TWI517571B - Resonator and bandpass filter - Google Patents

Description

諧振器及帶通濾波器

本發明係關於由電感器與電容器構成之諧振器及具備該諧振器之帶通濾波器。

先前，作為具備複數個諧振器之帶通濾波器，已知有專利文獻1所揭示之帶通濾波器，該濾波器之一例表示於圖9中。對於該濾波器而言，在設置於電介質層101之接地電極109與設置於電介質層102之電容器電極111~113之間分別形成電容器，藉由通孔電極131~136及線路電極116~118而構成複數個電感器電極，並且在自積層方向俯視時，各個電感器電極的環面彼此部分地重疊。藉由上述電感器電極與電容器而構成LC並聯諧振器。又，與線路電極116、118重疊之線路電極117呈蜿蜒線形狀。

將線路電極117設為蜿蜒線形狀，藉此，於有限之專屬面積內，可使線路電極117之線路長度相對地變長，從而能夠將電感設定為所期望之值。然而，已發現如下問題點：若線路電極117為蜿蜒線形狀，則諧振器之Q值不充分。亦即，已知對於蜿蜒線形狀之線路電極117而言，電流會集中於圖5(C)中的附有十字形斜線之部分，其結果，導致Q值降低。

[先前技術文獻]

[專利文獻1]國際公開第2009/41294號

本發明之目的在於提供Q值良好之諧振器、及通帶附近之衰減特性良好之帶通濾波器。

本發明之第1形態即諧振器係由包含分別設置有電極之複數個電介質層之積層體構成，其特徵在於具備：接地電極，設置於任一個電介質層；電容器電極，設置於任一個電介質層；以及電感器電極，將與上述電容器電極連接之連接部作為起點，且將與上述接地電極連接之連接部作為終點，經由設置於與設置有上述電容器電極之電介質層及與設置有上述接地電極之電介質層不同之電介質層的線路電極而形成；上述線路電極在自積層方向俯視時呈環形狀。

本發明之第2形態即帶通濾波器之特徵在於：具備複數個上述諧振器。

對於上述諧振器而言，由於形成電感器電極之線路電極在俯視時呈環形狀，因此，流動之電流不會部分地集中，其結果，Q值提高。又，由於諧振器之Q值提高，因此，帶通濾波器之通帶附近之衰減特性良好。

根據本發明，諧振器之Q值提高，且帶通濾波器之通帶附近之衰減特性提高。

1A、1B‧‧‧帶通濾波器

11‧‧‧輸入電極

12‧‧‧輸出電極

13‧‧‧接地電極

21a~21p‧‧‧電介質層

22、28、30‧‧‧接地電極

32、33、34‧‧‧線路電極

23、24、25、29、31‧‧‧電容器電極

41~46‧‧‧通孔電極

LC1~LC5‧‧‧LC並聯諧振器

Ls1~Ls5‧‧‧電感器

Cs1~Cs5‧‧‧電容器

圖1係表示帶通濾波器之第1實施例之等效電路圖。

圖2係表示帶通濾波器之第2實施例之等效電路圖。

圖3係表示第1實施例即帶通濾波器之積層構造之第1例之分解立體圖。

圖4係表示第1實施例即帶通濾波器之積層構造之第2例之分解立體圖。

圖5(A)、(B)係表示本發明例中之線路電極之重疊狀態之說明圖，(C)係表示先前例中之線路電極之重疊狀態之說明圖。

圖6(A)、(B)、(C)均係表示線路電極之其他形狀之平面圖。

圖7(A)、(B)係一併表示第1實施例即帶通濾波器之衰減特性與比較例之衰減特性之曲線圖。

圖8係表示比較例即帶通濾波器之積層構造之分解立體圖。

圖9係表示先前例即帶通濾波器之積層構造之分解立體圖。

以下參照隨附圖式，對本發明之諧振器及帶通濾波器之實施例進行說明。再者，於各圖中，對相同構件、部分標記共用之符號，且省略重複說明。

(參照帶通濾波器之等效電路、圖1及圖2)

第1實施例即帶通濾波器1A具有圖1所示之等效電路。亦即，該帶通濾波器1A具備3段之LC並聯諧振器LC1、LC2、LC3，各LC並聯諧振器 LC1、LC2、LC3由電感器Ls1與電容器Cs1、電感器Ls2與電容器Cs2、及電感器Ls3與電容器Cs3構成。

LC並聯諧振器LC1的一端連接於輸入電極11，另一端連接於地面。LC並聯諧振器LC3的一端連接於輸出電極12，另一端連接於地面。LC並聯諧振器LC2的一端經由耦合電容器Cm1而與LC並聯諧振器LC1連接，且經由耦合電容器Cm2而與LC並聯諧振器LC3連接，該LC並聯諧振器LC2的另一端連接於地面。又，耦合電容器Cio連接於輸入輸出電極11、12之間。

第2實施例即帶通濾波器1B具有圖2所示之等效電路。該濾波器1B分為5段而連接著LC並聯諧振器LC1~LC5，且基本構成與第1實施例即帶通濾波器1A相同。

(參照帶通濾波器之積層構造、圖3及圖4)

圖3表示第1實施例即帶通濾波器1A之積層構造之第1例。該濾波器1A係將分別設置有電極之複數個電介質層21a~21p予以積層而成之濾波器。電介質層21a~21p由低溫燒結陶瓷等形成，各種電極例如係藉由塗布導電性膏狀物而形成。

詳細而言，於最下層之電介質層21a的背面(電介質層21b相反側之面)形成有輸入電極11、輸出電極12、及接地電極13。於電介質層21b上形成有接地電極22。於電介質層21c、21d、21e上分別形成有電容器電極23~27。於電介質層21f上形成有接地電極28。於電介質層21g上形成有電容器電極29。於電介質層21h上形成有接地電極30。於電介質層21i上形成有電容器電極31。於電介質層21j、21k、21l上形成有線路電極32、 33。於電介質層21m、21n、21o上形成有線路電極34。最上層之電介質層21p空白。

又，於各電介質層21a~21o中形成有必需之通孔電極41~46，藉由對各電介質層21a~21p進行積層、燒結，以如下方式在層之間連接各種電極。

參照圖1所示之等效電路，對圖3所示之構造進行說明，電容器Cs1由接地電極22、28與電容器電極23、26、及接地電極22與輸入電極11形成，電容器電極23經由通孔電極41而連接於輸入電極11。複數個線路電極32利用通孔電極41、42而彼此並聯地連接，從而構成電感器Ls1。該電感器Ls1形成為如下線路，該線路將通孔電極41的與電容器電極26連接之連接部作為起點，經由線路電極32，且將經由通孔電極42而與接地電極30連接之連接部作為終點。

電容器Cs3由接地電極22、28與電容器電極24、27、及接地電極22與輸出電極12形成，電容器電極24經由通孔電極43而連接於輸出電極12。複數個線路電極33利用通孔電極43、44而彼此並聯地連接，從而構成電感器Ls3。該電感器Ls3形成為如下線路，該線路將通孔電極43的與電容器電極27連接之連接部作為起點，經由線路電極33，且將經由通孔電極44而與接地電極30連接之連接部作為終點。

電容器Cs2由接地電極28、30與電容器電極29、31形成。複數個線路電極34利用通孔電極45、46而彼此並聯地連接，從而構成電感器Ls2。該電感器Ls2形成為如下線路，該線路將通孔電極45的與電容器電極31連接之連接部作為起點，經由線路電極34，且將經由通孔電極46 而與接地電極30連接之連接部作為終點。

電容器Cm1形成於線路電極32、34之間，電容器Cm2形成於線路電極33、34之間。電容器Cio形成於電容器電極23、25之間、24、25之間、26、25之間、及27、25之間。更具體而言，由電容器電極23與電容器電極25之間的電容、及電容器電極26與電容器電極25之間的電容形成並聯電容，進而由電容器電極24與電容器電極25之間的電容、及電容器電極27與電容器電極25之間的電容形成並聯電容，藉由上述兩個並聯電容形成電容器Cio。

又，接地電極30經由通孔電極42、44而連接於接地電極28、22，進而經由3個通孔電極47而連接於外部連接用之接地電極13。

圖4表示上述帶通濾波器1A之積層構造之第2例，設置有線路電極34之電介質層21m~21o配置於電介質層21i、21j之間，該線路電極34構成第2段之LC並聯諧振器LC2。其他構造與圖3所示之第1例相同。

包含以上構成之帶通濾波器1A之動作基本上與圖9所示之先前之帶通濾波器相同。然而，對於本濾波器1A而言，彼此耦合之線路電極32、34、33、34如圖5(A)所示，線路電極34在自積層方向俯視時呈四邊形之環形狀。圖5(C)所示之先前之呈蜿蜒線形狀之線路電極117具有急遽之彎曲部，因此，產生了導致電流集中之問題，但對於四邊形狀等閉合環形狀之線路電極34而言，由於呈環形狀，故而電流分為兩股而流動，因此，電流之集中相應地被緩和。因此，諧振器之Q值提高。

於圖7中，由曲線A表示包含圖3所示之積層構造之帶通 濾波器1A之衰減特性。圖7(A)表示0.5~5.5GHz之衰減特性，圖7(B)放大地表示圖7(A)之一部分即2.2~2.8GHz之衰減特性。如圖8所示，圖7所示之曲線B係如先前般，將線路電極34'設為蜿蜒線形狀時之特性。再者，於圖8中，線路電極34'以外之構成與圖3所示之構成相同。對兩者之特性(曲線A、B)進行比較之後，顯然本濾波器1A於通帶中之衰減特性已得到改善，尤其於2.3~2.4GHz頻帶中具有急遽之衰減特性。此係因諧振器之Q值升高所致。

又，對於上述帶通濾波器1A而言，線路電極32、33、33、34在自積層方向俯視時重疊，因此，諧振器之間的耦合度(感應耦合)升高，可獲得介入損失低且頻帶寬之通過特性。而且，亦可如圖5(B)所示，變更線路電極32、33、34之線路寬度，或者於平面上使線路電極32、33、34之位置適當地錯開，進而使線路電極32、33、34之寬度部分地變粗或變細，藉此，使線路電極32、33、33、34之間的俯視時之重疊面積不同。因此，可任意地調整諧振器之間的耦合度。

又，線路電極34之俯視形狀並不限定於四邊形狀，只要為環形狀即可。尤其若線路電極之俯視形狀為圖6(A)所示之橢圓形狀、圖6(B)所示之圓形狀，則由於為環形狀，因此，電流分為兩股而流動，而且無急遽之彎曲部，因此，電流之集中進一步被緩和，且可提高Q值。當然，線路電極之俯視形狀亦可為如圖6(C)所示之多邊形狀。

又，例如於如圖2所示之帶通濾波器1B般，具備3段以上之LC並聯諧振器LC1~LC5之情形時，輸入輸出段之諧振器以外之全部諧振器亦可具有環形狀之線路電極，但只要中間段之諧振器中的至少一個諧 振器具有環形狀之線路電極即可，其他諧振器的線路電極亦可為環形狀以外之形狀(例如蜿蜒線形狀)。或者，輸入輸出段之諧振器中的線路電極亦可設為環形狀。又，亦可為如下構成：僅輸入輸出段、輸入輸出段中的任一段具有環形狀之線路電極。

(其他實施例)

再者，本發明之諧振器及帶通濾波器並不限定於上述實施例，可於本發明之宗旨之範圍內進行各種變更。

例如，亦可採用電容器電極或線路電極、接地電極的圖案或配置等上述實施例以外之圖案或配置。諧振器之段數當然亦可為任意段數。又，於第1實施例的第1例及第2例中，將三個蜿蜒線形狀之線路電極配置於三個環形狀之線路電極的上層側或下層側，但亦可採用交替地配置環形狀之線路電極與三個蜿蜒線形狀之線路電極之構成。於該情形時，可使各個線路電極之間耦合。

[產業上之可利用性]

如上所述，本發明對於諧振器或帶通濾波器有用，且尤其於如下方面優異，該方面係指諧振器之Q值提高，且帶通濾波器之衰減特性提高。

1A‧‧‧帶通濾波器

11‧‧‧輸入電極

12‧‧‧輸出電極

13、22、28、30‧‧‧接地電極

21a~21p‧‧‧電介質層

23、24、25、26、27、29、31‧‧‧電容器電極

32、33、34‧‧‧線路電極

41~47‧‧‧通孔電極

Claims (8)

1. 一種諧振器，係由包含分別設置有電極之複數個電介質層之積層體構成，其特徵在於具備：接地電極，設置於任一個電介質層；電容器電極，設置於任一個電介質層；以及電感器電極，將與上述電容器電極連接之連接部作為起點，且將與上述接地電極連接之連接部作為終點，經由設置於與設置有上述電容器電極之電介質層及設置有上述接地電極之電介質層不同之電介質層的線路電極而形成；上述線路電極在自積層方向俯視時呈環形狀；第1通孔電極之一端，係連接於上述環形狀之上述線路電極，且上述第1通孔電極之另一端，係與上述接地電極連接；第2通孔電極之一端，係連接於上述環形狀之上述線路電極，且上述第2通孔電極之另一端，係與上述電容器電極連接；係一種由上述環形狀之上述線路電極與上述第1、第2通孔電極所構成之通孔迴路電感器。
2. 如申請專利範圍第1項之諧振器，其中，上述線路電極呈多邊形狀、圓形狀或橢圓形狀中的任一種形狀。
3. 一種帶通濾波器，係具備複數個諧振器，其特徵在於：上述複數個諧振器中的至少一個由包含分別設置有電極之複數個電介質層之積層體構成，且具備：接地電極，設置於任一個電介質層； 電容器電極，設置於任一個電介質層；以及電感器電極，將與上述電容器電極連接之連接部作為起點，且將與上述接地電極連接之連接部作為終點，經由設置於與設置有上述電容器電極之電介質層及設置有上述接地電極之電介質層不同之電介質層的線路電極而形成；上述線路電極在自積層方向俯視時呈環形狀；第1通孔電極之一端，係連接於上述環形狀之上述線路電極，且上述第1通孔電極之另一端，係與上述接地電極連接；第2通孔電極之一端，係連接於上述環形狀之上述線路電極，且上述第2通孔電極之另一端，係與上述電容器電極連接；係一種由上述環形狀之上述線路電極與上述第1、第2通孔電極所構成之通孔迴路電感器。
4. 如申請專利範圍第3項之帶通濾波器，其中，呈環形狀之線路電極與另一個線路電極在自積層方向俯視時重疊，上述另一個線路電極在積層方向與上述線路電極相對向，且構成與具備上述線路電極之諧振器不同之諧振器。
5. 如申請專利範圍第4項之帶通濾波器，其中，存在複數對重疊之上述兩個線路電極，且各對之重疊面積各不相同。
6. 如申請專利範圍第3至5項中任一項之帶通濾波器，其中，具備輸入電極、輸出電極、及三個以上之上述諧振器，連接於上述輸入電極之輸入側諧振器及連接於上述輸出電極之輸出側諧振器以外之至少一個諧振器具有環形狀之線路電極。
7. 如申請專利範圍第3至5項中任一項之帶通濾波器，其中，環形狀之線路電極呈多邊形狀、圓形狀或橢圓形狀中的任一種形狀。
8. 如申請專利範圍第6項之帶通濾波器，其中，環形狀之線路電極呈多邊形狀、圓形狀或橢圓形狀中的任一種形狀。