JP4926031B2 - Filter device - Google Patents
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Description
本発明は、例えば携帯電話、無線LAN(Local Area Network)、UWB(Ultra Wide Band)等の無線通信機器その他の各種通信機器等において使用されるフィルタ装置に関するものである。 The present invention relates to a filter device used in, for example, a wireless communication device such as a mobile phone, a wireless LAN (Local Area Network), a UWB (Ultra Wide Band), and other various communication devices.
近年、携帯電話機や無線LAN等の様々な用途で無線通信機器が用いられるようになっており、各無線通信機器において使用される周波数が互いに近くなっていることから、これらの無線通信機器には、所望周波数帯域の信号のみを選択的に通過させるとともに、通過帯域の低周波側および高周波側に近接した信号帯域における不所望信号の混入を防止して良質の通信を行ない得るようにするために、通過周波数帯域の低周波側および高周波側の減衰帯域にそれぞれ減衰極を備えた帯域通過特性を有するフィルタ装置が搭載されている。 In recent years, wireless communication devices have been used in various applications such as mobile phones and wireless LANs, and the frequencies used in each wireless communication device are close to each other. In order to selectively pass only signals in the desired frequency band, and to prevent unwanted signals from being mixed in the signal band close to the low frequency side and high frequency side of the pass band so that high quality communication can be performed. A filter device having band pass characteristics having attenuation poles in the low frequency side and high frequency side attenuation bands of the pass frequency band is mounted.
情報伝送容量の増加に伴い、無線通信機器は使用可能な周波数帯域において、高周波化と広帯域化とで利用帯域幅を拡張して情報伝送容量を確保するようになってきている。そのため、通過帯域が広く、通過帯域の近傍に減衰極を有する(急峻な減衰特性を有する)フィルタ装置が求められるようになってきている。また、無線通信機器に対する小型化・薄型化の要求により、複数の誘電体と電極とを積層したフィルタ装置が採用されている。例えば、図13に分解斜視図で示すような、多数の誘電体シート11aが積層・接合されて焼結一体化されている誘電体チップ11の内部に、複数の共振器内導体13(13a,13d)と内挿入出力電極15b,16bとが埋設され、誘電体チップ11の外面には、共振器外導体12aと外部入出力電極15a,16aとが設けられているストリップ線路型の積層誘電体フィルタである。
Along with the increase in information transmission capacity, wireless communication devices have secured the information transmission capacity by expanding the use bandwidth by increasing the frequency and bandwidth in the usable frequency band. Therefore, a filter device having a wide pass band and having an attenuation pole in the vicinity of the pass band (having a steep attenuation characteristic) has been demanded. In addition, a filter device in which a plurality of dielectrics and electrodes are stacked is employed in response to demands for miniaturization and thinning of wireless communication devices. For example, as shown in an exploded perspective view in FIG. 13, a plurality of dielectric conductors 11 (13a, 13a, 13d) and internal insertion output electrodes 15b and 16b are embedded, and a strip line type laminated dielectric in which the resonator outer conductor 12a and the external input / output electrodes 15a and 16a are provided on the outer surface of the
このようなフィルタ装置は、隣り合う共振器内導体13間の比較的弱い結合だけなので、通過帯域より高周波側(高域側)の離れた位置に減衰極が生じ、通過帯域の特性は確保されても、特に通過帯域より高域側の減衰量が不足するものであった。
Since such a filter device has only a relatively weak coupling between adjacent resonator
これに対して、図13に示すように、共振器内導体13a,13dを短絡端と開放端とが互い違いとなるインターデジタル型に配置して、隣接する共振器内導体13a,13dの短絡端近傍の共振器外導体12a・12a間を繋ぐ短絡端接続パターン14が埋設されたものが知られている(例えば、特許文献1を参照。)。これによれば、短絡端接続パターン14を形成する層の位置や、パターン幅などのパターン形状を変えることにより、通過帯域付近の任意の周波数に減衰極を設定し、急峻な減衰特性を得ることができるというものである。
近年、新しい通信手段として着目されているUWBは、10m程度の短い距離において広い周波数帯域を使用して大容量のデータ転送を実現するものであり、例えば米国FCC(Federal Communication Commission)の規定によると3.1〜10.6GHzという非常に広い周波数帯域を使用する計画となっている。そして、日本では、無線LANのIEEE802.11.aにおいて使用される5.15GHz〜5.25GHzを避ける形で、3.4GHz〜4.8GHz程度の帯域を使用するローバンドと7.25GHz〜10.25GHz程度の帯域を使用するハイバンドとに分割された規格が立案されている。このため、ローバンド用のフィルタであれば、3.4GHz〜4.8GHz程度の広い帯域を使用する(通過させる)のに対してわずかに0.35GHzしか離れていない5.15GHzでは減衰するという非常に急峻な減衰特性が求められている。 In recent years, UWB, which has been attracting attention as a new communication means, realizes large-capacity data transfer using a wide frequency band over a short distance of about 10 m. For example, according to the provisions of the US FCC (Federal Communication Commission) It is planned to use a very wide frequency band of 3.1 to 10.6 GHz. And in Japan, avoiding the 5.15 GHz to 5.25 GHz used in the wireless LAN IEEE802.11.a, the low band using the band of about 3.4 GHz to 4.8 GHz and the band of about 7.25 GHz to 10.25 GHz are used. Standards divided into high bands are being drafted. For this reason, a low-band filter uses (passes) a wide band of about 3.4 GHz to 4.8 GHz, but attenuates at 5.15 GHz, which is only 0.35 GHz away, and attenuates very steeply. Characteristics are required.
しかしながら、従来のフィルタ装置では、通過帯域よりも低域側または高域側にそれぞれ1つの減衰極を発生させることしかできないため、例えばUWBのローバンドのような広い通過帯域の両側で急峻に減衰する極を形成すると、この減衰極よりさらに高周波側および低周波側に減衰特性の跳ね上がりのある減衰特性となってしまうので、通過帯域の高周波側の無線LANで使用する帯域における減衰量が十分ではなく、その無線LANと干渉してしまうという問題があった。 However, in the conventional filter device, only one attenuation pole can be generated on each of the low band side and the high band side from the pass band, and therefore, the filter apparatus attenuates steeply on both sides of a wide pass band such as a UWB low band. When the pole is formed, the attenuation characteristic has a jumping of the attenuation characteristic on the high frequency side and the low frequency side further than the attenuation pole. Therefore, the attenuation amount in the band used in the wireless LAN on the high frequency side of the pass band is not sufficient. There was a problem of interference with the wireless LAN.
本発明は、上記問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的は、通過帯域よりも低域側および高域側に減衰極をより急峻に発生させることができ、かつ通過帯域よりも低域側および高域側の減衰量が充分に確保できる、例えばUWB用にも用いることのできるフィルタ装置を提供することにある。 The present invention has been devised in view of the above problems, and its purpose is to make it possible to generate attenuation poles more steeply on the low-frequency side and the high-frequency side than the passband, and more easily than the passband. Another object of the present invention is to provide a filter device that can sufficiently secure the attenuation amount on the low frequency side and the high frequency side, and can be used for UWB, for example.
本発明のフィルタ装置は、複数の誘電体層が積層されてなる積層体と、該積層体を挟んで対向するように配置された接地電極と、前記積層体内において互いに電磁界結合するように平面視で短絡端と開放端とが互い違いに横並びに整列された4個以上の複数の共振器電極と、前記積層体内において前記共振器電極との間に前記誘電体層を挟んで配置され、一端が初段または最終段の1つの前記共振器電極の短絡端部と対向するとともに対向する前記共振器電極の短絡端に電気的に接続され、他端が1つの前記共振器電極と前記短絡端が同じ側である初段および最終段以外の他の前記共振器電極の短絡端部と対向するとともに対向する前記共振器電極の短絡端に電気的に接続された結合電極と、初段の前記共振器電極に接続された入力端子電極と、最終段の前記共振器電極に接続された出力端子電極とからなることを特徴とするものである。
The filter device according to the present invention includes a laminate in which a plurality of dielectric layers are laminated, a ground electrode disposed so as to face the laminate, and a plane so as to be electromagnetically coupled to each other in the laminate. A plurality of four or more resonator electrodes in which short-circuited ends and open ends are alternately arranged side by side, and the dielectric layer is disposed between the resonator electrodes in the stacked body. Is electrically connected to the short-circuited end of the resonator electrode facing and opposite to the short-circuited end of one of the first- stage or final-stage resonator electrodes, and the other end is connected to one resonator electrode and the short-circuited end. The coupling electrode electrically connected to the short-circuited end of the resonator electrode facing and opposite to the short-circuited end of the resonator electrode other than the first-stage and the final-stage other than the first-stage, and the first-stage resonator electrode Input terminal electrode connected to And it is characterized by comprising an output electrode connected to said resonator electrode of the final stage.
また、本発明のフィルタ装置は、上記構成において、前記共振器電極が配置された前記誘電体層間において平面視で複数の前記共振器電極を取り囲むように内部接地電極が形成されていることを特徴とするものである。 The filter device according to the present invention is characterized in that, in the above configuration, an internal ground electrode is formed so as to surround a plurality of the resonator electrodes in a plan view between the dielectric layers where the resonator electrodes are arranged. It is what.
また、本発明のフィルタ装置は、上記構成において、前記結合電極は、前記一端と前記他端との間で分岐した前記接地電極または前記内部接地電極と対向する接地電極対向部を有することを特徴とするものである。 The filter device according to the present invention is characterized in that, in the above-mentioned configuration, the coupling electrode has a ground electrode facing portion facing the ground electrode or the internal ground electrode branched between the one end and the other end. It is what.
また、本発明のフィルタ装置は、上記各構成において、前記接地電極と前記共振器電極との間において前記誘電体層を挟んで前記接地電極と対向するとともに、複数の前記共振器電極の開放端にそれぞれ電気的に接続された複数の容量電極を有することを特徴とするものである。 In the filter device of the present invention, in each of the above configurations, the ground electrode is opposed to the ground electrode with the dielectric layer between the ground electrode and the resonator electrode, and the open ends of the plurality of resonator electrodes And a plurality of capacitive electrodes electrically connected to each other.
また、本発明のフィルタ装置は、上記構成において、前記容量電極の一部が前記誘電体層を挟んで前記内部接地電極と対向するように配置されていることを特徴とするものである。 Further, the filter device of the present invention is characterized in that, in the above configuration, a part of the capacitance electrode is disposed so as to face the internal ground electrode with the dielectric layer interposed therebetween.
また、本発明のフィルタ装置は、上記各構成において、前記入力端子電極は、初段の前記共振器電極に沿った形状で、前記誘電体層を挟んで初段の前記共振器電極と対向するように配置されて初段の前記共振器電極と電磁界結合する内部入力端子電極と、前記積層体の外表面に形成され、前記内部入力端子電極に初段の前記共振器電極の前記開放端側で接続された外部入力端子電極とを具備し、前記出力端子電極は、最終段の前記共振器電極に沿った形状で、前記誘電体層を挟んで最終段の前記共振器電極と対向するように配置されて最終段の前記共振器電極と電磁界結合する内部出力端子電極と、前記積層体の外表面に形成され、前記内部出力端子電極に前記共振器電極の最終段の前記開放端側で接続された外部出力端子電極とを具備していることを特徴とするものである。 In the filter device of the present invention, in each of the above configurations, the input terminal electrode has a shape along the first-stage resonator electrode so as to face the first-stage resonator electrode with the dielectric layer interposed therebetween. An internal input terminal electrode that is disposed and electromagnetically couples with the first-stage resonator electrode, and is formed on the outer surface of the laminate, and is connected to the internal input terminal electrode on the open end side of the first-stage resonator electrode. An external input terminal electrode, and the output terminal electrode has a shape along the resonator electrode at the final stage, and is disposed so as to face the resonator electrode at the final stage with the dielectric layer interposed therebetween. An internal output terminal electrode that is electromagnetically coupled to the resonator electrode of the final stage, and is formed on the outer surface of the laminate, and is connected to the internal output terminal electrode on the open end side of the final stage of the resonator electrode. An external output terminal electrode And it is characterized in Rukoto.
また、本発明のフィルタ装置は、上記各構成において、前記共振器電極間以外の前記積層体内において前記共振器電極の1つと電磁界結合するように配置され、一方端が短絡端で他方端が開放端である少なくとも1つの減衰共振器電極を有することを特徴とするものである。 Moreover, the filter device of the present invention is arranged in the above-described configuration so as to be electromagnetically coupled to one of the resonator electrodes in the stacked body other than between the resonator electrodes, one end being a short-circuited end and the other end being It has at least one damped resonator electrode which is an open end.
また、本発明のフィルタ装置は、上記構成において、前記減衰共振器電極は前記開放端が複数に分岐した形状であり、前記短絡端から分岐した前記開放端の各先端までの長さがそれぞれ異なることを特徴とするものである。 In the filter device according to the present invention, in the above configuration, the damped resonator electrode has a shape in which the open end is branched into a plurality, and the length from the short-circuited end to each tip of the open end is different. It is characterized by this.
本発明のフィルタ装置によれば、一端が初段または最終段の1つの共振器電極の短絡端部と対向するとともに対向する共振器電極の短絡端に電気的に接続され、他端が1つの共振器電極と短絡端が同じ側である初段および最終段以外の他の共振器電極の短絡端部と対向するとともに対向する共振器電極の短絡端に電気的に接続された結合電極を有することから、横並びの共振器電極間の(容量性の)結合により伝達される信号と、結合電極による結合電極と対向する複数の共振器電極間の(誘電性の)結合により伝達される信号との間に180°の位相差が生じて互いに打ち消し合うので、フィルタの通過帯域の高域側の近
い位置に減衰極が形成され、通過帯域の高域側の減衰量が増大した優れた減衰特性を有するフィルタ装置とすることができる。
According to the filter device of the present invention, one end is opposed to the short-circuit end of one resonator electrode at the first stage or the last stage and is electrically connected to the short-circuit end of the opposed resonator electrode, and the other end is one resonance. A coupling electrode electrically connected to the short-circuited end of the resonator electrode opposite to the short-circuited end of the resonator electrode other than the first stage and the final stage other than the first stage and the short-circuited end on the same side Between the signal transmitted by the (capacitive) coupling between the side-by-side resonator electrodes and the signal transmitted by the (dielectric) coupling between the plurality of resonator electrodes facing the coupling electrode by the coupling electrode Since the phase difference of 180 ° occurs in each other and cancel each other, an attenuation pole is formed at a position close to the high band side of the pass band of the filter, and the attenuation amount on the high band side of the pass band is increased. Can be a filter device .
また、本発明のフィルタ装置によれば、共振器電極が配置された誘電体層間において平面視で複数の共振器電極を取り囲むように内部接地電極が形成されているときには、内部接地電極が複数の共振器電極の周囲を環状に取り囲むことによって、共振器電極から発生する電磁波の周囲への漏洩を低減することができる。この効果は、モジュール基板の中の一部の領域に本発明のフィルタ装置が形成される場合に、モジュール基板の他の領域への悪影響を防止する上で特に有用である。 According to the filter device of the present invention, when the internal ground electrode is formed so as to surround the plurality of resonator electrodes in a plan view between the dielectric layers where the resonator electrodes are arranged, the plurality of internal ground electrodes are formed. By encircling the periphery of the resonator electrode, leakage of electromagnetic waves generated from the resonator electrode to the periphery can be reduced. This effect is particularly useful for preventing adverse effects on other regions of the module substrate when the filter device of the present invention is formed in a partial region of the module substrate.
また、本発明のフィルタ装置によれば、結合電極は、一端と他端との間で分岐した接地電極または内部接地電極と対向する接地電極対向部を有するときには、接地電極対向部と接地電極または内部接地電極との結合が大きくなり、結合電極のインピーダンスが低くなるので、結合電極による結合電極と対向する複数の共振器電極間の(誘電性の)結合を強めることができ、高域側の減衰極をフィルタの通過帯域に近づける(低周波側にシフトさせる)ことができる。このことより、通過帯域の高周波側の減衰がより急峻なものとなり、通過帯域の高周波側における減衰特性がより優れたフィルタ装置とすることができる。 Further, according to the filter device of the present invention, when the coupling electrode has a ground electrode facing portion that faces the ground electrode or the internal ground electrode branched between one end and the other end, the ground electrode facing portion and the ground electrode or Since the coupling with the internal ground electrode increases and the impedance of the coupling electrode decreases, the (dielectric) coupling between the plurality of resonator electrodes facing the coupling electrode by the coupling electrode can be strengthened, The attenuation pole can be brought close to the pass band of the filter (shifted to the low frequency side). As a result, the attenuation on the high frequency side of the pass band becomes steeper, and the filter device can have a more excellent attenuation characteristic on the high frequency side of the pass band.
また、本発明のフィルタ装置によれば、接地電極と共振器電極との間において誘電体層を挟んで接地電極と対向するとともに、複数の共振器電極の開放端にそれぞれ電気的に接続された複数の容量電極を有するときには、容量電極と接地電極との距離は共振器電極と接地電極との距離より短くなり、これにより共振器電極と接地電極との間の結合がより強くなり共振器電極のC結合が強化されるので、各共振器電極の長さを短縮することができ、より小型のフィルタ装置を提供することができる。 According to the filter device of the present invention, the ground electrode is opposed to the ground electrode with the dielectric layer interposed between the ground electrode and the resonator electrode, and electrically connected to the open ends of the plurality of resonator electrodes. When there are a plurality of capacitive electrodes, the distance between the capacitive electrode and the ground electrode is shorter than the distance between the resonator electrode and the ground electrode, which increases the coupling between the resonator electrode and the ground electrode. Therefore, the length of each resonator electrode can be shortened, and a smaller filter device can be provided.
また、本発明のフィルタ装置によれば、容量電極の一部が誘電体層を挟んで内部接地電極と対向するように配置されているときには、内部接地電極は共振器電極が形成された誘電体層間と同じ誘電体層間に形成されており、容量電極を内部接地電極と結合させるように対向させると共振器電極と容量電極との電気的接続を行なう貫通導体等の配線長を短くすることができるので、この配線による不要なインダクタンスを減らすことができ、電極間の配線のインダクタンスによる副次的な共振のない優れたフィルタ特性を有するフィルタ装置とすることができる。 According to the filter device of the present invention, when a part of the capacitor electrode is disposed so as to face the internal ground electrode with the dielectric layer in between, the internal ground electrode is a dielectric having a resonator electrode formed thereon. It is formed between the same dielectric layers as the interlayer, and if the capacitor electrode is opposed so as to be coupled to the internal ground electrode, the wiring length of the through conductor or the like for electrical connection between the resonator electrode and the capacitor electrode may be shortened. Therefore, unnecessary inductance due to this wiring can be reduced, and a filter device having excellent filter characteristics free from secondary resonance due to the inductance of the wiring between the electrodes can be obtained.
また、本発明のフィルタ装置によれば、入力端子電極が、共振器電極の初段に沿った形状で、誘電体層を挟んで共振器電極の初段と対向するように配置されて共振器電極の初段と電磁界結合する内部入力端子電極と、積層体の外表面に形成され、内部入力端子電極に共振器電極の初段の開放端側で接続された外部入力端子電極とを具備し、出力端子電極が、共振器電極の最終段に沿った形状で、誘電体層を挟んで共振器電極の最終段と対向するように配置されて共振器電極の最終段と電磁界結合する内部出力端子電極と、積層体の外表面に形成され、内部出力端子電極に共振器電極の最終段の開放端側で接続された外部出力端子電極とを具備している場合は、入力端子電極と初段の共振器電極との間および出力端子電極と最終段の共振器電極との間において、磁界による結合と電界による結合とが加算されて強い結合が生じるので、これにより、従来の1/4波長共振器を利用したフィルタで実現可能だった帯域より広い通過帯域であっても、それぞれの共振モードの共振周波数の間に位置する周波数における挿入損失が大きく増加することのない、広い通過帯域の全域に渡って平坦で低損失な通過特性を有するフィルタ装置を提供することができる。 According to the filter device of the present invention, the input terminal electrode has a shape along the first stage of the resonator electrode and is disposed so as to face the first stage of the resonator electrode with the dielectric layer interposed therebetween. An output terminal comprising an internal input terminal electrode that is electromagnetically coupled to the first stage, and an external input terminal electrode that is formed on the outer surface of the laminate and is connected to the internal input terminal electrode at the open end side of the first stage of the resonator electrode. An internal output terminal electrode in which the electrode has a shape along the final stage of the resonator electrode and is disposed so as to face the final stage of the resonator electrode across the dielectric layer, and is electromagnetically coupled to the final stage of the resonator electrode And an external output terminal electrode formed on the outer surface of the laminate and connected to the internal output terminal electrode on the open end side of the final stage of the resonator electrode, the input terminal electrode and the first stage resonance Between the output electrode and the output terminal electrode and the final resonator electrode In the meantime, the coupling due to the magnetic field and the coupling due to the electric field are added to produce a strong coupling, so that the passband is wider than that which can be realized by a filter using a conventional quarter wavelength resonator. However, it is possible to provide a filter device having a flat and low-loss pass characteristic over the entire wide passband without greatly increasing the insertion loss at the frequency located between the resonance frequencies of the respective resonance modes. it can.
また、本発明のフィルタ装置によれば、共振器電極間以外の積層体内において共振器電極の1つと電磁界結合するように配置され、一方端が短絡端で他方端が開放端である少なくとも1つの減衰共振器電極を有するときには、減衰共振器電極により共振器電極による減衰極と通過帯域との間に反作用共振器(ノッチフィルタ)として機能する減衰極を形成することができるので、所望の通過帯域を有し、かつ特定の周波数における不要信号を除去した、より急峻な減衰特性を有するフィルタ装置とすることができる。 Further, according to the filter device of the present invention, at least one in which the one end is a short-circuited end and the other end is an open end is disposed so as to be electromagnetically coupled to one of the resonator electrodes in the laminated body other than between the resonator electrodes. When there are two damped resonator electrodes, the damped resonator electrode can form an damped pole that functions as a reaction resonator (notch filter) between the damped pole of the resonator electrode and the passband, so that the desired pass A filter device having a steep attenuation characteristic that has a band and eliminates an unnecessary signal at a specific frequency can be obtained.
また、本発明のフィルタ装置によれば、前記減衰共振器電極は開放端が複数に分岐した形状であり、短絡端から分岐した開放端の各先端までの長さがそれぞれ異なることから、減衰共振器電極の短絡端から分岐した開放端の各先端までの電気長に応じた複数の減衰極を形成することができるので、短絡端から分岐した開放端の各先端までの長さを調整して複数の減衰極の位置を調整することにより、容易により急峻な減衰特性を有するフィルタ装置とすることができる。 Further, according to the filter device of the present invention, the damped resonator electrode has a shape in which the open end is branched into a plurality, and the length from the short-circuited end to each tip of the open end is different. Since a plurality of attenuation poles can be formed according to the electrical length from the short-circuited end to the open end branched off, the length from the shorted end to the open end branched off can be adjusted. By adjusting the positions of the plurality of attenuation poles, a filter device having a steeper attenuation characteristic can be easily obtained.
本発明のフィルタ装置について以下に詳細に説明する。図1〜図7はそれぞれ本発明のフィルタ装置の実施の形態の一例を示す分解斜視図である。図1〜図6において、1aは誘電体層、1は誘電体層1aが積層されてなる積層体、2aは接地電極、2bは内部接地電極、3a〜3dは共振器電極、3aは初段の共振器電極、3dは最終段の共振器電極、4は結合電極、4aは接地電極対向部、5は入力端子電極、5aは外部入力端子電極、5bは内部入力端子電極、6は出力端子電極、6aは外部出力端子電極、6bは内部出力端子電極、7は容量電極である。また、破線は、誘電体層1aの上下に位置する導体層(例えば初段の共振器電極3aと入力端子電極5)を電気的に接続するための誘電体層1aを貫通する貫通導体があることを示している。 The filter device of the present invention will be described in detail below. 1 to 7 are exploded perspective views showing examples of embodiments of the filter device of the present invention. 1 to 6, 1a is a dielectric layer, 1 is a laminate formed by laminating a dielectric layer 1a, 2a is a ground electrode, 2b is an internal ground electrode, 3a to 3d are resonator electrodes, and 3a is the first stage. Resonator electrode, 3d is the last-stage resonator electrode, 4 is a coupling electrode, 4a is a ground electrode facing portion, 5 is an input terminal electrode, 5a is an external input terminal electrode, 5b is an internal input terminal electrode, and 6 is an output terminal electrode , 6a are external output terminal electrodes, 6b is an internal output terminal electrode, and 7 is a capacitive electrode. In addition, the broken line has a through conductor penetrating through the dielectric layer 1a for electrically connecting the conductor layers (for example, the first-stage resonator electrode 3a and the input terminal electrode 5) located above and below the dielectric layer 1a. Is shown.
本発明のフィルタ装置は、複数の誘電体層1aが積層されてなる積層体1と、この積層体1を挟んで対向するように配置された接地電極2a・2aと、積層体1内において互いに電磁界結合するように平面視で短絡端と開放端とが互い違いに横並びに整列された3個以上の複数の共振器電極3a〜3dと、積層体1内において共振器電極3a〜3dとの間に誘電体層1aを挟んで配置され、一端が初段または最終段の1つの共振器電極3aの短絡端部と対向するとともに対向する共振器電極3aの短絡端に電気的に接続され、他端が、1つの共振器電極3aと短絡端が同じ側である初段および最終段以外の他の共振器電極3cの短絡端部と対向するとともに対向する共振器電極3cの短絡端に電気的に接続された結合電極4と、初段の共振器電極3aに接続された入力端子電極5と、最終段の共振器電極3dに接続された出力端子電極6とからなることを特徴とするものである。
The filter device of the present invention includes a
本発明のフィルタ装置によれば、一端が初段または最終段の1つの共振器電極3aの短絡端部と対向するとともに対向する共振器電極3aの短絡端に電気的に接続され、他端が、1つの共振器電極3aと短絡端が同じ側である初段および最終段以外の他の共振器電極3cの短絡端部と対向するとともに対向する共振器電極3cの短絡端に電気的に接続された結合電極を有することから、横並びの共振器電極3a・3b,3b・3c,3c・3d間の(容量性の)結合により伝達される信号と、結合電極4による結合電極4と対向する複数の共振器電極3a・3c間の(誘電性の)結合により伝達される信号との間に180°
の位相差が生じて互いに打ち消し合うので、フィルタの通過帯域の高域側に減衰極が形成され、通過帯域の高域側の減衰量が増大した優れた減衰特性を有するフィルタ装置とすることができる。
According to the filter device of the present invention, one end is electrically connected to the short-circuit end of the opposing resonator electrodes 3a with facing the shorting end of the one resonator electrodes 3a of the first stage or the final stage, the other end, One resonator electrode 3a is electrically connected to the short-circuited end of the resonator electrode 3c opposite to the short-circuited end of the resonator electrode 3c other than the first-stage and final-stage other than the first-stage and the last-stage on the same side. Since the coupling electrode is provided, a signal transmitted by (capacitive) coupling between the side-by-side resonator electrodes 3 a, 3 b, 3 b, 3 c, 3 c, and 3 d and a plurality of the
Therefore, the filter device has an excellent attenuation characteristic in which an attenuation pole is formed on the high frequency side of the pass band of the filter and the attenuation amount on the high frequency side of the pass band is increased. it can.
接地電極2a・2aは、誘電体層1aが積層された積層体1の上下面に、入力端子電極5および出力端子電極6の周囲を除いたほぼ全面に配置されており、接地電位に接続されている。
The ground electrodes 2a and 2a are disposed on almost the entire surface excluding the periphery of the
共振器電極3a,3b,3c,3dは、積層体1の1つの層間に横並びに整列させて配置されて相互に電磁界結合(エッジ結合)している。隣り合う共振器電極3a・3b,3b・3c,3c・3d同士の間隔は、小さい方が強い結合が得られ、容易に通過帯域を広くできるので好ましいが、短絡端から開放端までの間において互いに短絡しないようにして等間隔に良好に形成するには、例えば、0.05〜0.5mm程度に設定される。横並びに配置されて相互に電磁界結合するためには、共振器電極3a,3b,3c,3dの形状は細長い帯状のものであるのが好ましい。共振器電極3a〜3dは、積層体1内において互いに電磁界結合するように平面視で横並びに整列されていればよい。通常は、例えば図1に示すように、4つの共振器電極3a〜3dが1つの誘電体層1a・1a間に配置されるが、共振器電極3a,3cを1つの誘電体層1a・1a間に配置し、共振器電極3b,3dを誘電体層1aを1層介した別の誘電体層1a・1a間に配置してもよい。このように配置すると、隣り合う共振器電極間における短絡がないことからその形成は容易になるので好ましいが、誘電体層1aの層数が増加してフィルタ装置の厚みは厚いものとなる。
The resonator electrodes 3a, 3b, 3c, and 3d are arranged side by side and aligned between one layer of the
また、図1〜図7に示す例のように、共振器電極3a〜3dは、平面視で短絡端と開放端とが互い違いに横並びに整列されている(インターデジタル型に配置されている)ことから、共振器電極3a〜3d間の結合は磁界による結合と電界による結合とが加算されることにより、各共振器電極3a〜3d間においてより強い結合が生じることによって、それぞれの共振モードにおける共振周波数の間の周波数間隔を、従来の1/4波長共振器を利用したフィルタで実現可能だった帯域を超えて調整することができ、広帯域な通過帯域を有するフィルタ装置とすることができる。また、インターデジタル型に配置された共振器電極3a〜3d間の結合は強い磁界結合となり、共振器電極3a〜3dのパターン幅を小さくして磁界を強める必要がないので、共振器電極3a〜3dのパターン幅を大きくすることによって共振器電極3a〜3dの電気抵抗を小さくし、共振器の急峻性共振の鋭さを示すQ値(quality factor)を高くすることができる。その結果として、広い通過帯域を有し急峻な減衰特性を有する、例えばUWB用途のバンドパスフィルタに適したフィルタ装置とすることができる。 In addition, as in the example illustrated in FIGS. 1 to 7, the resonator electrodes 3 a to 3 d are alternately arranged side by side with short-circuit ends and open ends in a plan view (arranged in an interdigital manner). As a result, the coupling between the resonator electrodes 3a to 3d is performed by adding the coupling by the magnetic field and the coupling by the electric field, thereby generating a stronger coupling between the resonator electrodes 3a to 3d. The frequency interval between the resonance frequencies can be adjusted beyond a band that can be realized by a filter using a conventional quarter wavelength resonator, and a filter device having a wide pass band can be obtained. Further, the coupling between the resonator electrodes 3a to 3d arranged in the interdigital type is a strong magnetic field coupling, and it is not necessary to reduce the pattern width of the resonator electrodes 3a to 3d to increase the magnetic field. By increasing the pattern width of 3d, the electrical resistance of the resonator electrodes 3a to 3d can be reduced, and the Q value (quality factor) indicating the sharpness of the sharp resonance of the resonator can be increased. As a result, a filter device having a wide passband and a steep attenuation characteristic, for example, suitable for a bandpass filter for UWB applications can be obtained.
図1〜図7に示す例では4つの共振器電極3a〜3d設けられているが、5つ以上の共振器電極を設けてもよく、共振器電極の個数は損失が大きくならない程度の個数であればよい。UWBのローバンド用途では、損失と減衰特性のバランスから4つが好ましい。 In the example shown in FIGS. 1 to 7, four resonator electrodes 3a to 3d are provided. However, five or more resonator electrodes may be provided, and the number of resonator electrodes is such that the loss does not increase. I just need it. For UWB low-band applications, four are preferred from the balance of loss and attenuation characteristics.
共振器電極3a,3b,3c,3dは、上下の接地電極2a・2aと共にストリップライン共振器を構成しており、短絡端が上下の接地電極2a・2aに接続されて接地電位に接続されることによって1/4波長共振器として機能する。共振器電極3a,3b,3c,3dと上下の接地電極2a・2aとの接続は、図1および図2に示すように、共振器電極3a〜3dを形成した層間に共振器電極3a,3b,3c,3dの短絡端同士を接続するための導体層を設け、この導体層と貫通導体(図示せず。)とにより接続したり、この導体層を誘電体層1aの端部まで延ばして誘電体層1aの端面(積層体1の側面)に形成した端面導体(図示せず。)により接続したりすればよい。共振器電極3a,3b,3c,3dの短絡端同士を接続するための導体層を設けない場合は、共振器電極3a,3b,3c,3dのそれぞれを貫通導体により接地電極2a・2aに接続してもよいし、共振器電極3a〜3dの短絡端を誘電体層1aの端部まで延ばして誘電体層1aの端面(積層体1の側面)に形成した端面導体により接地電極2a・2aに接続してもよい。端面導体で接続すると、共振器電極3a〜3dから発生する電磁波の周囲への漏洩を低減するシールド層として端面導体を機能させることができ、貫通導体の場合でも、その間隔を小さくしたり、共振器電極3a〜3dの周りに二重以上に配列し、側面から見てできるだけ貫通導体を隙間なく配置したりすれば、同様にシールドの機能がより顕著になるので好ましい。図1および図2に示すように、共振器電極3a,3b,3c,3dの短絡端同士を接続するための導体層を設けると、共振器電極3a,3b,3c,3dの短絡端を接地電極2a・2aに接続するのが容易となるので好ましい。 The resonator electrodes 3a, 3b, 3c, and 3d form a stripline resonator together with the upper and lower ground electrodes 2a and 2a, and the short-circuit ends are connected to the upper and lower ground electrodes 2a and 2a and connected to the ground potential. This functions as a quarter wavelength resonator. As shown in FIGS. 1 and 2, the resonator electrodes 3a, 3b, 3c, 3d are connected to the upper and lower ground electrodes 2a, 2a between the resonator electrodes 3a-3d formed between the resonator electrodes 3a-3d. , 3c, 3d are provided with a conductor layer for connecting the short-circuited ends, and the conductor layer is connected to a through conductor (not shown), or the conductor layer is extended to the end of the dielectric layer 1a. What is necessary is just to connect by the end surface conductor (not shown) formed in the end surface (side surface of the laminated body 1) of the dielectric material layer 1a. When the conductor layer for connecting the short-circuit ends of the resonator electrodes 3a, 3b, 3c, and 3d is not provided, the resonator electrodes 3a, 3b, 3c, and 3d are connected to the ground electrodes 2a and 2a through the through conductors. Alternatively, the short-circuit ends of the resonator electrodes 3a to 3d may be extended to the end of the dielectric layer 1a, and the ground electrodes 2a and 2a may be formed by the end face conductor formed on the end face of the dielectric layer 1a (side face of the multilayer body 1). You may connect to. When connected by an end face conductor, the end face conductor can function as a shield layer that reduces leakage of electromagnetic waves generated from the resonator electrodes 3a to 3d to the surroundings. It is preferable to arrange the electrode conductors 3a to 3d in a double or more manner around the electrodes 3a to 3d and arrange the through conductors as far as possible as viewed from the side surface, because the function of the shield becomes more remarkable. As shown in FIGS. 1 and 2, when a conductor layer for connecting the short-circuit ends of the resonator electrodes 3a, 3b, 3c, and 3d is provided, the short-circuit ends of the resonator electrodes 3a, 3b, 3c, and 3d are grounded. Since it becomes easy to connect to electrode 2a * 2a, it is preferable.
また、本発明のフィルタ装置は、図3〜図5および図7に示す例のように、上記構成において、共振器電極3a〜3dが形成された誘電体層1a・1a間に、平面視で複数の共振器電極3a〜3dを取り囲むように内部接地電極2bが形成されていることが好ましい。このようにすることにより、内部接地電極2bが共振器電極3a〜3dの周囲を取り囲むことによって、共振器電極3a〜3dから発生する電磁波の周囲への漏洩を低減することができる。この効果はモジュール基板の中の一部の領域にフィルタ装置が形成される場合に、モジュール基板の他の領域への悪影響を防止する上で特に有用である。内部接地電極2bは、上述した共振器電極3a,3b,3c,3dの短絡端同士を接続するための導体層と、共振器電極3a,3b,3c,3dの並びの両側に形成された導体層とからなる環状のものである。接地電極2aと共振器電極3a,3b,3c,3dとの接続を、内部接地電極2bの共振器電極3a,3b,3c,3dの並びの両側に位置する部分でも行なえば、共振器電極3a〜3dから発生する電磁波の周囲への漏洩をより効果的に低減することができる。 Further, as in the examples shown in FIGS. 3 to 5 and 7, the filter device of the present invention has a planar view between the dielectric layers 1 a and 1 a in which the resonator electrodes 3 a to 3 d are formed in the above configuration. The internal ground electrode 2b is preferably formed so as to surround the plurality of resonator electrodes 3a to 3d. By doing in this way, the internal ground electrode 2b surrounds the periphery of the resonator electrodes 3a to 3d, whereby leakage of electromagnetic waves generated from the resonator electrodes 3a to 3d to the periphery can be reduced. This effect is particularly useful in preventing adverse effects on other regions of the module substrate when the filter device is formed in a partial region of the module substrate. The internal ground electrode 2b is a conductor layer for connecting the short-circuit ends of the resonator electrodes 3a, 3b, 3c, and 3d, and a conductor formed on both sides of the array of the resonator electrodes 3a, 3b, 3c, and 3d. It is an annular thing consisting of layers. If the connection between the ground electrode 2a and the resonator electrodes 3a, 3b, 3c, 3d is also performed at the portions of the internal ground electrode 2b located on both sides of the array of the resonator electrodes 3a, 3b, 3c, 3d, the resonator electrode 3a Leakage of electromagnetic waves generated from ˜3d to the surroundings can be reduced more effectively.
内部接地電極2bと共振器電極3a,3dとの距離は、共振器電極3a,3dによる磁界に影響を与えてフィルタのQ値が低下し通過帯域の損失が大きくなってしまわないように、共振器電極3a,3dによる磁束が通過できる距離があればよく、共振器電極3a,3dと接地電極2aとの間の距離より大きいことが好ましい。 The distance between the internal ground electrode 2b and the resonator electrodes 3a and 3d is such that the Q value of the filter does not decrease and the loss of the passband does not increase by affecting the magnetic field generated by the resonator electrodes 3a and 3d. The distance between the resonator electrodes 3a, 3d and the ground electrode 2a is preferably larger than the distance between the resonator electrodes 3a, 3d and the ground electrode 2a.
結合電極4は、インターデジタル型に配置された共振器電極3a〜3dの中で、間に1つ以上の共振器電極3bを介した、1つの共振器電極3aと短絡端が同じ側である他の共振器電極3dとの間の弱い結合を強めるために設けるものであり、例えば図4に示す例において、隣接する初段の共振器電極3aと第2段の共振器電極3bとの結合や第2段の共振器電極3bと第3段の共振器電極3cとの結合が増えると、共振器電極3a〜3dと接地電極2a・2aとで形成される基本的なフィルタの中心周波数がずれるなど通過帯域内のフィルタ特性が変わることととなり、結合電極4を加えることによる減衰特性の設計が複雑になってしまう。また、結合電極4において初段の共振器電極3aに対向する部分(一端部)と第3段の共振器電極3cに対向する部分(他端部)とを接続する部分(接続部)の線幅が大きいと、結合電極4自身が接地電極のように機能することから、共振器電極3a〜3dによる磁界に影響を与えることにより、フィルタのQ値が低下して通過帯域の損失が大きくなってしまう。そのため、接続部は、第2段の共振器電極3bと対向する面積を小さくして結合をできるだけ小さくするために、第2段の共振器電極3bと直交するように設け、幅は、インダクタンスが大きくなり過ぎない程度に小さくし、具体的には0.1mm程度にするのが好ましい。また、図2に示す例のように、この接続部をさらに1層以上の誘電体層1aを挟んで第2段の共振器電極3bから離れた位置に形成して、貫通導体により一端部および他端部に接続して結合電極4を形成してもよい。このようにすることで、接続部と第2段の共振器電極3bとの距離が大きくなり、これらの間の不要な結合を小さくすることができる。
The
結合電極4と共振器電極3a,3cとの間の誘電体層1aの層数により結合電極4と共振器電極3a,3cとの間の距離を変更したり、結合電極4のパターン幅や長さ等のパターン形状や平面視での位置により結合電極4と共振器電極3a,3cとが重なる面積を変更したりすることで、結合電極4と共振器電極3a,3cとの間の電磁界結合度の強弱を調整でき、減衰極が生じる周波数を任意に設定できる。共振器電極3a,3cとの間で十分な結合が得られ、フィルタ装置を作製する際の位置ずれにより結合すべき2つの共振器電極3a,3c以外の共振器電極3b,3dとの結合が発生してしまうことがないように、結合電極4の一端部および他端部は、共振器電極3a,3cの形状に沿った帯状で、共振器電極3a,3cより幅の小さい形状とするのがよい。
Depending on the number of dielectric layers 1a between the
結合電極4の形状は、初段の共振器電極3aと第3段の共振器電極3cとの間の磁界による結合を強めるためには、図1〜図7に示す例のように、結合電極4の一端部および他端部それぞれの共振器電極3a,3cの短絡端との接続部とは反対側の端部同士を接続したコの字型(U字型)とするのがよい。
The
また、図3および図7に示す例のように、結合電極4は複数個設けてもよい。例えば、図3および図7に示す例では、初段の共振器電極3aと第3段の共振器電極3cとを結合する結合電極4と、第2段の共振器電極3bと最終段の共振器電極3dとを結合する結合電極4の2つを設けている。このように、特に、4つ以上の偶数個の共振器電極3a〜3dを有する場合は、一端部が初段の共振器電極3aに結合するものと、最終段の共振器電極3dに結合するものとの2つの結合電極4・4を対称に配置して同程度の結合が得られるようにすると、入力側と出力側とで反射特性のバランスがよくなるので好ましい。
Further, as in the example shown in FIGS. 3 and 7, a plurality of
また、共振器電極3a〜3dが奇数個である場合は、初段の共振器電極3aと最終段の共振器電極3dとの結合がもっとも小さいので、これらを結合するような結合電極4とするのが好ましい。このとき、例えば共振器電極3a〜3dが5個の場合は、初段の共振器電極3a、第3段の共振器電極3cおよび最終段の共振器電極3dの3つを結合するような結合電極4としても構わないが、初段の共振器電極3aと最終段の共振器電極3dとを結合していれば、その間の共振器電極3cと結合することによる効果はほとんど現れないので、初段の共振器電極3aと最終段の共振器電極3dとを結合するような結合電極4とすればよい。また、初段の共振器電極3aと最終段の共振器電極3dとを結合することにより入力側と出力側とで反射特性のバランスがよくなるので、この1つの結合電極4だけで構わない。
When the number of resonator electrodes 3a to 3d is an odd number, the coupling between the first-stage resonator electrode 3a and the last-stage resonator electrode 3d is the smallest, so that the
また、本発明のフィルタ装置は、上記構成において、図2〜図7に示す例のように、結合電極4は、一端と他端との間で分岐した、接地電極2a・2aまたは内部接地電極2bと対向する接地電極対向部4aを有することが好ましい。これによれば、接地電極対向部4aと接地電極2a・2aまたは内部接地電極2bとの結合が大きくなり、結合電極4のインピーダンスが低くなるので、結合電極4による結合電極4と対向する複数の共振器電極3a・3c間の(誘電性の)結合を強めることができ、高域側の減衰極をフィルタの通過帯域に近づける(低周波側にシフトさせる)ことができる。このことより、通過帯域の高周波側の減衰がより急峻なものとなり、通過帯域の高周波側における減衰特性がより優れたフィルタ装置とすることができる。
Further, in the filter device of the present invention, in the configuration described above, as in the example shown in FIGS. 2 to 7, the
接地電極対向部4aは、図2、図3および図6に示す例のように、結合電極4の一端部や他端部が形成された誘電体層1a・1a間より接地電極2aに近い誘電体層1a・1a間に配置して貫通導体で接続してもよいし、図4や図7に示す例のように、内部接地電極2bがある場合は、結合電極4が配置された誘電体層1a・1a間に配置して接続してもよい。前者の場合は、結合電極4と接地電極2aとの間の少なくとも1層の誘電体層1aの厚みを調整することにより、容易に結合電極4と接地電極2aとの間の結合量を調整し、高域側の減衰極が発現する位置(周波数)を調整することができる。このとき、図2、図3および図6に示す例のように、結合電極4の一端部から接地電極2aの方へ延びる貫通導体により引き出して、結合電極4が配置された誘電体層1a・1a間とは異なる誘電体層1a・1a間に接地電極対向部4aを設ける場合は、接地電極対向部4aが、平面視で初段の共振器電極3aより内側へ出ないようにするのがよい。接地電極対向部4aと初段の共振器電極3aとの間には結合電極4の一端部が存在することから、接地電極対向部4aと初段の共振器電極3aとの結合は小さいものとなるので、平面視で初段の共振器電極3aおよび最終段の共振器電極3dより外側にはみ出すようにして、面積の大きい接地電極対向部4aを設けるのが好ましい。結合電極4の一部である接地電極対向部4aと共振器電極3a〜3dとの結合をより小さくするには、接地電極対向部4aは結合電極4の一端部(または他端部)に沿った帯状で、結合電極4の一端部(または他端部)より幅や長さの小さい形状で、平面視したときに一端部からはみ出さないようにするのが好ましい。また接地電極対向部4aと結合電極4の一端部との電気的接続は、分岐して誘電体層1a・1a間に延在させてから貫通導体で接続するようにしてもよいが、この場合の接地電極対向部4aも、共振器電極3a〜3dとの結合が小さくなるように、平面視で共振器電極3a〜3dと重ならないような形状および配置するのがよい。また、後者の場合は、例えばセラミックグリーンシート上に導体ペーストを印刷することにより結合電極4を形成する際に、接地電極対向部4aも同時に形成することが可能となる。図5に示す例のように、接地電極対向部4aの配置および接続は、前者と後者の両方を備えるものであってもよい。いずれの場合においても、結合電極4から分岐して接地電極対向部4aに至るまでの部分(結合電極4の一端部と接地電極対向部4aとの接続部)の長さは、不要なインダクタンスを減らすために短い方が好ましい。
As shown in FIGS. 2, 3 and 6, the ground electrode facing portion 4a is a dielectric closer to the ground electrode 2a than between the dielectric layers 1a and 1a where the one end and the other end of the
図8(a)は、図4に示す例の共振器電極3a〜3dおよび内部接地電極2bが形成された誘電体層1aを上面視した平面図であり、共振器電極3a〜3dとその下の誘電体層1a上に形成された結合電極4(破線で示す)との重なりの例を示している。図8(b)〜(f)は、(a)と同様の平面図であり、接地電極対向部4aの異なる形状の例を示す。上述したように結合電極4は他の共振器電極3b,3cと重ならない方がよいので、図8(a),(b),(c)に示す例の方が好ましい。結合電極4の一端部と接地電極対向部4aとの接続部の長さを短くするには、図8(a)に示す例がより好ましい。そして、接地電極対向部4aと結合電極4との接続部は、結合電極4の一端部と他端部との接続部と同様に、その幅をインダクタンスが大きくなり過ぎない程度に小さく、具体的には0.1mm程度にするのが好ましい。
FIG. 8A is a plan view of the dielectric layer 1a on which the resonator electrodes 3a to 3d and the internal ground electrode 2b in the example shown in FIG. 4 are viewed from above, and the resonator electrodes 3a to 3d and the bottom thereof. The example of the overlap with the coupling electrode 4 (shown by a broken line) formed on the dielectric layer 1a is shown. FIGS. 8B to 8F are plan views similar to FIG. 8A and show examples of different shapes of the ground electrode facing portion 4a. As described above, since the
また、本発明のフィルタ装置は、上記構成において、図6および図7に示す例のように、接地電極2aと共振器電極3a,3b,3c,3dとの間において誘電体層1aを挟んで接地電極2aと対向するとともに、複数の共振器電3a,3b,3c,3dの開放端にそれぞれ電気的に接続された複数の容量電極7を有することが好ましい。これにより、容量電極7と接地電極2aとの距離は共振器電極3a,3b,3c,3dと接地電極2aとの距離より短く、これにより共振器電極3a,3b,3c,3dと接地電極2aとの間の結合がより強くなり、共振器電極3a,3b,3c,3dと接地電極2aとのC結合(容量結合)が強化されるので、各共振器電極3a,3b,3c,3dの長さを短縮することができ、より小型なフィルタ装置を提供することができる。
Further, in the filter device of the present invention, the dielectric layer 1a is sandwiched between the ground electrode 2a and the resonator electrodes 3a, 3b, 3c, 3d in the above configuration as in the examples shown in FIGS. It is preferable to have a plurality of
また、本発明のフィルタ装置は、上記構成において、図7に示す例のように、容量電極7の一部が誘電体層1aを挟んで内部接地電極2bと対向するように配置されていることが好ましい。図9は図7に示すフィルタ装置のA−A断面の一例を示す断面図である。内部接地電極2bは、共振器電極3a〜3dが形成された誘電体層1a・1a間と同じ誘電体層1a・1a間に形成されており、容量電極7を内部接地電極2bと結合するように対向させると、容量電極7を接地電極2aのみと結合するように対向させた場合(図9に破線で示した容量電極7aの場合)と比較して、共振器電極3a〜3dと容量電極7との電気的接続を行なう貫通導体等の配線長を短くすることができるので、この配線による不要なインダクタンスを減らすことができ、インダクタンスによる副次的な共振のない優れたフィルタ特性を有するフィルタ装置とすることができる。また、共振器電極3a〜3dと容量電極7との電気的接続を行なう貫通導体等の配線長が同じ場合であっても、容量電極7と内部接地電極2bとの間の静電容量が加わるので、共振器電極3a〜3dの開放端と接地電位との間の静電容量がさらに増加し、共振器電極3a〜3dの長さを短縮することができるので、より小型のバンドパスフィルタとしてのフィルタ装置を得ることができる。
Further, the filter device of the present invention is arranged in such a configuration that a part of the
容量電極7と共振器電極3a〜3dとは、貫通導体で電気的に接続される。容量電極7と共振器電極3a〜3dとが平面視で重なると、その重なった面積分だけ共振器電極3a〜3dと接地電極2aとの結合が小さくなってしまい、また、例えば共振器電極3aに接続された容量電極7と他の共振器電極3b〜3dとが平面視で重なると、初段の共振器電極3aと他の共振器電極3b〜3dとの結合量が変わってしまうので、図6および図7に示す例のように、容量電極7を長方形や楕円形のような細長い形状とし、共振器電極3a〜3dの開放端と容量電極7の一方端とを接続し、容量電極7の他方端を共振器電極3a〜3dの開放端を延長する方向に向けるとよい。
容量電極7は、図6および図7に示す例では、共振器電極3a〜3dに対して誘電体層1aを挟んで下方にそれぞれ1つずつ設けられているが、共振器電極3a〜3dの上下に設けてもよいし、共振器電極3a〜3dの上方にそれぞれ1つずつあるいは上方または下方のいずれかにそれぞれ1つずつ設けてもよい。
In the example shown in FIG. 6 and FIG. 7, the
入力端子電極5および出力端子電極6は、図1、図2および図4〜図6に示す例のように、貫通導体等の配線導体により電気的に接続してもよいが、誘電体層1aを挟んで共振器電極3a,3dと対向するように配置し、それぞれ共振器電極3a,3dと電磁界結合するようにしてもよい。この場合、図3および図7に示す例のように、入力端子電極5は、初段の共振器電極3aに沿った形状で、誘電体層1aを挟んで初段の共振器電極3aと対向するように配置されて初段の共振器電極3aと電磁界結合する内部入力端子電極5bと、積層体1の外表面に形成され、内部入力端子電極5bに初段の共振器電極3aの開放端側で接続された外部入力端子電極5aとを具備し、出力端子電極6は、最終段の共振器電極3dに沿った形状で、誘電体層1aを挟んで共振器電極3の最終段3dと対向するように配置されて最終段の共振器電極3dと電磁界結合する内部出力端子電極6bと、積層体1の外表面に形成され、内部出力端子電極6bに最終段の共振器電極3dの開放端側で接続された外部出力端子電極6aとを具備しているのが好ましい。このような構成により、入力端子電極5と初段の共振器電極3aとの間および出力端子電極6と最終段の共振器電極3dとの間において、磁界による結合と電界による結合とが加算されて強い結合が生じるので、従来の1/4波長共振器を利用したフィルタで実現可能だった帯域より広い通過帯域であっても、それぞれの共振モードの共振周波数の間に位置する周波数における挿入損失が大きく増加することのない、広い通過帯域の全域に渡って平坦で低損失な通過特性を有するフィルタ装置を提供することができる。この結果、広い通過帯域を有し急峻な減衰特性を有する、例えばUWB用途のバンドパスフィルタに適したフィルタ装置となる。
The
内部入力端子電極5bと外部入力端子電極5aとの接続、および内部出力端子電極6bと外部出力端子電極6aとの接続は、図3および図7に示す例のように、誘電体層1aを貫通する貫通導体で行なえばよい。また、内部入力端子電極5b,外部入力端子電極5a,内部出力端子電極6bおよび外部出力端子電極6aをそれぞれ誘電体層1aの端部まで延ばして、端面導体で接続することもできる。共振器電極3a〜3dと接地電極2a・2aとの接続を端面導体で行なう場合は、端面導体の形成が導体ペーストの印刷等により他の電極と同時に行なえるので、製造上で都合がよい。 The connection between the internal input terminal electrode 5b and the external input terminal electrode 5a and the connection between the internal output terminal electrode 6b and the external output terminal electrode 6a pass through the dielectric layer 1a as in the examples shown in FIGS. What is necessary is just to carry out by the penetration conductor which does. Further, the internal input terminal electrode 5b, the external input terminal electrode 5a, the internal output terminal electrode 6b, and the external output terminal electrode 6a can be extended to the end portions of the dielectric layer 1a and connected by end face conductors. When the connection between the resonator electrodes 3a to 3d and the ground electrodes 2a and 2a is performed by an end face conductor, the end face conductor can be formed simultaneously with other electrodes by printing a conductor paste or the like, which is advantageous in manufacturing.
図10は図1と同様の分解斜視図であり、図10において、8は減衰共振器電極である。本発明のフィルタ装置は、図10に示す例のように、上記各構成において、共振器電極3a・3b,3b・3c,3c・3d間以外の積層体1内において共振器電極3a〜3dの1つと電磁界結合するように配置され、一方端が短絡端で他方端が開放端である、少なくとも1つの減衰共振器電極8を有することが好ましい。減衰共振器電極8により共振器電極3a〜3dによる減衰極と通過帯域との間に反作用共振器(ノッチフィルタ)として機能する減衰極を形成することができるので、所望の通過帯域を有し、かつ特定の周波数における不要信号を除去した、より急峻な減衰特性を有するフィルタ装置とすることができる。
FIG. 10 is an exploded perspective view similar to FIG. 1. In FIG. 10, 8 is a damped resonator electrode. In the filter device of the present invention, as shown in the example shown in FIG. 10, in each of the above configurations, the resonator electrodes 3 a to 3 d are disposed in the
減衰共振器電極8は、共振器電極3a〜3d間以外の積層体1内、例えば図10に示すように、共振器電極3a〜3dが形成された誘電体層1a・1a間とは異なる誘電体層1a・1a間において共振器電極3a〜3dの1つと電磁界結合するように配置され、一方端が接地電極2a・2aに接続された短絡端で、他方端が他とは接続されていない開放端である。減衰共振器電極8と接地電極2a・2aとの接続は、図10に示す例のように、減衰共振器電極8の短絡端を誘電体層1aの端部まで延ばし、誘電体層1aの端面(積層体1の側面)に形成した端面導体(図示せず。)により接続してもよいし、貫通導体により接続してもよい。
The
減衰共振器電極8は共振器電極3a〜3dの1つと電磁界結合するが、その結合量の調整により所望の減衰特性を得ることができる。例えば、所望の結合量が得られていない場合は、通過帯域の外側でカットオフ周波数の極めて近傍の帯域で急峻な減衰特性を得られても、減衰共振器電極8による減衰極の高域側(減衰極間)で減衰特性の跳ね上がりが生じるのに対し、所望の結合量が得られている場合は、このような減衰特性の跳ね上がりは生じず、急峻で跳ね上がりのない減衰特性を得ることができる。
The
減衰共振器電極8の数は、共振器電極3の形成領域の中心に対して点対称となるようにペア(一対)で設置するのが好ましい。このようにすると、フィルタ装置を作製する際に位置ずれが発生して、減衰共振器電極8と共振器電極3との結合が一方が強まる方向に変化した場合であっても、他方は弱まる方向に変化するため、全体の結合量は大きく変化しないので、設計値とのずれの小さいものを作るのが容易となる。
The number of the damped
また、本発明のフィルタ装置は、上記構成において、減衰共振器電極8は開放端が複数に分岐した形状であり、短絡端から分岐した開放端の各先端までの長さがそれぞれ異なることが好ましい。このことから、減衰共振器電極8の短絡端から分岐した開放端の各先端までの電気長に応じた複数の減衰極を形成することができるので、短絡端から分岐した開放端の各先端までの長さを調整して複数の減衰極の位置を調整することにより、容易により急峻な減衰特性を有するフィルタ装置とすることができる。
In the filter device according to the present invention, the
減衰共振器電極8の形状は、共振器電極3a〜3dとの結合量に応じてその形状を調整すればよいが、全体としては共振器電極3a〜3dに沿った帯状のもので開放端が複数に分岐しているものが好ましい。
The shape of the damped
減衰共振器電極8の開放端の形状は、複数に分岐し、短絡端から分岐した開放端の各先端までの長さがそれぞれ異なるものであれば特に制限はなく、分岐点から先端までが曲線状(この例ではいわゆる曲線的なY字状)でもよく、短絡端から開放端までの本体部も同様に曲線状でもよい。また、分岐の数も2つだけでなく、3つに分岐してもよいし、あるいはそれ以上の数に分岐していてもよい。短絡端から分岐した開放端の各先端までの長さや分岐の数は、求められるフィルタ特性により必要な減衰極の周波数や減衰極の数に応じて設定すればよい。
The shape of the open end of the damped
共振器電極3a〜3dに対する、結合電極4、入力端子電極5、出力端子電極6、容量電極7、および減衰共振器電極8の平面視の配置やそれぞれとの距離(間に介在する誘電体層1aの厚みまたは層数)は、特に制限はなく、所望の減衰特性となるように各電極と共振器電極3a〜3dとの結合を調整するように設定すればよい。
Planar arrangement of the
誘電体層1aとしては、例えば、アルミナ,ムライト,窒化アルミニウム,BaO−TiO2系,CaO−TiO2系,MgO−TiO2系およびガラスセラミックス等のセラミック材料、あるいは四ふっ化エチレン樹脂(ポリテトラフルオロエチレン;PTFE),四ふっ化エチレン−エチレン共重合樹脂(テトラフルオロエチレン−エチレン共重合樹脂;ETFE),四ふっ化エチレン−パーフルオロアルコキシエチレン共重合樹脂(テトラフルオロエチレン−パーフルテロアルキルビニルエーテル共重合樹脂;PFA)等のフッ素樹脂やガラスエポキシ樹脂,ポリイミド等の有機樹脂材料が用いられる。これらの材料による誘電体層1aの形状や寸法(厚みや幅,長さ)は、使用される周波数や用途等に応じて設定される。セラミック材料の場合は、より高周波の信号を伝送することが可能な、Au,Ag,Cu等の低抵抗金属からなる導体材料と同時焼成が可能な低温焼成セラミックスが好ましい。 As the dielectric layer 1a, for example, alumina, mullite, aluminum nitride, BaO—TiO 2 series, CaO—TiO 2 series, MgO—TiO 2 series, ceramic materials such as glass ceramics, or tetrafluoroethylene resin (polytetra PTFE), tetrafluoroethylene-ethylene copolymer resin (tetrafluoroethylene-ethylene copolymer resin; ETFE), tetrafluoroethylene-perfluoroalkoxyethylene copolymer resin (tetrafluoroethylene-perfluteroalkyl vinyl ether) Fluorine resin such as copolymer resin (PFA), glass epoxy resin, and organic resin material such as polyimide are used. The shape and dimensions (thickness, width, length) of the dielectric layer 1a made of these materials are set according to the frequency used, the application, and the like. In the case of a ceramic material, low-temperature fired ceramics that can be fired simultaneously with a conductor material made of a low-resistance metal such as Au, Ag, or Cu that can transmit a higher frequency signal is preferable.
接地電極2a,内部接地電極2b,共振器電極3a〜3d,結合電極4,入力端子電極5,出力端子電極6,容量電極7,減衰共振器電極8は、誘電体層1aがセラミック材料からなる場合は、W,Mo,Mo−Mn,Au,Ag,Cu等の金属を主成分とするメタライズ層により形成される。また、誘電体層1aが樹脂系材料からなる場合は、厚膜印刷法,各種の薄膜形成方法,めっき法あるいは箔転写法等により形成した金属層や、このような金属層上にめっき層を形成したもの、例えばCu層,Cr−Cu合金層,Cr−Cu合金層上にNiめっき層およびAuめっき層を被着させたもの,TaN層上にNi−Cr合金層およびAuめっき層を被着させたもの,Ti層上にPt層およびAuめっき層を被着させたもの,Ni−Cr合金層上にPt層およびAuめっき層を被着させたもの等が挙げられる。その厚みや幅は、伝送される高周波信号の周波数や用途等に応じて設定される。
In the ground electrode 2a, the internal ground electrode 2b, the resonator electrodes 3a to 3d, the
誘電体層1a,接地電極2a,内部接地電極2b,共振器電極3a〜3d,結合電極4,接地電極対向部4a,入力端子電極5,出力端子電極6,容量電極7,減衰共振器電極8の形成は、従来周知の方法を用いればよい。例えば誘電体層1aがガラスセラミックスから成る場合であれば、まずそれら誘電体層1aとなるガラスセラミックスのグリーンシートを準備し、グリーンシート上にスクリーン印刷法によりAg等の導体ペーストを所定形状で印刷塗布して接地電極2a,内部接地電極2b,共振器電極3a〜3d,結合電極4,接地電極対向部4a,入力端子電極5,出力端子電極6,容量電極7,減衰共振器電極8の各電極パターンを形成する。次に、これらの電極パターンが形成されたグリーンシートを重ねて圧着するなどして積層体を作製し、この積層体を850〜1000℃で焼成することにより形成する。その後、外表面に露出している導体層上には、NiめっきおよびAuめっき等のめっき皮膜を形成する。誘電体層1aが有機樹脂材料から成る場合であれば、例えば有機樹脂シート上に接地電極2a,内部接地電極2b,共振器電極3a〜3d,結合電極4,接地電極対向部4a,入力端子電極5,出力端子電極6,容量電極7,減衰共振器電極8の各電極パターン形状に加工したCu箔を転写し、Cu箔が転写された有機樹脂シートを積層して接着剤で接着することにより形成する。
Dielectric layer 1a, ground electrode 2a, internal ground electrode 2b, resonator electrodes 3a to 3d,
接地電極2aと共振器電極3a〜3dの短絡端とを接続する接続導体は、それらの間に位置する誘電体層1a内に形成された貫通導体または誘電体層1aの端面に形成された端面導体の形態で形成することにより、積層されたそれら誘電体層1aの内部に形成するフィルタ装置の設計自由度が向上するとともに、より小型で高性能なフィルタ装置とすることができる。 The connection conductor connecting the ground electrode 2a and the short-circuit ends of the resonator electrodes 3a to 3d is a through conductor formed in the dielectric layer 1a located between them or an end face formed on the end face of the dielectric layer 1a. By forming in the form of a conductor, the degree of freedom in designing the filter device formed inside the laminated dielectric layers 1a is improved, and a more compact and high-performance filter device can be obtained.
このような接続導体となる貫通導体や側面導体は、誘電体層1aがガラスセラミックス等のセラミックスから成る場合には、貫通導体は、例えば前述の製造方法において接地電極2a,内部接地電極2b,共振器電極3a〜3d,結合電極4,接地電極対向部4a,入力端子電極5,出力端子電極6,容量電極7,減衰共振器電極8の各電極パターンを形成する前に、グリーンシートに金型加工やレーザー加工によりあらかじめ形成しておいた貫通孔内に同様の導体ペーストを印刷法等により充填することで形成することができ、端面導体は、例えば共振器電極3a〜3dの電極パターンの短絡端を端面に露出させたグリーンシート積層体を形成した後、同様の導体ペーストをグリーンシート積層体の側面に印刷することにより形成することができる。また、端面導体は、グリーンシートに共振器電極3a〜3dの列の幅程度の貫通孔を形成しておき、共振器電極3a〜3dの電極パターンの短絡端をこの貫通孔に接するように形成した後、グリーンシートの積層前または積層後に導体ペーストを貫通孔の内面に印刷し、または貫通穴に充填して、貫通孔の部分で切断することによっても形成することができる。誘電体層1aが樹脂系材料から成る場合も同様に、グリーンシートに代えて有機樹脂シートを用い、導体ペーストの印刷やめっきにより貫通孔内に貫通導体を形成したり、薄膜法等により側面導体を形成したりすればよい。共振器電極3a〜3dの電極パターンの短絡端を積層体の側面に露出させるには、共振器電極3a〜3dの電極パターンの短絡端がグリーンシート(あるいは有機樹脂シート)の端部に位置するように形成したり、共振器電極3a〜3dの電極パターンを形成したグリーンシート(有機樹脂シート)を積層した後に、共振器電極3a〜3dの電極パターンの短絡端が側面に露出するように積層体を切断したりすればよい。
When the dielectric layer 1a is made of ceramics such as glass ceramics, the through conductors and the side conductors serving as the connection conductors are, for example, the ground electrode 2a, the internal ground electrode 2b, the resonance in the manufacturing method described above. Before forming the electrode patterns of the resonator electrodes 3a to 3d, the
具体的には、UWBのローバンド規格に用いられるような、通過帯域の中心周波数が3.9GHzのバンドパスフィルタとしてのフィルタ装置は、図7に示すような形態であれば、例えば誘電体層1aとして比誘電率が9.4のガラスセラミックスを用い、接地電極2a,内部接地電極2b,共振器電極3a〜3d,結合電極4,入力端子電極5,出力端子電極6,容量電極7および貫通導体にAgメタライズを用いることにより得られる。比誘電率が9.4のガラスセラミックスは、例えば、ガラス成分としてPbO,B2O3,SiO2,Al2O3,ZnOおよびアルカリ土類金属酸化物を主成分とする結晶化ガラスが50質量%とフィラー成分としてアルミナが50質量%とからなるものを用いればよい。
Specifically, a filter device as a bandpass filter having a passband center frequency of 3.9 GHz, which is used in the UWB low-band standard, has the form shown in FIG. 7, for example, as the dielectric layer 1a. Glass ceramics with a relative dielectric constant of 9.4 is used, and the ground electrode 2a, internal ground electrode 2b, resonator electrodes 3a to 3d,
このとき、誘電体層1aは、厚みを上から順に、400μm,75μm,75μm,350μmとする。接地電極2a・2aは、寸法を3.35mm×5.0mmとし、内部接地電極2bは外寸を3.35mm×5.0mmで内寸(開口の寸法)を2.945mm×3.5mmとする。この開口内に寸法が0.4mm×3.35mmの共振器電極3a,3b,3c,3dを0.155mm,0.135mm,0.155mmの間隔で横並びに整列し、各短絡端を内部接地電極2bに接続して、各開放端と内部接地電極2bとの間隔を0.15mm、共振器電極3aおよび3dと内部接地電極2bとの間隔を0.45mmとなるように配置する。内部接地電極2bと積層体1の上下面の接地電極2a・2aとは、外周部に配列した直径0.1mmの貫通導体で接続する。入力端子電極5は、0.3mm×3.35mmの内部入力端子電極5bを初段の共振器電極3aの開放端側と平面視で0.3mm×3.35mmの範囲で重なるように配置し、0.2mm×0.2mmの外部入力端子電極5aと直径0.1mmの貫通導体で接続する。出力端子電極6も同様に、0.3mm×3.35mmの内部出力端子電極6bを最終段の共振器電極3dの開放端側と平面視で0.3mm×3.35mm重なるように配置し、0.2mm×0.2mmの外部出力端子電極6aと直径0.1mmの貫通導体で接続する。
At this time, the dielectric layer 1a has a thickness of 400 μm, 75 μm, 75 μm, and 350 μm in order from the top. The ground electrodes 2a and 2a have dimensions of 3.35 mm × 5.0 mm, and the internal ground electrode 2b has outer dimensions of 3.35 mm × 5.0 mm and inner dimensions (opening dimensions) of 2.945 mm × 3.5 mm. In this opening, resonator electrodes 3a, 3b, 3c, 3d having dimensions of 0.4 mm × 3.35 mm are aligned side by side at intervals of 0.155 mm, 0.135 mm, 0.155 mm, and each short-circuited end is connected to the internal ground electrode 2b. The distance between each open end and the internal ground electrode 2b is 0.15 mm, and the distance between the resonator electrodes 3a and 3d and the internal ground electrode 2b is 0.45 mm. The internal ground electrode 2b and the ground electrodes 2a and 2a on the upper and lower surfaces of the
結合電極4は、2つの0.1mm×1.15mmの対向部(一端部および他端部)の一方の端部を0.99mm×0.1mmの接続部で接続したコの字形とする。2つの結合電極4,4のうちの一方の結合電極4を、2つの対向部がそれぞれ初段の共振器電極3aおよび第3段の共振器電極3cの短絡端側と平面視で0.1mm×1.05mmの範囲で重なり、接続部を初段の共振器電極3aおよび第3段の共振器電極3cの開放端側にして配置し、対向部の他方端部が内部接地電極2bと重なる0.1mm×0.1mmの部分の中心で直径0.1mmの貫通導体により内部接地電極2bに接続する。また、他方の結合電極4を、2つの対向部がそれぞれ第2段の共振器電極3bおよび最終段の共振器電極3dの短絡端側と平面視で0.1mm×1.05mmの範囲で重なり、接続部を第2段の共振器電極3bおよび最終段の共振器電極3dの開放端側にして配置し、対向部の他方端部が内部接地電極2bと重なる0.1mm×0.1mmの部分の中心で直径0.1mmの貫通導体により内部接地電極2bに接続する。
The
2つの0.15mm×0.6mmの接地電極対向部4a,4aを、それぞれ共振器電極3aの外側および共振器電極3dの外側に、一方および他方の結合電極4,4からそれぞれ0.625mm離間させて、かつ一方および他方の結合電極4,4の対向部とそれぞれ一方端を揃えて平行に配置して内部接地電極2bと重なるようにし、それぞれの他方端を0.625mm×0.1mmの接続部で一方および他方の結合電極4,4の対向部と接続する。
Two 0.15 mm × 0.6 mm ground electrode facing portions 4a and 4a are respectively spaced outside the resonator electrode 3a and the outside of the resonator electrode 3d by 0.625 mm from the one and the
容量電極7は0.2mm×0.4mmおよび0.4mm×0.6mmの2つの矩形を接続した凸型で、内部接地電極2bと0.4mm×0.6mmの範囲で重なり、共振器電極3a,3b,3c,3dの開放端部と平面視で0.2mm×0.25mmの範囲で重なるように配置し、重なる部分の中心で直径0.1mmの貫通導体により接続する。
The
このような例の本発明のフィルタ装置(実施例1)のフィルタ特性は、図12の線図に実線の特性曲線で示すようなものとなる。また、このような実施例1のフィルタ特性に対して、接地電極対向部4a,4aのみを有さない本発明のフィルタ装置(実施例2)において得られるフィルタ特性は、図12の線図に破線の特性曲線で、また図11の線図に実線で示すようなものとなる。さらに、実施例2のフィルタ装置に対して、結合電極4のみを有さないフィルタ装置(比較例)のフィルタ特性は、図11の線図に破線の特性曲線で示すようなものとなる。図11および図12に示す線図において、縦軸は挿入損失(単位:dB)を、横軸は周波数(単位:GHz)を示す。
The filter characteristics of the filter device (Example 1) of the present invention in such an example are as shown by a solid characteristic curve in the diagram of FIG. Further, with respect to the filter characteristics of the first embodiment, the filter characteristics obtained in the filter device (second embodiment) of the present invention that does not have only the ground electrode facing portions 4a and 4a are shown in the diagram of FIG. The characteristic curve is shown by a broken line, and as shown by the solid line in the diagram of FIG. Furthermore, the filter characteristics of the filter apparatus (comparative example) that does not have only the
図11に示すフィルタ特性から、実施例2の本発明のフィルタ装置のフィルタ特性は、フィルタの通過帯域の高域側に減衰極が形成され、通過帯域より高周波側の減衰量が大きい減衰特性を有することがわかる。そして、図13に示すようなクランク型の結合電極14を有する従来のフィルタ装置において、実施例2と同様の4段の共振器電極とするとともに、隣接する共振器電極ではなく最も離れた初段の共振器電極3aの短絡端と第4段の共振器電極とを結合した場合と同等の減衰特性である。
From the filter characteristics shown in FIG. 11, the filter characteristics of the filter device according to the second embodiment are such that an attenuation pole is formed on the high frequency side of the pass band of the filter and the attenuation on the high frequency side is larger than that of the pass band. You can see that Then, in the conventional filter device having the crank-
図12に示すフィルタ特性から、実施例1の本発明のフィルタ装置のフィルタ特性は、実施例2のフィルタ装置のフィルタ特性と比較して、高域側の減衰極をフィルタの通過帯域に近づいている(低周波側にシフトしている)。このことより、通過帯域の高周波側の減衰がより急峻なものとなり、通過帯域の高周波側における減衰特性がより優れたフィルタ装置であることがわかる。 From the filter characteristics shown in FIG. 12, the filter characteristics of the filter device of the present invention according to the first embodiment are similar to the filter characteristics of the filter device according to the second embodiment. Yes (shifted to the low frequency side). This indicates that the attenuation on the high frequency side of the pass band becomes steeper and the filter device has a more excellent attenuation characteristic on the high frequency side of the pass band.
以上のことから、本発明のフィルタ装置は、一端が1つの共振器電極3aの短絡端部と対向するとともに対向する共振器電極3aの短絡端に電気的に接続され、他端が1つの共振器電極3aと短絡端が同じ側である他の共振器電極3cの短絡端部と対向するとともに対向する共振器電極3cの短絡端に電気的に接続された結合電極を有することから、横並びの共振器電極3a・3b,3b・3c,3c・3d間の(容量性の)結合により伝達される信号と、結合電極4による結合電極4と対向する複数の共振器電極3a,3c間の(誘電性の)結合により伝達される信号との間に180°の位相差が生じて互いに打ち消し合うので、フィルタの通過帯域の高域側に減衰極が形成され、通過帯域の高域側の減衰量が増大した優れた減衰特性を有するものであることがわかる。そして、結合電極4が、一端と他端との間で分岐した接地電極2a・2aまたは内部接地電極2bと対向する接地電極対向部4aを有するときには、接地電極対向部4aと接地電極2a・2aまたは内部接地電極2bとの結合が大きくなり、結合電極4のインピーダンスが低くなるので、結合電極4による結合電極4と対向する複数の共振器電極3a,3c間の(誘電性の)結合を強めることができ、高域側の減衰極をフィルタの通過帯域に近づける(低周波側にシフトさせる)ことができる。このことより、通過帯域の高周波側の減衰がより急峻なものとなり、通過帯域の高周波側における減衰特性がより優れたものであることがわかる。
From the above, the filter device of the present invention has one end opposed to the short-circuited end of one resonator electrode 3a and is electrically connected to the short-circuited end of the opposed resonator electrode 3a, and the other end is one resonance. Since the short-circuited end of the other resonator electrode 3c having the short-circuited end on the same side as the resonator electrode 3a has a coupling electrode electrically connected to the short-circuited end of the opposed resonator electrode 3c, A signal transmitted by (capacitive) coupling between the resonator electrodes 3a, 3b, 3b, 3c, 3c, 3d and a plurality of resonator electrodes 3a, 3c facing the
なお、従来のフィルタ装置は、比較例に対してさらに容量電極7を有さない構造である。このような従来のフィルタ装置において、本発明のフィルタ装置(および比較例のフィルタ装置)と同様の周波数に減衰極を有するものとするには、共振器電極3a〜3dを長くしなければならず、フィルタ装置の大きさが大きくなってしまうばかりでなく、減衰極よりさらに高周波側に減衰特性の跳ね上がりがあり、無線LANで使用する帯域に対する減衰帯域において十分に減衰していないフィルタ特性となってしまう。
Note that the conventional filter device has a structure that does not have the
1・・・積層体
1a・・・誘電体層
2a・・・接地電極
2b・・・内部接地電極
3a〜3d・・・共振器電極
3a・・・初段の共振器電極
3d・・・最終段の共振器電極
4・・・結合電極
4a・・・接地電極対向部
5・・・入力端子電極
5a・・・外部入力端子電極
5b・・・内部入力端子電極
6・・・出力端子電極
6a・・・外部出力端子電極
6b・・・内部出力端子電極
7・・・容量電極
8・・・減衰共振器電極
DESCRIPTION OF
Claims (8)
該積層体を挟んで対向するように配置された接地電極と、
前記積層体内において互いに電磁界結合するように平面視で短絡端と開放端とが互い違いに横並びに整列された4個以上の複数の共振器電極と、
前記積層体内において前記共振器電極との間に前記誘電体層を挟んで配置され、一端が、初段または最終段の1つの前記共振器電極の短絡端部と対向するとともに対向する前記共振器電極の短絡端に電気的に接続され、他端が、1つの前記共振器電極と前記短絡端が同じ側である初段および最終段以外の他の前記共振器電極の短絡端部と対向するとともに対向する前記共振器電極の短絡端に電気的に接続された結合電極と、
初段の前記共振器電極に接続された入力端子電極と、
最終段の前記共振器電極に接続された出力端子電極とからなるフィルタ装置。 A laminate in which a plurality of dielectric layers are laminated;
A ground electrode disposed so as to face each other with the laminate interposed therebetween;
Four or more resonator electrodes in which the short-circuited ends and the open ends are alternately arranged side by side in a plan view so as to be electromagnetically coupled to each other in the stacked body;
The resonator electrode is disposed with the dielectric layer sandwiched between the resonator electrode and the resonator electrode in the stacked body, and one end of the resonator electrode is opposed to the short-circuited end of the resonator electrode of the first stage or the last stage. face with is connected to the short-circuit end electrically, the other end, one of the resonator electrodes and the short-circuit end is opposed to the short-circuited end portion of the other of said resonator electrodes other than the first stage and the last stage on the same side A coupling electrode electrically connected to a short-circuited end of the resonator electrode;
An input terminal electrode connected to the resonator electrode of the first stage;
A filter device comprising an output terminal electrode connected to the resonator electrode in the final stage.
器電極と対向するように配置されて最終段の前記共振器電極と電磁界結合する内部出力端子電極と、前記積層体の外表面に形成され、前記内部出力端子電極に前記共振器電極の最終段の前記開放端側で接続された外部出力端子電極とを具備していることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれかに記載のフィルタ装置。 The input terminal electrode has a shape along the first-stage resonator electrode, and is disposed so as to face the first-stage resonator electrode with the dielectric layer interposed therebetween, and is electromagnetically coupled to the first-stage resonator electrode. An internal input terminal electrode; and an external input terminal electrode formed on the outer surface of the laminate and connected to the internal input terminal electrode on the open end side of the first-stage resonator electrode, and the output terminal electrode Is arranged in a shape along the resonator electrode in the final stage, and is disposed so as to face the resonator electrode in the final stage with the dielectric layer in between, and is electromagnetically coupled to the resonator electrode in the final stage. An output terminal electrode; and an external output terminal electrode formed on an outer surface of the laminate and connected to the internal output terminal electrode on the open end side of the final stage of the resonator electrode. Any one of claims 1 to 5 Filter device as claimed.
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