WO2019146441A1 - バンドパスフィルタ - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a band pass filter, and more particularly to a band pass filter provided with a plurality of resonant circuits formed of an inductor and a capacitor.
- a high frequency band pass filter suitable for miniaturization and cost reduction is formed by forming a plurality of resonant circuits having capacitors and inductors in a laminate including dielectric layers, pattern conductors and via conductors.
- a band pass filter described in WO2007 / 119356 Patent Document 1 can be mentioned.
- FIG. 19 is an explanatory view of a band pass filter described in Patent Document 1.
- FIG. 19A is an equivalent circuit diagram of the band pass filter 200.
- FIG. 19B is a filter characteristic diagram of the band pass filter 200.
- S21 represents a passing characteristic using the amount of attenuation as an index.
- S11 represents a reflection characteristic using the attenuation amount as an index.
- the band pass filter 200 includes capacitors C211, C221, C231, C241, inductors L211, L221, L231, a first signal port P201, and a second signal port P202. There is.
- the capacitor C211 and the inductor L211 constitute a resonant circuit.
- the capacitor C221 and the inductor L221, and the capacitor C231 and the inductor L231 respectively constitute different resonance circuits. That is, the band pass filter 200 is composed of three stages of parallel resonant circuits.
- band pass filter 200 electromagnetic field coupling as shown by arrows is generated between the inductor L211 and the inductor L221 and between the inductor L221 and the inductor L231.
- S21 of the band pass filter 200 has an attenuation pole of about ⁇ 80 dB on the low frequency side and about ⁇ 60 dB on the high frequency side of the pass band.
- the absolute value of S21 in the frequency range lower than the attenuation pole on the low frequency side significantly decreases compared to the value at the attenuation pole.
- the absolute value of S21 in the frequency region higher than the attenuation pole on the high frequency side also decreases significantly as compared with the value at the attenuation pole, and the degree of the decrease gradually increases with the increase of the frequency.
- an object of the present invention is to provide a band pass filter capable of obtaining sufficient attenuation characteristics even in frequency regions on the high frequency side and low frequency side of the pass band.
- the band pass filter according to the present invention can improve the structure in which the plurality of resonant circuits are electromagnetically coupled to each other.
- a first aspect of the band pass filter according to the present invention includes a first filter circuit, a second filter circuit, and a fifth resonant circuit.
- a first filter circuit comprises a first resonant circuit having a first signal port, a first inductor and a first capacitor, and a second resonant circuit having a second inductor and a second capacitor. And contains.
- the second filter circuit includes a third resonant circuit having a second signal port, a third inductor and a third capacitor, and a fourth resonant circuit having a fourth inductor and a fourth capacitor. And contains.
- the fifth resonant circuit includes a fifth capacitor connected to ground, a sixth capacitor connected to ground, and a fifth inductor connected between the fifth capacitor and the sixth capacitor. have.
- the fifth inductor is electromagnetically coupled to each of the first inductor, the second inductor, the third inductor, and the fourth inductor.
- a second aspect of the band pass filter according to the present invention comprises a first filter circuit, a second filter circuit, a fifth resonant circuit, and a sixth resonant circuit.
- a first filter circuit comprises a first resonant circuit having a first signal port, a first inductor and a first capacitor, and a second resonant circuit having a second inductor and a second capacitor. And contains.
- the second filter circuit includes a third resonant circuit having a second signal port, a third inductor and a third capacitor, and a fourth resonant circuit having a fourth inductor and a fourth capacitor. And contains.
- the fifth resonant circuit includes a fifth capacitor connected to ground, a sixth capacitor connected to ground, and a fifth inductor connected between the fifth capacitor and the sixth capacitor. have.
- the sixth resonant circuit includes a seventh capacitor connected to ground, an eighth capacitor connected to ground, and a sixth inductor connected between the seventh capacitor and the eighth capacitor. have.
- the fifth inductor is electromagnetically coupled to each of the first and second inductors.
- the sixth inductor is electromagnetically coupled to each of the third and fourth inductors. Furthermore, the fifth inductor and the sixth inductor are electromagnetically coupled.
- a third aspect of the band pass filter according to the present invention comprises a first filter circuit, a second filter circuit, and a seventh resonant circuit.
- a first filter circuit comprises a first resonant circuit having a first signal port, a first inductor and a first capacitor, and a second resonant circuit having a second inductor and a second capacitor. And contains.
- the second filter circuit includes a third resonant circuit having a second signal port, a third inductor and a third capacitor, and a fourth resonant circuit having a fourth inductor and a fourth capacitor. And contains.
- the seventh resonant circuit includes a fifth capacitor connected to the ground and a fifth inductor connected between the ground and the fifth capacitor.
- the fifth inductor is electromagnetically coupled to each of the first inductor, the second inductor, the third inductor, and the fourth inductor.
- a fourth aspect of the band pass filter according to the present invention comprises a first filter circuit, a second filter circuit, a seventh resonant circuit, and an eighth resonant circuit.
- a first filter circuit comprises a first resonant circuit having a first signal port, a first inductor and a first capacitor, and a second resonant circuit having a second inductor and a second capacitor. And contains.
- the second filter circuit includes a third resonant circuit having a second signal port, a third inductor and a third capacitor, and a fourth resonant circuit having a fourth inductor and a fourth capacitor. And contains.
- the seventh resonant circuit includes a fifth capacitor connected to the ground and a fifth inductor connected between the ground and the fifth capacitor.
- the eighth resonant circuit includes a seventh capacitor connected to the ground, and a sixth inductor connected between the ground and the seventh capacitor.
- the fifth inductor is electromagnetically coupled to each of the first and second inductors.
- the sixth inductor is electromagnetically coupled to each of the third and fourth inductors. Furthermore, the fifth inductor and the sixth inductor are electromagnetically coupled.
- a multilayer body in which a plurality of dielectric layers are stacked, a plurality of pattern conductors disposed between the dielectric layers, and a dielectric layer being penetrated. And a plurality of via conductors.
- the 5th aspect of the band pass filter concerning this invention is equipped with the 1st filter circuit, the 2nd filter circuit, and the 5th resonance circuit.
- the first filter circuit includes a first resonant circuit having a first signal electrode, a first ground electrode, a first inductor and a first capacitor, a second inductor and a second capacitor. And a second resonant circuit having The first signal electrode, the first ground electrode, the first resonant circuit, and the second resonant circuit are formed of the pattern conductor or the pattern conductor and the via conductor described above.
- the second filter circuit includes a third resonance circuit having a second signal electrode, a second ground electrode, a third inductor and a third capacitor, a fourth inductor and a fourth capacitor. And a fourth resonant circuit having The second signal electrode, the second ground electrode, the third resonant circuit, and the fourth resonant circuit are formed of the above-described pattern conductor or pattern conductor and via conductor.
- the fifth resonant circuit includes a third ground electrode, a fifth capacitor, a sixth capacitor, and a fifth inductor.
- the fifth capacitor and the sixth capacitor are connected to the third ground electrode.
- the fifth inductor is connected between the fifth capacitor and the sixth capacitor.
- the fifth resonant circuit is formed of the pattern conductor or the pattern conductor and the via conductor described above.
- the fifth resonant circuit is arranged in parallel between the first filter circuit and the second filter circuit as follows. That is, a virtual plane on which the fifth inductor is disposed is taken as a first plane. Then, when the first inductor and the second inductor are projected onto the first plane, at least a portion of the first inductor and at least a portion of the second inductor overlap the fifth inductor. .
- the third and fourth inductors are projected onto the first plane, at least a portion of the third inductor and at least a portion of the fourth inductor overlap the fifth inductor.
- a multilayer body in which a plurality of dielectric layers are stacked, a plurality of pattern conductors disposed between the dielectric layers, and a dielectric layer. And a plurality of via conductors.
- the 6th aspect of the band pass filter concerning this invention is equipped with the 1st filter circuit, the 2nd filter circuit, the 5th resonance circuit, and the 6th resonance circuit.
- the first filter circuit, the second filter circuit, and the fifth resonant circuit respectively correspond to the first filter circuit, the second filter circuit, and the fifth filter circuit in the fifth aspect of the band pass filter according to the present invention. It is similar to the resonant circuit.
- the sixth resonant circuit includes a fourth ground electrode, a seventh capacitor, an eighth capacitor, and a sixth inductor.
- the seventh capacitor and the eighth capacitor are connected to the fourth ground electrode.
- the sixth inductor is connected between the seventh capacitor and the eighth capacitor.
- the sixth resonant circuit is formed of the pattern conductor or the pattern conductor and the via conductor described above.
- the fifth resonant circuit and the sixth resonant circuit are arranged in parallel between the first filter circuit and the second filter circuit as follows. That is, a virtual plane on which the fifth inductor is disposed is taken as a first plane. Then, when the first inductor and the second inductor are projected onto the first plane, at least a portion of the first inductor and at least a portion of the second inductor overlap the fifth inductor. .
- a virtual plane on which the sixth inductor is disposed is taken as a second plane. Then, when the third and fourth inductors are projected onto the second plane, at least a portion of the third inductor and at least a portion of the fourth inductor overlap the sixth inductor. .
- the sixth inductor when projected onto the first plane described above, at least a portion of the sixth inductor overlaps the fifth inductor.
- a seventh aspect of the band pass filter of the present invention there is provided a multilayer body in which a plurality of dielectric layers are stacked, a plurality of pattern conductors disposed between the dielectric layers, and a dielectric layer. And a plurality of via conductors.
- the 6th aspect of the band pass filter concerning this invention is equipped with the 1st filter circuit, the 2nd filter circuit, and the 7th resonance circuit.
- the first filter circuit and the second filter circuit are respectively similar to the first filter circuit and the second filter circuit in the fifth aspect of the band pass filter according to the present invention.
- the seventh resonant circuit includes a third ground electrode, a fifth capacitor, and a fifth inductor.
- the fifth capacitor is connected to the third ground electrode.
- the fifth inductor is connected between the third ground electrode and the fifth capacitor.
- the seventh resonant circuit is formed of the above-described pattern conductor or pattern conductor and via conductor.
- the fifth inductor is disposed to be electromagnetically coupled to each of the first inductor, the second inductor, the third inductor, and the fourth inductor.
- a laminated body in which a plurality of dielectric layers are laminated, a plurality of pattern conductors disposed between the dielectric layers, and a dielectric layer being penetrated. And a plurality of via conductors.
- the 8th aspect of the band pass filter concerning this invention is equipped with the 1st filter circuit, the 2nd filter circuit, the 7th resonance circuit, and the 8th resonance circuit.
- the first filter circuit, the second filter circuit and the seventh resonant circuit respectively correspond to the first filter circuit, the second filter circuit and the seventh resonant circuit in the seventh aspect of the band pass filter according to the present invention. Is the same as
- the eighth resonant circuit includes a fourth ground electrode, a seventh capacitor, and a sixth inductor.
- the seventh capacitor is connected to the fourth ground electrode.
- the sixth inductor is connected between the fourth ground electrode and the seventh capacitor.
- the eighth resonant circuit is formed by the pattern conductor or the pattern conductor and the via conductor described above.
- a fifth inductor is arranged to be electromagnetically coupled to each of the first inductor and the second inductor.
- the sixth inductor is arranged to be electromagnetically coupled to each of the third inductor and the fourth inductor. Further, the fifth inductor and the sixth inductor are arranged to be electromagnetically coupled.
- a ninth aspect of the band pass filter according to the present invention includes a first filter circuit, a second filter circuit, and an intermediate circuit which are formed as a laminate of a plurality of dielectric layers and a plurality of conductor layers.
- the intermediate circuit is formed on any of the conductor layer and the ground conductor formed on any of the conductor layers, and is disposed to face the ground conductor via the dielectric layer, the first capacitor conductor and the second capacitor conductor And a first line conductor formed in any of the conductor layers, and a first via conductor and a second via conductor formed in the stacking direction of the stacked body.
- the first capacitor conductor and the first line conductor are connected via the first via conductor.
- the second capacitor conductor and the first line conductor are connected via the second via conductor.
- the first filter circuit, the intermediate circuit, and the second filter circuit are arranged in this order.
- Each of the first filter circuit and the intermediate circuit, and the second filter circuit and the intermediate circuit are electromagnetically coupled.
- the first filter circuit and the intermediate circuit are electromagnetically coupled
- the second filter circuit and the intermediate circuit are electromagnetically coupled
- the inductor constituting the second filter circuit and the inductor constituting the intermediate circuit are electromagnetically coupled.
- the band pass filter according to the present invention can obtain sufficient attenuation characteristics even in the frequency range higher and lower than the pass band.
- FIG. 1 is an equivalent circuit diagram of a band pass filter 100 that is a first embodiment of a band pass filter according to the present invention.
- FIG. 2 is an exploded perspective view of the band pass filter 100.
- 5 is a filter characteristic diagram of the band pass filter 100.
- FIG. It is an equivalent circuit schematic of band pass filter 100A which is a 2nd embodiment of a band pass filter concerning this invention. It is a disassembled perspective view of band pass filter 100A.
- band pass filter 100B which is a 3rd embodiment of a band pass filter concerning this invention. It is a disassembled perspective view of band pass filter 100B.
- It is a filter characteristic view of band pass filter 100B.
- band pass filter 100C which is a 4th embodiment of a band pass filter concerning this invention. It is a disassembled perspective view of band pass filter 100C. It is an equivalent circuit schematic of band pass filter 100D which is a 5th embodiment of a band pass filter concerning this invention. It is a disassembled perspective view of bandpass filter 100D. It is a filter characteristic view of band pass filter 100D. It is an equivalent circuit schematic of the band pass filter 100E which is 6th Embodiment of the band pass filter which concerns on this invention. It is an equivalent circuit schematic of the band pass filter 100F which is 7th Embodiment of the band pass filter which concerns on this invention.
- band pass filter 100G which is 8th Embodiment of the band pass filter which concerns on this invention. It is the equivalent circuit schematic of the band pass filters 100H to 100K of a reference example. It is a disassembled perspective view of band pass filter 100H. It is an equivalent circuit schematic and filter characteristic view of the band pass filter 200 of background art.
- the band pass filter to which the present invention is applied includes, for example, a laminated ceramic filter obtained by co-firing a low temperature fired ceramic and a pattern conductor and a via conductor, but is not limited thereto.
- a band pass filter 100 which is a first embodiment of a band pass filter according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3.
- the disassembled perspective view mentioned later is a schematic diagram.
- the thicknesses of the dielectric layer and the pattern conductor, the thickness of the via conductor, and the like are schematic.
- variations in the shape of each component generated in the manufacturing process are not necessarily reflected in the respective drawings.
- FIG. 1 is an equivalent circuit diagram of the band pass filter 100. As shown in FIG.
- the band pass filter 100 includes a first filter circuit FC1, a second filter circuit FC2, and a fifth resonant circuit RC5.
- the first filter circuit FC1 includes a first signal port P1, a first resonant circuit RC1, and a second resonant circuit RC2.
- the first resonant circuit RC1 includes a first inductor L11, a first capacitor C11, and a seventh inductor L13 shared with the second resonant circuit RC2.
- the second resonant circuit RC2 includes a second inductor L12, a second capacitor C12, and a seventh inductor L13 shared with the first resonant circuit RC1.
- the seventh inductor L13 is not an essential component in the present invention.
- the first inductor L11 and the seventh inductor L13 are connected in series between the first signal port P1 and the ground.
- the first capacitor C11 is connected in parallel with the first inductor L11 and the seventh inductor L13 between the first signal port P1 and the ground.
- the second inductor L12 and the second capacitor C12 are connected in series between the first inductor L11 and the ground.
- the seventh inductor L13 is connected in parallel with the second inductor L12 and the second capacitor C12 between the first inductor L11 and the ground.
- the second filter circuit FC2 includes a second signal port P2, a third resonant circuit RC3, and a fourth resonant circuit RC4.
- the third resonant circuit RC3 includes a third inductor L21, a third capacitor C21, and an eighth inductor L23 shared with the fourth resonant circuit RC4.
- the fourth resonant circuit RC4 includes a fourth inductor L22, a fourth capacitor C22, and an eighth inductor L23 shared with the third resonant circuit RC3.
- the eighth inductor L23 is not an essential component in the present invention.
- the fourth inductor L22 and the fourth capacitor C22 are connected in series between the third inductor L21 and the ground.
- the eighth inductor L23 is connected in parallel with the fourth inductor L22 and the fourth capacitor C22 between the third inductor L21 and the ground.
- the fifth resonant circuit RC5 includes a fifth capacitor C31, a sixth capacitor C32, and a fifth inductor L31.
- the fifth capacitor C31 and the sixth capacitor C32 are each connected to the ground.
- the fifth inductor L31 is connected between the fifth capacitor C31 and the sixth capacitor C32.
- the fifth inductor L31 is electromagnetically coupled to each of the first inductor L11, the second inductor L12, the third inductor L21, and the fourth inductor L22.
- the pattern conductor P21 is connected to the pattern conductors P61 and P101 via the via conductor v1.
- the pattern conductor P21 is connected to the pattern conductor P113 via the via conductor v2.
- the pattern conductor P21 is connected to the pattern conductor P102 via the via conductor v3.
- the pattern conductor P61 is connected to the pattern conductors P111 and P131 via the via conductor v4.
- the pattern conductor P111 is connected to the first terminal electrode P131 via the via conductor v4.
- a first inductor L11 is configured by a part of the pattern conductor P21 (a portion from the connection portion with the via conductor v1 to the connection portion with the via conductor v2) and the via conductor v1.
- a seventh inductor L13 is configured by the via conductor v2 that connects the pattern conductor P21 and the pattern conductor P113. As described above, the seventh inductor L13 is not an essential component in the present invention. That is, the seventh inductor L13 can also be realized by inductive coupling between the first inductor L11 and a second inductor L12 described later.
- a first capacitor C11 is configured by the pattern conductor P101 and the pattern conductor P113.
- the pattern conductor P113 is a ground-side capacitor electrode common to the first capacitor C11 and a second capacitor C12 described later (this is referred to as "first ground-side capacitor electrode").
- the first terminal electrode P131 corresponds to the first signal port P1 in FIG.
- the pattern conductor P61 is a pattern conductor connected to the first signal port P1.
- the first resonant circuit RC1 is configured of the first inductor L11, the seventh inductor L13, and the first capacitor C11.
- a second inductor L12 is configured by a part of the pattern conductor P21 (a portion from the connection portion with the via conductor v2 to the connection portion with the via conductor v3) and the via conductor v3.
- a second capacitor C12 is configured by the pattern conductor P102 and the pattern conductor P113.
- the pattern conductor P113 is connected to a pattern conductor P121 which is a ground electrode to be described later via via conductors v5 and v6 formed in the dielectric layer DL12 from the dielectric layer DL11.
- the second resonant circuit RC2 is configured of the second inductor L12, the seventh inductor L13, and the second capacitor C12.
- the second filter circuit FC2 includes pattern conductors P22, P62, P103, P104, P112, and P114, and via conductors.
- the rectangular pattern conductor P22 is formed on the dielectric layer DL2.
- the bent plate-like pattern conductor P62 is formed on the dielectric layer DL6.
- the rectangular pattern conductors P103 and P104 are formed on the dielectric layer DL10.
- a rectangular pattern conductor P112 and an angular C-shaped pattern conductor P114 are formed on the dielectric layer DL11.
- the plurality of via conductors are formed in the dielectric layers DL2 to DL11, respectively.
- the second filter circuit FC2 includes a second signal electrode (a second terminal electrode P132 described later), a second ground-side capacitor electrode described later, and the third resonant circuit RC3 and the fourth resonant circuit described above. And RC4 are included.
- the pattern conductor P112 is connected to the second terminal electrode P132 via the via conductor v12.
- a third inductor L21 is configured by a portion of the pattern conductor P22 (a portion from the connection portion with the via conductor v9 to the connection portion with the via conductor v10) and the via conductor v9.
- a seventh inductor L13 is configured by the via conductor v10 connecting the pattern conductor P22 and the pattern conductor P114.
- the eighth inductor L23 is not an essential component in the present invention. That is, the eighth inductor L23 can also be realized by inductive coupling between the third inductor L21 and a fourth inductor L22 described later.
- the pattern conductor P103 and the pattern conductor P114 constitute a third capacitor C21.
- the pattern conductor P114 is a ground-side capacitor electrode common to the third capacitor C21 and a fourth capacitor C22 described later (this is referred to as a "second ground-side capacitor electrode").
- the second terminal electrode P132 corresponds to the second signal port P2 in FIG.
- the pattern conductor P62 is a pattern conductor connected to the second signal port P2.
- a fourth inductor L22 is configured by a part of the pattern conductor P22 (a portion from the connection portion with the via conductor v10 to the connection portion with the via conductor v11) and the via conductor v11.
- a fourth capacitor C22 is configured by the pattern conductor P104 and the pattern conductor P114.
- the third capacitor C21 and the fourth capacitor C22 share the pattern conductor P114.
- the pattern conductor P114 is connected to a pattern conductor P121, which is a ground electrode to be described later, via via conductors v13 and v14 formed in the dielectric layer DL11 to the dielectric layer DL12.
- the fourth resonance circuit RC4 is configured of the fourth inductor L22, the eighth inductor L23, and the fourth capacitor C22.
- the fifth resonant circuit RC5 includes a ground electrode, a fifth capacitor C31, a sixth capacitor C32, and a fifth inductor L31 connected between the fifth capacitor C31 and the sixth capacitor C32. It is composed of The ground electrode is a pattern conductor P121.
- the pattern conductor P121 is connected to the third terminal electrode P133 via the via conductor v15 formed in the dielectric layers DL12 to DL13.
- the pattern conductor P121 is connected to the fourth terminal electrode P134 via the via conductor v16 formed in the dielectric layers DL12 to DL13.
- the pattern conductor P121 is connected to the fifth terminal electrode P135 via the via conductor v17 formed in the dielectric layers DL12 to DL13.
- the pattern conductor P121 is connected to the sixth terminal electrode P136 via the via conductor v18 formed in the dielectric layers DL12 to DL13.
- the fifth capacitor C31 is configured of pattern conductors P115 and P121.
- the sixth capacitor C32 is configured of pattern conductors P116 and P121. That is, the fifth capacitor C31 and the sixth capacitor C32 share the pattern conductor P121.
- the fifth inductor L31 includes a pattern conductor P23 and via conductors v7 and v8 formed in the dielectric layers DL2 to DL11 connected to both ends thereof.
- the fifth resonant circuit RC5 is disposed in parallel between the first filter circuit FC1 and the second filter circuit FC2 as follows. That is, a virtual plane on which the pattern conductor P23 forming the fifth inductor L31 and the via conductors connected to both ends thereof are arranged is taken as a first plane. That is, the first plane refers to a plane including the central axis of each via conductor and the central cross section along the longitudinal direction of pattern conductor P23, including a manufacturing error.
- the first inductor L11 and the second inductor L12 are projected onto the first plane, the first inductor L11 and the second inductor L12 overlap the fifth inductor L31.
- the third inductor L21 and the fourth inductor L22 are projected on the first plane, the third inductor L21 and the fourth inductor L22 overlap the fifth inductor L31.
- the fifth inductor L31 is electromagnetically coupled to each of the first inductor L11, the second inductor L12, the third inductor L21 and the fourth inductor L22 as shown by arrows in FIG. .
- the entire first inductor L11 and the entire second inductor L12 overlap with the fifth inductor L31, respectively.
- the entire third inductor L21 and the entire fourth inductor L22 overlap with the fifth inductor L31, respectively.
- at least a part of each of the first inductor L11, the second inductor L12, the third inductor L21, and the fourth inductor L22 may be overlapped with the fifth inductor L31.
- the pattern conductor P23 may be formed to be longer or shorter than the pattern conductor P21 and the pattern conductor P22.
- pattern conductor P23 is formed to adjust electromagnetic field coupling between fifth inductor L31 and each of first inductor L11, second inductor L12, third inductor L21, and fourth inductor L22.
- the dielectric layer in question may be different from the dielectric layer in which the pattern conductor P21 and the pattern conductor P22 are formed.
- a partial coupling state between the coils is realized, so that the electromagnetic field coupling between the coils can be weakened.
- desired electromagnetic field coupling can be realized without increasing the physical dimensions of the pattern conductors P21 to P23.
- FIG. 3 shows the filter characteristics of the band pass filter 100 when the capacitance of each capacitor and the inductance of each inductor are set to predetermined values. Focusing on the filter characteristic S21, it has an attenuation pole of about -83 dB on the lower frequency side and about -44 dB on the higher frequency side than the pass band.
- an attenuation amount exceeding -53 dB is secured on the low frequency side from the low frequency side attenuation pole. Further, the amount of attenuation exceeding -38 dB is secured on the high frequency side from the high frequency side attenuation pole. In particular, in S21 on the higher frequency side than the high frequency attenuation pole, there is no tendency for the absolute value to gradually decrease as the frequency increases (see FIG. 19B).
- the band pass filter 100 as a result of the electromagnetic field coupling being effectively generated by the above-described structure, sufficient attenuation characteristics can be obtained even in the frequency range higher and lower than the pass band.
- each capacitance which comprises the band pass filter 100 can be set with the area of the conductor pattern which comprises them, and the dielectric constant of a dielectric material.
- the value of each inductance can be set by the number of connected via conductors constituting them. That is, the value of each inductance is changed by adjusting the number of dielectric layers in which only via conductors such as dielectric layers DL3 to DL4 and dielectric layers DL7 to DL9 in band pass filter 100 are formed. be able to. Also in each embodiment described later, the value of each capacitance and the value of each inductance are adjusted.
- FIG. 1 A band pass filter 100A which is a second embodiment of the band pass filter according to the present invention will be described with reference to FIGS. 4 and 5.
- FIG. 1 A band pass filter 100A which is a second embodiment of the band pass filter according to the present invention will be described with reference to FIGS. 4 and 5.
- FIG. 1 A band pass filter 100A which is a second embodiment of the band pass filter according to the present invention will be described with reference to FIGS. 4 and 5.
- FIG. 4 is an equivalent circuit diagram of the band pass filter 100A. Similar to the band pass filter 100, the band pass filter 100A includes a first filter circuit FC1, a second filter circuit FC2, and a fifth resonant circuit RC5.
- the first filter circuit FC1 further includes a ninth capacitor C13.
- the ninth capacitor C13 is connected between the connection point of the first capacitor C11, the second capacitor C12, and the seventh inductor L13, and the ground.
- the second filter circuit FC2 further includes a tenth capacitor C23.
- the tenth capacitor C23 is connected between the connection point of the third capacitor C21, the fourth capacitor C22, and the eighth inductor L23, and the ground.
- the other components are similar to those of the band pass filter 100. Therefore, further description about them is omitted here.
- FIG. 5 is an exploded perspective view of the band pass filter 100A. Similar to the band pass filter 100, the band pass filter 100A includes a stacked body in which dielectric layers DL1 to DL13 are stacked, a plurality of pattern conductors, and a plurality of via conductors. A first filter circuit FC1, a second filter circuit FC2, and a fifth resonant circuit RC5 are formed by these dielectric layers, pattern conductors and via conductors.
- the first filter circuit FC1 further includes the ninth capacitor C13.
- the ninth capacitor C13 is configured of pattern conductors P113 and P121. That is, in the band pass filter 100A, the pattern conductor P113 and the pattern conductor P121 are not connected by via conductors. As described above, the pattern conductor P121 is a ground electrode.
- the first capacitor C11, the second capacitor C12, and the ninth capacitor C13 share the pattern conductor P113.
- the second filter circuit FC2 further includes a tenth capacitor C23.
- the tenth capacitor C23 is configured of pattern conductors P114 and P121. That is, in the band pass filter 100A, the pattern conductor P114 and the pattern conductor P121 are not connected by the via conductor. As described above, the pattern conductor P121 is a ground electrode.
- the third capacitor C21, the fourth capacitor C22, and the tenth capacitor C23 share the pattern conductor P114.
- the other components are similar to those of the band pass filter 100. Therefore, further description about them is omitted here.
- band pass filter 100A With the above-described structure, isolation between the first filter circuit FC1 and the second filter circuit FC2 can be effectively obtained. As a result, in addition to the above-described effects, it is possible to further enhance the attenuation characteristics particularly on the high frequency side with respect to the pass band.
- band pass filter 100B which is a third embodiment of the band pass filter according to the present invention will be described with reference to FIGS.
- FIG. 6 is an equivalent circuit diagram of the band pass filter 100B.
- the band pass filter 100B includes a first filter circuit FC1, a second filter circuit FC2, a fifth resonant circuit RC5, and a sixth resonant circuit RC6.
- the first filter circuit FC1, the second filter circuit FC2, and the fifth resonant circuit RC5 in the band pass filter 100B are the same as those of the band pass filter 100. Therefore, further description about them is omitted here.
- the sixth resonant circuit RC6 includes a seventh capacitor C41, an eighth capacitor C42, and a sixth inductor L41.
- the seventh capacitor C41 and the eighth capacitor C42 are connected to the ground, respectively.
- the sixth inductor L41 is connected between the seventh capacitor C41 and the eighth capacitor C42.
- the fifth inductor L31 is electromagnetically coupled to each of the first inductor L11 and the second inductor L12.
- the sixth inductor L41 is electromagnetically coupled to each of the third inductor L21 and the fourth inductor L22. Further, the fifth inductor L31 and the sixth inductor L41 are electromagnetically coupled.
- another resonant circuit having another capacitor and another inductor may be provided between the fifth resonant circuit RC5 and the sixth resonant circuit RC6.
- the fifth inductor L31 is electromagnetically coupled to the above-described inductor
- the above-described inductor is electromagnetically coupled to the sixth inductor L41.
- the fifth inductor L31 and the sixth inductor L41 are indirectly and electromagnetically coupled.
- the number of additional resonant circuits provided between the fifth resonant circuit RC5 and the sixth resonant circuit RC6 is not particularly limited.
- FIG. 7 is an exploded perspective view of the band pass filter 100B. Similar to the band pass filters 100 and 100A, the band pass filter 100B includes a stacked body in which dielectric layers DL1 to DL13 are stacked, a plurality of pattern conductors, and a plurality of via conductors. A first filter circuit FC1, a second filter circuit FC2, a fifth resonant circuit RC5, and a sixth resonant circuit RC6 are formed by these dielectric layers, pattern conductors and via conductors. Although the direction mark P11 is disposed on the dielectric layer DL1 also in FIG. 7, this is not essential.
- the arrangement of the pattern conductor P61 formed in the dielectric layer DL6 is different from that of the band pass filter 100.
- the shapes of the pattern conductors P101 and P102 formed on the dielectric layer DL10 are different from those of the band pass filter 100.
- they are not essential differences in the present invention, and are otherwise similar to the components of the first filter circuit FC1 of the band pass filter 100. Therefore, the further description of the first filter circuit FC1 is omitted here.
- the shapes of the pattern conductors P103 and P104 formed on the dielectric layer DL10 are different from those of the band pass filter 100. However, they are not essential differences in the present invention, and are otherwise similar to the components of the second filter circuit FC2 of the band pass filter 100. Therefore, further description of the second filter circuit FC2 is omitted here.
- the fifth resonance circuit RC5 is connected between the third ground-side capacitor electrode, the fifth capacitor C31, the sixth capacitor C32, and the fifth capacitor C31 and the sixth capacitor C32. And an inductor L31 of five.
- the third ground-side capacitor electrode is a pattern conductor P215 formed on the dielectric layer DL11.
- the pattern conductor P113 which is the first ground-side capacitor electrode, is connected to the pattern conductor P121 via via conductors v5 and v6 formed in the dielectric layers DL11 to DL12.
- the pattern conductor P114 which is the second ground-side capacitor electrode, is connected to the pattern conductor P121 via via conductors v13 and v14 formed in the dielectric layers DL11 to DL12.
- the pattern conductor P215 described above is connected to the pattern conductor P121 via the via conductors v21 and v22 formed in the dielectric layers DL11 to DL12. That is, the pattern conductor P121 is a common ground electrode.
- the pattern conductor P121 is connected to each of the third terminal electrode P133, the fourth terminal electrode P134, the fifth terminal electrode P135, and the sixth terminal electrode P136 as described above.
- the fifth capacitor C31 is configured by the pattern conductors P105 and P215.
- the sixth capacitor C32 is configured of pattern conductors P106 and P215. That is, the fifth capacitor C31 and the sixth capacitor C32 share the pattern conductor P215 which is the third ground-side capacitor electrode.
- the fifth inductor L31 includes a pattern conductor P23 and via conductors v7 and v8 formed in dielectric layers DL2 to DL10 connected to both ends thereof.
- the sixth resonant circuit RC6 is connected between the third ground-side capacitor electrode, the seventh capacitor C41, the eighth capacitor C42, and the seventh capacitor C41 and the eighth capacitor C42. And an inductor L41 of six.
- the third ground-side capacitor electrode is the pattern conductor P215 formed on the dielectric layer DL11. The connection between the pattern conductor P215 and other components is as described above.
- the seventh capacitor C41 is composed of pattern conductors P107 and P215.
- the eighth capacitor C42 is configured of pattern conductors P108 and P215. That is, the seventh capacitor C41 and the eighth capacitor C42 share the pattern conductor P215 which is the third ground-side capacitor electrode.
- the sixth inductor L41 is composed of a patterned conductor P24 and via conductors v19 and v20 formed in the dielectric layers DL2 to DL10 connected to both ends thereof.
- the fifth resonance circuit RC5 and the sixth resonance circuit RC6 are arranged in parallel between the first filter circuit FC1 and the second filter circuit FC2 as follows. That is, a first plane similar to the band pass filter 100 described above is defined. Then, when the first inductor L11 and the second inductor L12 are projected onto the first plane, the first inductor L11 and the second inductor L12 overlap the fifth inductor L31. .
- a virtual plane on which the sixth inductor L41 is disposed is taken as a second plane. That is, the second plane refers to a plane including the central axis of each via conductor and the central cross section along the longitudinal direction of pattern conductor P23, including a manufacturing error.
- the third inductor L21 and the fourth inductor L22 are projected on the second plane, the third inductor L21 and the fourth inductor L22 overlap the sixth inductor L41. Furthermore, when the sixth inductor L41 is projected onto the first plane, the sixth inductor L41 overlaps the fifth inductor L31.
- each of the first inductor L11 and the second inductor L12 is electromagnetically coupled to the fifth inductor L31 as shown by the arrows in FIG.
- the third inductor L21 and the fourth inductor L22 are electromagnetically coupled to the sixth inductor L41, respectively.
- the fifth inductor L31 and the sixth inductor L41 are similarly electromagnetically coupled.
- the entire first inductor L11 and the entire second inductor L12 overlap the fifth inductor L31, respectively.
- the entire third inductor L21 and the entire fourth inductor L22 overlap the sixth inductor L41, respectively.
- the entire fifth inductor L31 overlaps the entire sixth inductor L41.
- each of the first inductor L11 and the second inductor L12 may be overlapped with the fifth inductor L31.
- at least a part of each of the third inductor L21 and the fourth inductor L22 may be overlapped with the sixth inductor L41.
- at least a part of the sixth inductor L41 may overlap with the fifth inductor L31.
- the pattern conductor P23 may be formed to be longer or shorter than the pattern conductor P21.
- the pattern conductor P24 may be formed to be longer or shorter than the pattern conductor P22.
- FIG. 8 shows the filter characteristics of the band pass filter 100B when the capacitance of each capacitor and the inductance of each inductor are set to predetermined values. Focusing on the filter characteristic S21, it has an attenuation pole of about ⁇ 78 dB on the lower frequency side and about ⁇ 45 dB on the higher frequency side than the pass band.
- an attenuation amount exceeding -62 dB is secured on the low frequency side from the low frequency side attenuation pole. Further, the amount of attenuation exceeding -42 dB is secured on the high frequency side from the high frequency side attenuation pole. In particular, in S21 on the higher frequency side than the high frequency attenuation pole, there is no tendency for the absolute value to gradually decrease as the frequency increases (see FIG. 19B).
- the width of the pass band is about 1.5 times wider than that of the band pass filter 100.
- the degree of decrease of the absolute value of the attenuation amount on the low frequency side from the low frequency side attenuation pole is reduced. Then, the attenuation from the passband to the high frequency side attenuation pole is further steep (see FIG. 3).
- the band pass filter 100B as a result of the electromagnetic field coupling occurring more effectively by the above structure, the attenuation characteristics on the high frequency side and the low frequency side of the pass band can be further enhanced.
- FIG. 9 A band pass filter 100C which is a fourth embodiment of the band pass filter according to the present invention will be described with reference to FIGS. 9 and 10.
- FIG. 9 A band pass filter 100C which is a fourth embodiment of the band pass filter according to the present invention will be described with reference to FIGS. 9 and 10.
- FIG. 9 A band pass filter 100C which is a fourth embodiment of the band pass filter according to the present invention will be described with reference to FIGS. 9 and 10.
- FIG. 9 is an equivalent circuit diagram of the band pass filter 100C. Similar to the bandpass filter 100B, the bandpass filter 100C includes a first filter circuit FC1, a second filter circuit FC2, a fifth resonant circuit RC5, and a sixth resonant circuit RC6.
- the first filter circuit FC1 further includes a ninth capacitor C13.
- the ninth capacitor C13 is the same as that included in the first filter circuit FC1 of the bandpass filter 100A.
- the second filter circuit FC2 further includes a tenth capacitor C23.
- the tenth capacitor C23 is the same as that included in the second filter circuit FC2 of the bandpass filter 100A.
- the other components are similar to those of the band pass filter 100B. Therefore, further description about them is omitted here.
- FIG. 10 is an exploded perspective view of the band pass filter 100C. Similar to the band pass filter 100B, the band pass filter 100C includes a stacked body in which the dielectric layers DL1 to DL13 are stacked, a plurality of pattern conductors, and a plurality of via conductors. A first filter circuit FC1, a second filter circuit FC2, a fifth resonant circuit RC5, and a sixth resonant circuit RC6 are formed by these dielectric layers, pattern conductors and via conductors.
- the first filter circuit FC1 further includes the ninth capacitor C13.
- the second filter circuit FC2 further includes a tenth capacitor C23.
- the ninth capacitor C13 and the tenth capacitor C23 are configured in the same manner as the band pass filter 100A.
- the other components are similar to those of the band pass filter 100B. Therefore, further description about them is omitted here.
- the band pass filter 100C can effectively obtain the isolation between the first filter circuit FC1 and the second filter circuit FC2 by the above-described structure. As a result, in addition to the above-described effects, it is possible to further enhance the attenuation characteristics particularly on the high frequency side with respect to the pass band.
- a band pass filter 100D which is a fourth embodiment of the band pass filter according to the present invention will be described with reference to FIGS.
- FIG. 11 is an equivalent circuit diagram of the band pass filter 100D.
- the band pass filter 100D includes a first filter circuit FC1, a second filter circuit FC2, and a seventh resonant circuit RC7.
- the first filter circuit FC1 and the second filter circuit FC2 in the band pass filter 100D are similar to those of the band pass filter 100. Therefore, further description about them is omitted here.
- the seventh resonant circuit RC7 includes a fifth capacitor C31 and a fifth inductor L31.
- the fifth capacitor C31 is connected to the ground.
- the fifth inductor L31 is connected between the ground and the fifth capacitor C31.
- the fifth inductor is electromagnetically coupled to each of the first inductor, the second inductor, the third inductor, and the fourth inductor.
- FIG. 12 is an exploded perspective view of the band pass filter 100D. Similar to the band pass filter 100, the band pass filter 100D includes a stacked body in which dielectric layers DL1 to DL13 are stacked, a plurality of pattern conductors, and a plurality of via conductors. A first filter circuit FC1, a second filter circuit FC2, and a seventh resonant circuit RC7 are formed by these dielectric layers, pattern conductors and via conductors. Although the direction mark P11 is disposed on the dielectric layer DL1 also in FIG. 12, this is not essential.
- the arrangement of the pattern conductor P61 formed in the dielectric layer DL6 is different from that of the band pass filter 100.
- the seventh resonant circuit RC7 is configured of a ground electrode, a fifth capacitor C31, and a fifth inductor L31 connected between the ground electrode and the fifth capacitor C31.
- one of the pattern conductors constituting the fifth capacitor C31 is not formed on the dielectric layer DL11, and is formed as a pattern conductor P105 on the dielectric layer DL10. There is. However, this is not an essential difference in the present invention, and as with the band pass filter 100, even if one of the pattern conductors constituting the fifth capacitor C31 is formed on the dielectric layer DL11 Good.
- a via conductor v7 connected to one end of the pattern conductor P23 forming the fifth inductor L31 and formed in the dielectric layers DL2 to DL10 is disposed at the central portion of each dielectric layer. That is, the pattern conductor P23 in the band pass filter 100D is formed shorter than the pattern conductor P23 in the band pass filter 100.
- the other components are similar to those of the band pass filter 100. Therefore, further description about them is omitted here.
- the seventh resonant circuit RC7 is disposed between the first filter circuit FC1 and the second filter circuit FC2 as follows. That is, the fifth inductor L31 is arranged to be electromagnetically coupled to each of the first inductor L11, the second inductor L12, the third inductor L21, and the fourth inductor L22 (arrow in FIG. 11). reference).
- FIG. 13 shows the filter characteristics of the band pass filter 100 when the capacitance of each capacitor and the inductance of each inductor are set to predetermined values. Focusing on the filter characteristic S21, it has an attenuation pole of about -87 dB on the low frequency side and about -20 dB on the high frequency side of the pass band.
- an attenuation amount exceeding -53 dB is secured on the low frequency side of the low frequency side attenuation pole.
- the amount of attenuation exceeding -14 dB is secured on the high frequency side from the high frequency side attenuation pole.
- the band pass filter 100D as a result of the electromagnetic field coupling being effectively generated by the above-described structure, it is possible to suppress the decrease in the absolute value of S21 in the frequency range higher and lower than the passband.
- FIG. 14 is an equivalent circuit diagram of the band pass filter 100E. Similar to the bandpass filter 100D, the bandpass filter 100E includes a first filter circuit FC1, a second filter circuit FC2, and a seventh resonant circuit RC7.
- the first filter circuit FC1 further includes a ninth capacitor C13.
- the second filter circuit FC2 further includes a tenth capacitor C23.
- the other components are similar to those of the band pass filter 100D. Therefore, further description about them is omitted here.
- the band pass filter 100E can effectively obtain the isolation between the first filter circuit FC1 and the second filter circuit FC2 due to the above-described structure. As a result, in addition to the above-described effects, it is possible to increase the absolute value of the attenuation on the high frequency side particularly from the pass band.
- FIG. 15 is an equivalent circuit diagram of the band pass filter 100F.
- the band pass filter 100F includes a first filter circuit FC1, a second filter circuit FC2, a seventh resonant circuit RC7, and an eighth resonant circuit RC8.
- the first filter circuit FC1, the second filter circuit FC2, and the seventh resonant circuit RC7 in the band pass filter 100F are the same as those in the band pass filter 100D. Therefore, further description about them is omitted here.
- the eighth resonant circuit RC8 includes a seventh capacitor C41 and a sixth inductor L41.
- the seventh capacitor C41 is connected to the ground.
- the sixth inductor L41 is connected between the ground and the seventh capacitor C41.
- the fifth inductor L31 is electromagnetically coupled to each of the first inductor L11 and the second inductor L12.
- the sixth inductor L41 is electromagnetically coupled to each of the third inductor L21 and the fourth inductor L22. Further, the fifth inductor L31 and the sixth inductor L41 are electromagnetically coupled.
- another resonant circuit having another capacitor and another inductor may be provided between the seventh resonant circuit RC7 and the eighth resonant circuit RC8.
- the fifth inductor L31 is electromagnetically coupled to the above-described inductor
- the above-described inductor is electromagnetically coupled to the sixth inductor L41.
- the fifth inductor L31 and the sixth inductor L41 are indirectly and electromagnetically coupled.
- the number of additional resonant circuits provided between the seventh resonant circuit RC7 and the eighth resonant circuit RC8 is not particularly limited.
- the balance of the electromagnetic field coupling is considered to be improved by increasing the number of resonance circuits disposed between the first filter circuit FC1 and the second filter circuit FC2 to two.
- the band pass filter 100F as a result of the electromagnetic field coupling occurring more effectively due to the above structure, the attenuation characteristics on the high frequency side and the low frequency side of the pass band can be further enhanced.
- FIG. 16 is an equivalent circuit diagram of the band pass filter 100G. Similar to the bandpass filter 100F, the bandpass filter 100G includes a first filter circuit FC1, a second filter circuit FC2, a seventh resonant circuit RC7, and an eighth resonant circuit RC8.
- the first filter circuit FC1 further includes a ninth capacitor C13.
- the second filter circuit FC2 further includes a tenth capacitor C23.
- the other components are similar to those of the band pass filter 100F. Therefore, further description about them is omitted here.
- band pass filter 100G With the above-described structure, isolation between the first filter circuit FC1 and the second filter circuit FC2 can be effectively obtained. As a result, in addition to the above-described effects, it is possible to further enhance the attenuation characteristics particularly on the high frequency side with respect to the pass band.
- FIG. 17A is an equivalent circuit diagram of the band pass filter 100H.
- FIG. 17B is an equivalent circuit diagram of the band pass filter 100I.
- FIG. 17C is an equivalent circuit diagram of the band pass filter 100J.
- FIG. 17D is an equivalent circuit diagram of the band pass filter 100K.
- Each of the band pass filters described above includes a first filter circuit FC1 and a second filter circuit FC2.
- the first filter circuit FC1 and the second filter circuit FC2 are similar to those of the band pass filter 100. Therefore, further description about them is omitted here.
- the first filter circuit FC1 and the second filter circuit FC2 are coupled by an eleventh capacitor C51.
- an eleventh capacitor C51 couples between the second inductor L12 and the second capacitor C12 and between the fourth inductor L22 and the fourth capacitor C22.
- an eleventh capacitor C51 couples the second capacitor C12 to the ground and the fourth capacitor C22 to the ground.
- an eleventh capacitor C51 couples the seventh inductor L13 to the ground and the eighth inductor L23 to the ground.
- an eleventh capacitor C51 couples between the first inductor L11 and the second inductor L12 and between the third inductor L21 and the fourth inductor L22.
- the coupling by the eleventh capacitor C51 may be either coupling by connection of capacitor elements or electric field coupling between components of each resonant circuit.
- the first filter circuit FC1 may further include a ninth capacitor C13
- the second filter circuit FC2 may further include a tenth capacitor C23.
- the connection positions of the ninth capacitor C13 and the tenth capacitor C23 are as described above. Therefore, further description about them is omitted here.
- FIG. 18 is an exploded perspective view of the band pass filter 100H. Similar to the band pass filter 100, the band pass filter 100H includes a stacked body in which dielectric layers DL1 to DL13 are stacked, a plurality of pattern conductors, and a plurality of via conductors. A first filter circuit FC1, a second filter circuit FC2, and an eleventh capacitor C51 are formed by these dielectric layers, pattern conductors and via conductors. Although the direction mark P11 is disposed on the dielectric layer DL1 also in FIG. 18, this is not essential.
- the second inductor L12 is configured of the pattern conductor P21 and the via conductors v2 and v3 formed in the dielectric layers DL2 to DL10 connected to the other end.
- the second capacitor C12 is composed of pattern conductors P102 and P113.
- the fourth inductor L22 is composed of a pattern conductor P22 and via conductors v10 and v11 connected to the other end and formed in the dielectric layers DL2 to DL10.
- the fourth capacitor C22 is configured by the pattern conductors P104 and P114.
- the eleventh capacitor C51 is configured of a pattern conductor P91 formed on the dielectric layer DL9 and pattern conductors P102 and P104 formed on the dielectric layer DL10. That is, between the second inductor L12 and the second capacitor C12 in the equivalent circuit diagram of FIG. 17A and between the fourth inductor L22 and the fourth capacitor C22, an eleventh capacitor C51 is provided. Will be combined by
- band pass filters 100I to 100K can be configured instead of the band pass filter 100H.
- FC1 first filter circuit FC2 second filter circuit, P1 first signal port, P2 second signal port, RC1 first resonant circuit, RC2 second resonant circuit, RC3 third Resonance circuit, RC4 fourth resonance circuit, RC5 fifth resonance circuit, L11 first inductor, L12 second inductor, L21 third inductor, L22 fourth inductor, L31 fifth inductor, C11 fifth 1 capacitor, C12 second capacitor, C21 third capacitor, C22 fourth capacitor, C31 fifth capacitor, C32 sixth capacitor, v1 to v21 via conductor.
Landscapes
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Abstract
通過帯域より高周波側および低周波側の周波数領域におけるS21の絶対値の低下が抑制されたバンドパスフィルタを提供する。バンドパスフィルタ(100)は、第1のインダクタ(L11)を有する第1の共振回路(RC1)と、第2のインダクタ(L12)を有する第2の共振回路(RC2)とを含む第1のフィルタ回路(FC1)と、第3のインダクタ(L21)を有する第3の共振回路(RC3)と、第4のインダクタ(L22)を有する第4の共振回路(RC4)とを含む第2のフィルタ回路(FC2)と、第5のインダクタ(L31)を有する第5の共振回路(RC5)とを備える。第5のインダクタ(L31)は、第1のインダクタ(L11)、第2のインダクタ(L12)、第3のインダクタ(L21)および第4のインダクタ(L22)のそれぞれと電磁界結合する。
Description
この発明は、バンドパスフィルタに関するものであり、特にインダクタとキャパシタとで構成される複数の共振回路を備えたバンドパスフィルタに関する。
従来、小型化および低廉化に適した高周波のバンドパスフィルタは、誘電体層とパターン導体とビア導体とを含む積層体内に、キャパシタとインダクタとを有する共振回路が複数形成されてなる。複数の共振回路を備えたバンドパスフィルタの一例として、国際公開第2007/119356号(特許文献1)に記載されたバンドパスフィルタが挙げられる。
図19は、特許文献1に記載のバンドパスフィルタの説明図である。図19(A)は、バンドパスフィルタ200の等価回路図である。図19(B)は、バンドパスフィルタ200のフィルタ特性図である。S21は、減衰量を指標とした通過特性を表す。S11は、減衰量を指標とした反射特性を表す。
図19(A)に示されるように、バンドパスフィルタ200は、キャパシタC211、C221、C231、C241とインダクタL211、L221、L231と第1の信号ポートP201と第2の信号ポートP202とを備えている。キャパシタC211とインダクタL211とは、共振回路を構成している。同様に、キャパシタC221とインダクタL221、およびキャパシタC231とインダクタL231とは、それぞれ別の共振回路を構成している。すなわち、バンドパスフィルタ200は、3段の並列共振回路からなっている。
バンドパスフィルタ200では、インダクタL211とインダクタL221との間、およびインダクタL221とインダクタL231との間に、それぞれ矢印で示されるような電磁界結合が生じている。その結果、図19(B)に示されるように、バンドパスフィルタ200のS21は、通過帯域より低周波側に約-80dB、高周波側に約-60dBの減衰極を有している。
一方、上記のバンドパスフィルタ200では、低周波側の減衰極より低い周波数領域におけるS21の絶対値が、減衰極での値に比較して大きく低下する。また、高周波側の減衰極より高い周波数領域におけるS21の絶対値も、減衰極での値に比較して大きく低下し、かつ周波数の増加に伴い、その低下の度合いが次第に大きくなる。
すなわち、この発明の目的は、通過帯域より高周波側および低周波側の周波数領域においても十分な減衰量特性を得ることのできるバンドパスフィルタを提供することである。
この発明に係るバンドパスフィルタでは、複数の共振回路を互いに電磁界結合させる構造についての改良が図られる。
この発明に係るバンドパスフィルタの第1の態様は、第1のフィルタ回路と、第2のフィルタ回路と、第5の共振回路とを備えている。
第1のフィルタ回路は、第1の信号ポートと、第1のインダクタと第1のキャパシタとを有する第1の共振回路と、第2のインダクタと第2のキャパシタとを有する第2の共振回路とを含んでいる。第2のフィルタ回路は、第2の信号ポートと、第3のインダクタと第3のキャパシタとを有する第3の共振回路と、第4のインダクタと第4のキャパシタとを有する第4の共振回路とを含んでいる。
第5の共振回路は、グランドに接続された第5のキャパシタと、グランドに接続された第6のキャパシタと、第5のキャパシタと第6のキャパシタとの間に接続された第5のインダクタとを有している。そして、第5のインダクタは、第1のインダクタ、第2のインダクタ、第3のインダクタおよび第4のインダクタのそれぞれと電磁界結合する。
この発明に係るバンドパスフィルタの第2の態様は、第1のフィルタ回路と、第2のフィルタ回路と、第5の共振回路と、第6の共振回路とを備えている。
第1のフィルタ回路は、第1の信号ポートと、第1のインダクタと第1のキャパシタとを有する第1の共振回路と、第2のインダクタと第2のキャパシタとを有する第2の共振回路とを含んでいる。第2のフィルタ回路は、第2の信号ポートと、第3のインダクタと第3のキャパシタとを有する第3の共振回路と、第4のインダクタと第4のキャパシタとを有する第4の共振回路とを含んでいる。
第5の共振回路は、グランドに接続された第5のキャパシタと、グランドに接続された第6のキャパシタと、第5のキャパシタと第6のキャパシタとの間に接続された第5のインダクタとを有している。
第6の共振回路は、グランドに接続された第7のキャパシタと、グランドに接続された第8のキャパシタと、第7のキャパシタと第8のキャパシタとの間に接続された第6のインダクタとを有している。
そして、第5のインダクタは、第1のインダクタおよび第2のインダクタのそれぞれと電磁界結合する。また、第6のインダクタは、第3のインダクタおよび第4のインダクタのそれぞれと電磁界結合する。さらに、第5のインダクタと第6のインダクタとが電磁界結合する。
この発明に係るバンドパスフィルタの第3の態様は、第1のフィルタ回路と、第2のフィルタ回路と、第7の共振回路とを備えている。
第1のフィルタ回路は、第1の信号ポートと、第1のインダクタと第1のキャパシタとを有する第1の共振回路と、第2のインダクタと第2のキャパシタとを有する第2の共振回路とを含んでいる。第2のフィルタ回路は、第2の信号ポートと、第3のインダクタと第3のキャパシタとを有する第3の共振回路と、第4のインダクタと第4のキャパシタとを有する第4の共振回路とを含んでいる。
第7の共振回路は、グランドに接続された第5のキャパシタと、グランドと第5のキャパシタとの間に接続された第5のインダクタとを有している。そして、第5のインダクタは、第1のインダクタ、第2のインダクタ、第3のインダクタおよび第4のインダクタのそれぞれと電磁界結合する。
この発明に係るバンドパスフィルタの第4の態様は、第1のフィルタ回路と、第2のフィルタ回路と、第7の共振回路と、第8の共振回路とを備えている。
第1のフィルタ回路は、第1の信号ポートと、第1のインダクタと第1のキャパシタとを有する第1の共振回路と、第2のインダクタと第2のキャパシタとを有する第2の共振回路とを含んでいる。第2のフィルタ回路は、第2の信号ポートと、第3のインダクタと第3のキャパシタとを有する第3の共振回路と、第4のインダクタと第4のキャパシタとを有する第4の共振回路とを含んでいる。
第7の共振回路は、グランドに接続された第5のキャパシタと、グランドと第5のキャパシタとの間に接続された第5のインダクタとを有している。第8の共振回路は、グランドに接続された第7のキャパシタと、グランドと第7のキャパシタとの間に接続された第6のインダクタとを有している。
そして、第5のインダクタは、第1のインダクタおよび第2のインダクタのそれぞれと電磁界結合する。第6のインダクタは、第3のインダクタおよび第4のインダクタのそれぞれと電磁界結合する。さらに、第5のインダクタと第6のインダクタとが電磁界結合する。
この発明に係るバンドパスフィルタの第5の態様は、複数の誘電体層が積層された積層体と、誘電体層の層間に配置された複数のパターン導体と、誘電体層を貫通して配置された複数のビア導体とを含んでいる。そして、この発明に係るバンドパスフィルタの第5の態様は、第1のフィルタ回路と、第2のフィルタ回路と、第5の共振回路とを備えている。
第1のフィルタ回路には、第1の信号電極と、第1のグランド電極と、第1のインダクタと第1のキャパシタとを有する第1の共振回路と、第2のインダクタと第2のキャパシタとを有する第2の共振回路とが含まれる。第1の信号電極と、第1のグランド電極と、第1の共振回路と、第2の共振回路とは、上記のパターン導体またはパターン導体およびビア導体により形成されている。
第2のフィルタ回路には、第2の信号電極と、第2のグランド電極と、第3のインダクタと第3のキャパシタとを有する第3の共振回路と、第4のインダクタと第4のキャパシタとを有する第4の共振回路とが含まれる。第2の信号電極と、第2のグランド電極と、第3の共振回路と、第4の共振回路とは、上記のパターン導体またはパターン導体およびビア導体により形成されている。
第5の共振回路は、第3のグランド電極と、第5のキャパシタと、第6のキャパシタと、第5のインダクタとを有している。第5のキャパシタおよび第6のキャパシタは、第3のグランド電極に接続されている。第5のインダクタは、第5のキャパシタと第6のキャパシタとの間に接続されている。第5の共振回路は、上記のパターン導体またはパターン導体およびビア導体により形成されている。
第5の共振回路は、第1のフィルタ回路と第2のフィルタ回路との間に、以下のようにして並列配置されている。すなわち、第5のインダクタが配置されている仮想的な面を第1の平面とする。そして、第1のインダクタと第2のインダクタとが第1の平面上に投影されたときに、第1のインダクタの少なくとも一部と第2のインダクタの少なくとも一部とが第5のインダクタと重なる。
また、第3のインダクタと第4のインダクタとが第1の平面上に投影されたときに、第3のインダクタの少なくとも一部と第4のインダクタの少なくとも一部とが第5のインダクタと重なる。
この発明に係るバンドパスフィルタの第6の態様は、複数の誘電体層が積層された積層体と、誘電体層の層間に配置された複数のパターン導体と、誘電体層を貫通して配置された複数のビア導体とを含んでいる。そして、この発明に係るバンドパスフィルタの第6の態様は、第1のフィルタ回路と、第2のフィルタ回路と、第5の共振回路と、第6の共振回路とを備えている。
第1のフィルタ回路、第2のフィルタ回路、および第5の共振回路は、それぞれこの発明に係るバンドパスフィルタの第5の態様における第1のフィルタ回路、第2のフィルタ回路、および第5の共振回路と同様である。
第6の共振回路は、第4のグランド電極と、第7のキャパシタと、第8のキャパシタと、第6のインダクタとを有している。第7のキャパシタおよび第8のキャパシタは、第4のグランド電極に接続されている。第6のインダクタは、第7のキャパシタと第8のキャパシタとの間に接続されている。第6の共振回路は、上記のパターン導体またはパターン導体およびビア導体により形成されている。
第5の共振回路および第6の共振回路は、第1のフィルタ回路と第2のフィルタ回路との間に、以下のようにして並列配置されている。すなわち、第5のインダクタが配置されている仮想的な面を第1の平面とする。そして、第1のインダクタと第2のインダクタとが第1の平面上に投影されたときに、第1のインダクタの少なくとも一部と第2のインダクタの少なくとも一部とが第5のインダクタと重なる。
また、第6のインダクタが配置されている仮想的な面を第2の平面とする。そして、第3のインダクタと第4のインダクタとが第2の平面上に投影されたときに、第3のインダクタの少なくとも一部と第4のインダクタの少なくとも一部とが第6のインダクタと重なる。
さらに、第6のインダクタが上記の第1の平面上に投影されたときに、第6のインダクタの少なくとも一部が第5のインダクタと重なる。
この発明に係るバンドパスフィルタの第7の態様は、複数の誘電体層が積層された積層体と、誘電体層の層間に配置された複数のパターン導体と、誘電体層を貫通して配置された複数のビア導体とを含んでいる。そして、この発明に係るバンドパスフィルタの第6の態様は、第1のフィルタ回路と、第2のフィルタ回路と、第7の共振回路とを備えている。
第1のフィルタ回路および第2のフィルタ回路は、それぞれこの発明に係るバンドパスフィルタの第5の態様における第1のフィルタ回路および第2のフィルタ回路と同様である。
第7の共振回路は、第3のグランド電極と、第5のキャパシタと、第5のインダクタとを有している。第5のキャパシタは、第3のグランド電極に接続されている。第5のインダクタは、第3のグランド電極と第5のキャパシタとの間に接続されている。第7の共振回路は、上記のパターン導体またはパターン導体およびビア導体により形成されている。
そして、第5のインダクタは、第1のインダクタ、第2のインダクタ、第3のインダクタおよび第4のインダクタのそれぞれと電磁界結合するように配置されている。
この発明に係るバンドパスフィルタの第8の態様は、複数の誘電体層が積層された積層体と、誘電体層の層間に配置された複数のパターン導体と、誘電体層を貫通して配置された複数のビア導体とを含んでいる。そして、この発明に係るバンドパスフィルタの第8の態様は、第1のフィルタ回路と、第2のフィルタ回路と、第7の共振回路と、第8の共振回路とを備えている。
第1のフィルタ回路、第2のフィルタ回路および第7の共振回路は、それぞれこの発明に係るバンドパスフィルタの第7の態様における第1のフィルタ回路、第2のフィルタ回路および第7の共振回路と同様である。
第8の共振回路は、第4のグランド電極と、第7のキャパシタと、第6のインダクタとを有している。第7のキャパシタは、第4のグランド電極に接続されている。第6のインダクタは、第4のグランド電極と第7のキャパシタとの間に接続されている。第8の共振回路は、上記のパターン導体またはパターン導体およびビア導体により形成されている。
そして、第5のインダクタは、第1のインダクタおよび第2のインダクタのそれぞれと電磁界結合するように配置されている。第6のインダクタは、第3のインダクタおよび第4のインダクタのそれぞれと電磁界結合するように配置されている。さらに、第5のインダクタと第6のインダクタとが電磁界結合するように配置されている。
この発明に係るバンドパスフィルタの第9の態様は、複数の誘電体層と複数の導体層との積層体に構成された、第1のフィルタ回路、第2のフィルタ回路、中間回路を含む。中間回路は、導体層のいずれかに形成される接地導体と導体層のいずれかに形成され、誘電体層を介して接地導体と対向配置される、第1のキャパシタ導体および第2のキャパシタ導体と、導体層のいずれかに形成される第1の線路導体と、積層体の積層方向に形成される第1のビア導体、第2のビア導体と、を備える。第1のキャパシタ導体と第1の線路導体は、第1のビア導体を介して接続される。第2のキャパシタ導体と第1の線路導体は、第2のビア導体を介して接続される。また、積層方向と直交する方向において、第1のフィルタ回路、中間回路、第2のフィルタ回路は、この順に並んで配置される。第1のフィルタ回路と中間回路、第2のフィルタ回路と中間回路のそれぞれは電磁界結合される。
ここで、「第1のフィルタ回路と中間回路が電磁界結合される」とは、第1のフィルタ回路を構成するインダクタと中間回路を構成するインダクタが電磁界結合することを指す。同様に、「第2のフィルタ回路と中間回路が電磁界結合される」とは、第2のフィルタ回路を構成するインダクタと中間回路を構成するインダクタが電磁界結合することを指す。
この発明に係るバンドパスフィルタは、通過帯域より高周波側および低周波側の周波数領域においても十分な減衰量特性を得ることができる。
以下にこの発明の実施形態を示して、この発明の特徴とするところをさらに詳しく説明する。この発明が適用されるバンドパスフィルタとしては、例えば低温焼成セラミックと、パターン導体およびビア導体とを同時焼成して得られる積層セラミックフィルタが挙げられるが、これに限られるものではない。
-バンドパスフィルタの第1の実施形態-
この発明に係るバンドパスフィルタの第1の実施形態であるバンドパスフィルタ100について、図1ないし図3を用いて説明する。
この発明に係るバンドパスフィルタの第1の実施形態であるバンドパスフィルタ100について、図1ないし図3を用いて説明する。
なお、後述する分解斜視図は、模式図である。例えば誘電体層およびパターン導体の厚み、ならびにビア導体の太さなどは、模式的なものである。また、製造工程上で発生する各構成要素の形状のばらつきなどは、各図面に必ずしも反映されていない。
図1は、バンドパスフィルタ100の等価回路図である。バンドパスフィルタ100は、第1のフィルタ回路FC1と、第2のフィルタ回路FC2と、第5の共振回路RC5とを備えている。
第1のフィルタ回路FC1は、第1の信号ポートP1と、第1の共振回路RC1と、第2の共振回路RC2とを含んでいる。第1の共振回路RC1は、第1のインダクタL11と、第1のキャパシタC11と、第2の共振回路RC2と共有される第7のインダクタL13とを有している。第2の共振回路RC2は、第2のインダクタL12と、第2のキャパシタC12と、第1の共振回路RC1と共有される第7のインダクタL13とを有している。なお、第7のインダクタL13は、この発明における必須の構成要素ではない。
第1の共振回路RC1において、第1のインダクタL11および第7のインダクタL13は、第1の信号ポートP1とグランドとの間に直列に接続されている。第1のキャパシタC11は、第1の信号ポートP1とグランドとの間に、第1のインダクタL11および第7のインダクタL13と並列に接続されている。
第2の共振回路RC2において、第2のインダクタL12および第2のキャパシタC12は、上記の第1のインダクタL11とグランドとの間に直列に接続されている。第7のインダクタL13は、上記の第1のインダクタL11とグランドとの間に、第2のインダクタL12および第2のキャパシタC12と並列に接続されている。
第2のフィルタ回路FC2は、第2の信号ポートP2と、第3の共振回路RC3と、第4の共振回路RC4とを含んでいる。第3の共振回路RC3は、第3のインダクタL21と、第3のキャパシタC21と、第4の共振回路RC4と共有される第8のインダクタL23とを有している。第4の共振回路RC4は、第4のインダクタL22と、第4のキャパシタC22と、第3の共振回路RC3と共有される第8のインダクタL23とを有している。なお、第8のインダクタL23は、この発明における必須の構成要素ではない。
第3の共振回路RC3において、第3のインダクタL21および第8のインダクタL23は、第2の信号ポートP2とグランドとの間に直列に接続されている。第3のキャパシタC21は、第2の信号ポートP2とグランドとの間に、第3のインダクタL21および第8のインダクタL23と並列に接続されている。
第4の共振回路RC4において、第4のインダクタL22および第4のキャパシタC22は、上記の第3のインダクタL21とグランドとの間に直列に接続されている。第8のインダクタL23は、上記の第3のインダクタL21とグランドとの間に、第4のインダクタL22および第4のキャパシタC22と並列に接続されている。
第5の共振回路RC5は、第5のキャパシタC31と、第6のキャパシタC32と、第5のインダクタL31とを有している。第5のキャパシタC31および第6のキャパシタC32は、それぞれグランドに接続されている。第5のインダクタL31は、第5のキャパシタC31と第6のキャパシタC32との間に接続されている。
そして、第5のインダクタL31は、第1のインダクタL11、第2のインダクタL12、第3のインダクタL21および第4のインダクタL22のそれぞれと電磁界結合する。
図2は、バンドパスフィルタ100の分解斜視図である。バンドパスフィルタ100は、誘電体層DL1ないしDL13が積層されてなる積層体と、誘電体層の層間に配置された、後述する複数のパターン導体と、誘電体層を貫通して配置された、後述する複数のビア導体とを含んでいる。これらの誘電体層、パターン導体およびビア導体により、第1のフィルタ回路FC1と、第2のフィルタ回路FC2と、第5の共振回路RC5とが形成されている。なお、図2では、誘電体層DL1上に方向目印P11が配置されているが、これは必須ではない。
第1のフィルタ回路FC1は、パターン導体P21、P61、P101、P102、P111、P113と、ビア導体とから構成されている。矩形状のパターン導体P21は、誘電体層DL2上に形成されている。屈曲した板状のパターン導体P61は、誘電体層DL6上に形成されている。矩形状のパターン導体P101、P102は、誘電体層DL10上に形成されている。矩形状のパターン導体P111と、角ばったC字状のパターン導体P113とは、誘電体層DL11上に形成されている。複数のビア導体は、誘電体層DL2ないしDL11にそれぞれ形成されている。
第1のフィルタ回路FC1は、第1の信号電極(後述する第1の端子電極P131)と、後述する第1のグランド側キャパシタ電極と、第1の共振回路RC1および第2の共振回路RC2とを含んでいる。
パターン導体P21は、ビア導体v1を介してパターン導体P61及びP101と接続されている。パターン導体P21は、ビア導体v2を介してパターン導体P113と接続されている。パターン導体P21は、ビア導体v3を介してパターン導体P102と接続されている。パターン導体P61はビア導体v4を介してパターン導体P111及びP131と接続されている。
パターン導体P111は、ビア導体v4を介して第1の端子電極P131に接続されている。パターン導体P21の一部(ビア導体v1との接続箇所からビア導体v2との接続箇所までの部分)と、ビア導体v1とにより、第1のインダクタL11が構成される。パターン導体P21とパターン導体P113とを接続するビア導体v2により、第7のインダクタL13が構成される。上述したように、第7のインダクタL13は、この発明における必須の構成要素ではない。すなわち、第7のインダクタL13は、第1のインダクタL11と後述する第2のインダクタL12との誘導結合でも実現可能である。
パターン導体P101とパターン導体P113とにより、第1のキャパシタC11が構成される。パターン導体P113は、第1のキャパシタC11と後述する第2のキャパシタC12とに共通するグランド側のキャパシタ電極(これを「第1のグランド側キャパシタ電極」と呼ぶ。)である。第1の端子電極P131は図1における第1の信号ポートP1に対応する。パターン導体P61は、図1に図示はないが、第1の信号ポートP1に接続されるパターン導体である。
このように、第1の共振回路RC1は、第1のインダクタL11と第7のインダクタL13と第1のキャパシタC11とにより構成されている。
パターン導体P21の一部(ビア導体v2との接続箇所からビア導体v3との接続箇所までの部分)と、ビア導体v3とにより、第2のインダクタL12が構成される。パターン導体P102とパターン導体P113とにより、第2のキャパシタC12が構成される。
上述のように、第1のキャパシタC11と第2のキャパシタC12とは、パターン導体P113を共用している。パターン導体P113は、後述するグランド電極であるパターン導体P121に、誘電体層DL11から誘電体層DL12に形成されたビア導体v5及びv6を介して接続されている。
このように、第2の共振回路RC2は、第2のインダクタL12と第7のインダクタL13と第2のキャパシタC12とにより構成されている。
第2のフィルタ回路FC2は、パターン導体P22、P62、P103、P104、P112、P114と、ビア導体とから構成されている。矩形状のパターン導体P22は、誘電体層DL2上に形成されている。屈曲した板状のパターン導体P62は、誘電体層DL6上に形成されている。矩形状のパターン導体P103、P104は、誘電体層DL10上に形成されている。矩形状のパターン導体P112と、角ばったC字状のパターン導体P114は、誘電体層DL11上に形成されている。複数のビア導体は、誘電体層DL2ないしDL11にそれぞれ形成されている。
第2のフィルタ回路FC2は、第2の信号電極(後述する第2の端子電極P132)と、後述する第2のグランド側キャパシタ電極と、前述した第3の共振回路RC3および第4の共振回路RC4とを含んでいる。
パターン導体P22は、ビア導体v9を介してパターン導体P62及びP103と接続されている。パターン導体P22は、ビア導体v10を介してパターン導体P114と接続されている。パターン導体P22は、ビア導体v11を介してパターン導体P104と接続されている。パターン導体P62はビア導体v12を介してパターン導体P112及びP132と接続されている。
パターン導体P112は、ビア導体v12を介して第2の端子電極P132に接続されている。パターン導体P22の一部(ビア導体v9との接続箇所からビア導体v10との接続箇所までの部分)と、ビア導体v9とにより、第3のインダクタL21が構成される。パターン導体P22とパターン導体P114とを接続するビア導体v10により、第7のインダクタL13が構成される。上述したように、第8のインダクタL23は、この発明における必須の構成要素ではない。すなわち、第8のインダクタL23は、第3のインダクタL21と後述する第4のインダクタL22との誘導結合でも実現可能である。
パターン導体P103とパターン導体P114とにより、第3のキャパシタC21が構成される。パターン導体P114は、第3のキャパシタC21と後述する第4のキャパシタC22とに共通するグランド側のキャパシタ電極(これを「第2のグランド側キャパシタ電極」と呼ぶ。)である。第2の端子電極P132は図1における第2の信号ポートP2に対応する。パターン導体P62は、図1に図示はないが、第2の信号ポートP2に接続されるパターン導体である。
このように、第3の共振回路RC3は、第3のインダクタL21と第8のインダクタL23と第3のキャパシタC21とにより構成されている。
パターン導体P22の一部(ビア導体v10との接続箇所からビア導体v11との接続箇所までの部分)と、ビア導体v11とにより、第4のインダクタL22が構成される。パターン導体P104とパターン導体P114とにより、第4のキャパシタC22が構成される。
上述のように、第3のキャパシタC21と第4のキャパシタC22とは、パターン導体P114を共用している。パターン導体P114は、後述するグランド電極であるパターン導体P121に、誘電体層DL11ないし誘電体層DL12に形成されたビア導体v13及びv14を介して接続されている。
このように、第4の共振回路RC4は、第4のインダクタL22と第8のインダクタL23と第4のキャパシタC22とにより構成されている。
第5の共振回路RC5は、グランド電極と、第5のキャパシタC31と、第6のキャパシタC32と、第5のキャパシタC31と第6のキャパシタC32との間に接続された第5のインダクタL31とにより構成されている。グランド電極は、パターン導体P121である。パターン導体P121は、誘電体層DL12からDL13に形成されたビア導体v15を介して、第3の端子電極P133と接続されている。パターン導体P121は、誘電体層DL12からDL13に形成されたビア導体v16を介して、第4の端子電極P134と接続されている。パターン導体P121は、誘電体層DL12からDL13に形成されたビア導体v17を介して、第5の端子電極P135と接続されている。パターン導体P121は、誘電体層DL12からDL13に形成されたビア導体v18を介して、第6の端子電極P136と接続されている。
第5のキャパシタC31は、パターン導体P115、P121により構成されている。第6のキャパシタC32は、パターン導体P116、P121により構成されている。すなわち、第5のキャパシタC31および第6のキャパシタC32とは、パターン導体P121を共用している。第5のインダクタL31は、パターン導体P23と、その両端部に接続された誘電体層DL2ないしDL11に形成されたビア導体v7及びv8とにより構成されている。
第5の共振回路RC5は、第1のフィルタ回路FC1と第2のフィルタ回路FC2との間に、以下のようにして並列配置されている。すなわち、第5のインダクタL31を構成しているパターン導体P23とその両端部に接続された各ビア導体が配置されている仮想的な面を第1の平面とする。すなわち、第1の平面は、製造上の誤差を含んだ上での、各ビア導体の中心軸およびパターン導体P23の長手方向に沿った中央断面を含む平面を指す。
そして、第1のインダクタL11と第2のインダクタL12とが第1の平面上に投影されたときに、第1のインダクタL11と第2のインダクタL12とは、第5のインダクタL31と重なっている。また、第3のインダクタL21と第4のインダクタL22とが第1の平面上に投影されたときに、第3のインダクタL21と第4のインダクタL22とは、第5のインダクタL31と重なっている。
上記の配置により、第5のインダクタL31は、第1のインダクタL11、第2のインダクタL12、第3のインダクタL21および第4のインダクタL22のそれぞれと、図1の矢印のように電磁界結合する。
図2に示されたバンドパスフィルタ100では、第1のインダクタL11の全体および第2のインダクタL12の全体が、それぞれ第5のインダクタL31と重なっている。また、第3のインダクタL21の全体および第4のインダクタL22の全体が、それぞれ第5のインダクタL31と重なっている。ただし、第1のインダクタL11と第2のインダクタL12と第3のインダクタL21と第4のインダクタL22とは、それぞれの少なくとも一部が第5のインダクタL31と重なっていればよい。
例えば、パターン導体P23がパターン導体P21およびパターン導体P22より長くなるように、あるいは短くなるように形成されていてもよい。また、第5のインダクタL31と、第1のインダクタL11、第2のインダクタL12、第3のインダクタL21および第4のインダクタL22のそれぞれとの電磁界結合を調整するため、パターン導体P23が形成されている誘電体層は、パターン導体P21およびパターン導体P22が形成されている誘電体層と異なってもよい。例えば、パターン導体P23を誘電体層DL3に形成することにより、コイル間の部分的な結合状態が実現されるため、コイル間の電磁界結合を弱めることができる。パターン導体P23を誘電体層DL3に形成することにより、パターン導体P21~P23の物理寸法を大きくすることなく、所望の電磁界結合を実現することができる。
図3に、各キャパシタのキャパシタンスおよび各インダクタのインダクタンスを所定の値としたときの、バンドパスフィルタ100のフィルタ特性を示す。フィルタ特性のS21に着目すると、通過帯域より低周波側に約-83dB、高周波側に約-44dBの減衰極を有している。
そして、バンドパスフィルタ100では、低周波側減衰極より低周波側において-53dBを越える減衰量が確保されている。また、高周波側減衰極より高周波側において-38dBを越える減衰量が確保されている。特に、高周波側減衰極より高周波側のS21には、周波数の増加に伴い、絶対値が次第に低下する傾向(図19(B)参照)が見られない。
したがって、バンドパスフィルタ100では、上記の構造により効果的に電磁界結合が生じた結果、通過帯域より高周波側および低周波側の周波数領域においても十分な減衰量特性を得ることができる。
なお、バンドパスフィルタ100を構成する各キャパシタンスの値は、それらを構成する導体パターンの面積と、誘電体材料の比誘電率とにより設定することができる。また、各インダクタンスの値は、それらを構成するビア導体の接続個数により設定することができる。すなわち、バンドパスフィルタ100における誘電体層DL3ないしDL4および誘電体層DL7ないしDL9のようなビア導体のみが形成されている誘電体層の層数を調整することで、各インダクタンスの値を変更することができる。後述する各実施形態においても、各キャパシタンスの値および各インダクタンスの値が調整される。
-バンドパスフィルタの第2の実施形態-
この発明に係るバンドパスフィルタの第2の実施形態であるバンドパスフィルタ100Aについて、図4および図5を用いて説明する。
この発明に係るバンドパスフィルタの第2の実施形態であるバンドパスフィルタ100Aについて、図4および図5を用いて説明する。
図4は、バンドパスフィルタ100Aの等価回路図である。バンドパスフィルタ100Aは、バンドパスフィルタ100と同様に、第1のフィルタ回路FC1と、第2のフィルタ回路FC2と、第5の共振回路RC5とを備えている。
バンドパスフィルタ100Aでは、第1のフィルタ回路FC1は、第9のキャパシタC13をさらに備えている。第9のキャパシタC13は、第1のキャパシタC11と、第2のキャパシタC12と、第7のインダクタL13との接続点と、グランドとの間に接続されている。また、第2のフィルタ回路FC2は、第10のキャパシタC23をさらに備えている。第10のキャパシタC23は、第3のキャパシタC21と、第4のキャパシタC22と、第8のインダクタL23との接続点と、グランドとの間に接続されている。
それら以外の構成要素については、バンドパスフィルタ100と同様である。そのため、ここではそれらについてのさらなる説明を省略する。
図5は、バンドパスフィルタ100Aの分解斜視図である。バンドパスフィルタ100Aは、バンドパスフィルタ100と同様に、誘電体層DL1ないしDL13が積層されてなる積層体と、複数のパターン導体と、複数のビア導体とを含んでいる。これらの誘電体層、パターン導体およびビア導体により、第1のフィルタ回路FC1と、第2のフィルタ回路FC2と、第5の共振回路RC5とが形成されている。
前述したように、バンドパスフィルタ100Aでは、第1のフィルタ回路FC1は、第9のキャパシタC13をさらに備えている。第9のキャパシタC13は、パターン導体P113、P121により構成されている。すなわち、バンドパスフィルタ100Aでは、パターン導体P113とパターン導体P121とはビア導体より接続されていない。上述のように、パターン導体P121がグランド電極である。そして、第1のキャパシタC11と第2のキャパシタC12と第9のキャパシタC13とは、パターン導体P113を共有している。
また、バンドパスフィルタ100Aでは、第2のフィルタ回路FC2は、第10のキャパシタC23をさらに備えている。第10のキャパシタC23は、パターン導体P114、P121により構成されている。すなわち、バンドパスフィルタ100Aでは、パターン導体P114とパターン導体P121とはビア導体により接続されていない。上述のように、パターン導体P121がグランド電極である。そして、第3のキャパシタC21と第4のキャパシタC22と第10のキャパシタC23とは、パターン導体P114を共有している。
それら以外の構成要素については、バンドパスフィルタ100と同様である。そのため、ここではそれらについてのさらなる説明を省略する。
バンドパスフィルタ100Aでは、上記の構造により、第1のフィルタ回路FC1および第2のフィルタ回路FC2との間のアイソレーションを効果的に得ることができる。その結果、前述の効果に加え、特に通過帯域より高周波側の減衰特性をさらに高めることができる。
-バンドパスフィルタの第3の実施形態-
この発明に係るバンドパスフィルタの第3の実施形態であるバンドパスフィルタ100Bについて、図6ないし図8を用いて説明する。
この発明に係るバンドパスフィルタの第3の実施形態であるバンドパスフィルタ100Bについて、図6ないし図8を用いて説明する。
図6は、バンドパスフィルタ100Bの等価回路図である。バンドパスフィルタ100Bは、第1のフィルタ回路FC1と、第2のフィルタ回路FC2と、第5の共振回路RC5と、第6の共振回路RC6とを備えている。バンドパスフィルタ100Bにおける、第1のフィルタ回路FC1と第2のフィルタ回路FC2と第5の共振回路RC5とは、バンドパスフィルタ100のそれらと同様である。そのため、ここではそれらについてのさらなる説明を省略する。
第6の共振回路RC6は、第7のキャパシタC41と、第8のキャパシタC42と、第6のインダクタL41とを有している。第7のキャパシタC41および第8のキャパシタC42は、それぞれグランドに接続されている。第6のインダクタL41は、第7のキャパシタC41と第8のキャパシタC42との間に接続されている。
そして、第5のインダクタL31は、第1のインダクタL11および第2のインダクタL12のそれぞれと電磁界結合する。また、第6のインダクタL41は、第3のインダクタL21および第4のインダクタL22のそれぞれと電磁界結合する。さらに、第5のインダクタL31と第6のインダクタL41とが電磁界結合する。
なお、第5の共振回路RC5と第6の共振回路RC6との間に、さらに別のキャパシタと別のインダクタとを有する別の共振回路が備えられていてもよい。この場合、第5のインダクタL31は、上記のインダクタと電磁界結合し、上記のインダクタは、第6のインダクタL41と電磁界結合する。その結果、第5のインダクタL31と第6のインダクタL41とは、間接的に電磁界結合することになる。第5の共振回路RC5と第6の共振回路RC6との間に備えられる別の共振回路の数は、特に限定されない。
図7は、バンドパスフィルタ100Bの分解斜視図である。バンドパスフィルタ100Bは、バンドパスフィルタ100、100Aと同様に、誘電体層DL1ないしDL13が積層されてなる積層体と、複数のパターン導体と、複数のビア導体とを含んでいる。これらの誘電体層、パターン導体およびビア導体により、第1のフィルタ回路FC1と、第2のフィルタ回路FC2と、第5の共振回路RC5と、第6の共振回路RC6とが形成されている。なお、図7でも、誘電体層DL1上に方向目印P11が配置されているが、これは必須ではない。
バンドパスフィルタ100Bにおける第1のフィルタ回路FC1では、誘電体層DL6に形成されているパターン導体P61の配置が、バンドパスフィルタ100のものと異なっている。また、誘電体層DL10上に形成されているパターン導体P101、P102の形状が、バンドパスフィルタ100のものと異なっている。しかしながら、それらはこの発明において本質的な違いではなく、かつそれら以外はバンドパスフィルタ100の第1のフィルタ回路FC1の構成要素と同様である。そのため、ここでは第1のフィルタ回路FC1についてのさらなる説明を省略する。
また、バンドパスフィルタ100Bにおける第2のフィルタ回路FC2では、誘電体層DL10上に形成されているパターン導体P103、P104の形状が、バンドパスフィルタ100のものと異なっている。しかしながら、それらはこの発明において本質的な違いではなく、かつそれら以外はバンドパスフィルタ100の第2のフィルタ回路FC2の構成要素と同様である。そのため、ここでは第2のフィルタ回路FC2についてのさらなる説明を省略する。
第5の共振回路RC5は、第3のグランド側キャパシタ電極と、第5のキャパシタC31と、第6のキャパシタC32と、第5のキャパシタC31と第6のキャパシタC32との間に接続された第5のインダクタL31とにより構成されている。第3のグランド側キャパシタ電極は、誘電体層DL11上に形成されたパターン導体P215である。
第1のグランド側キャパシタ電極であるパターン導体P113は、誘電体層DL11からDL12に形成されたビア導体v5及びv6を介して、パターン導体P121に接続されている。第2のグランド側キャパシタ電極であるパターン導体P114は、誘電体層DL11からDL12に形成されたビア導体v13及びv14を介して、パターン導体P121に接続されている。上記のパターン導体P215は、誘電体層DL11からDL12に形成されたビア導体v21及びv22を介して、パターン導体P121に接続されている。すなわち、パターン導体P121は、共通のグランド電極となっている。パターン導体P121は、前述したように第3の端子電極P133、第4の端子電極P134、第5の端子電極P135および第6の端子電極P136のそれぞれと接続されている。
第5のキャパシタC31は、パターン導体P105、P215により構成されている。第6のキャパシタC32は、パターン導体P106、P215により構成されている。すなわち、第5のキャパシタC31および第6のキャパシタC32は、第3のグランド側キャパシタ電極であるパターン導体P215を共用している。第5のインダクタL31は、パターン導体P23と、その両端部に接続された誘電体層DL2ないしDL10に形成されたビア導体v7及びv8により構成されている。
第6の共振回路RC6は、第3のグランド側キャパシタ電極と、第7のキャパシタC41と、第8のキャパシタC42と、第7のキャパシタC41と第8のキャパシタC42との間に接続された第6のインダクタL41とにより構成されている。第3のグランド側キャパシタ電極は、前述の通り、誘電体層DL11上に形成されたパターン導体P215である。パターン導体P215と他の構成要素との接続については、前述の通りである。
第7のキャパシタC41は、パターン導体P107、P215により構成されている。第8のキャパシタC42は、パターン導体P108、P215により構成されている。すなわち、第7のキャパシタC41および第8のキャパシタC42は、第3のグランド側キャパシタ電極であるパターン導体P215を共用している。第6のインダクタL41は、パターン導体P24と、その両端部に接続された誘電体層DL2ないしDL10に形成されたビア導体v19及びv20により構成されている。
第5の共振回路RC5および第6の共振回路RC6は、第1のフィルタ回路FC1と第2のフィルタ回路FC2との間に、以下のようにして並列配置されている。すなわち、前述のバンドパスフィルタ100と同様の第1の平面が規定される。そして、第1のインダクタL11と第2のインダクタL12とが第1の平面上に投影されたときに、第1のインダクタL11と第2のインダクタL12とは、第5のインダクタL31と重なっている。
また、第6のインダクタL41が配置されている仮想的な面を第2の平面とする。すなわち、第2の平面は、製造上の誤差を含んだ上での、各ビア導体の中心軸およびパターン導体P23の長手方向に沿った中央断面を含む平面を指す。
そして、第3のインダクタL21と第4のインダクタL22とが第2の平面上に投影されたときに、第3のインダクタL21と第4のインダクタL22とが第6のインダクタL41と重なっている。さらに、第6のインダクタL41が上記の第1の平面上に投影されたときに、第6のインダクタL41が第5のインダクタL31と重なっている。
上記の配置により、第1のインダクタL11および第2のインダクタL12のそれぞれと、第5のインダクタL31とが、図7の矢印のように電磁界結合する。また、第3のインダクタL21および第4のインダクタL22のそれぞれと、第6のインダクタL41とが、同様に電磁界結合する。さらに、第5のインダクタL31と第6のインダクタL41とが、同様に電磁界結合する。
図7に示されたバンドパスフィルタ100Bでは、第1のインダクタL11の全体および第2のインダクタL12の全体が、それぞれ第5のインダクタL31と重なっている。また、第3のインダクタL21の全体および第4のインダクタL22の全体が、それぞれ第6のインダクタL41と重なっている。さらに、第5のインダクタL31の全体が、第6のインダクタL41の全体と重なっている。
ただし、第1のインダクタL11と第2のインダクタL12とは、それぞれの少なくとも一部が第5のインダクタL31と重なっていればよい。また、第3のインダクタL21と第4のインダクタL22とは、それぞれの少なくとも一部が第6のインダクタL41と重なっていればよい。さらに、第6のインダクタL41の少なくとも一部が、第5のインダクタL31と重なっていればよい。
例えば、パターン導体P23がパターン導体P21より長くなるように、あるいは短くなるように形成されていてもよい。また、パターン導体P24がパターン導体P22より長くなるように、あるいは短くなるように形成されていてもよい。
図8に、各キャパシタのキャパシタンスおよび各インダクタのインダクタンスを所定の値としたときの、バンドパスフィルタ100Bのフィルタ特性を示す。フィルタ特性のS21に着目すると、通過帯域より低周波側に約-78dB、高周波側に約-45dBの減衰極を有している。
そして、バンドパスフィルタ100Bでは、低周波側減衰極より低周波側において-62dBを越える減衰量が確保されている。また、高周波側減衰極より高周波側において-42dBを越える減衰量が確保されている。特に、高周波側減衰極より高周波側のS21には、周波数の増加に伴い、絶対値が次第に低下する傾向(図19(B)参照)が見られない。
加えて、バンドパスフィルタ100Bでは、バンドパスフィルタ100に比べて、通過帯域の幅が約1.5倍に広くなっている。また、低周波側減衰極より低周波側における減衰量の絶対値の低下の度合いが小さくなっている。そして、通過帯域から高周波側減衰極にかけての減衰がさらに急峻となっている(図3参照)。
これは、第1のフィルタ回路FC1と第2のフィルタ回路FC2との間に並列配置された共振回路の数を2つに増やしたことにより、電磁界結合のバランスが向上したためと考えられる。
したがって、バンドパスフィルタ100Bでは、上記の構造によりさらに効果的に電磁界結合が生じた結果、通過帯域より高周波側および低周波側の減衰特性をさらに高めることができる。
-バンドパスフィルタの第4の実施形態-
この発明に係るバンドパスフィルタの第4の実施形態であるバンドパスフィルタ100Cについて、図9および図10を用いて説明する。
この発明に係るバンドパスフィルタの第4の実施形態であるバンドパスフィルタ100Cについて、図9および図10を用いて説明する。
図9は、バンドパスフィルタ100Cの等価回路図である。バンドパスフィルタ100Cは、バンドパスフィルタ100Bと同様に、第1のフィルタ回路FC1と、第2のフィルタ回路FC2と、第5の共振回路RC5と、第6の共振回路RC6とを備えている。
バンドパスフィルタ100Cでは、第1のフィルタ回路FC1は、第9のキャパシタC13をさらに備えている。第9のキャパシタC13は、バンドパスフィルタ100Aの第1のフィルタ回路FC1が備えるものと同様である。また、第2のフィルタ回路FC2は、第10のキャパシタC23をさらに備えている。第10のキャパシタC23は、バンドパスフィルタ100Aの第2のフィルタ回路FC2が備えるものと同様である。
それら以外の構成要素については、バンドパスフィルタ100Bと同様である。そのため、ここではそれらについてのさらなる説明を省略する。
図10は、バンドパスフィルタ100Cの分解斜視図である。バンドパスフィルタ100Cは、バンドパスフィルタ100Bと同様に、誘電体層DL1ないしDL13が積層されてなる積層体と、複数のパターン導体と、複数のビア導体とを含んでいる。これらの誘電体層、パターン導体およびビア導体により、第1のフィルタ回路FC1と、第2のフィルタ回路FC2と、第5の共振回路RC5と、第6の共振回路RC6とが形成されている。
前述したように、バンドパスフィルタ100Cでは、第1のフィルタ回路FC1は、第9のキャパシタC13をさらに備えている。また、第2のフィルタ回路FC2は、第10のキャパシタC23をさらに備えている。第9のキャパシタC13および第10のキャパシタC23は、バンドパスフィルタ100Aと同様にして構成されている。
それら以外の構成要素については、バンドパスフィルタ100Bと同様である。そのため、ここではそれらについてのさらなる説明を省略する。
バンドパスフィルタ100Cでは、上記の構造により、第1のフィルタ回路FC1および第2のフィルタ回路FC2との間のアイソレーションを効果的に得ることができる。その結果、前述の効果に加え、特に通過帯域より高周波側の減衰特性をさらに高めることができる。
-バンドパスフィルタの第5の実施形態-
この発明に係るバンドパスフィルタの第4の実施形態であるバンドパスフィルタ100Dについて、図11ないし図13を用いて説明する。
この発明に係るバンドパスフィルタの第4の実施形態であるバンドパスフィルタ100Dについて、図11ないし図13を用いて説明する。
図11は、バンドパスフィルタ100Dの等価回路図である。バンドパスフィルタ100Dは、第1のフィルタ回路FC1と、第2のフィルタ回路FC2と、第7の共振回路RC7とを備えている。バンドパスフィルタ100Dにおける、第1のフィルタ回路FC1と第2のフィルタ回路FC2とは、バンドパスフィルタ100のそれらと同様である。そのため、ここではそれらについてのさらなる説明を省略する。
第7の共振回路RC7は、第5のキャパシタC31と、第5のインダクタL31とを有している。第5のキャパシタC31は、グランドに接続されている。第5のインダクタL31は、グランドと第5のキャパシタC31との間に接続されている。
そして、第5のインダクタは、第1のインダクタ、第2のインダクタ、第3のインダクタおよび第4のインダクタのそれぞれと電磁界結合する。
図12は、バンドパスフィルタ100Dの分解斜視図である。バンドパスフィルタ100Dは、バンドパスフィルタ100と同様に、誘電体層DL1ないしDL13が積層されてなる積層体と、複数のパターン導体と、複数のビア導体とを含んでいる。これらの誘電体層、パターン導体およびビア導体により、第1のフィルタ回路FC1と、第2のフィルタ回路FC2と、第7の共振回路RC7とが形成されている。なお、図12でも、誘電体層DL1上に方向目印P11が配置されているが、これは必須ではない。
バンドパスフィルタ100Dにおける第1のフィルタ回路FC1では、誘電体層DL6に形成されているパターン導体P61の配置が、バンドパスフィルタ100のものと異なっている。しかしながら、それはこの発明において本質的な違いではなく、かつそれら以外はバンドパスフィルタ100の第1のフィルタ回路FC1の構成要素と同様である。そのため、ここでは第1のフィルタ回路FC1についてのさらなる説明を省略する。
第7の共振回路RC7は、グランド電極と、第5のキャパシタC31と、グランド電極と第5のキャパシタC31との間に接続された第5のインダクタL31とにより構成されている。
なお、第7の共振回路RC7では、第5のキャパシタC31を構成するパターン導体のうちの1つが誘電体層DL11上に形成されておらず、誘電体層DL10上にパターン導体P105として形成されている。しかしながら、それもこの発明において本質的な違いではなく、バンドパスフィルタ100と同様に、第5のキャパシタC31を構成するパターン導体のうちの1つは、誘電体層DL11上に形成されていてもよい。
また、第5のインダクタL31を構成するパターン導体P23の一端に接続され、誘電体層DL2ないしDL10に形成されたビア導体v7は、各誘電体層の中央部に配置されている。すなわち、バンドパスフィルタ100Dにおけるパターン導体P23は、バンドパスフィルタ100におけるパターン導体P23より短く形成されている。
それら以外の構成要素については、バンドパスフィルタ100と同様である。そのため、ここではそれらについてのさらなる説明を省略する。
第7の共振回路RC7は、第1のフィルタ回路FC1と第2のフィルタ回路FC2との間に、以下のようにして配置されている。すなわち、第5のインダクタL31は、第1のインダクタL11、第2のインダクタL12、第3のインダクタL21および第4のインダクタL22のそれぞれと電磁界結合するように配置されている(図11の矢印参照)。
図13に、各キャパシタのキャパシタンスおよび各インダクタのインダクタンスを所定の値としたときの、バンドパスフィルタ100のフィルタ特性を示す。フィルタ特性のS21に着目すると、通過帯域より低周波側に約-87dB、高周波側に約-20dBの減衰極を有している。
そして、バンドパスフィルタ100Dでは、低周波側減衰極より低周波側において-53dBを越える減衰量が確保されている。また、高周波側減衰極より高周波側において-14dBを越える減衰量が確保されている。特に、高周波側減衰極より高周波側のS21には、周波数の増加に伴い、絶対値が次第に低下する傾向(図19(B)参照)が見られない。
したがって、バンドパスフィルタ100Dでは、上記の構造により効果的に電磁界結合が生じた結果、通過帯域より高周波側および低周波側の周波数領域におけるS21の絶対値の低下が抑制できる。
-バンドパスフィルタの第6の実施形態-
この発明に係るバンドパスフィルタの第6の実施形態であるバンドパスフィルタ100Eについて、図14を用いて説明する。
この発明に係るバンドパスフィルタの第6の実施形態であるバンドパスフィルタ100Eについて、図14を用いて説明する。
図14は、バンドパスフィルタ100Eの等価回路図である。バンドパスフィルタ100Eは、バンドパスフィルタ100Dと同様に、第1のフィルタ回路FC1と、第2のフィルタ回路FC2と、第7の共振回路RC7とを備えている。
バンドパスフィルタ100Eでは、バンドパスフィルタ100Aと同様に、第1のフィルタ回路FC1が第9のキャパシタC13をさらに備えている。また、第2のフィルタ回路FC2が第10のキャパシタC23をさらに備えている。
それら以外の構成要素については、バンドパスフィルタ100Dと同様である。そのため、ここではそれらについてのさらなる説明を省略する。
バンドパスフィルタ100Eでは、上記の構造により、第1のフィルタ回路FC1および第2のフィルタ回路FC2との間のアイソレーションを効果的に得ることができる。その結果、前述の効果に加え、特に通過帯域より高周波側の減衰量の絶対値を大きくすることができる。
-バンドパスフィルタの第7の実施形態-
この発明に係るバンドパスフィルタの第7の実施形態であるバンドパスフィルタ100Fについて、図15を用いて説明する。
この発明に係るバンドパスフィルタの第7の実施形態であるバンドパスフィルタ100Fについて、図15を用いて説明する。
図15は、バンドパスフィルタ100Fの等価回路図である。バンドパスフィルタ100Fは、第1のフィルタ回路FC1と、第2のフィルタ回路FC2と、第7の共振回路RC7と、第8の共振回路RC8とを備えている。バンドパスフィルタ100Fにおける、第1のフィルタ回路FC1と第2のフィルタ回路FC2と第7の共振回路RC7とは、バンドパスフィルタ100Dのそれらと同様である。そのため、ここではそれらについてのさらなる説明を省略する。
第8の共振回路RC8は、第7のキャパシタC41と、第6のインダクタL41とを有している。第7のキャパシタC41は、グランドに接続されている。第6のインダクタL41は、グランドと第7のキャパシタC41との間に接続されている。
そして、第5のインダクタL31は、第1のインダクタL11および第2のインダクタL12のそれぞれと電磁界結合する。また、第6のインダクタL41は、第3のインダクタL21および第4のインダクタL22のそれぞれと電磁界結合する。さらに、第5のインダクタL31と第6のインダクタL41とが電磁界結合する。
なお、第7の共振回路RC7と第8の共振回路RC8との間に、さらに別のキャパシタと別のインダクタとを有する別の共振回路が備えられていてもよい。この場合、第5のインダクタL31は、上記のインダクタと電磁界結合し、上記のインダクタは、第6のインダクタL41と電磁界結合する。その結果、第5のインダクタL31と第6のインダクタL41とは、間接的に電磁界結合することになる。第7の共振回路RC7と第8の共振回路RC8との間に備えられる別の共振回路の数は、特に限定されない。
バンドパスフィルタ100Fでは、第1のフィルタ回路FC1と第2のフィルタ回路FC2との間に配置される共振回路の数を2つに増やしたことにより、電磁界結合のバランスが向上すると考えられる。
したがって、バンドパスフィルタ100Fでは、上記の構造によりさらに効果的に電磁界結合が生じた結果、通過帯域より高周波側および低周波側の減衰特性をさらに高めることができる。
-バンドパスフィルタの第8の実施形態-
この発明に係るバンドパスフィルタの第8の実施形態であるバンドパスフィルタ100Gについて、図16を用いて説明する。
この発明に係るバンドパスフィルタの第8の実施形態であるバンドパスフィルタ100Gについて、図16を用いて説明する。
図16は、バンドパスフィルタ100Gの等価回路図である。バンドパスフィルタ100Gは、バンドパスフィルタ100Fと同様に、第1のフィルタ回路FC1と、第2のフィルタ回路FC2と、第7の共振回路RC7と、第8の共振回路RC8とを備えている。
バンドパスフィルタ100Gでは、バンドパスフィルタ100Eと同様に、第1のフィルタ回路FC1が第9のキャパシタC13をさらに備えている。また、第2のフィルタ回路FC2が第10のキャパシタC23をさらに備えている。
それら以外の構成要素については、バンドパスフィルタ100Fと同様である。そのため、ここではそれらについてのさらなる説明を省略する。
バンドパスフィルタ100Gでは、上記の構造により、第1のフィルタ回路FC1および第2のフィルタ回路FC2との間のアイソレーションを効果的に得ることができる。その結果、前述の効果に加え、特に通過帯域より高周波側の減衰特性をさらに高めることができる。
-バンドパスフィルタの参考例-
バンドパスフィルタの参考例であるバンドパスフィルタ100Hないし100Kについて、図17および図18を用いて説明する。
バンドパスフィルタの参考例であるバンドパスフィルタ100Hないし100Kについて、図17および図18を用いて説明する。
図17(A)は、バンドパスフィルタ100Hの等価回路図である。図17(B)は、バンドパスフィルタ100Iの等価回路図である。図17(C)は、バンドパスフィルタ100Jの等価回路図である。図17(D)は、バンドパスフィルタ100Kの等価回路図である。
上記の各バンドパスフィルタは、第1のフィルタ回路FC1と、第2のフィルタ回路FC2とを備えている。第1のフィルタ回路FC1と第2のフィルタ回路FC2とは、バンドパスフィルタ100のそれらと同様である。そのため、ここではそれらについてのさらなる説明を省略する。
上記の各バンドパスフィルタは、第1のフィルタ回路FC1と第2のフィルタ回路FC2とが、第11のキャパシタC51により結合されている。バンドパスフィルタ100Hでは、第2のインダクタL12と第2のキャパシタC12との間と、第4のインダクタL22と第4のキャパシタC22との間とが、第11のキャパシタC51により結合されている。
バンドパスフィルタ100Iでは、第2のキャパシタC12とグランドとの間と、第4のキャパシタC22とグランドとの間とが、第11のキャパシタC51により結合されている。バンドパスフィルタ100Jでは、第7のインダクタL13とグランドとの間と、第8のインダクタL23とグランドとの間とが、第11のキャパシタC51により結合されている。バンドパスフィルタ100Kでは、第1のインダクタL11と第2のインダクタL12との間と、第3のインダクタL21と第4のインダクタL22との間とが、第11のキャパシタC51により結合されている。
この第11のキャパシタC51による結合は、キャパシタ素子の接続による結合、または各共振回路の構成要素間における電界結合のいずれであってもよい。
また、この発明に係るバンドパスフィルタ100Aと同じく、第1のフィルタ回路FC1が第9のキャパシタC13をさらに備え、第2のフィルタ回路FC2が第10のキャパシタC23をさらに備えるようにしてもよい。第9のキャパシタC13および第10のキャパシタC23の接続位置は、前述の通りである。そのため、ここではそれらについてのさらなる説明を省略する。
図18は、バンドパスフィルタ100Hの分解斜視図である。バンドパスフィルタ100Hは、バンドパスフィルタ100と同様に、誘電体層DL1ないしDL13が積層されてなる積層体と、複数のパターン導体と、複数のビア導体とを含んでいる。これらの誘電体層、パターン導体およびビア導体により、第1のフィルタ回路FC1と、第2のフィルタ回路FC2と、第11のキャパシタC51とが形成されている。なお、図18でも、誘電体層DL1上に方向目印P11が配置されているが、これは必須ではない。
前述したように、第2のインダクタL12は、パターン導体P21と、その他端部に接続された、誘電体層DL2ないしDL10に形成されたビア導体v2及びv3とにより構成されている。第2のキャパシタC12は、パターン導体P102、P113により構成されている。また、第4のインダクタL22は、パターン導体P22と、その他端部に接続された、誘電体層DL2ないしDL10に形成されたビア導体v10及びv11とにより構成されている。第4のキャパシタC22は、パターン導体P104、P114により構成されている。
第11のキャパシタC51は、誘電体層DL9上に形成されたパターン導体P91と、誘電体層DL10上に形成されたパターン導体P102、P104とにより構成されている。すなわち、図17(A)の等価回路図における第2のインダクタL12と第2のキャパシタC12との間と、第4のインダクタL22と第4のキャパシタC22との間とは、第11のキャパシタC51により結合されることになる。
なお、パターン導体の配置を変更することにより、バンドパスフィルタ100Hに替えて、バンドパスフィルタ100Iないし100Kを構成することができる。
この明細書に記載の実施形態は、例示的なものであって、この発明は上記の実施形態および変形例に限定されるものではなく、この発明の範囲内において、種々の応用、変形を加えることができる。
今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
100 バンドパスフィルタ、FC1 第1のフィルタ回路、FC2 第2のフィルタ回路、P1 第1の信号ポート、P2 第2の信号ポート、RC1 第1の共振回路、RC2 第2の共振回路、RC3 第3の共振回路、RC4 第4の共振回路、RC5 第5の共振回路、L11 第1のインダクタ、L12 第2のインダクタ、L21 第3のインダクタ、L22 第4のインダクタ、L31 第5のインダクタ、C11 第1のキャパシタ、C12 第2のキャパシタ、C21 第3のキャパシタ、C22 第4のキャパシタ、C31 第5のキャパシタ、C32 第6のキャパシタ、v1~v21 ビア導体。
Claims (13)
- 第1の信号ポートと、第1のインダクタと第1のキャパシタとを有する第1の共振回路と、第2のインダクタと第2のキャパシタとを有する第2の共振回路とを含む第1のフィルタ回路と、
第2の信号ポートと、第3のインダクタと第3のキャパシタとを有する第3の共振回路と、第4のインダクタと第4のキャパシタとを有する第4の共振回路とを含む第2のフィルタ回路と、
グランドに接続された第5のキャパシタと、グランドに接続された第6のキャパシタと、前記第5のキャパシタと前記第6のキャパシタとの間に接続された第5のインダクタとを有する第5の共振回路とを備え、
前記第5のインダクタは、前記第1のインダクタ、前記第2のインダクタ、前記第3のインダクタおよび前記第4のインダクタのそれぞれと電磁界結合することを特徴とする、バンドパスフィルタ。 - 第1の信号ポートと、第1のインダクタと第1のキャパシタとを有する第1の共振回路と、第2のインダクタと第2のキャパシタとを有する第2の共振回路とを含む第1のフィルタ回路と、
第2の信号ポートと、第3のインダクタと第3のキャパシタとを有する第3の共振回路と、第4のインダクタと第4のキャパシタとを有する第4の共振回路とを含む第2のフィルタ回路と、
グランドに接続された第5のキャパシタと、グランドに接続された第6のキャパシタと、前記第5のキャパシタと前記第6のキャパシタとの間に接続された第5のインダクタとを有する第5の共振回路と、
グランドに接続された第7のキャパシタと、グランドに接続された第8のキャパシタと、前記第7のキャパシタと前記第8のキャパシタとの間に接続された第6のインダクタとを有する第6の共振回路とを備え、
前記第5のインダクタは、前記第1のインダクタおよび前記第2のインダクタのそれぞれと電磁界結合し、
前記第6のインダクタは、前記第3のインダクタおよび前記第4のインダクタのそれぞれと電磁界結合し、
前記第5のインダクタと前記第6のインダクタとが電磁界結合することを特徴とする、バンドパスフィルタ。 - 第1の信号ポートと、第1のインダクタと第1のキャパシタとを有する第1の共振回路と、第2のインダクタと第2のキャパシタとを有する第2の共振回路とを含む第1のフィルタ回路と、
第2の信号ポートと、第3のインダクタと第3のキャパシタとを有する第3の共振回路と、第4のインダクタと第4のキャパシタとを有する第4の共振回路とを含む第2のフィルタ回路と、
グランドに接続された第5のキャパシタと、グランドと前記第5のキャパシタとの間に接続された第5のインダクタとを有する第7の共振回路とを備え、
前記第5のインダクタは、前記第1のインダクタ、前記第2のインダクタ、前記第3のインダクタおよび前記第4のインダクタのそれぞれと電磁界結合することを特徴とする、バンドパスフィルタ。 - 第1の信号ポートと、第1のインダクタと第1のキャパシタとを有する第1の共振回路と、第2のインダクタと第2のキャパシタとを有する第2の共振回路とを含む第1のフィルタ回路と、
第2の信号ポートと、第3のインダクタと第3のキャパシタとを有する第3の共振回路と、第4のインダクタと第4のキャパシタとを有する第4の共振回路とを含む第2のフィルタ回路と、
グランドに接続された第5のキャパシタと、グランドと前記第5のキャパシタとの間に接続された第5のインダクタとを有する第7の共振回路と、
グランドに接続された第7のキャパシタと、グランドと前記第7のキャパシタとの間に接続された第6のインダクタとを有する第8の共振回路とを備え、
前記第5のインダクタは、前記第1のインダクタおよび前記第2のインダクタのそれぞれと電磁界結合し、
前記第6のインダクタは、前記第3のインダクタおよび前記第4のインダクタのそれぞれと電磁界結合し、
前記第5のインダクタと前記第6のインダクタとが電磁界結合することを特徴とする、バンドパスフィルタ。 - 前記第1のフィルタ回路は、前記第1の共振回路と前記第2の共振回路とにより共有される第7のインダクタをさらに有し、
前記第1の共振回路において、前記第1のインダクタおよび前記第7のインダクタは、前記第1の信号ポートとグランドとの間に直列に接続され、前記第1のキャパシタは、前記第1の信号ポートとグランドとの間に、前記第1のインダクタおよび前記第7のインダクタと並列に接続され、
前記第2の共振回路において、前記第2のインダクタおよび前記第2のキャパシタは、前記第1のインダクタとグランドとの間に直列に接続され、前記第7のインダクタは、前記第1のインダクタとグランドとの間に、前記第2のインダクタおよび前記第2のキャパシタと並列に接続され、
前記第2のフィルタ回路は、前記第3の共振回路と前記第4の共振回路とにより共有される第8のインダクタをさらに有し、
前記第3の共振回路において、前記第3のインダクタおよび前記第8のインダクタは、前記第2の信号ポートとグランドとの間に直列に接続され、前記第3のキャパシタは、前記第2の信号ポートとグランドとの間に、前記第3のインダクタおよび前記第8のインダクタと並列に接続され、
前記第4の共振回路において、前記第4のインダクタおよび前記第4のキャパシタは、前記第3のインダクタとグランドとの間に直列に接続され、前記第8のインダクタは、前記第3のインダクタとグランドとの間に、前記第4のインダクタおよび前記第4のキャパシタと並列に接続されていることを特徴とする、請求項1ないし4のいずれか1項に記載のバンドパスフィルタ。 - 前記第1のフィルタ回路は、第9のキャパシタをさらに有し、
前記第9のキャパシタは、前記第1のキャパシタと前記第2のキャパシタと前記第7のインダクタとの接続点と、グランドとの間に接続され、
前記第2のフィルタ回路は、第10のキャパシタをさらに有し、
前記第10のキャパシタは、前記第3のキャパシタと前記第4のキャパシタと前記第8のインダクタとの接続点と、グランドとの間に接続されていることを特徴とする、請求項5に記載のバンドパスフィルタ。 - 複数の誘電体層が積層された積層体と、
前記誘電体層の層間に配置された複数のパターン導体と、
前記誘電体層を貫通して配置された複数のビア導体とを含み、
前記パターン導体または前記パターン導体および前記ビア導体により形成された、第1の信号電極と、第1のグランド側キャパシタ電極と、第1のインダクタと第1のキャパシタとを有する第1の共振回路と、第2のインダクタと第2のキャパシタとを有する第2の共振回路とが含まれる、第1のフィルタ回路と、
前記パターン導体または前記パターン導体および前記ビア導体により形成された、第2の信号電極と、第2のグランド側キャパシタ電極と、第3のインダクタと第3のキャパシタとを有する第3の共振回路と、第4のインダクタと第4のキャパシタとを有する第4の共振回路とが含まれる、第2のフィルタ回路と、
前記パターン導体または前記パターン導体および前記ビア導体により形成された、グランド電極と、前記グランド電極に接続された第5のキャパシタと、前記グランド電極に接続された第6のキャパシタと、前記第5のキャパシタと前記第6のキャパシタとの間に接続された第5のインダクタとを有する第5の共振回路とを備え、
前記第5のインダクタが配置されている仮想的な面を第1の平面とし、前記第1のインダクタと前記第2のインダクタとが前記第1の平面上に投影されたときに、前記第1のインダクタの少なくとも一部と前記第2のインダクタの少なくとも一部とが前記第5のインダクタと重なり、前記第3のインダクタと前記第4のインダクタとが前記第1の平面上に投影されたときに、前記第3のインダクタの少なくとも一部と前記第4のインダクタの少なくとも一部とが前記第5のインダクタと重なるように、前記第1のフィルタ回路と前記第2のフィルタ回路との間に、前記第5の共振回路が並列配置されていることを特徴とする、バンドパスフィルタ。 - 複数の誘電体層が積層された積層体と、
前記誘電体層の層間に配置された複数のパターン導体と、
前記誘電体層を貫通して配置された複数のビア導体とを含み、
前記パターン導体または前記パターン導体および前記ビア導体により形成された、第1の信号電極と、第1のグランド側キャパシタ電極と、第1のインダクタと第1のキャパシタとを有する第1の共振回路と、第2のインダクタと第2のキャパシタとを有する第2の共振回路とが含まれる、第1のフィルタ回路と、
前記パターン導体または前記パターン導体および前記ビア導体により形成された、第2の信号電極と、第2のグランド側キャパシタ電極と、第3のインダクタと第3のキャパシタとを有する第3の共振回路と、第4のインダクタと第4のキャパシタとを有する第4の共振回路とが含まれる、第2のフィルタ回路と、
前記パターン導体または前記パターン導体および前記ビア導体により形成された、グランド電極と、前記グランド電極に接続された第5のキャパシタと、前記グランド電極に接続された第6のキャパシタと、前記第5のキャパシタと前記第6のキャパシタとの間に接続された第5のインダクタとを有する第5の共振回路と、
前記グランド電極と、前記グランド電極に接続された第7のキャパシタと、前記グランド電極に接続された第8のキャパシタと、前記第7のキャパシタと前記第8のキャパシタとの間に接続された第6のインダクタとを有する第6の共振回路とを備え、
前記第5のインダクタが配置されている仮想的な面を第1の平面とし、前記第1のインダクタと前記第2のインダクタとが前記第1の平面上に投影されたときに、前記第1のインダクタの少なくとも一部と前記第2のインダクタの少なくとも一部とが前記第5のインダクタと重なり、前記第6のインダクタが配置されている仮想的な面を第2の平面とし、前記第3のインダクタと前記第4のインダクタとが前記第2の平面上に投影されたときに、前記第3のインダクタの少なくとも一部と前記第4のインダクタの少なくとも一部とが前記第6のインダクタと重なり、前記第6のインダクタが前記第1の平面上に投影されたときに、前記第6のインダクタの少なくとも一部が前記第5のインダクタと重なるように、前記第1のフィルタ回路と前記第2のフィルタ回路との間に、前記第5の共振回路および前記第6の共振回路が並列配置されていることを特徴とする、バンドパスフィルタ。 - 複数の誘電体層が積層された積層体と、
前記誘電体層の層間に配置された複数のパターン導体と、
前記誘電体層を貫通して配置された複数のビア導体とを含み、
前記パターン導体または前記パターン導体および前記ビア導体により形成された、第1の信号電極と、第1のグランド側キャパシタ電極と、第1のインダクタと第1のキャパシタとを有する第1の共振回路と、第2のインダクタと第2のキャパシタとを有する第2の共振回路とが含まれる、第1のフィルタ回路と、
前記パターン導体または前記パターン導体および前記ビア導体により形成された、第2の信号電極と、第2のグランド側キャパシタ電極と、第3のインダクタと第3のキャパシタとを有する第3の共振回路と、第4のインダクタと第4のキャパシタとを有する第4の共振回路とが含まれる、第2のフィルタ回路と、
前記パターン導体または前記パターン導体および前記ビア導体により形成された、グランド電極と、前記グランド電極に接続された第5のキャパシタと、前記グランド電極と前記第5のキャパシタとの間に接続された第5のインダクタとを有する第7の共振回路とを備え、
前記第5のインダクタは、前記第1のインダクタ、前記第2のインダクタ、前記第3のインダクタおよび前記第4のインダクタのそれぞれと電磁界結合するように配置されていることを特徴とする、バンドパスフィルタ。 - 複数の誘電体層が積層された積層体と、
前記誘電体層の層間に配置された複数のパターン導体と、
前記誘電体層を貫通して配置された複数のビア導体とを含み、
前記パターン導体または前記パターン導体および前記ビア導体により形成された、第1の信号電極と、第1のグランド側キャパシタ電極と、第1のインダクタと第1のキャパシタとを有する第1の共振回路と、第2のインダクタと第2のキャパシタとを有する第2の共振回路とが含まれる、第1のフィルタ回路と、
前記パターン導体または前記パターン導体および前記ビア導体により形成された、第2の信号電極と、第2のグランド側キャパシタ電極と、第3のインダクタと第3のキャパシタとを有する第3の共振回路と、第4のインダクタと第4のキャパシタとを有する第4の共振回路とが含まれる、第2のフィルタ回路と、
前記パターン導体または前記パターン導体および前記ビア導体により形成された、グランド電極と、前記グランド電極に接続された第5のキャパシタと、前記グランド電極と前記第5のキャパシタとの間に接続された第5のインダクタとを有する第7の共振回路と、
前記グランド電極と、前記グランド電極に接続された第7のキャパシタと、前記グランド電極と前記第7のキャパシタとの間に接続された第6のインダクタとを有する第8の共振回路とを備え、
前記第5のインダクタは、前記第1のインダクタおよび前記第2のインダクタのそれぞれと電磁界結合し、
前記第6のインダクタは、前記第3のインダクタおよび前記第4のインダクタのそれぞれと電磁界結合し、
前記第5のインダクタと前記第6のインダクタとが電磁界結合するように配置されていることを特徴とする、バンドパスフィルタ。 - 前記第1のフィルタ回路は、前記第1の共振回路と前記第2の共振回路とにより共有される第7のインダクタをさらに有し、
前記第2のフィルタ回路は、前記第3の共振回路と前記第4の共振回路とにより共有される第8のインダクタをさらに有することを特徴とする、請求項7ないし10のいずれか1項に記載のバンドパスフィルタ。 - 前記第1のフィルタ回路は、第9のキャパシタをさらに有し、
前記第9のキャパシタは、前記第1のキャパシタと前記第2のキャパシタと前記第7のインダクタとの接続点と、前記第1のグランド側キャパシタ電極との間に接続され、
前記第2のフィルタ回路は、第10のキャパシタをさらに有し、
前記第10のキャパシタは、前記第3のキャパシタと前記第4のキャパシタと前記第8のインダクタとの接続点と、前記第2のグランド側キャパシタ電極との間に接続されていることを特徴とする、請求項11に記載のバンドパスフィルタ。 - 複数の誘電体層と複数の導体層との積層体に構成された、第1フィルタ回路、第2フィルタ回路、中間回路を含むバンドパスフィルタにおいて、
前記中間回路は、
前記導体層のいずれかに形成され、接地電位に接続される接地導体と、
前記導体層のいずれかに形成され、前記誘電体層を介して前記接地導体と対向配置される、第1キャパシタ導体および第2キャパシタ導体と、
前記導体層のいずれかに形成される第1線路導体と、
前記積層体の積層方向に形成される第1ビア導体、第2ビア導体と、を備え、
前記接地導体と前記第1キャパシタ導体は第1キャパシタを構成し、
前記接地導体と前記第2キャパシタ導体は第2キャパシタを構成し、
前記第1キャパシタと前記第1線路導体は、前記第1ビア導体を介して接続され、
前記第2キャパシタと前記第1線路導体は、前記第2ビア導体を介して接続され、
前記積層方向と直交する方向において、前記第1フィルタ回路、前記中間回路、前記第2フィルタ回路は、この順に並んで配置され、
前記第1フィルタ回路と前記中間回路、前記第2フィルタ回路と前記中間回路、のそれぞれは電磁界結合される、
バンドパスフィルタ。
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