WO2021100374A1 - フィルタ、アンテナモジュール、および放射素子 - Google Patents

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line
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弘嗣 森
田口 義規
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株式会社村田製作所
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    • H04B1/1027Means associated with receiver for limiting or suppressing noise or interference assessing signal quality or detecting noise/interference for the received signal
    • H04B1/1036Means associated with receiver for limiting or suppressing noise or interference assessing signal quality or detecting noise/interference for the received signal with automatic suppression of narrow band noise or interference, e.g. by using tuneable notch filters

Definitions

  • the present invention relates to a filter whose pass band can be changed, an antenna module provided with the filter, and a radiating element.
  • Patent Document 1 discloses a tunable filter capable of reducing insertion loss while suppressing a decrease in Q value of a resonator.
  • the pass band of the tunable filter is changed by changing the capacitance of an electromagnetic field perturbing element such as a variable capacitor.
  • an electromagnetic field perturbing element such as a variable capacitor.
  • the size of the electromagnetic field perturbing element as disclosed in Patent Document 1 is relatively large, and the cost of the electromagnetic field perturbing element is also relatively high.
  • the present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to realize miniaturization and cost reduction of a filter whose pass band can be changed.
  • the filter according to the present invention includes a first distributed constant line, a first impedance element, a second impedance element, and a first switch.
  • the first impedance element and the first switch are connected in series between the first distributed constant line and the grounding point.
  • the second impedance element is connected between the first distributed constant line and the grounding point.
  • the first impedance element and the first switch are connected in series between the first distributed constant line and the grounding point, and the second impedance element has the first distribution.
  • FIG. It is an equivalent circuit diagram of the filter which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a perspective view of the structure of the filter of FIG. It is a figure which the filter of FIG. It is a figure which shows the passing characteristic of the filter of FIG. It is an equivalent circuit diagram of the filter which concerns on Comparative Example 1.
  • FIG. It is a figure which shows the passing characteristic of the filter of FIG. It is an equivalent circuit diagram of the filter which concerns on Comparative Example 2.
  • FIG. It is an equivalent circuit diagram of the filter which concerns on Comparative Example 3.
  • It is a figure which also shows the passing characteristic of the filter of FIG. 1, the passing characteristic of the filter of FIG. 7, and the passing characteristic of the filter of FIG. It is a perspective view of the structure of the filter which concerns on the modification 1 of Embodiment 1.
  • FIG. It is a perspective view of the structure of the filter which concerns on the modification 2 of Embodiment 1.
  • FIG. It is a perspective view of the structure of the filter which concerns on the modification 3 of Embodiment 1.
  • FIG. It is a perspective view of the structure of the filter which concerns on the modification 4 of Embodiment 1.
  • FIG. FIG. 3 is a plan view of the filter of FIG. 13 from the Y-axis direction.
  • FIG. 5 is a plan view of the filter of FIG. 15 from the Y-axis direction.
  • FIG. 5 is an equivalent circuit diagram of a filter according to a modification 6 of the first embodiment.
  • FIG. 7 is a plan view of the structure of the filter of FIG. 18 from the Y-axis direction. It is a perspective view of the structure of the filter which concerns on the modification 8 of Embodiment 1.
  • FIG. FIG. 5 is an equivalent circuit diagram of a filter according to a modification 9 of the first embodiment. It is an equivalent circuit diagram of the filter which concerns on Embodiment 2.
  • FIG. It is a perspective view of the structure of the filter of FIG. FIG. 3 is a plan view of the filter of FIG. 23 from the Y-axis direction. It is a figure which shows the passing characteristic of the filter of FIG. It is an equivalent circuit diagram of the filter which concerns on Comparative Example 4.
  • FIG. 3 is a plan view of the structure of the filter of FIG. 31 from the Y-axis direction. It is an equivalent circuit diagram of the filter which concerns on Embodiment 3.
  • FIG. 33 shows the passing characteristic of the filter of FIG. 33.
  • FIG. 33 shows the passing characteristic of the filter of FIG. 33 when the capacitance of the capacitor of FIG. 33 is reduced as compared with the case of FIG. 34.
  • each of the inductance of the inductor and the capacitance of the capacitor of FIG. 33 is larger than the value that realizes the characteristics shown in FIG. 34, and the distributed constant line of magnetic field coupling is shorter than the distributed constant line of electric field coupling with the terminal.
  • the passing characteristics of the filter are shown.
  • each of the inductance of the inductor and the capacitance of the capacitor of FIG. 33 is smaller than the value that realizes the characteristics shown in FIG. 34, and the distributed constant line of magnetic field coupling is longer than the distributed constant line of electric field coupling with the terminal.
  • the passing characteristics of the filter are shown.
  • FIG. 33 It is a perspective view which shows the structure of the filter of FIG. 33. It is a figure which shows the passing characteristic of the filter of FIG. 38. It is an equivalent circuit diagram of the filter which concerns on the modification 1 of Embodiment 3. It is an equivalent circuit diagram of the filter which concerns on the modification 2 of Embodiment 3. It is an equivalent circuit diagram of the filter which concerns on the modification 3 of Embodiment 3. It is a perspective view which shows the structure of the filter which concerns on the modification 4 of Embodiment 3. It is a perspective view which shows the structure of the filter which concerns on the modification 5 of Embodiment 3. It is an equivalent circuit diagram of the filter which concerns on the modification 6 of Embodiment 3. It is a figure which shows the passing characteristic of the filter of FIG. 45.
  • FIG. 5 is a plan view of the radiating element of FIG. 59 from the Y-axis direction. It is a figure which shows the reflection characteristic of the radiating element of FIGS. 59-61.
  • FIG. 1 is an equivalent circuit diagram of the filter 1 according to the first embodiment.
  • the filter 1 includes a terminal P1 (first terminal), a terminal P2 (second terminal), a distributed constant line Rs1 (first distributed constant line), and an inductor L1 (first impedance element). ), The capacitor C2 (second impedance element), and the switch Sw1 (first switch).
  • the distributed constant line Rs1 is connected to the signal path between the terminals P1 and P2. Assuming that the desired wavelength of the signal passing through the signal path is ⁇ , the length of the distributed constant line Rs1 is ⁇ / 2 or ⁇ / 4. That is, the distributed constant line Rs1 functions as a ⁇ / 2 resonator or a ⁇ / 4 resonator.
  • the length of the distributed constant line means the electric length determined by the effective permittivity of the dielectric.
  • the inductor L1 and the switch Sw1 are connected in series in this order between the distributed constant line Rs1 and the grounding point GND.
  • the inductor L1 and the switch Sw1 may be connected in series between the distributed constant line Rs1 and the grounding point GND in the reverse order of this order.
  • the capacitor C2 is connected between the distributed constant line Rs1 and the grounding point GND.
  • the impedance of the switch Sw1 when the switch Sw1 is in a conductive state is inductive.
  • the impedance of the switch Sw1 when the switch Sw1 is in the non-conducting state is capacitive.
  • the impedance element When the impedance element is connected to the distributed constant line Rs1, the impedance element may be connected to one end of the distributed constant line Rs1, or the impedance element may be connected to the central portion of the distributed constant line Rs1. included.
  • FIG. 2 is a perspective view of the structure of the filter 1 of FIG.
  • FIG. 3 is a plan view of the filter 1 of FIG. 2 from the Y-axis direction.
  • the X-axis, Y-axis, and Z-axis are orthogonal to each other. The same applies to FIGS. 10 to 16, 19, 19, 20, 23, 24, 29, 32, 38, 43, 44, 58, 60, and 61.
  • the filter 1 includes line electrodes 101 and 120, a capacitor electrode 102, a ground electrode 110 (first ground electrode), a via conductor V11 (first via conductor), and vias. It includes a conductor V12, a dielectric substrate 130, and a switch Sw1.
  • the line electrodes 101 and 120, the capacitor electrodes 102, the ground electrode 110, and the via conductors V11 and V12 are formed inside the dielectric substrate 130.
  • the line electrode 101 extends in a band shape in the X-axis direction to form a distributed constant line Rs1.
  • the line electrode 120 extends in the Y-axis direction.
  • the line electrode 120 is connected to the line electrode 101. Both ends of the line electrode 120 form terminals P1 and P2, respectively.
  • the ground electrode 110 is arranged between the line electrode 101 and the switch Sw1.
  • the ground electrode 110 and the switch Sw1 are connected to a ground terminal (not shown).
  • the ground electrode 110 forms a ground point as a ground conductor portion.
  • the via conductor V11 penetrates the ground electrode 110 and connects the line electrode 101 and the switch Sw1.
  • the via conductor V11 is insulated from the ground electrode 110.
  • the via conductor V11 forms the inductor L1.
  • the capacitor electrode 102 faces the line electrode 101 in the Z-axis direction.
  • the via conductor V12 connects the capacitor electrode 102 and the ground electrode 110.
  • the line electrode 101 and the capacitor electrode 102 form a capacitor C2.
  • FIG. 4 is a diagram showing the passing characteristics of the filter 1 of FIG.
  • the solid line shows the passing characteristic of the filter 1 when the switch Sw1 of FIG. 1 is in the conductive state
  • the dotted line shows the passing characteristic of the filter 1 when the switch Sw1 of FIG. 1 is in the non-conducting state.
  • the distribution constant of the line electrode 120 of FIG. 2 is not taken into consideration.
  • the amount of attenuation on the vertical axis of FIG. 4 increases in the downward direction from 0 dB.
  • the pass characteristic of the filter is the frequency characteristic of the insertion loss of the filter. The insertion loss is maximized at the frequency at which the damping pole occurs.
  • the passing characteristics of the filter 1 can be changed by switching the switch Sw1.
  • the impedance can be changed without using a special configuration (for example, a variable capacitor).
  • the passage characteristics of the filter 1 can be adjusted. According to the filter 1, the function of changing the pass band can be realized in a small design area and at a low cost.
  • FIG. 5 is an equivalent circuit diagram of the filter 10A according to Comparative Example 1.
  • the configuration of the filter 10A is a configuration in which the capacitor C2 is removed from the filter 1 of FIG. Other than that, the explanation is not repeated because it is the same.
  • FIG. 6 is a diagram showing the passing characteristics of the filter 10A of FIG. In FIG. 6, the solid line shows the passing characteristic of the filter 10A when the switch Sw1 of FIG. 5 is in the conductive state, and the dotted line shows the passing characteristic of the filter 10A when the switch Sw1 of FIG. 5 is in the non-conducting state.
  • FIG. 7 is an equivalent circuit diagram of the filter 10B according to Comparative Example 2.
  • the configuration of the filter 10B is a configuration in which the inductor L1 and the switch Sw1 are removed from the filter 1 of FIG. Other than these, the description is the same, so the description will not be repeated.
  • FIG. 8 is an equivalent circuit diagram of the filter 10C according to Comparative Example 3.
  • the configuration of the filter 10C is a configuration in which the switch Sw1 is removed from the filter 1 of FIG. Other than this, the explanation is not repeated because it is the same.
  • FIG. 9 is a diagram showing the passing characteristics A11 and A12 of the filter 1 of FIG. 1, the passing characteristics A13 of the filter 10B of FIG. 7, and the passing characteristics A10 of the filter 10C of FIG.
  • the passing characteristic A11 shows the passing characteristic of the filter 1 when the switch Sw1 of FIG. 1 is in the conductive state
  • the passing characteristic A12 is the passing characteristic of the filter 1 when the switch Sw1 of FIG. 1 is in the non-conducting state. Is shown.
  • the configuration of the filter 1 is such that the switch Sw1 is connected between the inductor L1 of the filter 10C and the grounding point.
  • the pass characteristic A10 of the filter 10C is brought closer to the pass characteristic A13 of the filter 10B by the switch Sw1. Due to the impedance of the switch Sw1, the passing characteristic A11 when the switch Sw1 is in the conductive state and the passing characteristic A12 when the switch Sw1 is in the non-conducting state deviate from the passing characteristic A13. That is, by switching the switch Sw1, the passing characteristic of the filter 1 can be switched between the passing characteristics A11 and A12.
  • the structure of the filter according to the first embodiment is not limited to the structure shown in FIG.
  • FIG. 10 is a perspective view of the structure of the filter 1A according to the first modification of the first embodiment.
  • the structure of the filter 1A is such that the capacitor electrode 102 and the via conductor V12 are removed from the filter 1 of FIG. Other than that, the explanation is not repeated because it is the same.
  • the line electrode 101 and the ground electrode 110 face each other in the Z-axis direction to form the capacitor C2.
  • FIG. 11 is a perspective view of the structure of the filter 1B according to the second modification of the first embodiment.
  • the configuration of the filter 1B is a configuration in which a ground electrode 112 (second ground electrode) and a plurality of ground via conductors V20 are added to the filter 1 of FIG. Other than these, the description is the same, so the description will not be repeated.
  • the ground electrode 112 faces the line electrode 101 on the opposite side of the ground electrode 110.
  • the plurality of ground via conductors V20 are arranged so as to surround the line electrode 1101.
  • the plurality of ground via conductors V20 connect the ground electrodes 110 and 112.
  • the ground electrodes 110 and 112 and the plurality of ground via conductors V20 form a ground conductor portion 150.
  • FIG. 12 is a perspective view of the structure of the filter 1C according to the third modification of the first embodiment.
  • the configuration of the filter 1C is such that the position of the capacitor electrode 102 in FIG. 11 is changed and the via conductor V12 is replaced with V12C. Other than these, the description is the same, so the description will not be repeated.
  • the capacitor electrode 102 is connected to the ground electrode 112 by the via conductor V12C.
  • the capacitor electrode 102 faces the line electrode 101 between the line electrode 101 and the ground electrode 112.
  • the shield effect is enhanced as compared with the filter 1 because the line electrode 101 is surrounded by the ground conductor portion 150.
  • FIG. 13 is a perspective view of the structure of the filter 1D according to the modified example 4 of the first embodiment.
  • FIG. 14 is a plan view of the filter 1D of FIG. 13 from the Y-axis direction.
  • the configuration of the filter 1D is such that the position of the capacitor electrode 102 in FIG. 2 is changed and the via conductor V12 is replaced with V12D. Other than these, the description is the same, so the description will not be repeated.
  • the capacitor electrode 102 is formed at the same position as the line electrode 101 in the Z-axis direction. That is, the distance between the capacitor electrode 102 and the ground electrode 110 is equal to the distance between the line electrode 101 and the ground electrode 110.
  • the capacitor electrode 102 is close to the line electrode 101 in the X-axis direction.
  • the via conductor V12D connects the capacitor electrode 102 and the ground electrode 110.
  • the line electrode 101 and the capacitor electrode 102 form a capacitor C2.
  • FIG. 15 is a perspective view of the structure of the filter 1E according to the modified example 5 of the first embodiment.
  • FIG. 16 is a plan view of the filter 1E of FIG. 15 from the Y-axis direction.
  • the configuration of the filter 1E is a configuration in which a capacitor electrode 102 (second capacitor electrode) and a capacitor electrode 103 (second capacitor electrode) are added to the filter 1D of FIGS. 13 and 14. Other than these, the description is the same, so the description will not be repeated.
  • the capacitor electrode 103 faces each of the capacitor electrode 102 and the line electrode 101 on the opposite side of the ground electrode 110.
  • the capacitor electrode 104 faces each of the capacitor electrode 102 and the line electrode 101 between the line electrode 101 and the ground electrode 110.
  • the capacitor C2 is formed by capacitor electrodes 103 and 104 in addition to the line electrode 101 and the capacitor electrode 102.
  • the capacitance of the capacitor C2 of the filter 1E is larger than the capacitance of the capacitor C2 of the filter 1D. By adding at least one of the capacitor electrodes 103 and 104, the capacitance of the capacitor C2 of the filter 1D can be increased.
  • the length (width) of each of the capacitor electrodes 103 and 104 in the Y-axis direction may be equal to or greater than the width of the line electrode 101 or shorter than the width of the line electrode 101.
  • FIG. 17 is an equivalent circuit diagram of the filter 1F according to the sixth modification of the first embodiment.
  • the configuration of the filter 1F is such that the inductor L1 in FIG. 1 is replaced with a capacitor C1 (first impedance element). Other than this, the explanation is not repeated because it is the same.
  • the first impedance element may include a plurality of circuit elements.
  • FIG. 18 is an equivalent circuit diagram of the filter 1G according to the modified example 7 of the first embodiment.
  • the configuration of the filter 1G is such that the inductor L1 in FIG. 1 is replaced with an impedance element Im1 (first impedance element). Other than this, the explanation is not repeated because it is the same.
  • the impedance element Im1 includes inductors L10 and L12 and a capacitor C11.
  • the inductor L10, the capacitor C11, and the inductor L12 are connected in series in this order between the distributed constant line Rs1 and the switch Sw1.
  • FIG. 19 is a plan view of the structure of the filter 1G of FIG. 18 from the Y-axis direction.
  • the structure of the filter 1G is such that the via conductor V1 in FIG. 3 is replaced with the via conductors V13 and V14 and the capacitor electrodes 111 and 113. Other than these, the description is the same, so the description will not be repeated.
  • the via conductor V13 connects the line electrode 101 and the capacitor electrode 111.
  • the via conductor V13 forms the inductor L10.
  • the capacitor electrode 111 faces the capacitor electrode 113 in the Z-axis direction.
  • the capacitor electrodes 111 and 112 form the capacitor C11.
  • the via conductor V14 penetrates the ground electrode 110 and connects the capacitor electrode 113 and the switch Sw1.
  • the via conductor V14 is insulated from the ground electrode 110.
  • the via conductor V14 forms an inductor L12.
  • FIG. 20 is a perspective view of the structure of the filter 1H according to the modified example 8 of the first embodiment.
  • the via conductor V11 is removed from the structure of the filter 1B of FIG. 11, the ground electrode 110 is replaced with 110H (first ground electrode), the line electrode 121 and the via conductor V21 are added, and the switch Sw1 is operated.
  • the structure has been repositioned. Other than these, the description is the same, so the description will not be repeated.
  • the line electrode 121 extends from the line electrode 101 in the Y-axis direction and passes between the two via conductors 20.
  • the via conductor V21 connects the line electrode 121 and the switch Sw1.
  • the line electrode 121 and the via conductor V21 form an inductor L1.
  • the switch Sw1 When the filter 1H is viewed in a plan view from the Y-axis direction, the switch Sw1 is arranged between the line electrode 101 and the ground electrode 110H. When the filter 1H is viewed in a plan view from the Y-axis direction, the switch Sw1 may be arranged between the line electrode 101 and the ground electrode 112. When the filter 1H is viewed in a plan view from the Y-axis direction, the ground electrode 111 may be arranged between the switch Sw1 and the line electrode 101, or the ground electrode 112 may be arranged between the switch Sw1 and the line electrode 101. You may be.
  • FIG. 21 is an equivalent circuit diagram of the filter 1J according to the ninth modification of the first embodiment.
  • the configuration of the filter 1J is such that the path connecting the terminals P1 and P2 in the filter 1 of FIG. 1 is shown as a line electrode 122 (specific line electrode). Other than that, the explanation is not repeated because it is the same.
  • the distributed constant line Rs1 forms a stub formed so as to project from the line electrode 122.
  • the stub is provided for the purpose of impedance matching of the filter 1J or adjustment of the characteristics of the filter 1J.
  • FIG. 22 is an equivalent circuit diagram of the filter 2 according to the second embodiment.
  • the configuration of the filter 2 is such that the capacitor C2 in FIG. 1 is replaced with the inductor L2. Other than this, the explanation is not repeated because it is the same.
  • FIG. 23 is a perspective view of the structure of the filter 2 of FIG. 22.
  • FIG. 24 is a plan view of the filter 2 of FIG. 23 from the Y-axis direction.
  • the structure of the filter 2 is such that a via conductor V22 (second via conductor) is added to the filter 1A of FIG. Other than this, the explanation is not repeated because it is the same.
  • the via conductor V22 connects the line electrode 101 and the ground electrode 110 to form the inductor L2.
  • FIG. 25 is a diagram showing the passing characteristics of the filter 2 of FIG. 22.
  • the solid line shows the passing characteristic of the filter 2 when the switch Sw1 of FIG. 22 is in the conductive state
  • the dotted line shows the passing characteristic of the filter 2 when the switch Sw1 of FIG. 22 is in the non-conducting state.
  • the passing characteristics of the filter 2 can be changed by switching the switch Sw1.
  • FIG. 26 is an equivalent circuit diagram of the filter 20A according to Comparative Example 4.
  • the configuration of the filter 20A is a configuration in which the inductor L1 and the switch Sw1 are removed from the filter 2 of FIG. Other than these, the description is the same, so the description will not be repeated.
  • FIG. 27 is an equivalent circuit diagram of the filter 20B according to Comparative Example 5.
  • the configuration of the filter 20B is a configuration in which the switch Sw1 is removed from the filter 2 of FIG. Other than this, the explanation is not repeated because it is the same.
  • FIG. 28 is a diagram showing the passage characteristics A21 and A22 of the filter 2 of FIG. 22, the passage characteristics A23 of the filter 20A of FIG. 26, and the passage characteristics A20 of the filter 20B of FIG. 27 together.
  • the passing characteristic A21 shows the passing characteristic of the filter 2 when the switch Sw1 of FIG. 22 is in the conductive state
  • the passing characteristic A22 is the passing characteristic of the filter 2 when the switch Sw1 of FIG. 22 is in the non-conducting state. Is shown.
  • the configuration of the filter 2 is such that the switch Sw1 is connected between the inductor L1 of the filter 20B and the grounding point.
  • the pass characteristic A20 of the filter 20B is brought closer to the pass characteristic A23 of the filter 20A by the switch Sw1. Due to the impedance of the switch Sw1, the passing characteristic A21 when the switch Sw1 is in the conductive state and the passing characteristic A22 when the switch Sw1 is in the non-conducting state deviate from the passing characteristic A23. That is, by switching the switch Sw1, the passing characteristic of the filter 2 can be switched between the passing characteristics A21 and A22.
  • FIG. 29 is a perspective view of the structure of the filter 2A according to the first modification of the second embodiment.
  • the configuration of the filter 2A is a configuration in which the line electrode 202 is added to the filter 2 of FIG. 23. Other than that, the explanation is not repeated because it is the same.
  • the line electrode 202 is connected to the line electrode 101.
  • the via conductor V22 connects the line electrode 202 and the ground electrode 110.
  • FIG. 30 is an equivalent circuit diagram of the filter 2B according to the second modification of the second embodiment.
  • the configuration of the filter 2B is such that the inductor L1 in FIG. 22 is replaced with the capacitor C1 (first impedance element). Other than this, the explanation is not repeated because it is the same.
  • the second impedance element may include a plurality of circuit elements.
  • FIG. 31 is an equivalent circuit diagram of the filter 2C according to the third modification of the second embodiment.
  • the configuration of the filter 2C is such that the inductor L2 in FIG. 22 is replaced with an impedance element Im2 (second impedance element).
  • Im2 second impedance element
  • the impedance element Im2 includes inductors L20 and L22 and a capacitor C21.
  • the inductor L20, the capacitor C21, and the inductor L22 are connected in series in this order between the distributed constant line Rs1 and the grounding point.
  • FIG. 32 is a plan view of the structure of the filter 2C of FIG. 31 from the Y-axis direction.
  • the structure of the filter 2C is such that the via conductor V22 in FIG. 24 is replaced with via conductors V23, V24 and capacitor electrodes 211 and 212. Other than these, the description is the same, so the description will not be repeated.
  • the via conductor V23 connects the line electrode 101 and the capacitor electrode 211.
  • the via conductor V23 forms the inductor L20.
  • the capacitor electrode 211 faces the capacitor electrode 212 in the Z-axis direction.
  • the capacitor electrodes 211 and 212 form the capacitor C21.
  • the via conductor V24 connects the capacitor electrode 113 and the ground electrode 110.
  • the via conductor V24 forms an inductor L22.
  • a filter including one distributed constant line as a resonator has been described.
  • the number of distributed constant lines as a resonator included in the filter according to the embodiment may be plural.
  • a filter including four distributed constant lines as a resonator will be described.
  • FIG. 33 is an equivalent circuit diagram of the filter 3 according to the third embodiment.
  • the filter 3 includes a terminal P31 (first terminal), a terminal P32 (second terminal), a distributed constant line Rs31 (third distributed constant line), and a distributed constant line Rs32 (first).
  • Distributed constant line distributed constant line Rs33 (second distributed constant line), distributed constant line Rs34 (fourth distributed constant line), inductor L31 (first impedance element), inductor L32 (third impedance element)
  • a capacitor C31 (second impedance element), a capacitor C32 (fourth impedance element), a switch Sw31 (first switch), and a switch Sw32 (second switch) are provided.
  • the distributed constant line Rs31 is electrically connected to the terminal P31. That is, the distributed constant line Rs31 may be directly connected to the terminal P31 or may be electrically connected to the terminal P31.
  • the distributed constant line Rs34 is electrically connected to the terminal P32. That is, the distributed constant line Rs34 may be directly connected to the terminal P32 or may be electrically connected to the terminal P32.
  • the two circuit elements When the two circuit elements are electrically connected, the two circuit elements may be directly connected, or the two circuit elements may be electrically coupled (capacitively coupled). included.
  • the distributed constant line Rs31 is electrically coupled to the distributed constant line Rs32.
  • the capacitor C12 connected between the distributed constant lines Rs31 and Rs32 represents the electric field coupling between the distributed constant lines Rs31 and Rs32.
  • the capacitor C14 connected between the distributed constant lines Rs31 and Rs34 represents the electric field coupling between the distributed constant lines Rs31 and Rs34.
  • the capacitor C34 connected between the distributed constant lines Rs33 and Rs34 represents the electric field coupling between the distributed constant lines Rs33 and Rs34.
  • the distributed constant line Rs32 is magnetically coupled with the distributed constant line Rs33. The magnetic field coupling between the distributed constant lines Rs32 and Rs33 is shown as M23.
  • a signal path is formed between the terminals P31 and P32 by the distributed constant line Rs31, the capacitor C12, the magnetic field coupling M23, the distributed constant line Rs33, the capacitor C34, and the distributed constant line Rs34. Further, another signal path is formed between the terminals P31 and P32 by the distributed constant line Rs31, the capacitor C14, and the distributed constant line Rs34.
  • the length of the distributed constant line Rs31 is ⁇ / 2 or ⁇ / 4. That is, the distributed constant line Rs31 functions as a ⁇ / 2 resonator or a ⁇ / 4 resonator. The same applies to the distributed constant lines Rs32 to Rs34.
  • the inductor L31 and the switch Sw31 are connected in series in this order between one end of the distributed constant line Rs32, which is not connected to the capacitor C12, and the grounding point GND.
  • the capacitor C31 is connected between one end of the distributed constant line Rs32, which is not connected to the capacitor C34, and the grounding point GND.
  • the inductor L32 and the switch Sw32 are connected in series in this order between the end of the distributed constant line Rs33 and the grounding point GND.
  • the capacitor C32 is connected between the end of the distributed constant line Rs33 and the grounding point GND.
  • the magnetic field strength is strongest at the central portion of the distributed constant lines Rs32 and Rs33 and weakest at both ends. Therefore, by connecting an impedance element to each end of the distributed constant lines Rs32 and Rs33, it is possible to reduce the influence of the impedance element on the coupling state of the distributed constant lines Rs32 and Rs33. As a result, even if the switches Sw31 and Sw32 are switched between the conductive state and the non-conducting state, the coupled state of the distributed constant lines Rs32 and Rs33 is maintained, so that the pass bandwidth of the filter 3 can be maintained.
  • the length of the distributed constant line Rs31 is equal to the length of the distributed constant line Rs34.
  • the length of the distributed constant line Rs32 is equal to the length of the distributed constant line Rs33.
  • the inductance of the inductor L31 is equal to the inductance of the inductor L32.
  • the capacitance of the capacitor C31 is equal to the capacitance of the capacitor C32.
  • FIG. 34 is a diagram showing the passing characteristics of the filter 3 of FIG. 33.
  • the solid line shows the passing characteristics of the filter 3 when the switches Sw31 and Sw32 of FIG. 33 are in the conductive state
  • the dotted line shows the passing characteristics of the filter 3 when the switches Sw31 and Sw32 of FIG. 33 are in the non-conducting state. Is shown.
  • the pass characteristics of the filter 3 can be changed while maintaining the pass bandwidth.
  • FIG. 35 is a diagram showing the passing characteristics of the filter 3 of FIG. 33 when the capacitances of the capacitors C31 and C32 of FIG. 33 are reduced as compared with the case of FIG. 34.
  • the solid line shows the passing characteristics of the filter 3 when the switches Sw31 and Sw32 of FIG. 33 are in the conductive state
  • the dotted line shows the passing characteristics of the filter 3 when the switches Sw31 and Sw32 of FIG. 33 are in the non-conducting state. Is shown.
  • the passing characteristics of the filter 3 can be adjusted by changing the capacitances of the capacitors C31 and C32 of FIG. 33.
  • the inductance of the inductors L31 and L32 and the capacitance of the capacitors C31 and C32 of FIG. 33 are larger than the values that realize the characteristics shown in FIG. 34, and the lengths of the distributed constant lines Rs32 and Rs33 that are magnetically coupled are shown in FIG.
  • the passing characteristics of the filter 3 when the length is shorter than the lengths of the distributed constant lines Rs31 and Rs34 which are magnetically coupled to the terminals P1 and P2 are shown.
  • the solid line shows the passing characteristics of the filter 3 when the switches Sw31 and Sw32 of FIG. 33 are in the conductive state
  • the dotted line shows the passing characteristics of the filter 3 when the switches Sw31 and Sw32 of FIG. 33 are in the non-conducting state. Is shown. The same applies to FIG. 37.
  • the inductance of the inductors L31 and L32 and the capacitance of the capacitors C31 and C32 of FIG. 33 are smaller than the values that realize the characteristics shown in FIG. 34, and the lengths of the distributed constant lines Rs32 and Rs33 that are magnetically coupled are shown in FIG.
  • the passing characteristics of the filter 3 when the length is longer than the lengths of the distributed constant lines Rs31 and Rs34 which are magnetically coupled to the terminals P1 and P2 are shown.
  • FIG. 38 is a perspective view showing the structure of the filter 3 of FIG. 33.
  • the filter 3 includes line electrodes 301 to 304, capacitor electrodes 311 (first capacitor electrode), capacitor electrode 312 (second capacitor electrode), ground electrode 310, and via conductor V31 ( The first via conductor), via conductors V32 and V33, via conductor V34 (second via conductor), terminal electrodes 321 and 322, and switches Sw31 and Sw32 are provided.
  • the line electrodes 301 to 304 are band-shaped and form distributed constant lines Rs31 to Rs34, respectively.
  • Each of the line electrodes 301 to 304 is wound around a central axis (not shown) extending in the Z-axis direction to form a U-shape.
  • the opening of the line electrode 301 and the opening of the line electrode 304 are adjacent to each other in the X-axis direction. Both ends of the line electrode 301 and both ends of the line electrode 304 are electrically coupled.
  • the central portion of the line electrode 302 and the central portion of the line electrode 303 are adjacent to each other in the X-axis direction and are magnetically coupled.
  • the line electrodes 301 and 302 are adjacent to each other in the Y-axis direction and are electrically coupled.
  • the line electrodes 303 and 304 are adjacent to each other in the Y-axis direction and are electrically coupled.
  • the terminal electrodes 321 and 322 form terminals P31 and P32, respectively.
  • the terminal electrode 321 is adjacent to the line electrode 301 in the X-axis direction and is electrically coupled.
  • the terminal electrode 322 is electrically connected to the line electrode 304 in the X-axis direction, respectively.
  • the ground electrode 310 is arranged between the line electrodes 301 to 304 and the switches Sw1 and Sw2.
  • the ground electrode 310 and the switches Sw1 and Sw2 are connected to a ground terminal (not shown).
  • the ground electrode 310 forms a ground point.
  • the via conductor V31 penetrates the ground electrode 310 and connects the line electrode 302 and the switch Sw31.
  • the via conductor V31 is insulated from the ground electrode 310.
  • the via conductor V31 forms the inductor L31.
  • the capacitor electrode 311 faces the line electrode 302 in the Z-axis direction.
  • the via conductor V32 connects the capacitor electrode 311 and the ground electrode 310.
  • the line electrode 302 and the capacitor electrode 311 form a capacitor C31.
  • the via conductor V34 penetrates the ground electrode 310 and connects the line electrode 303 and the switch Sw32.
  • the via conductor V34 is insulated from the ground electrode 310.
  • the via conductor V34 forms the inductor L32.
  • the capacitor electrode 312 faces the line electrode 303 in the Z-axis direction.
  • the via conductor V33 connects the capacitor electrode 312 and the ground electrode 310.
  • the line electrode 303 and the capacitor electrode 312 form a capacitor C32.
  • Each of the line electrodes 301 to 304 shown in FIG. 38 functions as a ⁇ / 2 resonator, but when one end of the line electrode is grounded, the line electrode functions as a ⁇ / 4 resonator. You may. Further, the inductance of the inductors L31 and L32 and the capacitance of the capacitors C31 and C32 are adjusted so that each of the line electrodes 302 and 303 can be made shorter than each of the line electrodes 301 and 304.
  • FIG. 39 is a diagram showing the passage characteristics of the filter 3 of FIG. 38.
  • the solid line shows the passing characteristics of the filter 3 when the switches Sw31 and Sw32 of FIG. 38 are in the conductive state
  • the dotted line shows the passing characteristics of the filter 3 when the switches Sw31 and Sw32 of FIG. 38 are in the non-conducting state. Is shown.
  • the frequency band n258 is a frequency band of 24.25 GHz to 27.5 GHz.
  • the frequency band n257 is a frequency band of 26.5 GHz to 29.5 GHz.
  • the frequency bands n257 and n258 are millimeter wave frequency bands. The same applies to the frequency bands n257 and n258 in FIG. 57.
  • the filter 3 can function as a filter for passing the signal included in the frequency band n257.
  • the filter 3 can function as a filter for passing signals included in the frequency band n258.
  • the pass bandwidth of the filter 3 is maintained by connecting an impedance element to each end of the distributed constant lines Rs32 and Rs33 that are magnetically coupled to each other. Even if an impedance element is connected to the central portion of the distributed constant lines Rs31 and Rs34 that are electrically coupled to each other, the pass bandwidth of the filter can be maintained.
  • FIG. 40 is an equivalent circuit diagram of the filter 3A according to the first modification of the third embodiment.
  • the portion where the inductor L31 and the capacitor C31 of FIG. 33 are connected is changed from the end of the distributed constant line Rs32 to the central portion of the distributed constant line Rs31, and the inductor L32 and the capacitor C32 of FIG.
  • the connecting portion is changed from the end of the distributed constant line Rs33 to the central part of the distributed constant line Rs34.
  • the distributed constant lines Rs31 and R34 correspond to the first distributed constant line and the second distributed constant line, respectively
  • the distributed constant lines Rs32 and R33 correspond to the third distributed constant line and the fourth distributed constant line, respectively. ..
  • the explanation is not repeated because it is the same.
  • the strength of the electric field is the strongest at both ends of the distributed constant lines Rs31 and Rs34 and the weakest at the center. Therefore, by connecting an impedance element to the central portion of each of the distributed constant lines Rs31 and Rs34, it is possible to reduce the influence of the impedance element on the coupling state of the distributed constant lines Rs31 and Rs34. As a result, even if the switches Sw31 and Sw32 are switched between the conductive state and the non-conducting state, the coupled state of the distributed constant lines Rs31 and Rs34 is maintained, so that the pass bandwidth of the filter 3A can be maintained.
  • the distributed constant lines Rs31 and Rs34 electrically connected to the terminals P31 and P32 are electrically coupled to each other, and the distributed constant lines Rs32 and Rs33 not electrically connected to the terminals P31 and P32.
  • the distributed constant lines Rs31 and Rs34 are magnetically coupled to each other and the distributed constant lines Rs32 and Rs33 are electrically coupled to each other will be described with reference to FIGS. 41 and 42.
  • FIG. 41 is an equivalent circuit diagram of the filter 3B according to the second modification of the third embodiment.
  • the electric field coupling shown by the capacitor C14 between the distributed constant lines Rs31 and Rs34 in FIG. 33 is replaced with the magnetic field coupling M14, and the magnetic field coupling M23 between the distributed constant lines Rs32 and Rs33 It has been replaced by the electric field coupling represented by the capacitor C23.
  • the portion where the inductor L31 and the capacitor C31 of FIG. 33 are connected is changed from the end of the distributed constant line Rs32 to the central portion of the distributed constant line Rs32, and the inductor L32 and the capacitor C32 of FIG. 33 are connected.
  • the portion to be used is changed from the end of the distributed constant line Rs33 to the central part of the distributed constant line Rs33.
  • the distributed constant lines Rs32 and R33 correspond to the first and second distributed constant lines, respectively, and the distributed constant lines Rs31 and R34 correspond to the third and fourth distributed constant lines. Corresponds to each constant line. Other than these, the explanation is not repeated because it is the same.
  • FIG. 42 is an equivalent circuit diagram of the filter 3C according to the third modification of the third embodiment.
  • the portion where the inductor L31 and the capacitor C31 of FIG. 41 are connected is changed from the central portion of the distributed constant line Rs32 to the end of the distributed constant line Rs31, and the inductor L32 and the capacitor C32 of FIG. 41 are connected.
  • the connecting portion is changed from the central portion of the distributed constant line Rs33 to the end portion of the distributed constant line Rs34.
  • the distributed constant lines Rs31 and R34 correspond to the first and second distributed constant lines, respectively, and the distributed constant lines Rs32 and R33 correspond to the third and fourth distributed constant lines. Corresponds to each constant line. Other than these, the explanation is not repeated because it is the same.
  • the shape of the line electrode forming the distributed constant line may be a shape other than the U-shape.
  • a certain distributed constant line by shortening the length of the portion not adjacent to the other distributed constant line, the length of the portion adjacent to the other distributed constant line is shortened while shortening the length of the distributed constant line. Can be maintained. As a result, it is possible to maintain the coupling between the distributed ordinal line and another distributed constant line while shortening the length of the distributed constant line and adjusting the resonance frequency of the distributed constant line.
  • FIG. 43 is a perspective view showing the structure of the filter 3D according to the modified example 4 of the third embodiment.
  • the structure of the filter 3D is such that the line electrodes 302, 303, the ground electrode 310, the capacitor electrodes 311, 312, and the via conductors V31 to V34 in FIG. 38 have the line electrodes 302D, 303D, the ground electrode 310D, and the capacitor electrode 311D (first capacitor).
  • the electrode), the capacitor electrode 312D (second capacitor electrode), and the via conductors V31D, V32D, V33D, and V34D are replaced with each other. Other than these, the description is the same, so the description will not be repeated.
  • the line electrodes 302D and 303D are band-shaped and form distributed constant lines Rs32 and Rs33, respectively.
  • Each of the line electrodes 302D and 303D is wound around a central axis (not shown) extending in the Z-axis direction.
  • the length of the portion of the line electrode 302D that is not adjacent to the line electrodes 301 and 303D is shortened.
  • the portion of the line electrode 303D that is not adjacent to the line electrodes 302D and 304 is shortened.
  • the central portion of the line electrode 302D and the central portion of the line electrode 303D are adjacent to each other in the X-axis direction and are magnetically coupled.
  • the line electrodes 301 and 302D are adjacent to each other in the Y-axis direction and are electrically coupled.
  • the line electrodes 303D and 304 are adjacent to each other in the Y-axis direction and are electrically coupled.
  • the ground electrode 310D is arranged between the line electrodes 301, 302D, 303D, 304 and the switches Sw1 and Sw2.
  • the ground electrode 310D is connected to a ground terminal (not shown).
  • the ground electrode 310D forms a ground point.
  • the via conductor V31D penetrates the ground electrode 310D and connects the line electrode 302D and the switch Sw31.
  • the via conductor V31D is insulated from the ground electrode 310D.
  • the via conductor V31D forms an inductor L31.
  • the capacitor electrode 311D faces the line electrode 302D in the Z-axis direction.
  • the via conductor V32D connects the capacitor electrode 311D and the ground electrode 310D.
  • the line electrode 302D and the capacitor electrode 311D form a capacitor C31.
  • the via conductor V34D penetrates the ground electrode 310D and connects the line electrode 303D and the switch Sw32.
  • the via conductor V34D is insulated from the ground electrode 310D.
  • the via conductor V34D forms an inductor L32.
  • the capacitor electrode 312D faces the line electrode 303D in the Z-axis direction.
  • the via conductor V33D connects the capacitor electrode 312D and the ground electrode 310D.
  • the line electrode 303D and the capacitor electrode 312D form a capacitor C32.
  • FIG. 44 is a perspective view showing the structure of the filter 3E according to the modified example 5 of the third embodiment.
  • the line electrodes 302D and 303D, the ground electrode 310D, and the via conductors V31D and V34D in FIG. 43 are replaced with the line electrodes 302E and 303E, the ground electrode 310E, and the via conductors V31E and V34E, respectively.
  • the positions of the switches Sw1 and Sw2 have been changed. Other than these, the description is the same, so the description will not be repeated.
  • the line electrodes 302E and 303E are band-shaped and form distributed constant lines Rs32 and Rs33, respectively.
  • Each of the line electrodes 302E and 303E is wound around a central axis (not shown) extending in the Z-axis direction to form an L shape.
  • the line electrode 302E does not have a portion that is not adjacent to the line electrodes 301 and 303E.
  • the line electrode 303E does not have a portion that is not adjacent to the line electrodes 302E and 304.
  • the central portion of the line electrode 302E and the central portion of the line electrode 303E are adjacent to each other in the X-axis direction and are magnetically coupled.
  • the line electrodes 301 and 302E are adjacent to each other in the Y-axis direction and are electrically coupled.
  • the line electrodes 303E and 304 are adjacent to each other in the Y-axis direction and are electrically coupled.
  • the ground electrode 310E is arranged between the line electrodes 301, 302E, 303E, 304 and the switches Sw1 and Sw2.
  • the ground electrode 310E is connected to a ground terminal (not shown).
  • the ground electrode 310E forms a ground point.
  • the via conductor V31E penetrates the ground electrode 310E and connects the line electrode 302E and the switch Sw31.
  • the via conductor V31E is insulated from the ground electrode 310E.
  • the via conductor V31E forms the inductor L31.
  • the capacitor electrode 311D faces the line electrode 302E in the Z-axis direction.
  • the line electrode 302E and the capacitor electrode 311D form a capacitor C31.
  • the via conductor V34E penetrates the ground electrode 310E and connects the line electrode 303E and the switch Sw32.
  • the via conductor V34E is insulated from the ground electrode 310E.
  • the via conductor V34E forms the inductor L32.
  • the capacitor electrode 312D faces the line electrode 303E in the Z-axis direction.
  • the line electrode 303E and the capacitor electrode 312D form a capacitor C32.
  • the portion of the distributed constant line to which the first impedance element is connected and the portion to which the second impedance element is connected do not have to be the same.
  • the electrode pattern of the distributed constant line when the first impedance element is in the conductive state can be made equivalent to ⁇ / 2 or ⁇ / 4.
  • the characteristics of the filter can be changed in comparison with the characteristics of the filter when the two parts are the same.
  • FIG. 45 is an equivalent circuit diagram of the filter 3F according to the modified example 6 of the third embodiment.
  • the structure of the filter 3F is such that the inductor L31 of FIG. 33 is connected to the other end of the distributed constant line Rs32, and the inductor L32 is connected to the other end of the distributed constant line Rs33.
  • the description is the same, so the description will not be repeated.
  • FIG. 46 is a diagram showing the passage characteristics of the filter 3F of FIG. 45.
  • the solid line shows the passing characteristics of the filter 3F when the switches Sw31 and Sw32 of FIG. 45 are in the conductive state
  • the dotted line shows the passing characteristics of the filter 3F when the switches Sw31 and Sw32 of FIG. 45 are in the non-conducting state. Is shown.
  • the passing characteristics of the filter 3F can be changed by switching the switches Sw31 and Sw32.
  • FIG. 47 is an equivalent circuit diagram of the filter 3G according to the modified example 7 of the third embodiment.
  • the structure of the filter 3G is such that the inductor L31 of FIG. 33 is connected to the central portion of the distributed constant line Rs32, and the inductor L32 is connected to the central portion of the distributed constant line Rs33.
  • the description is the same, so the description will not be repeated.
  • FIG. 48 is a diagram showing the passage characteristics of the filter 3G of FIG. 47.
  • the solid line shows the passing characteristics of the filter 3G when the switches Sw31 and Sw32 of FIG. 47 are in the conductive state
  • the dotted line shows the passing characteristics of the filter 3G when the switches Sw31 and Sw32 of FIG. 47 are in the non-conducting state. Is shown.
  • the highest frequency (high frequency end) in the pass band of the filter 3G can be changed.
  • FIG. 49 is an equivalent circuit diagram of the filter 3H according to the modified example 8 of the third embodiment.
  • the configuration of the filter 3H is such that the capacitor C31 of FIG. 33 is connected to the central portion of the distributed constant line Rs32, and the capacitor C32 is connected to the central portion of the distributed constant line Rs33.
  • the description is the same, so the description will not be repeated.
  • FIG. 50 is a diagram showing the passing characteristics of the filter 3H of FIG. 49.
  • the solid line shows the passing characteristics of the filter 3H when the switches Sw31 and Sw32 of FIG. 49 are in the conductive state
  • the dotted line shows the passing characteristics of the filter 3H when the switches Sw31 and Sw32 of FIG. 49 are in the non-conducting state. Is shown.
  • the lowest frequency (low frequency end) in the pass band of the filter 3H can be changed.
  • FIG. 51 is an equivalent circuit diagram of the filter 3J according to the ninth modification of the third embodiment.
  • the configuration of the filter 3J is such that the inductor L32, the switch Sw32, and the capacitor C32 are removed from the filter 3 of FIG. 33.
  • FIG. 52 is a diagram showing the passage characteristics of the filter 3J of FIG. 51.
  • the solid line shows the passing characteristic of the filter 3J when the switch Sw31 of FIG. 51 is in the conductive state
  • the dotted line shows the passing characteristic of the filter 3J when the switch Sw31 of FIG. 51 is in the non-conducting state.
  • the pass characteristics of the filter 3J can be changed while maintaining the pass bandwidth. Further, since the number of circuit elements of the filter 3J is smaller than the number of circuit elements of the filter 3 of FIG. 33, the manufacturing cost of the filter 3J can be reduced as compared with the manufacturing cost of the filter 3, and the size of the filter 3J is filtered. It can be made smaller than the size of 3. Two impedance elements of the plurality of distributed constant lines included in the filter are connected according to the desired width of change in the passband, the amount of attenuation at the attenuation pole outside the passband, the manufacturing cost of the filter, and the size of the filter. The number of distributed constant lines can be appropriately selected.
  • FIG. 53 is an equivalent circuit diagram of the filter 3K according to the modified example 10 of the third embodiment.
  • each of the distributed constant lines Rs31 and Rs34 in FIG. 51 is connected to the grounding point GND
  • the inductor L31 and the capacitor C31 are connected to the distributed constant line Rs33
  • each of the distributed constant lines Rs31 to Rs34 Is configured to function as a ⁇ / 4 resonator. Other than these, the description is the same, so the description will not be repeated.
  • the distributed constant line Rs31 is connected between the grounding point GND and the connection point between the terminal P31 and the capacitor C12.
  • the distributed constant line Rs32 is connected between the grounding point GND and the connection point between the terminal P32 and the capacitor C34.
  • FIG. 54 is a diagram showing the passage characteristics of the filter 3K of FIG. 53.
  • the solid line shows the passing characteristic of the filter 3K when the switch Sw31 of FIG. 53 is in the conductive state
  • the dotted line shows the passing characteristic of the filter 3K when the switch Sw31 of FIG. 53 is in the non-conducting state.
  • the passing characteristics of the filter 3K can be changed by switching the switch Sw31. Further, similarly to the filter 3J, the manufacturing cost of the filter 3K can be reduced, and the size of the filter 3K can be reduced. Whether or not the two impedance elements are shared among a plurality of distributed constant lines according to the desired passband change width, the amount of attenuation at the attenuation pole outside the passband, the manufacturing cost of the filter, and the size of the filter. Can be selected as appropriate.
  • FIG. 55 is an equivalent circuit diagram of the filter 3L according to the modified example 11 of the third embodiment.
  • each of the distributed constant lines Rs32 and Rs33 in FIG. 53 is connected to the grounding point GND, and the inductor L31 and the capacitor C31 are not connected to the distributed constant lines Rs32 and Rs33, so that the distributed constant lines Rs31 , Rs34.
  • the description is the same, so the description will not be repeated.
  • the capacitor C31 is connected between the distributed constant line Rs31 and the grounding point GND, and is also connected between the distributed constant line Rs34 and the grounding point GND.
  • the inductor L31 and the switch Sw31 are connected in series between the distributed constant line Rs31 and the grounding point GND in this order, and are connected in series between the distributed constant line Rs34 and the grounding point GND in this order.
  • FIG. 56 is a block diagram of the antenna module 400 according to the fourth embodiment.
  • the antenna module 400 includes a radiation element 40, a DAC (Digital to Analog Converter) 41, a transmitter 42, an amplifier 43, a mixer 44, a filter 4, and a power amplifier 45.
  • the filter 4 may be any of the filter 1 of FIG. 1, the filter 2 of FIG. 22, the filter 3 of FIG. 33, the filter 3A of FIG. 40, the filter 3B of FIG. 41, and the filter 3C of FIG. 42.
  • the switch of the filter 4 is the switch Sw1 of FIGS. 1 and 22, or the switches Sw31 and Sw32 of FIGS. 33 and 40 to 42.
  • the DAC 41 converts the digital signal into an intermediate frequency IF (Intermediate Frequency) signal and outputs it to the mixer 44.
  • the transmitter 42 outputs a local signal to the mixer 44 via the amplifier 43.
  • the mixer 44 generates a transmission signal having a desired frequency using the local signal and the IF signal, and outputs the transmission signal to the filter 4.
  • the filter 4 removes signals (unwanted waves) having a frequency other than the desired frequency among the signals from the mixer 44.
  • the power amplifier 45 amplifies the transmission signal from the filter 4 and outputs it to the radiating element 40.
  • the radiating element 40 radiates a transmission signal to the outside.
  • the filter 4 may be connected between the power amplifier 45 and the radiating element 40.
  • FIG. 57 is a diagram showing the passage characteristics of the antenna module 400 of FIG. 56.
  • the passing characteristic A41 shows the passing characteristic of the antenna module 400 when the switch of the filter 4 of FIG. 56 is in the conductive state
  • the passing characteristic A42 is the passing characteristic of the filter 4 of FIG. 56 when the switch of the filter 4 is in the non-conducting state.
  • the passage characteristics of the antenna module 400 are shown.
  • the vertical lines at 23.5 GHz, 24 GHz, and 25.5 GHz indicate unnecessary waves generated when the frequencies of the transmitted signals are 27.5 GHz, 28 GHz, and 29.5 GHz, respectively.
  • the filter 4 when the frequency of the transmission signal is included in the frequency band n257, the filter 4 removes unnecessary waves generated at 24 GHz and 25.5 GHz by making the switch of the filter 4 conductive. Can be done.
  • the unnecessary wave generated at 23.5 GHz can be removed by setting the switch of the filter 4 to the non-conducting state.
  • the communication quality can be improved by changing the pass band of the filter according to the frequency of the transmission signal.
  • FIG. 58 is a diagram showing a cross-sectional structure of the antenna module 500 according to the fifth embodiment.
  • the antenna module 500 includes a filter 5, a ground electrode 511 and 512, a radiation element 520, a dielectric substrate 530, and an RFIC (Radio Frequency Integrated Circuit) 540 (high frequency element). ..
  • the equivalent circuit of the filter 5 is the same as that of the filter 1 of FIG.
  • the ground electrodes 511, 512 are formed inside the dielectric substrate 530 and are connected to a ground point (not shown).
  • the radiating element 520 is arranged between the ground electrode 511 and the upper surface 531 of the dielectric substrate 530.
  • the RFIC 540 is arranged on the bottom surface 532 of the dielectric substrate 530.
  • the filter 5 includes a line electrode 501, a capacitor electrode 502, a switch Sw5 (first switch), a via conductor V51 (first via conductor), and a via conductor V52.
  • the line electrode 501 is arranged between the ground electrodes 511 and 512 to form a distributed constant line Rs1.
  • the line electrode 501 is connected to the radiating element 520.
  • the capacitor electrode 502 is arranged between the line electrode 501 and the ground electrode 512.
  • the line electrode 501 and the capacitor electrode 502 face each other in the Z-axis direction to form the capacitor C2.
  • the via conductor V51 connects the line electrode 501 to the switch Sw5.
  • the via conductor V51 forms the inductor L1.
  • the switch Sw5 is arranged inside the RFIC 540.
  • the RFIC 540 supplies a high frequency signal to the radiating element 520 via the filter 5.
  • the antenna module 500 since the switch Sw5 of the filter 5 can be integrated inside the RFIC 540, the antenna module 500 can be miniaturized.
  • the filter 5 and the radiating element 520 may be connected to each other via an RFIC 540.
  • the communication quality can be improved and the antenna module can be miniaturized by changing the pass band of the filter according to the frequency of the transmission signal.
  • FIG. 59 is an equivalent circuit diagram of the radiating element 6 according to the sixth embodiment.
  • the configuration of the radiating element 6 is such that the terminals P1 and P2 are removed from the filter 1 of FIG. 1, the distributed constant line Rs1 is replaced with the antenna electrode 60, and the switch Sw1 is formed in the RFIC 640. Other than these, the description is the same, so the description will not be repeated.
  • the antenna electrode 60 is connected to the RFIC 640.
  • the switch Sw1 may be formed outside the RFIC 640.
  • a capacitor capacitor (capacitive element) may be connected between the inductor L1 and the antenna electrode 60.
  • FIG. 60 is a perspective view of the structure of the radiating element 6 of FIG. 59.
  • FIG. 61 is a plan view of the radiating element 6 of FIG. 59 from the Y-axis direction.
  • the radiating element 6 includes an antenna electrode 60, a capacitor electrode 602, a ground electrode 610, via conductors V61, V62, V63, a dielectric substrate 630, and a switch Sw1. Be prepared.
  • the antenna electrode 60, the capacitor electrode 602, the ground electrode 610, and the via conductors V61 to V63 are formed inside the dielectric substrate 630.
  • the ground electrode 610 is arranged between the antenna electrode 60 and the switch Sw1.
  • the ground electrode 610 and the switch Sw1 are connected to a ground terminal (not shown).
  • the ground electrode 610 forms a ground point.
  • the via conductor V61 penetrates the ground electrode 610 and connects one end of the antenna electrode 60 in the X-axis direction to the switch Sw1.
  • the via conductor V61 is insulated from the ground electrode 610.
  • the via conductor V61 forms the inductor L1.
  • the capacitor electrode 602 faces the other end of the antenna electrode 60 in the X-axis direction in the Z-axis direction.
  • the via conductor V62 connects the capacitor electrode 602 and the ground electrode 610.
  • the antenna electrode 60 and the capacitor electrode 602 form a capacitor C2.
  • the via conductor V63 penetrates the ground electrode 610 and connects the central portion of the antenna electrode 60 and the RFIC 640.
  • the via conductor V63 is insulated from the ground electrode 610.
  • the portion of the antenna electrode 60 connected to the RFIC 640 does not have to be the central portion of the antenna electrode 60.
  • the capacitor electrode 602 may be arranged at substantially the same height as the antenna electrode 60 so as to be adjacent to the antenna electrode 60 with respect to the height from the ground electrode 610 in the Z-axis direction.
  • the capacitor electrode 602 may face either the central portion or the end portion of the antenna electrode 60.
  • the via conductor V61 may be connected to either the central portion or the end portion of the antenna electrode 60.
  • the portion of the antenna electrode 60 to which the capacitor electrode 602 faces and the portion of the antenna electrode 60 to which the via conductor V61 is connected may be the same or different.
  • FIG. 62 is a diagram showing the reflection characteristics (relationship between frequency and return loss (RL)) of the radiating element 6 of FIGS. 59 to 61.
  • the solid line shows the reflection characteristic of the radiating element 6 when the switch Sw1 of FIG. 59 is in the conductive state
  • the dotted line shows the reflection characteristic of the radiating element 6 when the switch Sw1 of FIG. 59 is in the non-conducting state. ..
  • the larger the reflection loss the larger the ratio of the signal radiated from the antenna electrode 60 to the outside among the high frequency signals supplied from the RFIC 640 to the antenna electrode 60.
  • the reflection characteristic of the radiating element 6 can be changed by switching the switch Sw1.
  • the radiation element according to the sixth embodiment it is possible to realize miniaturization and cost reduction of the radiation element whose reflection characteristics can be changed.

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Abstract

通過帯域を変更可能なフィルタの小型化およびコストの低減を実現する。フィルタ(1)は、第1分布定数線路(Rs1)と、第1インピーダンス素子(L1)と、第2インピーダンス素子(C2)と、第1スイッチ(Sw1)とを備える。第1インピーダンス素子(L1)および第1スイッチ(Sw1)は、第1分布定数線路(Rs1)と接地点(GND)との間において直列に接続されている。第2インピーダンス素子(C2)は、第1分布定数線路(Rs1)と接地点(GND)との間に接続されている。

Description

フィルタ、アンテナモジュール、および放射素子
 本発明は、通過帯域を変更可能なフィルタ、当該フィルタを備えるアンテナモジュール、および放射素子に関する。
 従来、通過帯域を変更可能なフィルタが知られている。たとえば、特開2015-144372号公報(特許文献1)には、共振器のQ値低下を抑制しつつ、挿入損失を低減することができるチューナブルフィルタが開示されている。
特開2015-144372号公報
 特許文献1に開示されているチューナブルフィルタにおいては、バリアブルキャパシタ等の電磁界摂動素子の静電容量を変化させることにより、チューナブルフィルタの通過帯域を変化させる。しかし、特許文献1に開示されているような電磁界摂動素子のサイズは比較的大きく、電磁界摂動素子のコストも比較的高い。
 本発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は通過帯域を変更可能なフィルタの小型化およびコストの低減を実現することである。
 本発明に係るフィルタは、第1分布定数線路と、第1インピーダンス素子と、第2インピーダンス素子と、第1スイッチとを備える。第1インピーダンス素子および第1スイッチは、第1分布定数線路と接地点との間において直列に接続されている。第2インピーダンス素子は、第1分布定数線路と接地点との間に接続されている。
 本発明の一実施形態に係るフィルタによれば、第1インピーダンス素子および第1スイッチが第1分布定数線路と接地点との間において直列に接続されているとともに、第2インピーダンス素子が第1分布定数線路と接地点との間に接続されていることにより、通過帯域を変更可能なフィルタの小型化およびコストの低減を実現することができる。
実施の形態1に係るフィルタの等価回路図である。 図1のフィルタの構造の斜視図である。 図2のフィルタをY軸方向から平面視した図である。 図1のフィルタの通過特性を示す図である。 比較例1に係るフィルタの等価回路図である。 図5のフィルタの通過特性を示す図である。 比較例2に係るフィルタの等価回路図である。 比較例3に係るフィルタの等価回路図である。 図1のフィルタの通過特性、図7のフィルタの通過特性、および図8のフィルタの通過特性を併せて示す図である。 実施の形態1の変形例1に係るフィルタの構造の斜視図である。 実施の形態1の変形例2に係るフィルタの構造の斜視図である。 実施の形態1の変形例3に係るフィルタの構造の斜視図である。 実施の形態1の変形例4に係るフィルタの構造の斜視図である。 図13のフィルタをY軸方向から平面視した図である。 実施の形態1の変形例5に係るフィルタの構造の斜視図である。 図15のフィルタをY軸方向から平面視した図である。 実施の形態1の変形例6に係るフィルタの等価回路図である。 実施の形態1の変形例7に係るフィルタの等価回路図である。 図18のフィルタの構造をY軸方向から平面視した図である。 実施の形態1の変形例8に係るフィルタの構造の斜視図である。 実施の形態1の変形例9に係るフィルタの等価回路図である。 実施の形態2に係るフィルタの等価回路図である。 図22のフィルタの構造の斜視図である。 図23のフィルタをY軸方向から平面視した図である。 図22のフィルタの通過特性を示す図である。 比較例4に係るフィルタの等価回路図である。 比較例5に係るフィルタの等価回路図である。 図22のフィルタの通過特性、図26のフィルタの通過特性、および図27のフィルタの通過特性を併せて示す図である。 実施の形態2の変形例1に係るフィルタの構造の斜視図である。 実施の形態2の変形例2に係るフィルタの等価回路図である。 実施の形態2の変形例3に係るフィルタの等価回路図である。 図31のフィルタの構造をY軸方向から平面視した図である。 実施の形態3に係るフィルタの等価回路図である。 図33のフィルタの通過特性を示す図である。 図33のキャパシタのキャパシタンスを図34の場合よりも減少させた場合の図33のフィルタの通過特性を示す図である。 図33のインダクタのインダクタンスおよびキャパシタのキャパシタンスの各々が図34に示される特性を実現する値より大きいとともに、磁界結合している分布定数線路が端子と電界結合している分布定数線路よりも短い場合のフィルタの通過特性を示す。 図33のインダクタのインダクタンスおよびキャパシタのキャパシタンスの各々が図34に示される特性を実現する値より小さいとともに、磁界結合している分布定数線路が端子と電界結合している分布定数線路よりも長い場合のフィルタの通過特性を示す。 図33のフィルタの構造を示す斜視図である。 図38のフィルタの通過特性を示す図である。 実施の形態3の変形例1に係るフィルタの等価回路図である。 実施の形態3の変形例2に係るフィルタの等価回路図である。 実施の形態3の変形例3に係るフィルタの等価回路図である。 実施の形態3の変形例4に係るフィルタの構造を示す斜視図である。 実施の形態3の変形例5に係るフィルタの構造を示す斜視図である。 実施の形態3の変形例6に係るフィルタの等価回路図である。 図45のフィルタの通過特性を示す図である。 実施の形態3の変形例7に係るフィルタの等価回路図である。 図47のフィルタの通過特性を示す図である。 実施の形態3の変形例8に係るフィルタの等価回路図である。 図49のフィルタの通過特性を示す図である。 実施の形態3の変形例9に係るフィルタの等価回路図である。 図51のフィルタの通過特性を示す図である。 実施の形態3の変形例10に係るフィルタの等価回路図である。 図53のフィルタの通過特性を示す図である。 実施の形態3の変形例11に係るフィルタの等価回路図である。 実施の形態4に係るアンテナモジュールのブロック図である。 図56のアンテナモジュールの通過特性を示す図である。 実施の形態5に係るアンテナモジュールの断面構造を示す図である。 実施の形態6に係る放射素子の等価回路図である。 図59の放射素子の構造の斜視図である。 図59の放射素子をY軸方向から平面視した図である。 図59~図61の放射素子の反射特性を示す図である。
 以下、実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は原則として繰り返さない。
 [実施の形態1]
 図1は、実施の形態1に係るフィルタ1の等価回路図である。図1に示されるように、フィルタ1は、端子P1(第1端子)と、端子P2(第2端子)と、分布定数線路Rs1(第1分布定数線路)と、インダクタL1(第1インピーダンス素子)と、キャパシタC2(第2インピーダンス素子)と、スイッチSw1(第1スイッチ)とを備える。
 分布定数線路Rs1は、端子P1とP2との間の信号路に接続されている。当該信号路を通過する信号の所望の波長をλとすると、分布定数線路Rs1の長さはλ/2またはλ/4である。すなわち、分布定数線路Rs1は、λ/2共振器またはλ/4共振器として機能する。なお、分布定数線路が誘電体に形成されている場合、当該分布定数線路の長さは、当該誘電体の実効誘電率によって決定される電気長を意味する。
 インダクタL1およびスイッチSw1は、分布定数線路Rs1と接地点GNDとの間においてこの順に直列に接続されている。インダクタL1およびスイッチSw1は、分布定数線路Rs1と接地点GNDとの間においてこの順序とは逆の順除で直列に接続されてもよい。キャパシタC2は、分布定数線路Rs1と接地点GNDとの間に接続されている。スイッチSw1が導通状態である場合のスイッチSw1のインピーダンスは誘導性である。スイッチSw1が非導通状態である場合のスイッチSw1のインピーダンスは容量性である。
 なお、インピーダンス素子が分布定数線路Rs1に接続される場合には、インピーダンス素子が分布定数線路Rs1の一方端に接続される場合、およびインピーダンス素子が分布定数線路Rs1の中央部に接続される場合が含まれる。
 図2は、図1のフィルタ1の構造の斜視図である。図3は、図2のフィルタ1をY軸方向から平面視した図である。図2および図3において、X軸、Y軸、およびZ軸は互いに直交している。図10~図16、図19,図20,図23、図24、図29、図32,図38、図43、図44、図58、図60、および図61においても同様である。
 図2および図3に示されるように、フィルタ1は、線路電極101,120と、キャパシタ電極102と、接地電極110(第1接地電極)と、ビア導体V11(第1ビア導体)と、ビア導体V12と、誘電体基板130と、スイッチSw1とを備える。線路電極101,120と、キャパシタ電極102と、接地電極110と、ビア導体V11,V12とは、誘電体基板130の内部に形成されている。
 線路電極101は、X軸方向に帯状に延在し、分布定数線路Rs1を形成している。線路電極120は、Y軸方向に延在している。線路電極120は、線路電極101に接続されている。線路電極120の両端は、それぞれ端子P1,P2を形成している。接地電極110は、線路電極101とスイッチSw1との間に配置されている。接地電極110およびスイッチSw1は、不図示の接地端子に接続されている。接地電極110は、接地導体部として接地点を形成する。ビア導体V11は、接地電極110を貫通し、線路電極101とスイッチSw1とを接続する。ビア導体V11は、接地電極110から絶縁されている。ビア導体V11は、インダクタL1を形成する。キャパシタ電極102は、Z軸方向において線路電極101と対向している。ビア導体V12は、キャパシタ電極102と接地電極110とを接続する。線路電極101とキャパシタ電極102とは、キャパシタC2を形成している。
 図4は、図1のフィルタ1の通過特性を示す図である。図4において、実線は図1のスイッチSw1が導通状態である場合のフィルタ1の通過特性を示し、点線は図1のスイッチSw1が非導通状態である場合のフィルタ1の通過特性を示す。図4においては、図2の線路電極120の分布定数は考慮されていない。図4の縦軸の減衰量は、0dBから下に向かう方向に増加する。図6、図9、図25、図28、図34~図37、図39、図46、図48、図50、図52、図54、および図57においても同様である。なお、フィルタの通過特性とは、当該フィルタの挿入損失の周波数特性である。挿入損失は、減衰極が生じる周波数において極大となる。
 図4に示されるように、スイッチSw1を切り替えることにより、フィルタ1の通過特性を変化させることができる。フィルタ1においては、導通状態のスイッチSw1のインピーダンスと非導通状態のスイッチSw1のインピーダンスとの違いを利用することにより、インピーダンスを変更可能に構成された特別な構成(たとえばバリアブルキャパシタ)を用いることなくフィルタ1の通過特性を調整可能である。フィルタ1によれば、通過帯域を変化させる機能を小さな設計領域において、かつ低いコストで実現することができる。
 図5は、比較例1に係るフィルタ10Aの等価回路図である。フィルタ10Aの構成は、図1のフィルタ1からキャパシタC2が除かれた構成である。それ以外は同様であるため説明を繰り返さない。図6は、図5のフィルタ10Aの通過特性を示す図である。図6において、実線は図5のスイッチSw1が導通状態である場合のフィルタ10Aの通過特性を示し、点線は図5のスイッチSw1が非導通状態である場合のフィルタ10Aの通過特性を示す。
 図4および図6を比較すると、スイッチSw1を切り替えることによる減衰極の周波数の変化量は、図4の方が小さい。すなわち、フィルタ1においては、スイッチSw1の切り替えによる通過帯域の変化量をキャパシタC2によって低減することができる。
 図7は、比較例2に係るフィルタ10Bの等価回路図である。フィルタ10Bの構成は、図1のフィルタ1からインダクタL1およびスイッチSw1が除かれた構成である。これら以外は同様であるため、説明を繰り返さない。図8は、比較例3に係るフィルタ10Cの等価回路図である。フィルタ10Cの構成は、図1のフィルタ1からスイッチSw1が除かれた構成である。これ以外は同様であるため、説明を繰り返さない。
 図9は、図1のフィルタ1の通過特性A11,A12、図7のフィルタ10Bの通過特性A13、および図8のフィルタ10Cの通過特性A10を併せて示す図である。図9において、通過特性A11は図1のスイッチSw1が導通状態である場合のフィルタ1の通過特性を示し、通過特性A12は図1のスイッチSw1が非導通状態である場合のフィルタ1の通過特性を示す。
 図1および図8を参照して、フィルタ1の構成は、フィルタ10CのインダクタL1と接地点との間にスイッチSw1が接続された構成である。図9に示されるように、スイッチSw1により、フィルタ10Cの通過特性A10がフィルタ10Bの通過特性A13に近づけられている。スイッチSw1の有するインピーダンスにより、スイッチSw1が導通状態である場合の通過特性A11およびスイッチSw1が非導通状態である場合の通過特性A12は、通過特性A13からずれている。すなわち、スイッチSw1を切り替えることにより、フィルタ1の通過特性を通過特性A11とA12との間で切り替えることができる。
 実施の形態1に係るフィルタの構造は、図2に示される構造に限定されない。図10は、実施の形態1の変形例1に係るフィルタ1Aの構造の斜視図である。フィルタ1Aの構成は、図2のフィルタ1からキャパシタ電極102およびビア導体V12が除かれた構造である。それら以外は同様であるため、説明を繰り返さない。図10に示されるように、線路電極101と接地電極110とはZ軸方向において対向し、キャパシタC2を形成する。
 実施の形態1においては、接地導体部が1つの接地電極から形成される場合について説明した。接地導体部には、他の導体が含まれていてもよい。図11は、実施の形態1の変形例2に係るフィルタ1Bの構造の斜視図である。フィルタ1Bの構成は、図2のフィルタ1に接地電極112(第2接地電極)、および複数の接地ビア導体V20が追加された構成である。これら以外は同様であるため、説明を繰り返さない。
 図11に示されるように、接地電極112は、接地電極110とは反対側において線路電極101と対向している。複数の接地ビア導体V20は、線路電極1101を囲むように配置されている。複数の接地ビア導体V20は、接地電極110と112とを接続する。接地電極110,112および複数の接地ビア導体V20は、接地導体部150を形成している。
 図12は、実施の形態1の変形例3に係るフィルタ1Cの構造の斜視図である。フィルタ1Cの構成は、図11のキャパシタ電極102の位置が変更されるとともに、ビア導体V12がV12Cの置き換えられた構成である。これら以外は同様であるため、説明を繰り返さない。
 図12に示されるように、キャパシタ電極102は、ビア導体V12Cによって接地電極112に接続されている。キャパシタ電極102は、線路電極101と接地電極112との間において線路電極101と対向している。
 フィルタ1B,1Cにおいては、線路電極101の周囲が接地導体部150によって囲まれていることにより、フィルタ1よりもシールド効果を高められている。
 図13は、実施の形態1の変形例4に係るフィルタ1Dの構造の斜視図である。図14は、図13のフィルタ1DをY軸方向から平面視した図である。フィルタ1Dの構成は、図2のキャパシタ電極102の位置が変更されるとともに、ビア導体V12がV12Dに置き換えられた構成である。これら以外は同様であるため、説明を繰り返さない。
 図13および図14に示されるように、キャパシタ電極102は、Z軸方向において線路電極101と同じ位置に形成されている。すなわち、キャパシタ電極102と接地電極110との距離は、線路電極101と接地電極110との距離に等しい。キャパシタ電極102は、X軸方向において線路電極101に近接している。ビア導体V12Dは、キャパシタ電極102と接地電極110とを接続している。線路電極101とキャパシタ電極102とは、キャパシタC2を形成している。
 図15は、実施の形態1の変形例5に係るフィルタ1Eの構造の斜視図である。図16は、図15のフィルタ1EをY軸方向から平面視した図である。フィルタ1Eの構成は、図13および図14のフィルタ1Dにキャパシタ電極102(第2キャパシタ電極)、およびキャパシタ電極103(第2キャパシタ電極)が追加された構成である。これら以外は同様であるため、説明を繰り返さない。
 図15および図16に示されるように、キャパシタ電極103は、接地電極110とは反対側においてキャパシタ電極102および線路電極101の各々に対向している。キャパシタ電極104は、線路電極101と接地電極110との間においてキャパシタ電極102および線路電極101の各々に対向している。キャパシタC2は、線路電極101およびキャパシタ電極102に加えて、キャパシタ電極103,104によって形成されている。フィルタ1EのキャパシタC2の容量は、フィルタ1DのキャパシタC2の容量よりも大きい。キャパシタ電極103および104の少なくとも一方を追加することによって、フィルタ1DのキャパシタC2の容量を増加させることができる。キャパシタ電極103,104各々のY軸方向の長さ(幅)は、線路電極101の幅以上でもよいし、線路電極101の幅より短くてもよい。
 図1の分布定数線路Rs1とスイッチSw1との間に接続されるインピーダンス素子は、キャパシタであってもよい。図17は、実施の形態1の変形例6に係るフィルタ1Fの等価回路図である。フィルタ1Fの構成は、図1のインダクタL1がキャパシタC1(第1インピーダンス素子)に置き換えられた構成である。これ以外は同様であるため説明を繰り返さない。
 第1インピーダンス素子は、複数の回路素子を含んでいてもよい。図18は、実施の形態1の変形例7に係るフィルタ1Gの等価回路図である。フィルタ1Gの構成は、図1のインダクタL1がインピーダンス素子Im1(第1インピーダンス素子)に置き換えられた構成である。これ以外は同様であるため説明を繰り返さない。
 図18に示されるように、インピーダンス素子Im1は、インダクタL10,L12と、キャパシタC11とを含む。インダクタL10、キャパシタC11、およびインダクタL12は、分布定数線路Rs1とスイッチSw1との間において、この順に直列に接続されている。
 図19は、図18のフィルタ1Gの構造をY軸方向から平面視した図である。フィルタ1Gの構造は、図3のビア導体V1がビア導体V13,V14およびキャパシタ電極111,113に置き換えられた構造である。これら以外は同様であるため、説明を繰り返さない。
 図19に示されるように、ビア導体V13は、線路電極101とキャパシタ電極111とを接続する。ビア導体V13は、インダクタL10を形成している。キャパシタ電極111は、Z軸方向においてキャパシタ電極113に対向している。キャパシタ電極111,112は、キャパシタC11を形成している。ビア導体V14は、接地電極110を貫通し、キャパシタ電極113とスイッチSw1とを接続する。ビア導体V14は、接地電極110から絶縁されている。ビア導体V14は、インダクタL12を形成している。
 インピーダンス素子に含まれるインダクタには、線路電極が含まれていてもよい。図20は、実施の形態1の変形例8に係るフィルタ1Hの構造の斜視図である。フィルタ1Hの構造は、図11のフィルタ1Bの構造からビア導体V11が除かれ、接地電極110が110H(第1接地電極)に置き換えられ、線路電極121およびビア導体V21が追加され、スイッチSw1の位置が変更された構造である。これら以外は同様であるため、説明を繰り返さない。
 図20に示されるように、線路電極121は、線路電極101からY軸方向に延在し、2つのビア導体20の間を通過している。ビア導体V21は、線路電極121とスイッチSw1とを接続する。線路電極121およびビア導体V21は、インダクタL1を形成している。
 Y軸方向からフィルタ1Hを平面視したとき、スイッチSw1は、線路電極101と接地電極110Hとの間に配置されている。Y軸方向からフィルタ1Hを平面視したとき、スイッチSw1は、線路電極101と接地電極112との間に配置されていてもよい。Y軸方向からフィルタ1Hを平面視したとき、接地電極111がスイッチSw1と線路電極101との間に配置されていてもよいし、接地電極112がスイッチSw1と線路電極101との間に配置されていてもよい。
 分布定数線路は、スタブを形成していてもよい。図21は、実施の形態1の変形例9に係るフィルタ1Jの等価回路図である。フィルタ1Jの構成は、図1のフィルタ1において端子P1とP2とを接続する経路が線路電極122(特定線路電極)として示されている構成である。それ以外は同様であるため、説明を繰り返さない。図21に示されるように、分布定数線路Rs1は、線路電極122から突出するように形成されたスタブを形成している。当該スタブは、フィルタ1Jのインピーダンス整合もしくはフィルタ1Jの特性の調整を目的として設けられている。
 以上、実施の形態1および変形例1~9に係るフィルタによれば、通過帯域を変更可能なフィルタの小型化およびコストの低減を実現することができる。
 [実施の形態2]
 実施の形態1においては、第2インピーダンス素子がキャパシタである場合について説明した。実施の形態2においては第2インピーダンス素子がインダクタである場合について説明する。
 図22は、実施の形態2に係るフィルタ2の等価回路図である。フィルタ2の構成は、図1のキャパシタC2がインダクタL2に置き換えられた構成である。これ以外は同様であるため説明を繰り返さない。
 図23は、図22のフィルタ2の構造の斜視図である。図24は、図23のフィルタ2をY軸方向から平面視した図である。フィルタ2の構造は、図10のフィルタ1Aにビア導体V22(第2ビア導体)が追加された構成である。これ以外は同様であるため、説明を繰り返さない。図23および図24に示されるように、ビア導体V22は、線路電極101と接地電極110とを接続し、インダクタL2を形成する。
 図25は、図22のフィルタ2の通過特性を示す図である。図25において、実線は図22のスイッチSw1が導通状態である場合のフィルタ2の通過特性を示し、点線は図22のスイッチSw1が非導通状態である場合のフィルタ2の通過特性を示す。図25に示されるように、スイッチSw1を切り替えることにより、フィルタ2の通過特性を変化させることができる。
 図25および図6を比較すると、スイッチSw1を切り替えたときの減衰極の周波数の変化量は、図25の方が小さい。すなわち、フィルタ2においては、スイッチSw1の切り替えによる通過帯域の変化量をインダクタL2によって低減することができる。
 図26は、比較例4に係るフィルタ20Aの等価回路図である。フィルタ20Aの構成は、図22のフィルタ2からインダクタL1およびスイッチSw1が除かれた構成である。これら以外は同様であるため、説明を繰り返さない。図27は、比較例5に係るフィルタ20Bの等価回路図である。フィルタ20Bの構成は、図22のフィルタ2からスイッチSw1が除かれた構成である。これ以外は同様であるため、説明を繰り返さない。
 図28は、図22のフィルタ2の通過特性A21,A22、図26のフィルタ20Aの通過特性A23、および図27のフィルタ20Bの通過特性A20を併せて示す図である。図28において、通過特性A21は図22のスイッチSw1が導通状態である場合のフィルタ2の通過特性を示し、通過特性A22は図22のスイッチSw1が非導通状態である場合のフィルタ2の通過特性を示す。
 図22および図27を参照して、フィルタ2の構成は、フィルタ20BのインダクタL1と接地点との間にスイッチSw1が接続された構成である。図28に示されるように、スイッチSw1により、フィルタ20Bの通過特性A20がフィルタ20Aの通過特性A23に近づけられている。スイッチSw1の有するインピーダンスにより、スイッチSw1が導通状態である場合の通過特性A21および非導通状態である場合の通過特性A22は、通過特性A23からずれている。すなわち、スイッチSw1を切り替えることにより、フィルタ2の通過特性を通過特性A21とA22との間で切り替えることができる。
 実施の形態2に係るフィルタの構造は、図23に示される構造に限定されない。図29は、実施の形態2の変形例1に係るフィルタ2Aの構造の斜視図である。フィルタ2Aの構成は、図23のフィルタ2に線路電極202が追加された構成である。それら以外は同様であるため、説明を繰り返さない。図23に示されるように、線路電極202は、線路電極101に接続されている。ビア導体V22は、線路電極202と接地電極110とを接続する。
 図22の分布定数線路Rs1とスイッチSw1との間に接続されるインピーダンス素子は、キャパシタであってもよい。図30は、実施の形態2の変形例2に係るフィルタ2Bの等価回路図である。フィルタ2Bの構成は、図22のインダクタL1がキャパシタC1(第1インピーダンス素子)に置き換えられた構成である。これ以外は同様であるため説明を繰り返さない。
 第2インピーダンス素子は、複数の回路素子を含んでいてもよい。図31は、実施の形態2の変形例3に係るフィルタ2Cの等価回路図である。フィルタ2Cの構成は、図22のインダクタL2がインピーダンス素子Im2(第2インピーダンス素子)に置き換えられた構成である。これ以外は同様であるため説明を繰り返さない。
 図31に示されるように、インピーダンス素子Im2は、インダクタL20,L22と、キャパシタC21とを含む。インダクタL20、キャパシタC21、およびインダクタL22は、分布定数線路Rs1と接地点との間において、この順に直列に接続されている。
 図32は、図31のフィルタ2Cの構造をY軸方向から平面視した図である。フィルタ2Cの構造は、図24のビア導体V22がビア導体V23,V24およびキャパシタ電極211,212に置き換えられた構造である。これら以外は同様であるため、説明を繰り返さない。
 図32に示されるように、ビア導体V23は、線路電極101とキャパシタ電極211とを接続する。ビア導体V23は、インダクタL20を形成している。キャパシタ電極211は、Z軸方向においてキャパシタ電極212に対向している。キャパシタ電極211,212は、キャパシタC21を形成している。ビア導体V24は、キャパシタ電極113と接地電極110とを接続する。ビア導体V24は、インダクタL22を形成している。
 以上、実施の形態2および変形例1~3に係るフィルタによれば、通過帯域を変更可能なフィルタの小型化およびコストの低減を実現することができる。
 [実施の形態3]
 実施の形態1,2においては、共振器としての分布定数線路を1つ含むフィルタについて説明した。実施の形態に係るフィルタに含まれる共振器としての分布定数線路は、複数であってもよい。実施の形態3においては、共振器としての分布定数線路を4つ含むフィルタについて説明する。
 図33は、実施の形態3に係るフィルタ3の等価回路図である。図33に示されるように、フィルタ3は、端子P31(第1端子)と、端子P32(第2端子)と、分布定数線路Rs31(第3分布定数線路)と、分布定数線路Rs32(第1分布定数線路)と、分布定数線路Rs33(第2分布定数線路)と、分布定数線路Rs34(第4分布定数線路)と、インダクタL31(第1インピーダンス素子)と、インダクタL32(第3インピーダンス素子)と、キャパシタC31(第2インピーダンス素子)と、キャパシタC32(第4インピーダンス素子)と、スイッチSw31(第1スイッチ)と、スイッチSw32(第2スイッチ)とを備える。
 分布定数線路Rs31は、端子P31に電気的に接続されている。すなわち、分布定数線路Rs31は端子P31に直接接続されていてもよいし、端子P31に電界結合していてもよい。分布定数線路Rs34は、端子P32に電気的に接続されている。すなわち、分布定数線路Rs34は、端子P32に直接接続されていてもよいし、端子P32に電界結合していてもよい。なお、2つの回路素子が電気的に接続されている場合には、当該2つの回路素子が直接に接続されている場合、および当該2つの回路素子が電界結合(容量結合)している場合が含まれる。
 分布定数線路Rs31は、分布定数線路Rs32と電界結合している。図33において分布定数線路Rs31とRs32との間に接続されているキャパシタC12は、分布定数線路Rs31とRs32との電界結合を表している。分布定数線路Rs31とRs34との間に接続されたキャパシタC14は、分布定数線路Rs31とRs34との電界結合を表している。分布定数線路Rs33とRs34との間に接続されたキャパシタC34は、分布定数線路Rs33とRs34との電界結合を表している。分布定数線路Rs32は、分布定数線路Rs33と磁界結合する。分布定数線路Rs32とRs33との間の磁界結合は、M23として示されている。
 端子P31とP32との間には、分布定数線路Rs31、キャパシタC12、磁界結合M23、分布定数線路Rs33、キャパシタC34、および分布定数線路Rs34によって信号路が形成されている。また、端子P31とP32との間には、分布定数線路Rs31、キャパシタC14、および分布定数線路Rs34によって他の信号路が形成されている。
 端子P31とP32との間に形成された信号路を通過する信号の所望の波長をλとすると、分布定数線路Rs31の長さはλ/2またはλ/4である。すなわち、分布定数線路Rs31は、λ/2共振器またはλ/4共振器として機能する。分布定数線路Rs32~Rs34についても同様である。
 インダクタL31およびスイッチSw31は、分布定数線路Rs32の両端部のうち、キャパシタC12と接続されていない一方端と接地点GNDとの間においてこの順に直列に接続されている。キャパシタC31は、分布定数線路Rs32の両端部のうち、キャパシタC34と接続されていない一方端と接地点GNDとの間に接続されている。
 インダクタL32およびスイッチSw32は、分布定数線路Rs33の端部と接地点GNDとの間においてこの順に直列に接続されている。キャパシタC32は、分布定数線路Rs33の端部と接地点GNDとの間に接続されている。
 互いに磁界結合している分布定数線路Rs32およびRs33において、磁界の強度は、分布定数線路Rs32およびRs33の中央部が最も強く、両端部が最も弱い。そのため、分布定数線路Rs32,Rs33各々の端部にインピーダンス素子を接続することにより、当該インピーダンス素子が分布定数線路Rs32,Rs33の結合状態に与える影響を低減することができる。その結果、スイッチSw31,Sw32の導通状態および非導通状態を切り替えても、分布定数線路Rs32,Rs33の結合状態が維持されるため、フィルタ3の通過帯域幅を維持することができる。
 分布定数線路Rs31の長さは、分布定数線路Rs34の長さと等しい。分布定数線路Rs32の長さは、分布定数線路Rs33の長さと等しい。インダクタL31のインダクタンスは、インダクタL32のインダクタンスと等しい。キャパシタC31のキャパシタンスは、キャパシタC32のキャパシタンスと等しい。
 図34は、図33のフィルタ3の通過特性を示す図である。図34において、実線は図33のスイッチSw31,Sw32が導通状態である場合のフィルタ3の通過特性を示し、点線は図33のスイッチSw31,Sw32が非導通状態である場合のフィルタ3の通過特性を示す。図34に示されるように、スイッチSw31,Sw32を切り替えることにより、通過帯域幅を維持しながら、フィルタ3の通過特性を変化させることができる。
 図35は、図33のキャパシタC31,C32のキャパシタンスを図34の場合よりも減少させた場合の図33のフィルタ3の通過特性を示す図である。図35において、実線は図33のスイッチSw31,Sw32が導通状態である場合のフィルタ3の通過特性を示し、点線は図33のスイッチSw31,Sw32が非導通状態である場合のフィルタ3の通過特性を示す。図34および図35に示されるように、図33のキャパシタC31,C32のキャパシタンスを変化させることにより、フィルタ3の通過特性を調整することができる。
 図36は、図33のインダクタL31,L32のインダクタンスおよびキャパシタC31,C32のキャパシタンスの各々が図34に示される特性を実現する値より大きいとともに、磁界結合している分布定数線路Rs32,Rs33の長さが端子P1,P2と電界結合している分布定数線路Rs31,Rs34の長さよりも短い場合のフィルタ3の通過特性を示す。図36において、実線は図33のスイッチSw31,Sw32が導通状態である場合のフィルタ3の通過特性を示し、点線は図33のスイッチSw31,Sw32が非導通状態である場合のフィルタ3の通過特性を示す。図37においても同様である。
 図36と図34とを比較すると、両者にはほぼ同じ特性が示されている。インダクタL31,L32のインダクタンスおよびキャパシタC31,C32のキャパシタンスの各々を調整することにより、分布定数線路Rs32,Rs33を短くしても通過特性を維持することができる。すなわち、フィルタ3の通過特性を維持しながら、フィルタ3を小型化することができる。
 図37は、図33のインダクタL31,L32のインダクタンスおよびキャパシタC31,C32のキャパシタンスの各々が図34に示される特性を実現する値より小さいとともに、磁界結合している分布定数線路Rs32,Rs33の長さが端子P1,P2と電界結合している分布定数線路Rs31,Rs34の長さよりも長い場合のフィルタ3の通過特性を示す。
 図37と図34とを比較すると、両者にはほぼ同じ特性が示されている。分布定数線路Rs32,Rs33を長くすることにより、インダクタL31,L32のインダクタンスおよびキャパシタC31,C32のキャパシタンスの各々を小さくしても通過特性を維持することができる。すなわち、フィルタ3の通過特性を維持しながら、フィルタ3を小型化することができる。
 図38は、図33のフィルタ3の構造を示す斜視図である。図38に示されるように、フィルタ3は、線路電極301~304と、キャパシタ電極311(第1キャパシタ電極)と、キャパシタ電極312(第2キャパシタ電極)と、接地電極310と、ビア導体V31(第1ビア導体)と、ビア導体V32,V33と、ビア導体V34(第2ビア導体)と、端子電極321,322と、スイッチSw31,Sw32とを備える。
 線路電極301~304は、帯状であり、分布定数線路Rs31~Rs34をそれぞれ形成する。線路電極301~304の各々は、Z軸方向に延びる中心軸(不図示)を中心に巻回され、U字型に形成されている。線路電極301の開口部および線路電極の304の開口部は、X軸方向において隣接している。線路電極301の両端および線路電極304の両端は、電界結合している。線路電極302の中心部および線路電極303の中心部は、X軸方向において隣接し、磁界結合している。線路電極301および302は、Y軸方向において隣接し、電界結合している。線路電極303および304は、Y軸方向において隣接し、電界結合している。
 端子電極321,322は、端子P31,P32をそれぞれ形成している。端子電極321は、X軸方向において線路電極301に隣接し、電界結合している。端子電極322は、X軸方向において線路電極304とそれぞれ電界結合している。
 接地電極310は、線路電極301~304とスイッチSw1,Sw2との間に配置されている。接地電極310およびスイッチSw1,Sw2は、不図示の接地端子に接続されている。接地電極310は、接地点を形成している。
 ビア導体V31は、接地電極310を貫通し、線路電極302とスイッチSw31とを接続する。ビア導体V31は、接地電極310から絶縁されている。ビア導体V31は、インダクタL31を形成する。キャパシタ電極311は、Z軸方向において線路電極302と対向している。ビア導体V32は、キャパシタ電極311と接地電極310とを接続する。線路電極302とキャパシタ電極311とは、キャパシタC31を形成している。
 ビア導体V34は、接地電極310を貫通し、線路電極303とスイッチSw32とを接続する。ビア導体V34は、接地電極310から絶縁されている。ビア導体V34は、インダクタL32を形成する。キャパシタ電極312は、Z軸方向において線路電極303と対向している。ビア導体V33は、キャパシタ電極312と接地電極310とを接続する。線路電極303とキャパシタ電極312とは、キャパシタC32を形成している。
 なお、図38に示される線路電極301~304の各々は、λ/2共振器として機能するが、当該線路電極の一方端が接地されることにより、当該線路電極がλ/4共振器として機能してもよい。また、線路電極302,303の各々が線路電極301,304の各々よりも短くすることができるように、インダクタL31,L32のインダクタンスおよびキャパシタC31,C32のキャパシタンスの各々が調整されている。
 図39は、図38のフィルタ3の通過特性を示す図である。図39において、実線は図38のスイッチSw31,Sw32が導通状態である場合のフィルタ3の通過特性を示し、点線は図38のスイッチSw31,Sw32が非導通状態である場合のフィルタ3の通過特性を示す。周波数帯n258は、24.25GHz~27.5GHzの周波数帯である。周波数帯n257は、26.5GHz~29.5GHzの周波数帯である。周波数帯n257,n258は、ミリ波の周波数帯である。図57における周波数帯n257,n258についても同様である。
 図39に示されるように、図38のスイッチSw31,Sw32が導通状態に切り替えられることにより、フィルタ3は、周波数帯n257に含まれる信号を通過させるフィルタとして機能することができる。図38のスイッチSw31,Sw32が非導通状態に切り替えられることにより、フィルタ3は、周波数帯n258に含まれる信号を通過させるフィルタとして機能することができる。
 フィルタ3においては、互いに磁界結合する分布定数線路Rs32,Rs33各々の端部にインピーダンス素子が接続されることにより、フィルタ3の通過帯域幅が維持される場合について説明した。互いに電界結合する分布定数線路Rs31,Rs34の中央部にインピーダンス素子が接続されてもフィルタの通過帯域幅を維持することができる。
 図40は、実施の形態3の変形例1に係るフィルタ3Aの等価回路図である。フィルタ3Aの構成は、図33のインダクタL31およびキャパシタC31が接続する部分が分布定数線路Rs32の端部から分布定数線路Rs31の中央部に変更されているとともに、図33のインダクタL32およびキャパシタC32が接続する部分が分布定数線路Rs33の端部から分布定数線路Rs34の中央部に変更された構成である。フィルタ3Aにおいては、分布定数線路Rs31,R34が第1分定数線路および第2分布定数線路にそれぞれ対応し、分布定数線路Rs32,R33が第3分定数線路および第4分布定数線路にそれぞれ対応する。これら以外は同様であるため説明を繰り返さない。
 互いに電界結合している分布定数線路Rs31およびRs34において、電界の強度は、分布定数線路Rs31およびRs34の両端部が最も強く、中央部が最も弱い。そのため、分布定数線路Rs31,Rs34各々の中央部にインピーダンス素子を接続することにより、当該インピーダンス素子が分布定数線路Rs31,Rs34の結合状態に与える影響を低減することができる。その結果、スイッチSw31,Sw32の導通状態および非導通状態を切り替えても、分布定数線路Rs31,Rs34の結合状態が維持されるため、フィルタ3Aの通過帯域幅を維持することができる。
 フィルタ3,3Aにおいては、端子P31,P32と電気的にそれぞれ接続されている分布定数線路Rs31,Rs34が互いに電界結合し、端子P31,P32と電気的に接続されていない分布定数線路Rs32,Rs33が磁界結合している場合について説明した。以下では、図41および図42を用いて、分布定数線路Rs31,Rs34が互いに磁界結合し、分布定数線路Rs32,Rs33が電界結合している場合について説明する。
 図41は、実施の形態3の変形例2に係るフィルタ3Bの等価回路図である。フィルタ3Bにおいては、図33の分布定数線路Rs31とRs34との間のキャパシタC14によって示される電界結合が磁界結合M14に置き換えられているとともに、分布定数線路Rs32とRs33との間の磁界結合M23がキャパシタC23によって示される電界結合に置き換えられている。フィルタ3Bにおいては、図33のインダクタL31およびキャパシタC31が接続する部分が分布定数線路Rs32の端部から分布定数線路Rs32の中央部に変更されているとともに、図33のインダクタL32およびキャパシタC32が接続する部分が分布定数線路Rs33の端部から分布定数線路Rs33の中央部に変更されている。フィルタ3Bにおいては、フィルタ3と同様に、分布定数線路Rs32,R33が第1分定数線路および第2分布定数線路にそれぞれ対応し、分布定数線路Rs31,R34が第3分定数線路および第4分布定数線路にそれぞれ対応する。これら以外は同様であるため説明を繰り返さない。
 図42は、実施の形態3の変形例3に係るフィルタ3Cの等価回路図である。フィルタ3Cの構成は、図41のインダクタL31およびキャパシタC31が接続する部分が分布定数線路Rs32の中央部から分布定数線路Rs31の端部に変更されているとともに、図41のインダクタL32およびキャパシタC32が接続する部分が分布定数線路Rs33の中央部から分布定数線路Rs34の端部に変更された構成である。フィルタ3Cにおいては、フィルタ3Aと同様に、分布定数線路Rs31,R34が第1分定数線路および第2分布定数線路にそれぞれ対応し、分布定数線路Rs32,R33が第3分定数線路および第4分布定数線路にそれぞれ対応する。これら以外は同様であるため説明を繰り返さない。
 分布定数線路を形成する線路電極の形状は、U字型以外の形状であってもよい。或る分布定数線路において、他の分布定数線路と隣接していない部分の長さを短縮することにより、当該分布定数線路の長さを短縮しながら、他の分布定数線路と隣接する部分の長さを維持することができる。その結果、分布定数線路の長さを短縮して当該分布定数線路の共振周波数を調整しながら、当該分布序数線路と他の分布定数線路との結合を維持することができる。
 図43は、実施の形態3の変形例4に係るフィルタ3Dの構造を示す斜視図である。フィルタ3Dの構造は、図38の線路電極302,303、接地電極310、キャパシタ電極311,312、およびビア導体V31~V34が、線路電極302D,303D、接地電極310D、キャパシタ電極311D(第1キャパシタ電極)、キャパシタ電極312D(第2キャパシタ電極)、およびビア導体V31D,V32D,V33D,V34Dにそれぞれ置き換えられた構成である。これら以外は同様であるため、説明を繰り返さない。
 図43に示されるように、線路電極302D,303Dは、帯状であり、分布定数線路Rs32,Rs33をそれぞれ形成する。線路電極302D,303Dの各々は、Z軸方向に延びる中心軸(不図示)を中心に巻回されている。図33の線路電極302との比較において、線路電極301,303Dと隣接していない線路電極302Dの部分の長さは短縮されている。図33の線路電極303との比較において、線路電極302D,304と隣接していない線路電極303Dの部分は短縮されている。
 線路電極302Dの中心部および線路電極303Dの中心部は、X軸方向において隣接し、磁界結合している。線路電極301および302Dは、Y軸方向において隣接し、電界結合している。線路電極303Dおよび304は、Y軸方向において隣接し、電界結合している。
 接地電極310Dは、線路電極301,302D,303D,304とスイッチSw1,Sw2との間に配置されている。接地電極310Dは、不図示の接地端子に接続されている。接地電極310Dは、接地点を形成している。
 ビア導体V31Dは、接地電極310Dを貫通し、線路電極302DとスイッチSw31とを接続する。ビア導体V31Dは、接地電極310Dから絶縁されている。ビア導体V31Dは、インダクタL31を形成している。キャパシタ電極311Dは、Z軸方向において線路電極302Dと対向している。ビア導体V32Dは、キャパシタ電極311Dと接地電極310Dとを接続する。線路電極302Dとキャパシタ電極311Dとは、キャパシタC31を形成している。
 ビア導体V34Dは、接地電極310Dを貫通し、線路電極303DとスイッチSw32とを接続する。ビア導体V34Dは、接地電極310Dから絶縁されている。ビア導体V34Dは、インダクタL32を形成している。キャパシタ電極312Dは、Z軸方向において線路電極303Dと対向している。ビア導体V33Dは、キャパシタ電極312Dと接地電極310Dとを接続する。線路電極303Dとキャパシタ電極312Dとは、キャパシタC32を形成している。
 図44は、実施の形態3の変形例5に係るフィルタ3Eの構造を示す斜視図である。フィルタ3Eの構造は、図43の線路電極302D,303D、接地電極310D、およびビア導体V31D,V34Dが、線路電極302E,303E、接地電極310E、およびビア導体V31E,V34Eにそれぞれ置き換えられているとともに、スイッチSw1,Sw2の位置が変更された構成である。これら以外は同様であるため、説明を繰り返さない。
 図44に示されるように、線路電極302E,303Eは、帯状であり、分布定数線路Rs32,Rs33をそれぞれ形成する。線路電極302E,303Eの各々は、Z軸方向に延びる中心軸(不図示)を中心に巻回され、L字型に形成されている。図43の線路電極302Dとの比較において、線路電極302Eは、線路電極301,303Eと隣接していない部分を有していない。図43の線路電極303Dとの比較において、線路電極303Eは、線路電極302E,304と隣接していない部分を有していない。
 線路電極302Eの中心部および線路電極303Eの中心部は、X軸方向において隣接し、磁界結合している。線路電極301および302Eは、Y軸方向において隣接し、電界結合している。線路電極303Eおよび304は、Y軸方向において隣接し、電界結合している。
 接地電極310Eは、線路電極301,302E,303E,304とスイッチSw1,Sw2との間に配置されている。接地電極310Eは、不図示の接地端子に接続されている。接地電極310Eは、接地点を形成している。
 ビア導体V31Eは、接地電極310Eを貫通し、線路電極302EとスイッチSw31とを接続する。ビア導体V31Eは、接地電極310Eから絶縁されている。ビア導体V31Eは、インダクタL31を形成している。キャパシタ電極311Dは、Z軸方向において線路電極302Eと対向している。線路電極302Eとキャパシタ電極311Dとは、キャパシタC31を形成している。
 ビア導体V34Eは、接地電極310Eを貫通し、線路電極303EとスイッチSw32とを接続する。ビア導体V34Eは、接地電極310Eから絶縁されている。ビア導体V34Eは、インダクタL32を形成している。キャパシタ電極312Dは、Z軸方向において線路電極303Eと対向している。線路電極303Eとキャパシタ電極312Dとは、キャパシタC32を形成している。
 分布定数線路において第1インピーダンス素子が接続されている部分と第2インピーダンス素子が接続されている部分とが同じである必要はない。当該2つの部分を異ならせることにより、第1インピーダンス素子が導通状態である場合の分布定数線路の電極パターンをλ/2、またはλ/4相当とすることができる。その結果、当該2つの部分が同じである場合のフィルタの特性との比較において、フィルタの特性を変化させることができる。
 図45は、実施の形態3の変形例6に係るフィルタ3Fの等価回路図である。フィルタ3Fの構成は、図33のインダクタL31が分布定数線路Rs32の他方端に接続され、インダクタL32が分布定数線路Rs33の他方端に接続された構成である。これら以外は同様であるため、説明を繰り返さない。
 図46は、図45のフィルタ3Fの通過特性を示す図である。図46において、実線は図45のスイッチSw31,Sw32が導通状態である場合のフィルタ3Fの通過特性を示し、点線は図45のスイッチSw31,Sw32が非導通状態である場合のフィルタ3Fの通過特性を示す。図46に示されるように、スイッチSw31,Sw32を切り替えることにより、フィルタ3Fの通過特性を変化させることができる。
 図47は、実施の形態3の変形例7に係るフィルタ3Gの等価回路図である。フィルタ3Gの構成は、図33のインダクタL31が分布定数線路Rs32の中央部に接続され、インダクタL32が分布定数線路Rs33の中央部に接続された構成である。これら以外は同様であるため、説明を繰り返さない。
 図48は、図47のフィルタ3Gの通過特性を示す図である。図48において、実線は図47のスイッチSw31,Sw32が導通状態である場合のフィルタ3Gの通過特性を示し、点線は図47のスイッチSw31,Sw32が非導通状態である場合のフィルタ3Gの通過特性を示す。図48に示されるように、スイッチSw31,Sw32を切り替えることにより、フィルタ3Gの通過帯域において最も高い周波数(高域端)を変化させることができる。
 図49は、実施の形態3の変形例8に係るフィルタ3Hの等価回路図である。フィルタ3Hの構成は、図33のキャパシタC31が分布定数線路Rs32の中央部に接続され、キャパシタC32が分布定数線路Rs33の中央部に接続された構成である。これら以外は同様であるため、説明を繰り返さない。
 図50は、図49のフィルタ3Hの通過特性を示す図である。図50において、実線は図49のスイッチSw31,Sw32が導通状態である場合のフィルタ3Hの通過特性を示し、点線は図49のスイッチSw31,Sw32が非導通状態である場合のフィルタ3Hの通過特性を示す。図50に示されるように、スイッチSw31,Sw32を切り替えることにより、フィルタ3Hの通過帯域において最も低い周波数(低域端)を変化させることができる。
 フィルタに含まれる複数の分布定数線路のうち、2つのインピーダンス素子が接続される分布定数線路は1つであってもよい。図51は、実施の形態3の変形例9に係るフィルタ3Jの等価回路図である。フィルタ3Jの構成は、図33のフィルタ3からインダクタL32、スイッチSw32、およびキャパシタC32が除かれた構成である。フィルタ3Jにおいて、分布定数線路Rs31,Rs34,Rs33の長さは、互いに同じであることが望ましい。これら以外は同様であるため、説明を繰り返さない。
 図52は、図51のフィルタ3Jの通過特性を示す図である。図52において、実線は図51のスイッチSw31が導通状態である場合のフィルタ3Jの通過特性を示し、点線は図51のスイッチSw31が非導通状態である場合のフィルタ3Jの通過特性を示す。
 図52に示されるように、スイッチSw31を切り替えることにより、通過帯域幅を維持しながら、フィルタ3Jの通過特性を変化させることができる。また、フィルタ3Jの回路素子数は、図33のフィルタ3の回路素子数よりも少ないため、フィルタ3Jの製造コストをフィルタ3の製造コストよりも低減することができるとともに、フィルタ3Jのサイズをフィルタ3のサイズよりも小型化することができる。所望の通過帯域の変化幅、通過帯域外の減衰極における減衰量、フィルタの製造コスト、およびフィルタのサイズに応じて、フィルタに含まれる複数の分布定数線路のうち、2つのインピーダンス素子が接続される分布定数線路の数を適宜選択することができる。
 図53は、実施の形態3の変形例10に係るフィルタ3Kの等価回路図である。フィルタ3Kの構成は、図51の分布定数線路Rs31,Rs34の各々が接地点GNDに接続されているとともに、インダクタL31およびキャパシタC31が分布定数線路Rs33に接続され、分布定数線路Rs31~Rs34の各々がλ/4共振器として機能する構成である。これら以外は同様であるため、説明を繰り返さない。
 図53に示されるように、分布定数線路Rs31は、接地点GNDと、端子P31とキャパシタC12との接続点との間に接続されている。分布定数線路Rs32は、接地点GNDと、端子P32とキャパシタC34との接続点との間に接続されている。
 図54は、図53のフィルタ3Kの通過特性を示す図である。図54において、実線は図53のスイッチSw31が導通状態である場合のフィルタ3Kの通過特性を示し、点線は図53のスイッチSw31が非導通状態である場合のフィルタ3Kの通過特性を示す。
 図54に示されるように、スイッチSw31を切り替えることにより、フィルタ3Kの通過特性を変化させることができる。また、フィルタ3Jと同様に、フィルタ3Kの製造コストを低減することができるとともに、フィルタ3Kのサイズを小型化することができる。所望の通過帯域の変化幅、通過帯域外の減衰極における減衰量、フィルタの製造コスト、およびフィルタのサイズに応じて、2つのインピーダンス素子を複数の分布定数線路の間で共通化するか否かを適宜選択することができる。
 2つのインピーダンス素子を複数の分布定数線路の間で共通化する構成は、図53に示されるフィルタ3Kに限定されない。図55は、実施の形態3の変形例11に係るフィルタ3Lの等価回路図である。フィルタ3Lの構成は、図53の分布定数線路Rs32,Rs33の各々が接地点GNDに接続されているとともに、インダクタL31およびキャパシタC31が分布定数線路Rs32,Rs33には接続されず、分布定数線路Rs31,Rs34に接続されている構成である。これら以外は同様であるため、説明を繰り返さない。
 図55に示されるように、キャパシタC31は、分布定数線路Rs31と接地点GNDとの間に接続されているとともに、分布定数線路Rs34と接地点GNDとの間に接続されている。インダクタL31およびスイッチSw31は、分布定数線路Rs31と接地点GNDとの間にこの順に直列に接続されているとともに、分布定数線路Rs34と接地点GNDとの間にこの順に直列に接続されている。
 以上、実施の形態3および変形例1~11に係るフィルタによれば、通過帯域を変更可能なフィルタの小型化およびコストの低減を実現することができる。
 [実施の形態4]
 実施の形態4においては、実施の形態1~3に係るフィルタを備えるアンテナモジュールについて説明する。
 図56は、実施の形態4に係るアンテナモジュール400のブロック図である。図56に示されるように、アンテナモジュール400は、放射素子40と、DAC(Digital to Analog Converter)41と、発信器42と、増幅器43と、ミキサ44と、フィルタ4と、パワーアンプ45とを備える。フィルタ4は、図1のフィルタ1、図22のフィルタ2、図33のフィルタ3、図40のフィルタ3A、図41のフィルタ3B、および図42のフィルタ3Cのいずれであってもよい。フィルタ4のスイッチとは、図1および図22のスイッチSw1、あるいは図33,図40~図42のスイッチSw31,Sw32である。
 DAC41は、ディジタル信号を中間周波数のIF(Intermediate Frequency)信号に変換してミキサ44に出力する。発信器42は、増幅器43を介してローカル信号をミキサ44に出力する。ミキサ44は、ローカル信号およびIF信号を用いて所望の周波数の送信信号を生成し、フィルタ4に出力する。フィルタ4は、ミキサ44からの信号のうち、所望の周波数以外の周波数の信号(不要波)を除去する。パワーアンプ45は、フィルタ4からの送信信号を増幅して放射素子40に出力する。放射素子40は、送信信号を外部に放射する。なお、フィルタ4は、パワーアンプ45と放射素子40との間に接続されてもよい。
 図57は、図56のアンテナモジュール400の通過特性を示す図である。図57において、通過特性A41は図56のフィルタ4のスイッチが導通状態である場合のアンテナモジュール400の通過特性を示し、通過特性A42は図56のフィルタ4のスイッチが非導通状態である場合のアンテナモジュール400の通過特性を示す。また、23.5GHz、24GHz、および25.5GHzにおける縦線は、送信信号の周波数が27.5GHz、28GHz、および29.5GHzである場合にそれぞれ発生する不要波を示している。
 図57に示されるように、送信信号の周波数が周波数帯n257に含まれる場合、フィルタ4のスイッチを導通状態とすることにより、24GHzおよび25.5GHzにおいて発生する不要波をフィルタ4によって除去することができる。送信信号の周波数が周波数帯n258に含まれる場合、フィルタ4のスイッチを非導通状態とすることにより、23.5GHzにおいて発生する不要波を除去することができる。
 以上、実施の形態4に係るアンテナモジュールによれば、送信信号の周波数に合わせてフィルタの通過帯域を変更することにより、通信品質を向上させることができる。
 [実施の形態5]
 実施の形態5においては、実施の形態に係るフィルタのスイッチが、アンテナモジュールの高周波素子の内部に形成されている場合について説明する。
 図58は、実施の形態5に係るアンテナモジュール500の断面構造を示す図である。図58に示されるように、アンテナモジュール500は、フィルタ5と、接地電極511,512と、放射素子520と、誘電体基板530と、RFIC(Radio Frequency Integrated Circuit)540(高周波素子)とを備える。フィルタ5の等価回路は、図1のフィルタ1と同様である。
 接地電極511,512は、誘電体基板530の内部に形成され、不図示の接地点に接続されている。放射素子520は、接地電極511と誘電体基板530の上面531との間に配置されている。RFIC540は、誘電体基板530の底面532に配置されている。
 フィルタ5は、線路電極501と、キャパシタ電極502と、スイッチSw5(第1スイッチ)と、ビア導体V51(第1ビア導体)と、ビア導体V52とを含む。線路電極501は、接地電極511と512との間に配置され、分布定数線路Rs1を形成している。線路電極501は、放射素子520に接続されている。キャパシタ電極502は、線路電極501と接地電極512との間に配置されている。線路電極501およびキャパシタ電極502は、Z軸方向において対向し、キャパシタC2を形成している。
 ビア導体V51は、線路電極501をスイッチSw5に接続する。ビア導体V51は、インダクタL1を形成している。スイッチSw5は、RFIC540の内部に配置されている。RFIC540は、フィルタ5を介して放射素子520に高周波信号を供給する。アンテナモジュール500においては、フィルタ5のスイッチSw5をRFIC540の内部に集積化することができるため、アンテナモジュール500を小型化することができる。なお、フィルタ5と放射素子520とは、RFIC540を介して互いに接続されてもよい。
 以上、実施の形態5に係るアンテナモジュールによれば、送信信号の周波数に合わせてフィルタの通過帯域を変更することにより通信品質を向上させることができるとともに、アンテナモジュールを小型化することができる。
 [実施の形態6]
 実施の形態6においては、放射素子の放射特性を実施の形態1~3に係るフィルタの通過帯域を変化させる仕組みを放射素子に適用し、放射素子の反射特性を変化させる構成について説明する。
 図59は、実施の形態6に係る放射素子6の等価回路図である。放射素子6の構成は、図1のフィルタ1から端子P1,P2が除かれ、分布定数線路Rs1がアンテナ電極60に置き換えられ、スイッチSw1がRFIC640内に形成された構成である。これら以外は同様であるため、説明を繰り返さない。
 図59に示されるように、アンテナ電極60は、RFIC640に接続されている。なお、スイッチSw1は、RFIC640の外部に形成されていてもよい。また、インダクタL1とアンテナ電極60との間にキャパシタ(容量素子)が接続されていてもよい。
 図60は、図59の放射素子6の構造の斜視図である。図61は、図59の放射素子6をY軸方向から平面視した図である。図60および図61に示されるように、放射素子6は、アンテナ電極60と、キャパシタ電極602と、接地電極610と、ビア導体V61,V62,V63と、誘電体基板630と、スイッチSw1とを備える。アンテナ電極60と、キャパシタ電極602と、接地電極610と、ビア導体V61~V63とは、誘電体基板630の内部に形成されている。
 接地電極610は、アンテナ電極60とスイッチSw1との間に配置されている。接地電極610およびスイッチSw1は、不図示の接地端子に接続されている。接地電極610は、接地点を形成する。
 ビア導体V61は、接地電極610を貫通し、アンテナ電極60のX軸方向における一方端とスイッチSw1とを接続する。ビア導体V61は、接地電極610から絶縁されている。ビア導体V61は、インダクタL1を形成する。
 キャパシタ電極602は、Z軸方向においてアンテナ電極60のX軸方向における他方端と対向している。ビア導体V62は、キャパシタ電極602と接地電極610とを接続する。アンテナ電極60とキャパシタ電極602とは、キャパシタC2を形成している。
 ビア導体V63は、接地電極610を貫通し、アンテナ電極60の中央部とRFIC640とを接続する。ビア導体V63は、接地電極610から絶縁されている。
 なお、RFIC640と接続されるアンテナ電極60の部分は、アンテナ電極60の中央部でなくてもよい。キャパシタ電極602は、Z軸方向における接地電極610からの高さに関して、アンテナ電極60と隣接するようにアンテナ電極60とほぼ同じ高さに配置されてもよい。キャパシタ電極602は、アンテナ電極60の中央部および端部のいずれと対向していてもよい。ビア導体V61は、アンテナ電極60の中央部および端部のいずれと接続されてもよい。キャパシタ電極602が対向するアンテナ電極60の部分と、ビア導体V61が接続されるアンテナ電極60の部分とは、同じでもよいし、異なっていてもよい。
 図62は、図59~図61の放射素子6の反射特性(周波数と反射損失(RL:Return Loss)との関係)を示す図である。図62において、実線は図59のスイッチSw1が導通状態である場合の放射素子6の反射特性を示し、点線は図59のスイッチSw1が非導通状態である場合の放射素子6の反射特性を示す。反射損失が大きい程、RFIC640からアンテナ電極60に供給された高周波信号のうち、アンテナ電極60から外部に放射された信号の割合が大きいことを意味する。図62に示されるように、スイッチSw1を切り替えることにより、放射素子6の反射特性を変化させることができる。
 以上、実施の形態6に係る放射素子によれば、反射特性を変更可能な放射素子の小型化およびコストの低減を実現することができる。
 今回開示された各実施の形態は、矛盾しない範囲で適宜組み合わされて実施されることも予定されている。今回開示された実施の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。
 1~5,1A~1H,1J,2A~2C,3A~3H,3J~3L,10A~10C,20A,20B フィルタ、6,40,520 放射素子、42 発信器、43 増幅器、44 ミキサ、45 パワーアンプ、60 アンテナ電極、101,120~122,202,301~304,302D,302E,303D,303E,501 線路電極、102~104,111,113,211,212,311,311D,312,312D,502,602 キャパシタ電極、110,112,110H,310,310D,310E,511,512,610 接地電極、150 接地導体部、321,322 端子電極、400,500 アンテナモジュール、130,530 誘電体基板、C1,C2,C11,C12,C14,C21,C23,C31,C32,C34 キャパシタ、Im1,Im2 インピーダンス素子、L1,L2,L10,L12,L20,L22,L31,L32 インダクタ、P1,P2,P31,P32 端子、540,640 RFIC、Rs1,Rs31~Rs34 分布定数線路、Sw1,Sw2,Sw5,Sw31,Sw32 スイッチ、V11~V14,V12C,V12D,V21~V24,V31~V34,V31D~V34D,V31E,V34E,V51,V52,V61~V63 ビア導体、V20 接地ビア導体。

Claims (19)

  1.  第1分布定数線路と、
     第1インピーダンス素子と、
     第2インピーダンス素子と、
     第1スイッチとを備え、
     前記第1インピーダンス素子および前記第1スイッチは、前記第1分布定数線路と接地点との間において直列に接続され、
     前記第2インピーダンス素子は、前記第1分布定数線路と前記接地点との間に接続されている、フィルタ。
  2.  前記第1インピーダンス素子は、第1インダクタを含み、
     前記第2インピーダンス素子は、第1キャパシタを含む、請求項1に記載のフィルタ。
  3.  前記第1分布定数線路は、帯状の第1線路電極から形成され、
     前記接地点は、第1接地電極を含む接地導体部から形成され、
     前記第1インダクタは、前記第1線路電極と前記第1スイッチとの間に接続されている、請求項2に記載のフィルタ。
  4.  第1端子と、
     第2端子と、
     前記第1分布定数線路と磁界結合する第2分布定数線路と、
     第3分布定数線路と、
     前記第3分布定数線路と電界結合する第4分布定数線路とをさらに備え、
     前記第1分布定数線路および前記第2分布定数線路は、前記第3分布定数線路および前記第4分布定数線路にそれぞれ電気的に接続され、
     前記第1端子および前記第2端子は、前記第1分布定数線路および前記第2分布定数線路、または前記第3分布定数線路および前記第4分布定数線路にそれぞれ電気的に接続されている、請求項1に記載のフィルタ。
  5.  前記第1インピーダンス素子および前記第1スイッチは、前記第1分布定数線路の両端部のいずれかと前記接地点との間において直列に接続され、
     前記第2インピーダンス素子は、前記第1分布定数線路の両端部のいずれかと前記接地点との間に接続されている、請求項4に記載のフィルタ。
  6.  第1端子と、
     第2端子と、
     前記第1分布定数線路と電界結合する第2分布定数線路と、
     第3分布定数線路と、
     前記第3分布定数線路と磁界結合する第4分布定数線路とをさらに備え、
     前記第1分布定数線路および前記第2分布定数線路は、前記第3分布定数線路および前記第4分布定数線路にそれぞれ電気的に接続され、
     前記第1端子および前記第2端子は、前記第1分布定数線路および前記第2分布定数線路、または前記第3分布定数線路および前記第4分布定数線路にそれぞれ電気的に接続されている、請求項1に記載のフィルタ。
  7.  前記第1インピーダンス素子および前記第1スイッチは、前記第1分布定数線路の中央部と前記接地点との間において直列に接続され、
     前記第2インピーダンス素子は、前記第1分布定数線路の中央部と前記接地点との間に接続されている、請求項6に記載のフィルタ。
  8.  前記第1インピーダンス素子および前記第1スイッチは、前記第1分布定数線路の中央部と前記接地点との間において直列に接続され、
     前記第2インピーダンス素子は、前記第1分布定数線路の端部と前記接地点との間に接続されている、請求項6に記載のフィルタ。
  9.  前記第1インピーダンス素子および前記第1スイッチは、前記第1分布定数線路の端部と前記接地点との間において直列に接続され、
     前記第2インピーダンス素子は、前記第1分布定数線路の中央部と前記接地点との間に接続されている、請求項6に記載のフィルタ。
  10.  前記第1インピーダンス素子および前記第1スイッチは、前記第1分布定数線路の一方端と前記接地点との間において直列に接続され、
     前記第2インピーダンス素子は、前記第1分布定数線路の他方端と前記接地点との間に接続されている、請求項6に記載のフィルタ。
  11.  前記第1インピーダンス素子および前記第1スイッチは、前記第2分布定数線路と接地点との間において直列に接続され、
     前記第2インピーダンス素子は、前記第2分布定数線路と前記接地点との間に接続されている、請求項4~10のいずれか1項に記載のフィルタ。
  12.  第3インピーダンス素子と、
     第4インピーダンス素子と、
     第2スイッチとをさらに備え、
     前記第3インピーダンス素子および前記第2スイッチは、前記第2分布定数線路と前記接地点との間において直列に接続され、
     前記第4インピーダンス素子は、前記第2分布定数線路と前記接地点との間に接続されている、請求項4~11のいずれか1項に記載のフィルタ。
  13.  前記第1分布定数線路の長さは、前記第2分布定数線路の長さと同じであり、かつ前記第3分布定数線路の長さと異なり、
     前記第4分布定数線路の長さは、前記第3分布定数線路の長さと等しい、請求項4~12のいずれか1項に記載のフィルタ。
  14.  前記第1分布定数線路および前記第2分布定数線路の各々は、L字型に形成されている、請求項13に記載のフィルタ。
  15.  前記第1分布定数線路がスタブとして形成された特定線路電極をさらに含む、請求項1~12のいずれか1項に記載のフィルタ。
  16.  放射素子と、
     請求項1~15のいずれか1項に記載のフィルタと、
     前記フィルタを介して前記放射素子に高周波信号を供給する高周波素子とを備える、アンテナモジュール。
  17.  前記アンテナモジュールは、第1周波数帯の第1信号および第2周波数帯の第2信号を前記放射素子から送信し、
     前記アンテナモジュールが前記第1信号を送信する場合、前記第1スイッチは非導通状態とされ、前記アンテナモジュールが前記第2信号を送信する場合、前記第1スイッチは導通状態とされる、請求項16に記載のアンテナモジュール。
  18.  前記第1スイッチは、前記高周波素子の内部に配置されている、請求項16または17に記載のアンテナモジュール。
  19.  アンテナ電極と、
     第1インピーダンス素子と、
     第2インピーダンス素子と、
     第1スイッチとを備え、
     前記第1インピーダンス素子および前記第1スイッチは、前記アンテナ電極と接地点との間において直列に接続され、
     前記第2インピーダンス素子は、前記アンテナ電極と前記接地点との間に接続されている、放射素子。
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