above-described position, and may be on any region of the conductive layer 206a.
  • the position of the connecting member 206d may be on the entire conductive layer 206a.
  • the position of the connecting member 206d is not limited to the third surface 206, and may be on the fourth surface 307.
  • the connecting member 206d can be shown as a connecting member 307d on the fourth surface 307.
  • the first dielectric block 100 and the third dielectric block 300 are mechanically joined by a connecting member 107d.
  • a connecting member 107d By mechanically bonding the conductive layer 107a and the conductive layer 306a, the mechanical coupling between the first dielectric block 100 and the third dielectric block 300 may be stronger.
  • the second dielectric block 200 and the third dielectric block 300 are mechanically joined by a connecting member 206d.
  • a connecting member 206d By mechanically bonding the conductive layer 206a and the conductive layer 307a, the mechanical coupling between the second dielectric block 200 and the third dielectric block 300 may be stronger.
  • the conductive layer of the first dielectric block 100 and the conductive layer of the third dielectric block 300 are electrically connected by the connecting member 107d.
  • the conductive layer of the second dielectric block 200 and the conductive layer of the third dielectric block 300 are electrically connected by the connecting member 206d.
  • the dielectric filter 10 can be more electrically stable.
  • the conductive layer 104a has an opening 104b.
  • the conductive layer 204a has an opening 204b.
  • the conductive layer 304a has an opening 304b.
  • a signal is input to the dielectric filter 10 from the opening 104b.
  • the opening 104b is also referred to as a first opening through which a signal is input.
  • the conductive layer 104a having the opening 104b is also referred to as a first conductive layer.
  • a signal input to the first dielectric block 100 propagates to the second dielectric block 200 via the third dielectric block 300.
  • the signal propagated to the second dielectric block 200 is output from the opening 204b.
  • the opening 204b is also referred to as a second opening from which a signal is output.
  • the conductive layer 204a having the opening 204b is also referred to as a second conductive layer.
  • the signal is transmitted with a transmittance according to the resonance characteristics of each dielectric block. In other words, the transmittance of the dielectric filter 10 has a frequency characteristic corresponding to the resonance characteristic of each dielectric block.
  • the opening 304b affects the frequency characteristics of the transmittance of the dielectric filter 10, as will be described later.
  • the opening 304b is also referred to as a fifth opening.
  • the conductive layer 304a having the opening 304b is also referred to as a third conductive layer.
  • the signal may be input from the opening 204b and output from the opening 104b.
  • the dielectric filter unit 1 includes a dielectric filter 10 and a substrate 11.
  • the substrate 11 includes a first substrate 15 and a second substrate 16.
  • the first substrate 15 has a first substrate surface 12 that faces in the positive direction of the Z axis.
  • the second substrate 16 has a second substrate surface 13 that faces in the negative direction of the Z axis.
  • the substrate 11 has an intermediate surface 14 between the first substrate 15 and the second substrate 16.
  • the first substrate 15 and the second substrate 16 may be made of a dielectric material.
  • the first substrate 15 and the second substrate 16 may be made of an organic material.
  • the organic material may have a relative dielectric constant of about 4.
  • the first substrate 15 separates the circuit pattern located on the first substrate surface 12 from the circuit pattern located on the intermediate surface 14.
  • the second substrate 16 separates the circuit pattern located on the second substrate surface 13 from the circuit pattern located on the intermediate surface 14.
  • the first substrate 15 has vias 15a and 15b.
  • the second substrate 16 has vias 16a and 16b (see FIG. 4).
  • the via 15 a conducts a conductor as a circuit pattern located on the first substrate surface 12 and a conductor as a circuit pattern located on the intermediate surface 14.
  • the via 16 a conducts a conductor as a circuit pattern located on the second substrate surface 13 and a conductor as a circuit pattern located on the intermediate surface 14.
  • the vias 15b and 16b are conductive.
  • the vias 15 b and 16 b conduct a conductor located on the first substrate surface 12 and a conductor located on the second substrate surface 13.
  • the vias 15a, 15b, 16a and 16b may be various conductive materials such as metal or non-metal conductive materials.
  • the vias 15a, 15b, 16a and 16b may be formed by embedding Cu, for example.
  • the vias 15a, 15b, 16a and 16b may be formed by other methods.
  • the conductor as the circuit pattern may be various conductive materials such as metal or non-metal conductive material.
  • the conductor as the circuit pattern may be a copper foil.
  • the first substrate surface 12 has a circuit pattern on the top.
  • the circuit pattern on the first substrate surface 12 is shown by a solid line in FIG. 3, for example.
  • the first substrate surface 12 has eleventh patterns 12a, twelfth patterns 12b, and thirteenth patterns 12c as circuit patterns.
  • the eleventh pattern 12a is electrically grounded to the ground (GND) of the circuit to be mounted.
  • the eleventh pattern 12a has openings 12d, 12e, and 12f.
  • the openings 12d, 12e, and 12f are opposed to the openings 104b, 204b, and 304b of the dielectric filter 10, respectively.
  • the eleventh pattern 12 a is separated from the twelfth pattern 12 b and the thirteenth pattern 12 c in the first substrate surface 12.
  • the intermediate surface 14 has a circuit pattern on the top.
  • the circuit pattern on the intermediate surface 14 is indicated by a broken line in FIG. 3, for example, and is indicated by a solid line in FIG.
  • the intermediate surface 14 has a 31st pattern 14a, a 32nd pattern 14b, a 33rd pattern 14c, and a 34th pattern 14d as circuit patterns.
  • the thirty-first pattern 14a to the thirty-fourth pattern 14d are also referred to as transmission lines.
  • the thirty-first pattern 14a is also referred to as an input line.
  • the thirty-second pattern 14b is also referred to as an output line.
  • the thirty-third pattern 14c is also referred to as a first jumping coupled line.
  • the thirty-fourth pattern 14d is also referred to as a second jumping coupled line.
  • a part of the thirty-first pattern 14a may be electromagnetically coupled to the first dielectric block 100 through the opening 12d and the opening 104b.
  • a part of the thirty-second pattern 14b may be electromagnetically coupled to the second dielectric block 200 through the opening 12e and the opening 204b.
  • a part of the thirty-third pattern 14c may be electromagnetically coupled to the first dielectric block 100 through the opening 12d and the opening 104b.
  • a portion of the thirty-third pattern 14c may be electromagnetically coupled to the second dielectric block 200 through the opening 12e and the opening 204b.
  • the dielectric filter 10 can be coupled to a part of the transmission line through the openings 104b and 204b. Inductive coupling is superior to capacitive coupling in the coupling between the transmission line and each dielectric block.
  • the first end of the 31st pattern 14a is electrically connected to the 11th pattern 12a through the via 15a.
  • the second end of the 31st pattern 14a is electrically connected to the 12th pattern 12b through the via 15a.
  • the first end of the thirty-second pattern 14b is electrically connected to the eleventh pattern 12a through the via 15a.
  • the second end of the thirty-second pattern 14b is electrically connected to the thirteenth pattern 12c through the via 15a.
  • Both ends of the 33rd pattern 14c are electrically connected to the 11th pattern 12a through the via 15a.
  • the thirty-fourth pattern 14d faces the eleventh pattern 12a across the first substrate 15, but is not electrically connected to the eleventh pattern 12a.
  • the second substrate surface 13 has a circuit pattern.
  • the circuit pattern on the second substrate surface 13 is indicated by a broken line in FIG. 4, for example.
  • the second substrate surface 13 includes a twenty-first pattern 13a, a twenty-second pattern 13b, and a twenty-third pattern 13c.
  • the 21st pattern 13a is electrically grounded to the ground (GND) of the circuit to be mounted.
  • the thirty-first pattern 14a, the thirty-second pattern 14b, the thirty-third pattern 14c, and the thirty-fourth pattern 14d pattern are located on the intermediate surface 14.
  • the thirty-first pattern 14a, thirty-second pattern 14b, thirty-third pattern 14c, and thirty-fourth pattern 14d pattern are indicated by solid lines in FIG.
  • the first end of the 31st pattern 14a is electrically connected to the 21st pattern 13a through the via 16a.
  • the second end of the 31st pattern 14a is electrically connected to the 22nd pattern 13b through the via 16a.
  • the first end of the 32nd pattern 14b is electrically connected to the 21st pattern 13a through the via 16a.
  • the second end of the 32nd pattern 14b is electrically connected to the 23rd pattern 13c through the via 16a.
  • Both ends of the thirty-third pattern 14c are electrically connected to the twenty-first pattern 13a through the via 16a.
  • a part of the 34th pattern 14d faces the 21st pattern 13a across the second substrate 16, but is not electrically connected to the 21st pattern 13a.
  • the first end of the 34th pattern 14d faces the 22nd pattern 13b with the second substrate 16 in between.
  • the twenty-second pattern 13b is electromagnetically coupled to the first end of the thirty-fourth pattern 14d.
  • the second end of the 34th pattern 14d faces the 23rd pattern 13c with the second substrate 16 in between.
  • the second end of the 34th pattern 14d is electromagnetically coupled to the 23rd pattern 13c.
  • the coupling between the thirty-fourth pattern 14d and the twenty-second pattern 13b and the coupling between the thirty-fourth pattern 14d and the twenty-third pattern 13c are superior in capacitive coupling compared to inductive coupling.
  • the via 15b of the first substrate 15 and the via 16b of the second substrate 16 are electrically connected.
  • the eleventh pattern 12a on the first substrate surface 12 is electrically connected to the twenty-first pattern 13a on the second substrate surface 13 through the via 15b and the via 16b.
  • the number of vias 15b and 16b is not limited to four, and may be three or less, or may be five or more.
  • the positions of the vias 15b and 16b are not limited to the positions shown in FIGS. 3 and 4, and may be other positions.
  • the first end of the 31st pattern 14a is grounded via the via 16a and the 21st pattern 13a of the second substrate surface 13.
  • the first end of the thirty-second pattern 14b is grounded via the via 16a and the twenty-first pattern 13a of the second substrate surface 13.
  • the first end of the thirty-first pattern 14a and the first end of the thirty-second pattern 14b increase the amount of current due to grounding, thereby increasing the magnetic field.
  • the magnetic field around the 31st pattern 14a becomes stronger, the magnetic field coupling between the 31st pattern 14a and the first dielectric block 100 becomes stronger.
  • the magnetic field around the 32nd pattern 14b becomes stronger, the magnetic field coupling between the 32nd pattern 14b and the second dielectric block 200 becomes stronger.
  • a high frequency signal is input to the dielectric filter unit 1 shown in FIGS.
  • the high frequency signal is input from the 22nd pattern 13b.
  • the input signal is transmitted to the thirty-first pattern 14a as an input line through the via 16a.
  • the signal excites a TM (transverse magnetic) mode signal inside the first dielectric block 100.
  • the signal excited inside the first dielectric block 100 excites a TM mode signal inside the third dielectric block 300.
  • the signal excited inside the third dielectric block 300 excites a TM mode signal inside the second dielectric block 200.
  • the signal excited by the second dielectric block 200 is transmitted to the thirty-second pattern 14b as an output line via the magnetic coupling between the second dielectric block 200 and the thirty-second pattern 14b.
  • the signal transmitted to the 32nd pattern 14b is output from the 23rd pattern 13c via the via 16a.
  • the TM mode is one of resonance modes of an electromagnetic field that can be excited inside the dielectric block.
  • the signal transmitted in the X axis direction by the 31st pattern 14a generates a magnetic field loop in the YZ plane perpendicular to the X axis around the 31st pattern 14a.
  • the magnetic field loop may enter the first dielectric block 100 through the opening 12d and the opening 104b.
  • the magnetic field loop induces an electric field vector directed in the X-axis direction inside the first dielectric block 100.
  • a magnetic field loop is generated inside the first dielectric block 100 due to the electric field vector induced inside the first dielectric block 100.
  • the electric field vector indicated by E is induced linearly so as to face the X-axis direction.
  • the magnetic field loop indicated by H is generated along an ellipse having the electric field vector as an axis in the YZ plane orthogonal to the electric field vector.
  • the electric field vector induced inside the first dielectric block 100 and the magnetic field loop generated by the electric field vector generate TM mode resonance having a predetermined resonance frequency inside the first dielectric block 100.
  • the electric field vector and the magnetic field loop shown in FIGS. 5 and 6 represent TM mode resonance in which the electric field vector is directed in the X-axis direction.
  • the TM mode in which the electric field vector faces in the X-axis direction is also referred to as TM-X mode.
  • the TM mode resonance not only occurs so that the electric field vector is oriented in the X-axis direction, but can also occur when the electric field vector is oriented in the Y-axis direction or the Z-axis direction.
  • the TM mode in which the electric field vector is oriented in the Y-axis direction is also referred to as TM-Y mode.
  • the TM mode in which the electric field vector is directed in the Z-axis direction is also referred to as TM-Z mode.
  • the thirty-first pattern 14a extends in the X-axis direction near the opening 12d and the opening 104b. Near the opening 12d and the opening 104b, the thirty-first pattern 14a generates a magnetic field loop in the YZ plane orthogonal to the X axis. A magnetic field loop generated in the YZ plane tends to excite the TM-X mode inside the first dielectric block 100.
  • Each dielectric block is electromagnetically coupled to another adjacent dielectric block via the openings 107b and 306b and the openings 307b and 206b.
  • a signal having a resonance frequency of TM-X mode resonance propagates in the dielectric filter 10 in the X-axis direction.
  • a signal having a resonance frequency of TM-X mode resonance can be strongly propagated by the electric field vector between the dielectric blocks arranged in the X-axis direction.
  • Each dielectric block can be said to be electric field coupled.
  • TM-X mode signals are easier to propagate than TM-Y mode and TM-Z mode signals.
  • Dielectric blocks 100, 200, and 300 have openings 107b, 306a, 307b, and 206a in the center of the YZ plane where the electric field of TM-X mode is large, thereby facilitating signal propagation by the electric field vector.
  • each dielectric block is electric field coupled.
  • the attenuation poles (antiresonance points) exist on the lower frequency side than the resonance frequency due to the electric field coupling of the dielectric blocks.
  • the dielectric filter unit 1 can realize frequency characteristics whose attenuation band is lower than the pass band by using the attenuation pole.
  • the pass band is a frequency band in which attenuation when a signal passes through the dielectric filter unit 1 is small.
  • the attenuation band is a frequency band in which attenuation when a signal passes through the dielectric filter unit 1 is large.
  • the resonance frequency of the TM-Y mode and the TM-Z mode is higher than the resonance frequency of the TM-X mode.
  • the dielectric filter unit 1 sets the TM-X mode that resonates at the lowest frequency within the pass band.
  • the TM-Y mode and the TM-Z mode affect the attenuation band where the resonance frequency of the TM-Y mode and the TM-Z mode is higher than the resonance frequency of the TM-X mode and lower than the passband. The impact is small.
  • the resonance frequency of TM mode is determined according to the size of the magnetic field loop.
  • TM-X mode resonance occurs inside the first dielectric block 100
  • a magnetic field loop due to TM-X mode resonance occurs on a plane parallel to the third surface 106 and the fourth surface 107.
  • the magnetic field loop due to the resonance of the TM-X mode becomes larger according to the areas of the third surface 106 and the fourth surface 107.
  • the resonance frequency of the TM-Y mode can be lower as the areas of the fifth surface 108 and the sixth surface 109 are larger.
  • the resonance frequency of the TM-Z mode can be lower as the area of the second surface 105 and the first surface 104 is larger.
  • the relationship between the resonance frequency and the area of each surface can be established in common in each dielectric block.
  • the area of the third surface 106 and the fourth surface 107 is larger than the areas of the second surface 105 and the first surface 104 and the areas of the fifth surface 108 and the sixth surface 109.
  • the length in the X-axis direction of the first dielectric block 100 is the shortest, the areas of the third surfaces 106 and 107 are the largest.
  • the TM-X mode magnetic field loop is larger than the TM-Y mode magnetic field loop and the TM-Z mode magnetic field loop.
  • the resonance frequency of the TM-X mode is lower than that of the TM-Y mode and TM-Z mode.
  • the size relationship of the resonance frequency of each mode is determined.
  • the resonance frequency in the third dielectric block 300 can be brought close to the resonance frequency in the first dielectric block 100 and the second dielectric block 200 by adjusting the size of the opening 304b provided as a dummy opening.
  • the opening 304b is offset in the positive direction of the Y axis.
  • connection conductive layers 107c and 306c and the connection conductive layers 307c and 206c are electrically connected to each other. The effect of voids can be reduced. In the dielectric filter 10 having the connection conductive layers 107c, 306c, 307c, and 206c, the electric field coupling between the dielectric blocks can be stabilized even if there is a gap between the dielectric blocks.
  • the size of the dielectric block may be determined according to the specification relating to the resonance frequency of the TM-X mode.
  • the length of the dielectric block in the Y-axis direction and the Z-axis direction may be determined so as to satisfy the specification relating to the resonance frequency of the TM-X mode.
  • the length of the dielectric block in the Z-axis direction corresponds to the height protruding from the substrate 11 in the entire dielectric filter unit 1.
  • the length of the dielectric block in the Z-axis direction may be determined according to the external specification of the dielectric filter unit 1.
  • the length of the dielectric block in the X-axis direction may be determined according to the specification of the loss of the signal propagating between the dielectric blocks. The shorter the dielectric block is in the X-axis direction, the greater the loss in each dielectric block. As the loss increases, the Q value of the resonator constituted by the dielectric block can be reduced.
  • the openings 107b, 306b, 307b and 206b can be positions where the electric field generated by the TM-X mode resonance is maximized on the fourth surfaces 107, 306, 307 and 206 of the dielectric block.
  • the sizes of the openings 107b, 306b, 307b, and 206b may be determined according to the specifications of the coupling strength between the dielectric blocks.
  • the connection conductive layers 107c, 306c, 307c, and 206c may be enlarged to such an extent that they do not conduct with the conductive layers 107a, 306a, 307a, and 206a.
  • the dielectric filter unit 1 is schematically illustrated as a circuit including a dielectric filter 10.
  • the dielectric filter 10 includes a first resonator 501, a second resonator 502, a third resonator 503, capacitors 504 and 505, an input unit 521, and an output unit 522.
  • the first resonator 501, the second resonator 502, and the third resonator 503 correspond to the first dielectric block 100, the second dielectric block 200, and the third dielectric block 300, respectively.
  • the first resonator 501, the second resonator 502, and the third resonator 503 are also simply referred to as resonators.
  • the input unit 521 and the output unit 522 correspond to the opening 104b of the first dielectric block 100 and the opening 204b of the second dielectric block 200, respectively.
  • the capacitor 504 connected between the first resonator 501 and the third resonator 503 has a capacitive coupling superior to the inductive coupling between the first resonator 501 and the third resonator 503. Show.
  • the capacitor 505 connected between the third resonator 503 and the second resonator 502 has a capacitive coupling advantage over the inductive coupling between the third resonator 503 and the second resonator 502. Show.
  • the first resonator 501, the second resonator 502, and the third resonator 503 are connected in parallel.
  • the second terminal of each resonator is electromagnetically coupled via a capacitor 504 or 505.
  • the dielectric filter unit 1 includes an input terminal 511, an output terminal 512, inductors 514a, 514b, 514c and 514d, capacitors 514e and 514f, transmission lines 515a, 515b, 515c and 515d, .
  • the input terminal 511 corresponds to the 22nd pattern 13b.
  • the output terminal 512 corresponds to the 23rd pattern 13c.
  • the signal is input to the 22nd pattern 13b and output from the 23rd pattern 13c.
  • the inductor 514a is connected between the transmission line 515a and the input unit 521.
  • the inductor 514 a corresponds to magnetic field coupling between the 31st pattern 14 a, also called an input line, and the first dielectric block 100.
  • the inductor 514b is connected between the transmission line 515b and the output unit 522.
  • the inductor 514 b corresponds to magnetic field coupling between the 32nd pattern 14 b, also called an output line, and the second dielectric block 200.
  • the inductor 514c is connected between the first resonator 501 and the transmission line 515c.
  • the inductor 514 c corresponds to magnetic field coupling between the thirty-third pattern 14 c, which is also referred to as a first jump coupling line, and the first dielectric block 100.
  • the inductor 514x is connected between the transmission line 515c and the second resonator 502.
  • the inductor 514 x corresponds to magnetic field coupling between the 33rd pattern 14 c and the second dielectric block 200.
  • Capacitor 514e indicates that the thirty-fourth pattern 14d, also referred to as a second interlaced coupling line, and the twenty-second pattern 13b are capacitively coupled.
  • the capacitor 514f indicates that the thirty-fourth pattern 14d, which is also referred to as a second jumping coupled line, and the twenty-third pattern 13c are capacitively coupled.
  • the capacitors 514e and 514f and the transmission line 515d are connected in parallel to the circuit to which the dielectric filter 10 is connected between the input terminal 511 and the output terminal 512.
  • the input line can adjust the strength of coupling with the first resonator 501 according to the length of the line and the width of the line.
  • the output line can adjust the strength of coupling with the second resonator 502 according to the length of the line and the width of the line.
  • the first jumping coupled line can adjust the frequency of the attenuation pole according to the length of the line and the width of the line.
  • the second jumping coupled line can adjust the frequency of the attenuation pole according to the length of the line and the width of the line.
  • the frequency characteristics of the dielectric filter unit 1 are shown in FIG. 8, for example.
  • the horizontal axis and the vertical axis indicate the frequency and the passing attenuation amount S21, respectively.
  • the attenuation poles at which the passing attenuation amount S21 is minimized are indicated as P1 and P2.
  • a pass band indicating a frequency band in which the pass attenuation amount S21 is close to 0 dB (decibel) is indicated as P3.
  • P1 and P2 correspond to the case where the frequencies are f1 and f2, respectively.
  • P3 corresponds to a frequency range from f3 to f4.
  • the attenuation of the frequency component in the range from f3 to f4 is small, and the attenuation of the frequency component in the range from f2 to f1 is large.
  • the attenuation pole indicated by P1 is a parallel circuit formed by capacitors 504 and 505, inductors 514c and 514x, and a transmission line 515c between the input unit 521 and the output unit 522. caused by. f1 corresponds to a frequency at which the impedance of the parallel circuit is infinite.
  • the attenuation pole indicated by P2 is caused by the parallel circuit of the first path and the second path between the input terminal 511 and the output terminal 512.
  • f2 corresponds to a frequency at which the impedance of the parallel circuit of the first path and the second path becomes infinite.
  • the first path is a circuit including transmission lines 515a and 515b, inductors 514a and 514b, and capacitors 504 and 505.
  • the second path is a circuit including capacitors 514e and 514f and a transmission line 515d.
  • the passband indicated by P3 is obtained according to the resonance frequency of the dielectric blocks 100, 200, and 300 and the magnitude of their coupling.
  • the dielectric filter unit 1 includes the first jumping coupled line, so that an attenuation pole indicated by P1 exists.
  • the passing attenuation amount S21 sharply decreases in a frequency range lower than f3.
  • the dielectric filter unit 1 can improve the performance of attenuating frequency components in a range lower than f3.
  • the dielectric filter unit 1 includes the second jumping coupled line, so that an attenuation pole indicated by P2 exists.
  • the presence of the attenuation pole indicated by P ⁇ b> 2 reduces the passing attenuation amount S ⁇ b> 21 in a frequency range lower than f ⁇ b> 1.
  • the dielectric filter unit 1 can improve the performance of attenuating frequency components in a low frequency range smaller than f1.
  • connection conductive layers 107c and 306c and the connection conductive layers 307c and 206c are electrically connected to each other. Even if the dielectric filter unit 1 and the dielectric filter 10 have gaps between the dielectric blocks, the electric field coupling between the dielectric blocks can be stabilized by the connection conductive layer. In the dielectric filter unit 1 and the dielectric filter 10, a decrease or variation in signal intensity propagating between the dielectric blocks can be reduced by the connection conductive layer. Since the intensity of the propagating signal is difficult to decrease, the passband width of the propagating signal becomes difficult to be narrowed or varied.
  • the sizes of the openings 107b, 306b, 307b, and 206b may be determined according to the specification of the pass bandwidth of the dielectric filter 10.
  • a communication device 30 includes an RF unit 31 including a transmission / reception circuit, an antenna 32, and an RF unit 31 and a baseband unit 33 connected to the antenna 32.
  • the RF unit 31 includes a dielectric filter unit 1.
  • the dielectric filter unit 1 greatly attenuates the signal intensity in a frequency band other than the frequency band used for transmission and reception.
  • Conventionally known baseband units 33 and antennas 32 can be used.
  • the communication device 30 according to the present embodiment includes the dielectric filter unit 1 according to the present embodiment, thereby reducing the narrowing or variation of the pass bandwidth.
  • FIG. 10 shows the first substrate surface 12, the first substrate 15, and the intermediate surface 14.
  • the circuit pattern of the first substrate surface 12 is indicated by a solid line in FIG.
  • the circuit pattern of the intermediate surface 14 is indicated by a broken line in FIG.
  • FIG. 11 shows the intermediate surface 14, the second substrate 16, and the second substrate surface 13.
  • the circuit pattern of the intermediate surface 14 is indicated by a solid line in FIG.
  • the circuit pattern of the second substrate surface 13 is indicated by a broken line in FIG.
  • the 33rd pattern 14c as the first jumping coupled line is located closer to the center side in the Y-axis direction of the first substrate 15 than the 31st pattern 14a as the input line.
  • the thirty-third pattern 14c is located closer to the center of the first substrate 15 in the Y-axis direction than the thirty-second pattern 14b serving as an output line.
  • the pattern width of the thirty-third pattern 14c as the first jumping coupled line may be narrower than the pattern widths of the thirty-first pattern 14a and the thirty-second pattern 14b.
  • the first jump coupling line can increase the distance from the opening 12 f of the third dielectric block 300.
  • the first jumping coupled line is not easily affected by the magnetic field loop leaking from the opening 304 b of the third dielectric block 300.
  • the pattern width of the thirty-third pattern 14c as the first interlaced coupling line may be thicker than the other portions at the portions facing the openings 12d and 12e. If the pattern width of the portion of the thirty-third pattern 14c facing the openings 12d and 12e is large, the electromagnetic coupling between the first interlaced coupling line and the dielectric block can be strengthened.
  • a dielectric filter unit 1 according to another embodiment will be described with reference to FIGS. Descriptions of points common to the dielectric filter unit 1 shown in FIGS. 1 to 4 are omitted.
  • the first dielectric block 100 has an opening 104b and an opening 104c on the first surface 104.
  • the opening 104c is also referred to as a third opening.
  • the second dielectric block 200 has not only the opening 204b but also the opening 204c on the first surface 204.
  • the opening 204c is also referred to as a fourth opening.
  • the third dielectric block 300 does not have an opening on the first surface 304.
  • the length of the third dielectric block 300 in the Y-axis direction is longer than the length of the first dielectric block 100 and the second dielectric block 200 in the Y-axis direction.
  • the length in the Y-axis direction is also referred to as the length in the direction intersecting the X-axis direction in which the dielectric blocks are arranged.
  • the third dielectric block 300 When the third dielectric block 300 has no opening on the first surface 304, the TM-X mode magnetic field loop generated inside the third dielectric block 300 does not leak outside.
  • the third dielectric block 300 has a higher resonance frequency when the first surface 304 has no opening than when the first dielectric block 300 has an opening.
  • the third dielectric block 300 When the length of each dielectric block in the Y-axis direction and the length in the Z-axis direction is long, the third dielectric block 300 has a length in the Y-axis direction and a length in the Z-axis direction of each dielectric block. The resonance frequency is lower than when the values are equal.
  • the resonance frequency of the third dielectric block 300 can be adjusted by whether or not the first surface 304 has an opening, or by the length of the third dielectric block 300 in the Y-axis direction.
  • the resonance frequency of the third dielectric block 300 can approach the resonance frequency of the first dielectric block 100 and the second dielectric block 200 depending on the length in the Y-axis direction.
  • the resonance frequency of the third dielectric block 300 may be adjusted not only by the length of the third dielectric block 300 in the Y-axis direction but also by the length of the Z-axis direction.
  • the resonance frequency of the first dielectric block 100 may be adjusted by the length of the first dielectric block 100 in the Y-axis direction or the Z-axis direction.
  • the resonance frequency of the second dielectric block 200 may be adjusted by the length of the second dielectric block 200 in the Y-axis direction or the Z-axis direction.
  • the eleventh pattern 12a of the first substrate surface 12 has not only openings 12d and 12e but also openings 12g and 12h.
  • the openings 12d and 12e face the openings 104b and 204b of the dielectric filter 10, respectively.
  • the openings 12g and 12h face the openings 104c and 204c of the dielectric filter 10, respectively.
  • the number of openings in the eleventh pattern 12a is increased.
  • the magnetic field loop generated by the signal transmitted by the 31st pattern 14a can enter the first dielectric block 100 through the opening 12d and the opening 104b. That is, the thirty-first pattern 14a and the first dielectric block 100 can be electromagnetically coupled through the opening 12d.
  • the thirty-second pattern 14b and the second dielectric block 200 can be electromagnetically coupled through the opening 12e.
  • the first end of the thirty-third pattern 14c and the first dielectric block 100 can be electromagnetically coupled through the opening 12g.
  • the second end of the 33rd pattern 14c and the second dielectric block 200 can be electromagnetically coupled through the opening 12h.
  • the opening 12d and the opening 12g may be configured as one opening like the opening 12d shown in FIG.
  • the opening 12e and the opening 12h may be configured as one opening like the opening 12e shown in FIG.
  • Adjacent dielectric blocks have a connecting conductive layer on each of two opposing surfaces. Adjacent dielectric blocks may not have the connection conductive layer on one or both of the two opposing surfaces. For example, in the adjacent first dielectric block 100 and third dielectric block 300, one or both of the connection conductive layer 107c and the connection conductive layer 306c may be omitted. For example, when only one connection conductive layer 107 c is omitted, the other connection conductive layer 306 c or the bonding member 306 e on the connection conductive layer 306 may be in contact with the opening 107 b of the first dielectric block 100.
  • Each dielectric block has a conductive layer on each side. Adjacent dielectric blocks may not have a conductive layer on one of the two opposing surfaces. For example, in the adjacent first dielectric block 100 and the third dielectric block 300, one of the conductive layer 107a and the conductive layer 306a may be omitted. When the conductive layer 107a is omitted, the conductive layer 306a is brought closer so that the gap with the fourth surface 107 of the first dielectric block 100 is reduced or eliminated.
  • the number of dielectric blocks is not limited to three and may be four or more. Even when the number of dielectric blocks is changed, by appropriately changing the dimensions of each dielectric block in the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction so as to obtain a desired resonance frequency, The frequency characteristic can be adjusted.
  • Each dielectric block has an opening in a conductive layer on a surface adjacent to another dielectric block.
  • Each dielectric block may have an opening on a surface that is not adjacent to another dielectric block.
  • the resonance frequency of each dielectric block can be adjusted by an opening of a surface that is not adjacent to another dielectric block. In the dielectric block, the resonance frequency decreases as the number of openings of the conductive layer on each surface increases or the area of the openings increases.
  • the resonance frequency is determined by the size of the magnetic field loop in the YZ plane perpendicular to the X axis.
  • the resonance frequency decreases as the magnetic field loop increases.
  • the magnetic field loop can be enlarged by the openings of the conductive layers on each surface leaking a part of the magnetic field loop. By increasing the magnetic field loop, the resonant frequency of the dielectric block can be lowered.
  • the resonance frequency of the dielectric block incorporated in the dielectric filter unit 1 can be set higher than a desired frequency in advance.
  • the resonance frequency can be adjusted to a desired value by providing an opening having an appropriate size for adjusting the resonance frequency.
  • descriptions such as “first” and “second” are identifiers for distinguishing the configuration.
  • the configurations distinguished by the description of “first” and “second” in the present disclosure can exchange numbers in the configurations.
  • the first opening can exchange the identifiers “first” and “second” with the second opening.
  • the identifier exchange is performed at the same time.
  • the configuration is distinguished even after the identifier is exchanged.
  • the identifier may be deleted.
  • the configuration from which the identifier is deleted is distinguished by a code. Based on only the description of identifiers such as “first” and “second” in the present disclosure, it should not be used as an interpretation of the order of the configuration, or as a basis for the existence of identifiers with smaller numbers.
  • Dielectric filter unit 10 Dielectric filter 11 Board

Abstract

誘電体フィルタユニットは、第1誘電体ブロックと第2誘電体ブロックとを含み、所定の方向に並ぶ3以上の誘電体ブロックと、伝送線路と、を備える。第1誘電体ブロックと第2誘電体ブロックとの間には、3以上の誘電体ブロックのうち少なくとも1の誘電体ブロックが位置する。3以上の誘電体ブロックのそれぞれは、1又は2の隣り合う誘電体ブロックに電磁的に結合する。伝送線路は、第1誘電体ブロック及び第2誘電体ブロックに電磁的に結合する。

Description

誘電体フィルタユニット及び通信機器 関連出願へのクロスリファレンス
 本出願は、日本国特許出願2015-228227号(2015年11月20日出願)の優先権を主張するものであり、当該出願の開示全体を、ここに参照のために取り込む。
 本開示は、誘電体フィルタユニット及び通信機器に関する。
 従来、誘電体共振器を含む誘電体フィルタが知られている(例えば、特許文献1参照)。誘電体共振器は、平面部を有する誘電体ブロックを含み、誘電体ブロックの内部で、平面部に垂直な方向の電界成分を有するTMモードの共振を発生させる。誘電体フィルタでは、信号の通過帯域幅が広く、且つ、安定であることが求められる。
特開平10-229302号公報
 本開示の一実施形態に係る誘電体フィルタユニットは、第1誘電体ブロックと第2誘電体ブロックとを含み、所定の方向に並ぶ3以上の誘電体ブロックと、伝送線路と、を備える。第1誘電体ブロックと第2誘電体ブロックとの間には、3以上の誘電体ブロックのうち少なくとも1の誘電体ブロックが位置する。3以上の誘電体ブロックのそれぞれは、1又は2の隣り合う誘電体ブロックに電磁的に結合する。伝送線路は、第1誘電体ブロック及び第2誘電体ブロックに電磁的に結合する。
 本開示の一実施形態に係る通信機器は、第1誘電体ブロックと第2誘電体ブロックとを含み、所定の方向に並ぶ3以上の誘電体ブロックと、伝送線路とを有する誘電体フィルタユニットを備える。第1誘電体ブロックと第2誘電体ブロックとの間には、3以上の誘電体ブロックのうち少なくとも1の誘電体ブロックが位置する。3以上の誘電体ブロックのそれぞれは、1又は2の隣り合う誘電体ブロックに電磁的に結合する。伝送線路は、第1誘電体ブロック及び第2誘電体ブロックに電磁的に結合する。
一実施形態に係る誘電体フィルタの例を示す斜視図である。 図1の誘電体フィルタの分解斜視図である。 一実施形態に係る誘電体フィルタユニットの例を示す分解斜視図である。 図3の基板の中間面及び第2基板面のパターンを示す斜視図である。 誘電体ブロック内部の電界及び磁界を模式的に示す斜視図である。 誘電体ブロック内部の電界及び磁界を模式的に示す断面図である。 図1~4に示される誘電体フィルタユニットの回路の概略図である。 誘電体フィルタユニットの周波数特性の一例を示すグラフである。 一実施形態に係る通信機器の例を示す模式図である。 図3の基板の平面図である。 図4の基板の平面図である。 他の実施形態に係る誘電体フィルタユニットの例を示す分解斜視図である。 図12の基板の中間面及び第2基板面のパターンを示す斜視図である。
 図1に示されるように、一実施形態に係る誘電体フィルタ10は、第1誘電体ブロック100と、第2誘電体ブロック200と、第3誘電体ブロック300とを備える。第1誘電体ブロック100と第2誘電体ブロック200と第3誘電体ブロック300とは、X軸方向に並んで位置する。第3誘電体ブロック300は、第1誘電体ブロック100と、第2誘電体ブロック200との間に位置する。
 第1誘電体ブロック100と、第2誘電体ブロック200と、第3誘電体ブロック300とは、単に誘電体ブロックともいう。本実施形態において、各誘電体ブロックは、略直方体であると仮定する。各誘電体ブロックは、略直方体に限られない。各誘電体ブロックは、多面体であってよい。各誘電体ブロックは、少なくとも一部を曲面で囲まれる立体であってよい。図1の例において、各誘電体ブロックのX軸、Y軸及びZ軸方向それぞれの長さは、他の誘電体ブロックのX軸、Y軸及びZ軸方向それぞれの長さと同じである。各誘電体ブロックの各方向の長さは、他の誘電体ブロックの各方向の長さと異なってよい。
 図2に示されるように、各誘電体ブロックは、6つの面を有する。第1誘電体ブロック100は、Z軸の負の方向を向く第1面104と、Z軸の正の方向を向く第2面105とを有する。第1誘電体ブロック100は、X軸の負の方向を向く第3面106と、X軸の正の方向を向く第4面107とを有する。第1誘電体ブロック100は、Y軸の正の方向を向く第5面108と、Y軸の負の方向を向く第6面109とを有する。第2誘電体ブロック200は、Z軸の負の方向を向く第1面204と、Z軸の正の方向を向く第2面205とを有する。第2誘電体ブロック200は、X軸の負の方向を向く第3面206と、X軸の正の方向を向く第4面207とを有する。第2誘電体ブロック200は、Y軸の正の方向を向く第5面208と、Y軸の負の方向を向く第6面209とを有する。第3誘電体ブロック300は、Z軸の負の方向を向く第1面304と、Z軸の正の方向を向く第2面305とを有する。第3誘電体ブロック300は、X軸の負の方向を向く第3面306と、X軸の正の方向を向く第4面307とを有する。第3誘電体ブロック300は、Y軸の正の方向を向く第5面308と、Y軸の負の方向を向く第6面309とを有する。
 各誘電体ブロックは、誘電体基部と、誘電体基部の各面の上に位置する導電層とを含む。誘電体基部は、誘電体セラミックス等の誘電体材料で構成されてよい。誘電体材料は、例えばBaTiO3、Pb4Fe2Nb2O12、TiO2などを含有する誘電体セラミック材料であってよい。誘電体材料は、誘電体セラミックスに限られず、例えばエポキシ樹脂等の樹脂材料であってよい。誘電体材料は、高い比誘電率を有してよい。比誘電率は、例えば70以上であってよい。誘電体材料は、温度変化に応じた共振周波数等の特性の変化が少ないものを採用してよい。
 導電層は、例えば、金属薄膜の層であってよい。導電層は、金属に限られず、非金属導電性材料等の種々の導電性材料を含んでよい。導電性材料は、Ag、Ag-Pd、Ag-Pt等のAg合金を主成分とする導電性材料であってよい。導電性材料は、Cu系、W系、Mo系、Pd系の導電性材料であってよい。導電層は、例えばAgメタライズ等の誘電体ブロックをメタライズした材料であってよい。導電層は、印刷及び焼成、蒸着、物理気相成長(PVD;Physical Vapor Deposition)、並びに化学気相成長(CVD;Chemical Vapor Deposition)等を含む方法で形成されてよい。
 各誘電体ブロックの誘電体基部の各面に位置する導電層は、各面を表す符号の末尾にaを付して表す。例えば、第1誘電体ブロック100の第1面104に位置する導電層は、導電層104aと表す。各誘電体ブロックにおいて、各面の導電層は互いに導通する。導電層の少なくとも一部が接地された場合、各面の導電層は接地電位となる。
 第1誘電体ブロック100において、第4面107に位置する導電層107aは、開口107bを有する。第1誘電体ブロック100は、開口107bの中であって、第4面107の上に接続導電層107cを有する。第2誘電体ブロック200において、第3面206に位置する導電層206aは、開口206bを有する。第2誘電体ブロック200は、開口206bの中であって、第3面206の上に接続導電層206cを有する。第3誘電体ブロック300において、第3面306及び307それぞれに位置する導電層306a及び307aは、開口306b及び307bを有する。第3誘電体ブロック300は、開口306b及び307bの中であって、第3面306及び307の上にそれぞれ、接続導電層306c及び307cを有する。接続導電層107c、206c、306c及び307cはそれぞれ、導電層107a、206a、306a及び307aと所定の間隔をあけて位置する。接続導電層107c、206c、306c及び307cはそれぞれ、導電層107a、206a、306a及び307aと導通しない。接続導電層107cと導電層107aとの間の所定の間隔は、接続導電層107cの位置に製造誤差が生じる場合でも、導電層107aと導通しない長さに設定される。接続導電層206cと導電層206aとの間、接続導電層306cと導電層306aとの間、及び、接続導電層307cと導電層307aとの間の所定の間隔はそれぞれ、接続導電層107cと導電層107aとの間の所定の間隔と同様に製造誤差を許容しうる長さに設定される。接続導電層は、導電層と同様に構成されてよい。接続導電層は、例えば、金属薄膜の層であってよい。接続導電層は、金属に限られず、非金属導電性材料等の種々の導電性材料を含んでよい。導電性材料は、Ag、Ag-Pd、Ag-Pt等のAg合金を主成分とする導電性材料であってよい。導電性材料は、Cu系、W系、Mo系、Pd系の導電性材料であってよい。接続導電層は、例えばAgメタライズ等の誘電体ブロックをメタライズした材料であってよい。接続導電層は、印刷及び焼成、蒸着、物理気相成長(PVD;Physical Vapor Deposition)、並びに化学気相成長(CVD;Chemical Vapor Deposition)等を含む方法で形成されてよい。
 第1誘電体ブロック100と第3誘電体ブロック300とにおいて、開口107bと開口306bとは対向する。第1誘電体ブロック100と第3誘電体ブロック300とにおいて、接続導電層107cと接続導電層306cとが導通している。第2誘電体ブロック200と第3誘電体ブロック300とにおいて、開口206bと開口307bとは対向する。第2誘電体ブロック200と第3誘電体ブロック300とにおいて、接続導電層206cと接続導電層307cとが導通している。接続導電層107cと接続導電層306cとの間は、接続部材107dを介して電気的に接続している。接続導電層206cと接続導電層307cとの間は、接続部材206dを介して電気的に接続している。接続部材107d及び206dとしては、例えばハンダ材を含む。接続導電層107cと接続導電層306cとの間、及び、接続導電層206cと接続導電層307cとの間は、ハンダ材に限られず、他の材料で接合しうる。接続導電層107cと接続導電層306cとの間、及び、接続導電層206cと接続導電層307cとの間は、導電性接着剤、又は導電性両面テープ等によって電気的に接合しうる。接続導電層107c及び306cの電気的な接続、並びに接続導電層206c及び307cの電気的な接続は、各誘電体ブロックの相対位置の製造誤差を許容しうる。接続導電層107c及び導電層306aの電気的な絶縁、接続導電層206c及び導電層307aの電気的な絶縁、接続導電層306c及び導電層107aの電気的な絶縁、並びに接続導電層307c及び導電層206aの電気的な絶縁は、各誘電体ブロックの相対位置の製造誤差を許容しうる。開口107b及び306bの対向、並びに開口206b及び307bの対向は、各誘電体ブロックの相対位置の製造誤差を許容しうる。
 第1誘電体ブロック100と第3誘電体ブロック300とは、電磁的に結合される。接続導電層107cと接続導電層306cとが導通することによって、第1誘電体ブロック100と第3誘電体ブロック300との結合はより強くなりうる。第2誘電体ブロック200と第3誘電体ブロック300とは、電磁的に結合される。接続導電層206cと接続導電層307cとが導通することによって、第2誘電体ブロック200と第3誘電体ブロック300と結合はより強くなりうる。各誘電体ブロック間の結合は、誘導的な結合に比べて容量的な結合が優位である。
 導電層107aと導電層306aとは、互いが直接導通しえる。導電層107aと導電層306aとは、少なくとも一部において、ハンダ材等によって接合しえる。導電層107aと導電層306aとは、ハンダ材に限られず、導電性接着剤、又は導電性両面テープ等の他の材料で接合しうる。導電層107aと導電層306aとは、ねじ及びボルトを含む機械的接合部材によって接合しえる。導電層107aと導電層306aとは、少なくとも1つの接続部材107dで接合されうる。接続部材107dは、例えば開口107b及び306bからY軸の正の方向及び負の方向に所定距離だけ離れて位置する。接続部材107dの位置は、上述の位置に限られず、導電層107aの任意の領域上であってよい。接続部材107dの位置は、導電層107a全ての上であってよい。接続部材107dの位置は、第4面107の上に限られず、第3面306の上であってよい。接続部材107dは、第3面306の上の接続部材306dと示しうる。
 導電層206aと導電層307aとは、互いが直接導通しえる。導電層206aと導電層307aとは、少なくとも一部において、ハンダ材等によって接合しえる。導電層206aと導電層307aとは、ハンダ材に限られず、導電性接着剤、又は導電性両面テープ等の他の材料で接合しうる。導電層206aと導電層307aとは、ねじ及びボルトを含む機械的接合部材によって接合しえる。導電層206aと導電層307aとは、少なくとも1つの接続部材206dで接合されうる。接続部材206dは、例えば開口206b及び307bからY軸の正の方向及び負の方向に所定距離だけ離れて位置する。接続部材206dの位置は、上述の位置に限られず、導電層206aの任意の領域上であってよい。接続部材206dの位置は、導電層206a全ての上であってよい。接続部材206dの位置は、第3面206の上に限られず、第4面307の上であってよい。接続部材206dは、第4面307の上の接続部材307dと示しうる。
 第1誘電体ブロック100と第3誘電体ブロック300とは、接続部材107dで機械的に接合される。導電層107aと導電層306aとが機械的に接合されることによって、第1誘電体ブロック100と第3誘電体ブロック300との機械的な結合はより強くなりうる。第2誘電体ブロック200と第3誘電体ブロック300とは、接続部材206dで機械的に接合される。導電層206aと導電層307aとが機械的に接合されることによって、第2誘電体ブロック200と第3誘電体ブロック300との機械的な結合はより強くなりうる。第1誘電体ブロック100の導電層と第3誘電体ブロック300の導電層とは、接続部材107dで導通する。第2誘電体ブロック200の導電層と第3誘電体ブロック300の導電層とは、接続部材206dで導通する。第1誘電体ブロック100の導電層と第3誘電体ブロック300の導電層と第2誘電体ブロック200の導電層とが導通することによって、誘電体フィルタ10は、電気的により安定になりうる。
 第1誘電体ブロック100の第1面104において、導電層104aは、開口104bを有する。第2誘電体ブロック200の第1面204において、導電層204aは、開口204bを有する。第3誘電体ブロック300の第1面304において、導電層304aは、開口304bを有する。誘電体フィルタ10には、開口104bから信号が入力される。開口104bは、信号が入力される第1開口ともいう。開口104bを有する導電層104aは、第1導電層ともいう。第1誘電体ブロック100に入力された信号は、第3誘電体ブロック300を介して、第2誘電体ブロック200に伝搬する。第2誘電体ブロック200に伝搬した信号は、開口204bから出力される。開口204bは、信号が出力される第2開口ともいう。開口204bを有する導電層204aは、第2導電層ともいう。信号は、各誘電体ブロックの共振特性に応じた透過率で透過する。言い換えれば、誘電体フィルタ10の透過率は、各誘電体ブロックの共振特性に応じた周波数特性を有する。開口304bは、後述するように、誘電体フィルタ10の透過率の周波数特性に影響を及ぼす。開口304bは、第5開口ともいう。開口304bを有する導電層304aは、第3導電層ともいう。信号は、開口204bから入力され、開口104bから出力されてよい。
 図3に示されるように、誘電体フィルタユニット1は、誘電体フィルタ10と基板11とを備える。基板11は、第1基板15と第2基板16とを備える。第1基板15は、Z軸の正の方向に向く第1基板面12を有する。第2基板16は、Z軸の負の方向に向く第2基板面13を有する。基板11は、第1基板15と第2基板16との間に、中間面14を有する。第1基板15及び第2基板16は、誘電体材料で構成されてよい。第1基板15及び第2基板16は、有機材料で構成されてよい。有機材料は、比誘電率が4程度であってよい。第1基板15は、第1基板面12の上に位置する回路パターンと、中間面14の上に位置する回路パターンとを離隔する。第2基板16は、第2基板面13の上に位置する回路パターンと中間面14の上に位置する回路パターンとを離隔する。
 第1基板15は、ビア15a及び15bを有する。第2基板16は、ビア16a及び16b(図4参照)を有する。ビア15aは、第1基板面12の上に位置する回路パターンとしての導体と、中間面14の上に位置する回路パターンとしての導体とを導通させる。ビア16aは、第2基板面13の上に位置する回路パターンとしての導体と、中間面14の上に位置する回路パターンとしての導体とを導通させる。ビア15b及び16bは、導通している。ビア15b及び16bは、第1基板面12の上に位置する導体と、第2基板面13の上に位置する導体とを導通させる。ビア15a、15b、16a及び16bは、金属又は非金属導電性材料等の種々の導電性材料であってよい。ビア15a、15b、16a及び16bは、例えばCuを埋め込んで形成してよい。ビア15a、15b、16a及び16bは、他の方法で形成してよい。回路パターンとしての導体は、金属又は非金属導電性材料等の種々の導電性材料であってよい。回路パターンとしての導体は、銅箔であってよい。
 第1基板面12は、回路パターンを上に有する。第1基板面12の上の回路パターンは、例えば図3に実線で示される。第1基板面12は、回路パターンとして、第11パターン12aと、第12パターン12bと、第13パターン12cとを有する。第11パターン12aは、実装する回路のグランド(GND)に電気的に接地される。第11パターン12aは、開口12d、12e及び12fを有する。開口12d、12e及び12fはそれぞれ、誘電体フィルタ10の開口104b、204b及び304bに対向する。第11パターン12aは、第1基板面12内において、第12パターン12b及び第13パターン12cと離れている。
 中間面14は、回路パターンを上に有する。中間面14の上の回路パターンは、例えば図3に破線で示され、図4に実線で示される。中間面14は、回路パターンとして、第31パターン14aと、第32パターン14bと、第33パターン14cと、第34パターン14dとを有する。第31パターン14a~第34パターン14dは、伝送線路ともいう。第31パターン14aは、入力線路ともいう。第32パターン14bは、出力線路ともいう。第33パターン14cは、第1飛越結合線路ともいう。第34パターン14dは、第2飛越結合線路ともいう。第31パターン14aの一部は、開口12d及び開口104bを介して、第1誘電体ブロック100と電磁的に結合しうる。第32パターン14bの一部は、開口12e及び開口204bを介して第2誘電体ブロック200と電磁的に結合しうる。第33パターン14cの一部は、開口12d及び開口104bを介して第1誘電体ブロック100と電磁的に結合しうる。第33パターン14cの一部は、開口12e及び開口204bを介して第2誘電体ブロック200と電磁的に結合しうる。誘電体フィルタ10は、開口104b及び204bを介して、伝送線路の一部と結合可能である。伝送線路と各誘電体ブロックとの結合は、容量的な結合に比べて、誘導的な結合が優位である。
 第31パターン14aの第1端部は、ビア15aを介して、第11パターン12aと導通される。第31パターン14aの第2端部は、ビア15aを介して、第12パターン12bと導通される。第32パターン14bの第1端部は、ビア15aを介して、第11パターン12aと導通される。第32パターン14bの第2端部は、ビア15aを介して、第13パターン12cと導通される。第33パターン14cの両端部は、ビア15aを介して、第11パターン12aと導通される。第34パターン14dは、第1基板15を挟んで、第11パターン12aに対向するが、第11パターン12aと導通されない。
 第2基板面13は、回路パターンを有する。第2基板面13の上の回路パターンは、例えば図4に破線で示される。第2基板面13は、第21パターン13aと、第22パターン13bと、第23パターン13cとを有する。第21パターン13aは、実装する回路のグランド(GND)に電気的に接地される。第31パターン14aと、第32パターン14bと、第33パターン14cと、第34パターン14dパターンとは、中間面14の上に位置する。第31パターン14aと、第32パターン14bと、第33パターン14cと、第34パターン14dパターンとは、図4において実線で示される。
 第31パターン14aの第1の端部は、ビア16aを介して、第21パターン13aと導通される。第31パターン14aの第2の端部は、ビア16aを介して、第22パターン13bと導通される。第32パターン14bの第1の端部は、ビア16aを介して、第21パターン13aと導通される。第32パターン14bの第2の端部は、ビア16aを介して、第23パターン13cと導通される。第33パターン14cの両端は、ビア16aを介して、第21パターン13aと導通される。第34パターン14dの一部は、第2基板16を挟んで、第21パターン13aに対向するが、第21パターン13aと導通されない。第34パターン14dの第1の端部は、第2基板16を挟んで、第22パターン13bに対向する。第22パターン13bは、第34パターン14dの第1の端部と電磁的に結合される。第34パターン14dの第2の端部は、第2基板16を挟んで、第23パターン13cに対向する。第34パターン14dの第2の端部は、第23パターン13cと電磁的に結合される。第34パターン14dと第22パターン13bとの結合、及び第34パターン14dと第23パターン13cとの結合は、誘導的な結合に比べて容量的な結合が優位である。
 第1基板15のビア15bと、第2基板16のビア16bとは、導通している。第1基板面12の第11パターン12aと、第2基板面13の第21パターン13aとは、ビア15bとビア16bを介して導通する。ビア15b及び16bの数は、4個に限られず、3個以下であってよいし、5個以上であってよい。ビア15b及び16bの位置は、図3及び図4に示される位置に限られず、他の位置であってよい。
 第31パターン14aの第1の端部は、ビア16a及び第2基板面13の第21パターン13aを介して、接地される。第32パターン14bの第1の端部は、ビア16a及び第2基板面13の第21パターン13aを介して、接地される。第31パターン14aの第1の端部及び第32パターン14bの第1の端部は、接地によって電流量が増加することで、磁界が強くなる。第31パターン14aの周囲の磁界が強くなることで、第31パターン14a及び第1誘電体ブロック100の磁界結合は、強くなる。第32パターン14bの周囲の磁界が強くなることで、第32パターン14b及び第2誘電体ブロック200の磁界結合は、強くなる。
 図1~図4に示される誘電体フィルタユニット1に高周波信号が入力されると仮定する。高周波信号は、第22パターン13bから入力される。入力された信号は、ビア16aを介して、入力線路としての第31パターン14aに伝わる。信号は、第1誘電体ブロック100の内部にTM(transverse magnetic)モードの信号を励起する。第1誘電体ブロック100の内部に励起された信号は、第3誘電体ブロック300の内部にTMモードの信号を励起する。第3誘電体ブロック300の内部に励起された信号は、第2誘電体ブロック200の内部にTMモードの信号を励起する。第2誘電体ブロック200に励起された信号は、第2誘電体ブロック200及び第32パターン14bの磁界結合を介して、出力線路としての第32パターン14bに伝わる。第32パターン14bに伝わった信号は、ビア16aを介して、第23パターン13cから出力される。TMモードは、誘電体ブロックの内部に励起しうる電磁界の共振モードの一つである。
 第31パターン14aでX軸方向に伝送される信号は、第31パターン14aの周囲にX軸に直交するYZ面内で磁界ループを発生させる。磁界ループは、開口12d及び開口104bを介して、第1誘電体ブロック100の内部に進入しうる。磁界ループは、第1誘電体ブロック100の内部で、X軸方向に向く電界ベクトルを誘起する。
 第1誘電体ブロック100の内部に誘起された電界ベクトルによって、第1誘電体ブロック100の内部に磁界ループが発生する。例えば図5に示されるように、Eで示される電界ベクトルは、X軸方向を向くように直線状に誘起される。Hで示される磁界ループは、電界ベクトルに直交するYZ面内で、電界ベクトルを軸とする楕円に沿って発生する。
 第1誘電体ブロック100の内部に誘起された電界ベクトルと、電界ベクトルによって発生した磁界ループとは、第1誘電体ブロック100の内部で、所定の共振周波数を有するTMモードの共振を発生させる。図5及び図6に示される電界ベクトル及び磁界ループは、電界ベクトルがX軸方向に向くTMモードの共振を表す。電界ベクトルがX軸方向を向くTMモードは、TM-Xモードともいう。TMモードの共振は、電界ベクトルがX軸方向に向くように発生するだけでなく、電界ベクトルがY軸方向又はZ軸方向に向くようにも発生しうる。電界ベクトルがY軸方向に向くTMモードは、TM-Yモードともいう。電界ベクトルがZ軸方向に向くTMモードは、TM-Zモードともいう。第31パターン14aは、開口12d及び開口104bの近くで、X軸方向に延びている。開口12d及び開口104bの近くにおいて、第31パターン14aは、X軸に直交するYZ平面内で磁界ループを発生させる。YZ平面内で発生する磁界ループは、第1誘電体ブロック100の内部にTM-Xモードを励起しやすい。
 各誘電体ブロックは、開口107b及び306b、並びに、開口307b及び206bを介して、隣り合う他の誘電体ブロックと電磁的に結合する。各誘電体ブロックがX軸方向に並ぶ場合、TM-Xモード共振の共振周波数の信号は、誘電体フィルタ10の内部をX軸方向に伝搬する。X軸方向に並ぶ各誘電体ブロックの間で、TM-Xモード共振の共振周波数の信号は、電界ベクトルによって強く伝搬しうる。各誘電体ブロックは、電界結合するともいえる。
 TM-Xモードの信号は、TM-Yモード及びTM-Zモードの信号より伝搬しやすい。誘電体ブロック100、200、300は、TM-Xモードの電界が大きいYZ面の中心部に開口107b、306a、307b、206aを有することで、電界ベクトルによる信号の伝搬を容易にしている。
 誘電体フィルタユニット1では、各誘電体ブロックが電界結合する。誘電体フィルタユニット1では、各誘電体ブロックが電界結合していることで、共振周波数より低域側に減衰極(反共振点)が存在している。誘電体フィルタユニット1は、減衰極を利用することで、通過帯域より減衰帯域が低い周波数特性を実現し得る。通過帯域とは、誘電体フィルタユニット1を信号が通過するときの減衰が小さい周波数帯である。減衰帯域とは、誘電体フィルタユニット1を信号が通過するときの減衰が大きい周波数帯である。
 誘電体フィルタユニット1では、TM-Yモード及びTM-Zモードの共振周波数がTM-Xモードの共振周波数より高い。誘電体フィルタユニット1は、最も低い周波数で共振するTM-Xモードを通過帯域内に設定している。誘電体フィルタユニット1では、TM-Yモード及びTM-Zモードの共振周波数がTM-Xモードの共振周波数より高く、通過帯域より周波数が低い減衰帯域へTM-Yモード及びTM-Zモードが及ぼす影響は、小さい。
 TMモードの共振周波数は、磁界ループの大きさに応じて決まる。磁界ループが大きいほど、共振周波数は低くなる。磁界ループが発生する面に対応する誘電体ブロックの断面積が大きいほど、磁界のループが大きくなる。例えば、TM-Xモードの共振が第1誘電体ブロック100の内部で発生する場合、TM-Xモードの共振による磁界ループは、第3面106及び第4面107に平行な面で発生する。TM-Xモードの共振による磁界ループは、第3面106及び第4面107の面積に応じて大きくなる。第3面106及び第4面107の面積が大きいほど、TM-Xモードの共振周波数は低くなりうる。TM-Yモードの共振周波数は、第5面108及び第6面109の面積が大きいほど、低くなりうる。TM-Zモードの共振周波数は、第2面105及び第1面104の面積が大きいほど、低くなりうる。共振周波数と各面の面積との間の関係は、各誘電体ブロックにおいて共通に成立しうる。
 例えば第1誘電体ブロック100において、第3面106及び第4面107の面積が、第2面105及び第1面104の面積、並びに、第5面108及び第6面109の面積より大きいと仮定する。第1誘電体ブロック100のX軸方向における長さが最も短いと、第3面106及び107の面積が最も大きくなる。この場合、TM-Xモードの磁界ループは、TM-Yモードの磁界ループ及びTM-Zモードの磁界ループより大きい。結果として、TM-Xモードの共振周波数は、TM-Yモード及びTM-Zモードの共振周波数より低い。誘電体ブロックの各面の面積の大小関係に応じて、各モードの共振周波数の大小関係は、決まる。
 第1誘電体ブロック100又は第2誘電体ブロック200でTM-Xモードの共振が発生する場合、開口104b又は204bから、磁界ループの一部が漏れることがある。この場合、磁界ループが大きくなる。結果として、共振周波数が低下しうる。第3誘電体ブロック300における共振周波数は、ダミーの開口として備える開口304bの大きさを調整することによって、第1誘電体ブロック100及び第2誘電体ブロック200における共振周波数に近づけうる。第3誘電体ブロック300の底面304において、開口304bは、Y軸の正の方向に偏って位置する。このようにすることで、Y軸の負の方向に偏って位置する基板11内の伝送線路に対して開口304bから漏れる磁界ループが及ぼす影響が低減されうる。
 各誘電体ブロックの間には、空隙が存在しうる。空隙が存在する場合、空隙における誘電率が低下したり、ばらついたりする。結果として、各誘電体ブロック間で伝搬する信号の強度が低下したり、ばらついたりする。誘電体フィルタ10において、接続導電層107c及び306c、並びに接続導電層307c及び206cは、互いに導通する。空隙の影響が低減されうる。接続導電層107c、306c、307c及び206cを有する誘電体フィルタ10は、各誘電体ブロック間に空隙があっても各誘電体ブロック間の電界結合が安定しうる。
 誘電体ブロックの大きさは、TM-Xモードの共振周波数に係る仕様に応じて決められてよい。例えば、誘電体ブロックのY軸方向及びZ軸方向の長さは、TM-Xモードの共振周波数に係る仕様を満たすように決められてよい。誘電体ブロックのZ軸方向の長さは、誘電体フィルタユニット1全体において、基板11から突出する高さに対応する。誘電体ブロックのZ軸方向の長さは、誘電体フィルタユニット1の外形仕様に応じて決められてよい。
 誘電体ブロックのX軸方向の長さは、各誘電体ブロック間で伝搬する信号の損失の仕様に応じて決められてよい。誘電体ブロックがX軸方向に短いほど、各誘電体ブロックにおける損失が増加しうる。損失が増加することによって、誘電体ブロックによって構成される共振器のQ値が小さくなりうる。
 開口107b、306b、307b及び206bは、誘電体ブロックの第4面107、306、307及び206において、TM-Xモードの共振によって生じる電界が最大となる位置としうる。開口107b、306b、307b及び206bの大きさは、各誘電体ブロック間の結合強度の仕様に応じて決められてよい。接続導電層107c、306c、307c及び206cは、導電層107a、306a、307a及び206aと導通しない程度に大きくされてよい。
 図7に示されるように、誘電体フィルタユニット1は、誘電体フィルタ10を含む回路として概略される。誘電体フィルタ10は、第1共振器501と、第2共振器502と、第3共振器503と、キャパシタ504及び505と、入力部521と、出力部522とを備える。第1共振器501、第2共振器502及び第3共振器503はそれぞれ、第1誘電体ブロック100、第2誘電体ブロック200及び第3誘電体ブロック300に対応する。第1共振器501、第2共振器502及び第3共振器503は、単に共振器ともいう。入力部521及び出力部522はそれぞれ、第1誘電体ブロック100の開口104b及び第2誘電体ブロック200の開口204bに対応する。
 第1共振器501と第3共振器503との間に接続されるキャパシタ504は、第1共振器501と第3共振器503とが誘導的な結合より容量的な結合が優位であることを示す。第3共振器503と第2共振器502との間に接続されるキャパシタ505は、第3共振器503と第2共振器502とが誘導的な結合より容量的な結合が優位であることを示す。
 第1共振器501、第2共振器502及び第3共振器503は、それぞれが並列に接続される。各共振器の第2の端子は、キャパシタ504又は505を介して、電磁的に結合する。
 図7の概略回路において、誘電体フィルタユニット1は、入力端子511と、出力端子512と、インダクタ514a、514b、514c及び514dと、キャパシタ514e及び514fと、伝送線路515a、515b、515c及び515dと、を備える。
 入力端子511は、第22パターン13bに対応する。出力端子512は、第23パターン13cに対応する。誘電体フィルタユニット1において、信号は、第22パターン13bに入力され、第23パターン13cから出力される。
 インダクタ514aは、伝送線路515aと入力部521との間に接続される。インダクタ514aは、入力線路ともいう第31パターン14aと第1誘電体ブロック100との磁界結合に対応する。インダクタ514bは、伝送線路515bと出力部522との間に接続される。インダクタ514bは、出力線路ともいう第32パターン14bと第2誘電体ブロック200との磁界結合に対応する。
 インダクタ514cは、第1共振器501と伝送線路515cとの間に接続される。インダクタ514cは、第1飛越結合線路ともいう第33パターン14cと第1誘電体ブロック100との磁界結合に対応する。インダクタ514xは、伝送線路515cと第2共振器502との間に接続される。インダクタ514xは、第33パターン14cと第2誘電体ブロック200との磁界結合に対応する。
 キャパシタ514eは、第2飛越結合線路ともいう第34パターン14dと第22パターン13bとが容量的に結合することを示す。キャパシタ514fは、第2飛越結合線路ともいう第34パターン14dと第23パターン13cとが容量的に結合することを示す。
 キャパシタ514e及び514f並びに伝送線路515dは、入力端子511と出力端子512との間に、誘電体フィルタ10が接続されている回路に並列に接続される。
 入力線路は、線路の長さ及び線路の幅により、第1共振器501との結合の強さを調整できる。出力線路は、線路の長さ及び線路の幅により、第2共振器502との結合の強さを調整できる。第1飛越結合線路は、線路の長さ及び線路の幅により、減衰極の周波数を調整できる。第2飛越結合線路は、線路の長さ及び線路の幅により、減衰極の周波数を調整できる。
 誘電体フィルタユニット1の周波数特性は、例えば図8に示される。図8において、横軸及び縦軸はそれぞれ、周波数及び通過減衰量S21を示す。図8に例示される周波数特性において、通過減衰量S21が極小となる減衰極が、P1及びP2として示される。通過減衰量S21が0dB(デシベル)に近い周波数帯を示す通過帯域が、P3として示される。P1及びP2はそれぞれ、周波数がf1及びf2である場合に対応する。P3は、周波数がf3からf4までの範囲に対応する。図8の周波数特性を有する誘電体フィルタユニット1は、f3からf4までの範囲の周波数成分の減衰が小さく、f2からf1までの範囲の周波数成分の減衰が大きい。
 P1で示される減衰極は、図7の概略回路において、入力部521と出力部522との間における、キャパシタ504及び505と、インダクタ514c及び514xと、伝送線路515cと、によって構成される並列回路に起因する。f1は、並列回路のインピーダンスが無限大となる周波数に対応する。
 P2で示される減衰極は、入力端子511と出力端子512との間の第1経路と、第2経路との並列回路に起因する。f2は、第1経路と、第2経路との並列回路のインピーダンスが無限大となる周波数に対応する。図7の概略回路において第1経路は、伝送線路515a及び515bと、インダクタ514a及び514bと、キャパシタ504及び505を含む回路である。図7の概略回路において第2経路は、キャパシタ514e及び514fと、伝送線路515dを含む回路である。
 P3で示される通過帯域は、誘電体ブロック100、200、300の共振周波数とそれらの結合の大きさに応じて得られる。
 誘電体フィルタユニット1は、第1飛越結合線路を備えることで、P1で示される減衰極が存在する。誘電体フィルタユニット1は、P1で示される減衰極が存在することによって、f3より低い周波数範囲において、通過減衰量S21が急峻に低下する。誘電体フィルタユニット1は、f3より低い範囲の周波数成分を減衰する性能が向上しうる。
 誘電体フィルタユニット1は、第2飛越結合線路を備えることで、P2で示される減衰極が存在する。誘電体フィルタユニット1は、P2で示される減衰極が存在することによって、f1より低い周波数範囲において通過減衰量S21が低下する。誘電体フィルタユニット1は、f1より小さい低い周波数範囲の周波数成分を減衰する性能が向上しうる。
 誘電体フィルタユニット1及び誘電体フィルタ10によれば、接続導電層107c及び306c、並びに接続導電層307c及び206cが互いに導通する。誘電体フィルタユニット1及び誘電体フィルタ10は、各誘電体ブロック間に空隙を有しても、接続導電層によって各誘電体ブロック間の電界結合が安定しうる。誘電体フィルタユニット1及び誘電体フィルタ10は、接続導電層によって各誘電体ブロック間で伝搬する信号強度の低下又はばらつきが低減されうる。伝搬する信号の強度が低下しにくいことによって、伝搬する信号の通過帯域幅は、狭くなったり、ばらついたりしにくくなる。
 誘電体フィルタ10において、開口107b、306b、307b及び206bの大きさは、誘電体フィルタ10の通過帯域幅の仕様に応じて決められてよい。
 図9に示されるように、一実施形態に係る通信機器30は、送受信回路を含むRF部31と、アンテナ32と、RF部31及びアンテナ32に接続されたベースバンド部33とを備える。
 RF部31は、誘電体フィルタユニット1を備える。誘電体フィルタユニット1は、送受信に用いる周波数帯域以外の周波数帯域の信号強度を大きく減衰させる。ベースバンド部33及びアンテナ32は、従来周知のものを用いることができる。
 本実施形態に係る通信機器30は、本実施形態に係る誘電体フィルタユニット1を備えることによって、通過帯域幅の狭小化又はばらつきを低減しうる。
 図10及び図11を参照して、基板11が有する回路パターンが、より詳細に説明される。図10には、第1基板面12と、第1基板15と、中間面14とが示される。第1基板面12が有する回路パターンは、図10に実線で示される。中間面14が有する回路パターンは、図10に破線で示される。図11には、中間面14と、第2基板16と、第2基板面13とが示される。中間面14が有する回路パターンは、図11に実線で示される。第2基板面13が有する回路パターンは、図11に破線で示される。
 開口12dにおいて、第1飛越結合線路としての第33パターン14cは、入力線路としての第31パターン14aより第1基板15のY軸方向の中央側に位置する。開口12eにおいて、第33パターン14cは、出力線路としての第32パターン14bより第1基板15のY軸方向の中央側に位置する。
 第1飛越結合線路としての第33パターン14cのパターン幅は、第31パターン14a及び第32パターン14bのパターン幅よりも細くてよい。第1飛越結合線路は、第3誘電体ブロック300の開口12fとの距離を大きくできる。第1飛越結合線路は、第3誘電体ブロック300の開口304bから漏れる磁界ループによる影響を受けにくくなる。
 第1飛越結合線路としての第33パターン14cのパターン幅は、開口12d及び12eと対向する部位において、他の部分より太くされてよい。第33パターン14cの開口12d及び12eと対向する部位のパターン幅が太いと、第1飛越結合線路と誘電体ブロックとの電磁的な結合は、強められうる。
 図12及び図13を参照して、他の実施形態に係る誘電体フィルタユニット1が説明される。図1~図4に示される誘電体フィルタユニット1と共通する点についての説明は省略される。
 第1誘電体ブロック100は、開口104bと、開口104cとを第1面104に有する。開口104cは、第3開口ともいう。第2誘電体ブロック200は、第1面204に開口204bだけでなく、開口204cも有する。開口204cは、第4開口ともいう。第3誘電体ブロック300は、第1面304に開口を有しない。第3誘電体ブロック300のY軸方向の長さは、第1誘電体ブロック100及び第2誘電体ブロック200のY軸方向の長さより長い。Y軸方向の長さは、各誘電体ブロックが並ぶX軸方向に交わる方向における長さともいう。
 第3誘電体ブロック300が第1面304に開口を有しない場合、第3誘電体ブロック300の内部で発生するTM-Xモードの磁界ループは外部に漏れない。第3誘電体ブロック300は、第1面304に開口を有しない場合、第1面304に開口を有する場合に比べて、共振周波数が高くなる。第3誘電体ブロック300は、各誘電体ブロックのY軸方向の長さ及びZ軸方向の長さのいずれかが長い場合、各誘電体ブロックのY軸方向の長さ及びZ軸方向の長さが等しい場合に比べて、共振周波数が低くなる。第3誘電体ブロック300の共振周波数は、第1面304に開口を有するか否かによって、又は、第3誘電体ブロック300のY軸方向の長さによって調整されうる。第3誘電体ブロック300の共振周波数は、Y軸方向の長さによって、第1誘電体ブロック100及び第2誘電体ブロック200の共振周波数に近づけうる。第3誘電体ブロック300の共振周波数は、第3誘電体ブロック300のY軸方向の長さだけでなく、Z軸方向の長さによっても調整されてよい。第1誘電体ブロック100の共振周波数は、第1誘電体ブロック100のY軸方向又はZ軸方向の長さによって調整されてよい。第2誘電体ブロック200の共振周波数は、第2誘電体ブロック200のY軸方向又はZ軸方向の長さによって調整されてよい。
 図12に示されるように、第1基板面12の第11パターン12aは、開口12d及び12eだけでなく、開口12g及び12hを有する。開口12d及び12eはそれぞれ、誘電体フィルタ10の開口104b及び204bに対向する。開口12g及び12hはそれぞれ、誘電体フィルタ10の開口104c及び204cに対向する。誘電体フィルタ10の開口の数が増えたことに対応して、第11パターン12aは、開口の数が増えている。
 第31パターン14aで伝送する信号によって発生する磁界ループは、開口12d及び開口104bを介して、第1誘電体ブロック100に進入しうる。つまり、開口12dを介して、第31パターン14aと第1誘電体ブロック100とは、電磁的に結合しうる。開口12eを介して、第32パターン14bと第2誘電体ブロック200とは、電磁的に結合しうる。開口12gを介して、第33パターン14cの第1端部と第1誘電体ブロック100とは、電磁的に結合しうる。開口12hを介して、第33パターン14cの第2端部と第2誘電体ブロック200とは、電磁的に結合しうる。開口12d及び開口12gは、図3に示される開口12dのように、1つの開口として構成されてよい。開口12e及び開口12hは、図3に示される開口12eのように、1つの開口として構成されてよい。
 本開示に係る実施形態は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良が可能である。
 隣り合う誘電体ブロックは、対向する2つの面のそれぞれに接続導電層を有する。隣接する誘電体ブロックは、対向する2つの面の一方又は双方が接続導電層を有さなくてよい。例えば、隣り合う第1誘電体ブロック100と、第3誘電体ブロック300とにおいて、接続導電層107c及び接続導電層306cの一方又は双方は、省略されてよい。例えば、一方の接続導電層107cのみが省略される場合、他方の接続導電層306c若しくは接続導電層306上の接合部材306eは、第1誘電体ブロック100の開口107bに対して接してよい。
 各誘電体ブロックは各面の上に導電層を有する。隣り合う誘電体ブロックは、対向する2つの面のいずれか一方の面の上に導電層を有しなくてよい。例えば、隣り合う第1誘電体ブロック100と、第3誘電体ブロック300とにおいて、導電層107a及び導電層306aのいずれか一方は、省略されてよい。導電層107aが省略される場合、導電層306aは、第1誘電体ブロック100の第4面107との空隙が小さくなる、若しくは無くなるように近づけられる。
 誘電体ブロックの数は、3つに限られず、4つ以上であってよい。誘電体ブロックの数が変更される場合においても、所望の共振周波数が得られるように、各誘電体ブロックのX軸方向、Y軸方向及びZ軸方向それぞれの寸法等を適宜変更することによって、周波数特性が調整されうる。
 各誘電体ブロックは、他の誘電体ブロックと隣り合う面の導電層に開口を有する。各誘電体ブロックは、他の誘電体ブロックと隣り合わない面に開口を有してよい。例えば、各誘電体ブロックの共振周波数は、他の誘電体ブロックと隣り合わない面が有する開口によって調整しうる。誘電体ブロックは、各面の導電層が有する開口の数が増える又は開口の面積が大きくなることによって、共振周波数が低くなる。
 各誘電体ブロックの内部に発生するTM-Xモード共振において、共振周波数は、X軸に垂直なYZ面における磁界ループの大きさで決まる。磁界ループが大きいほど共振周波数は小さくなる。各面の導電層が有する開口が磁界ループの一部を漏らすことによって、磁界ループは大きくなりうる。磁界ループが大きくなることによって、誘電体ブロックの共振周波数は低くされうる。
 例えば、誘電体フィルタユニット1に組み込む誘電体ブロックの共振周波数は、あらかじめ所望の周波数よりも高く設定されうる。この場合、誘電体フィルタユニット1を組み立てた後に、共振周波数を調整するための適切な大きさの開口を設けることによって、共振周波数が所望の値に調整されうる。
 本開示において「第1」及び「第2」等の記載は、当該構成を区別するための識別子である。本開示における「第1」及び「第2」等の記載で区別された構成は、当該構成における番号を交換することができる。例えば、第1開口は、第2開口と識別子である「第1」と「第2」とを交換することができる。識別子の交換は同時に行われる。識別子の交換後も当該構成は区別される。識別子は削除してよい。識別子を削除した構成は、符号で区別される。本開示における「第1」及び「第2」等の識別子の記載のみに基づいて、当該構成の順序の解釈、小さい番号の識別子が存在することの根拠に利用してはならない。
 1 誘電体フィルタユニット
 10 誘電体フィルタ
 11 基板
 12 第1基板面
 12a、12b、12c 第11~第13パターン
 12d、12e、12f、12g 開口
 13 第2基板面
 13a、13b、13c 第21~第23パターン
 14 中間面
 14a、14b、14c、14d 第31~第34パターン
 15 第1基板
 15a、15b ビア
 16 第2基板
 16a、16b ビア
 100、200、300 第1~第3誘電体ブロック
 104、204、304 第1面
 105、205、305 第2面
 106、206、306 第3面
 107、207、307 第4面
 108、208、308 第5面
 109、209、309 第6面
 104a~109a、204a~209a、304a~309a 導電層
 104b、204b、304b 第1~第3導電層
 104c、204c 第4、第5開口
 107b、206b、306b、307b 開口
 107c、206c、306c、307c 接続導電層
 107d、206d 接続部材
 30 通信機器
 31 RF部
 32 アンテナ
 33 ベースバンド部
 501、502、503 第1~第3共振器
 504、505 キャパシタ
 511 入力端子
 512 出力端子
 514a、514b、514c、514d インダクタ
 514e、514f キャパシタ
 515a、515b、515c、515d 伝送線路
 521 入力部
 522 出力部
 P1、P2 減衰極
 P3 通過帯域

Claims (16)

  1.  第1誘電体ブロックと第2誘電体ブロックとを含み、所定の方向に並ぶ3以上の誘電体ブロックと、
     伝送線路と、を備え、
     前記第1誘電体ブロックと前記第2誘電体ブロックとの間には、3以上の前記誘電体ブロックのうち少なくとも1の誘電体ブロックが位置し、
     3以上の前記誘電体ブロックのそれぞれは、1又は2の隣り合う前記誘電体ブロックに電磁的に結合し、
     前記伝送線路は、前記第1誘電体ブロック及び前記第2誘電体ブロックに電磁的に結合する、
     誘電体フィルタユニット。
  2.  前記第1誘電体ブロックは、信号が入力される第1開口を有する第1導電層を備え、
     前記第2誘電体ブロックは、前記信号が出力される第2開口を有する第2導電層を備え、
     3以上の前記誘電体ブロックのそれぞれは、前記信号の入力によって、所定の共振特性で共振する、
     請求項1に記載の誘電体フィルタユニット。
  3.  前記伝送線路は、
      前記第1開口を介して前記第1誘電体ブロックに電磁的に結合し、
      前記第2開口を介して前記第2誘電体ブロックに電磁的に結合する、
     請求項2に記載の誘電体フィルタユニット。
  4.  前記第1導電層は、前記第1開口と異なる第3開口を有し、
     前記第2導電層は、前記第2開口と異なる第4開口を有し、
     前記伝送線路は、
      前記第3開口を介して前記第1誘電体ブロックと電磁的に結合し、
      前記第4開口を介して前記第2誘電体ブロックと電磁的に結合する、
     請求項2に記載の誘電体フィルタユニット。
  5.  3以上の前記誘電体ブロックは、前記第1誘電体ブロック及び前記第2誘電体ブロックと異なる第3誘電体ブロックを含み、
     前記第3誘電体ブロックは、3以上の前記誘電体ブロックのうちの他の前記誘電体ブロックと隣り合う面以外の面に、少なくとも1の第5開口を有する第3導電層を備える、
     請求項1乃至4のいずれか一項に記載の誘電体フィルタユニット。
  6.  3以上の前記誘電体ブロックは、前記第1誘電体ブロック及び前記第2誘電体ブロックと異なる第3誘電体ブロックを含み、
     前記所定の方向に交わる方向において、前記第3誘電体ブロックの長さは、前記第1誘電体ブロック及び前記第2誘電体ブロックの長さと異なる、
     請求項1乃至4のいずれか一項に記載の誘電体フィルタユニット。
  7.  3以上の前記誘電体ブロックは、導電層の開口を介して他の前記誘電体ブロックと電磁的に結合し、
     3以上の前記誘電体ブロックの少なくとも1つは、前記開口の内に接続導電層を有する、
     請求項1乃至6のいずれか一項に記載の誘電体フィルタユニット。
  8.  3以上の前記誘電体ブロックは、前記所定の方向における長さが、前記所定の方向に交わる方向における長さに比べて最も短い、
     請求項1乃至7のいずれか一項に記載の誘電体フィルタユニット。
  9.  第1誘電体ブロックと第2誘電体ブロックとを含み、所定の方向に並ぶ3以上の誘電体ブロックと、伝送線路と、を有し、
     前記第1誘電体ブロックと前記第2誘電体ブロックとの間には、3以上の前記誘電体ブロックのうち少なくとも1の誘電体ブロックが位置し、
     3以上の前記誘電体ブロックのそれぞれは、1又は2の隣り合う前記誘電体ブロックに電磁的に結合し、
     前記伝送線路は、前記第1誘電体ブロック及び前記第2誘電体ブロックに電磁的に結合する、
     誘電体フィルタユニットを備える、通信機器。
  10.  前記第1誘電体ブロックは、信号が入力される第1開口を有する第1導電層を備え、
     前記第2誘電体ブロックは、前記信号が出力される第2開口を有する第2導電層を備え、
     3以上の前記誘電体ブロックのそれぞれは、前記信号の入力によって、所定の共振特性で共振する、
     請求項9に記載の通信機器。
  11.  前記伝送線路は、
      前記第1開口を介して前記第1誘電体ブロックに電磁的に結合し、
      前記第2開口を介して前記第2誘電体ブロックに電磁的に結合する、
     請求項10に記載の通信機器。
  12.  前記第1導電層は、前記第1開口と異なる第3開口を有し、
     前記第2導電層は、前記第2開口と異なる第4開口を有し、
     前記伝送線路は、
      前記第3開口を介して前記第1誘電体ブロックと電磁的に結合し、
      前記第4開口を介して前記第2誘電体ブロックと電磁的に結合する、
     請求項10に記載の通信機器。
  13.  3以上の前記誘電体ブロックは、前記第1誘電体ブロック及び前記第2誘電体ブロックと異なる第3誘電体ブロックを含み、
     前記第3誘電体ブロックは、3以上の前記誘電体ブロックのうちの他の前記誘電体ブロックと隣り合う面以外の面に、少なくとも1の第5開口を有する第3導電層を備える、
     請求項9乃至12のいずれか一項に記載の通信機器。
  14.  3以上の前記誘電体ブロックは、前記第1誘電体ブロック及び前記第2誘電体ブロックと異なる第3誘電体ブロックを含み、
     前記所定の方向に交わる方向において、前記第3誘電体ブロックの長さは、前記第1誘電体ブロック及び前記第2誘電体ブロックの長さと異なる、
     請求項9乃至12のいずれか一項に記載の通信機器。
  15.  3以上の前記誘電体ブロックは、導電層の開口を介して他の前記誘電体ブロックと電磁的に結合し、
     3以上の前記誘電体ブロックの少なくとも1つは、前記開口の内に接続導電層を有する、
     請求項9乃至14のいずれか一項に記載の通信機器。
  16.  3以上の前記誘電体ブロックは、前記所定の方向における長さが、前記所定の方向に交わる方向における長さに比べて最も短い、
     請求項9乃至15のいずれか一項に記載の通信機器。
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