(57)【要約】【課題】分布定数線路を用いたフィルタ部を備え、フィルタ部からの高周波信号の放射を抑制した小型の高周波フィルタを得ること。【解決手段】高周波フィルタ１００は、分布定数線路を用いて形成されたフィルタ部であるローパスフィルタを有する。高周波フィルタ１００は、接地導体層４００を有する。高周波フィルタ１００は、分布定数線路を用いて形成されたフィルタ部と接地導体層４００とが重なった構造の構造体２００が、筒状に丸められている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
分布定数線路を用いて形成されたフィルタ部と、接地導体層とを有し、前記フィルタ部と前記接地導体層とが重なった構造体が、筒状に丸められたことを特徴とする高周波フィルタ。
【請求項２】
前記フィルタ部を構成する高周波信号を伝送する導体層が、前記接地導体層に非接触であることを特徴とする請求項１に記載の高周波フィルタ。
【請求項３】
前記接地導体層が外側となるように筒状に丸められたことを特徴とする請求項１又は２に記載の高周波フィルタ。
【請求項４】
前記フィルタ部を構成する導体層が、前記接地導体層の間に挟まれてトリプレート線路を構成することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の高周波フィルタ。
【請求項５】
前記構造体がなす筒の内側に配置された電磁波吸収体を有することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の高周波フィルタ。
【請求項６】
前記構造体がなす筒の端部に、前記フィルタ部に通じるキャスタレーション及び前記接地導体層に通じるキャスタレーションが設けられたことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の高周波フィルタ。
【請求項７】
前記構造体は、平行四辺形状であり、二対の対向する辺のうちの一対の辺同士を合わせて筒状に丸められていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の高周波フィルタ。
【請求項８】
前記構造体がＺ巻きで筒状に丸められたことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の高周波フィルタ。
【請求項９】
前記構造体がＳ巻きで筒状に丸められたことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の高周波フィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロ波又はミリ波といった高周波信号を抑制する高周波フィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
高周波信号を抑制する高周波フィルタは、分布定数線路を用いたフィルタ部を基板に単層で形成して構成されるか、特許文献１に開示されるように、多層誘電体基板内に複数層にわたってフィルタ部を形成して構成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−１８４０５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
分布定数線路を用いた高周波フィルタは、周波数に合わせてフィルタ部の最小寸法が決まってしまい大型化してしまう。また、分布定数線路を用いたフィルタ部を基板の表面に構成する場合は、フィルタ部の上面から高周波信号が放射されるため、他の回路とのアイソレーションを図るために空間を区切ったり、電波吸収体を配置したりする必要がある。
【０００５】
一方、高周波基板内層にフィルタ部を構成する場合は、フィルタ部からの高周波信号の放射は抑制できるが高周波基板内層を占有してしまう。
【０００６】
特許文献１に示す高周波フィルタは、多層化によって小型化を実現するため、基板間接続ビア等を考慮した構成であり、分布定数線路を用いる高周波フィルタよりも複雑な設計及び計算を行う必要がある。
【０００７】
したがって、分布定数線路を用いてフィルタ部を形成可能で、フィルタ部からの高周波信号の放射を抑制した小型の高周波フィルタが求められている。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、分布定数線路を用いたフィルタ部を備え、フィルタ部からの高周波信号の放射を抑制した小型の高周波フィルタを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、分布定数線路を用いて形成されたフィルタ部と、接地導体層とを有し、フィルタ部と接地導体層とが重なった構造体が、筒状に丸められている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、分布定数線路を用いたフィルタ部を備え、フィルタ部からの高周波信号の放射を抑制した小型の高周波フィルタを得られるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１に係る高周波フィルタの斜視図
【図２】実施の形態１に係る高周波フィルタを構成する構造体の側面図
【図３】実施の形態１に係る高周波フィルタの上層基板の上面を示す図
【図４】実施の形態１に係る高周波フィルタの上層基板の下面を示す図
【図５】実施の形態１に係る高周波フィルタの下層基板の上面を示す図
【図６】実施の形態１に係る高周波フィルタの下層基板の下面を示す図
【図７】実施の形態１に係る高周波フィルタの等価回路を示す図
【図８】実施の形態１に係る高周波フィルタの利得と周波数との関係を示す図
【図９】実施の形態１に係る高周波フィルタの第１の変形例を示す図
【図１０】実施の形態１に係る高周波フィルタの第２の変形例を示す図
【図１１】実施の形態１に係る高周波フィルタの第３の変形例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明の実施の形態に係る高周波フィルタを図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１３】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る高周波フィルタの斜視図である。実施の形態１に係る高周波フィルタ１００は、積層構造の構造体２００がＺ巻きで筒状に丸められている。高周波フィルタ１００の端部には、高周波信号接続用のキャスタレーション２７と、接地導体接続用のキャスタレーション２６，２８とが形成されている。高周波フィルタ１００は、キャスタレーション２６，２７，２８を用いて不図示の回路基板に実装される。
【００１４】
図２は、実施の形態１に係る高周波フィルタを構成する構造体の側面図である。実施の形態１に係る高周波フィルタ１００を構成する構造体２００は、上層基板５１と下層基板５２とが積層されており、上層基板５１上面の第１導体層６１と、上層基板５１の下面と下層基板５２の上面との間に挟まれた第２導体層６２と、下層基板５２の下面の第３導体層６３とを有する。第１導体層６１は、上層基板５１の上面の導体パターン５１１によって形成されている。第３導体層６３は、下層基板５２の下面の導体パターン５２２によって形成されている。第２導体層６２は、上層基板５１の下面と下層基板５２の上面の導体パターン５２１とが合わさって形成されている。第２導体層６２は、ストリップ導体線路が形成されている。上層基板５１及び下層基板５２の基材は、樹脂基板でもセラミック基板でもよい。
【００１５】
なお、上層基板５１の下面に導体パッドからなる不図示の導体パターンが形成されて、下層基板５２の上面の導体パターン５２１の一部に合わせるように構成されていても良い。導体パターン５１１は後述する上層基板５１の上面の接地導体層４００を構成し、導体パターン５２２は後述する上層基板５１の下面の接地導体層４００を構成する。導体パターン５１１と導体パターン５２２との間にストリップ導体線路の形成される第２導体層６２が上下の接地導体層４００の間に挟まれて、トリプレート線路が構成される。
【００１６】
図３は、実施の形態１に係る高周波フィルタの上層基板の上面を示す図である。図４は、実施の形態１に係る高周波フィルタの上層基板の下面を示す図である。図５は、実施の形態１に係る高周波フィルタの下層基板の上面を示す図である。図６は、実施の形態１に係る高周波フィルタの下層基板の下面を示す図である。上層基板５１及び下層基板５２はいずれも平行四辺形状であるため、構造体２００も平行四辺形状である。したがって、図１に示した高周波フィルタ１００は、平行四辺形状の構造体２００を、二対の対向する辺のうちの一対の辺同士を合わせて筒状に丸めて形成されている。上層基板５１の端部には、キャスタレーション３５，３６，３７，３８，３９，４０が形成されている。キャスタレーション３５，３７，３８，４０は、接地導体接続用であり、キャスタレーション３６，３９は、高周波信号接続用である。下層基板５２の端部には、キャスタレーション２９，３０，３１，３２，３３，３４が形成されている。キャスタレーション２９，３１，３２，３４は、接地導体接続用であり、キャスタレーション３０，３３は、高周波信号接続用である。なお、図４に示すキャスタレーション３５，３７，３８，４０は、それぞれ導体パッドに接続されているが、この導体パッドは上層基板５１と下層基板５２との電気的接続に支障がなければ適宜省いても良い。
【００１７】
上層基板５１と下層基板５２とを積層することにより、キャスタレーション３５とキャスタレーション２９とが接続される。また、キャスタレーション３６とキャスタレーション３０とが接続される。また、キャスタレーション３７とキャスタレーション３１とが接続される。また、キャスタレーション４０とキャスタレーション３２とが接続される。また、キャスタレーション３９とキャスタレーション３３とが接続される。また、キャスタレーション３８とキャスタレーション３４とが接続される。キャスタレーション２９，３１，３２，３４，３５，３７，３８，４０を介して上層基板５１の上面の接地導体層４００と、下層基板５２の下面の接地導体層４００とが接続され、第２導体層６２が上下の接地導体層４００間に挟まれることにより、トリプレート線路構造が形成されている。
【００１８】
図５に示すように下層基板５２の上面には、高周波信号を伝送するストリップ導体線路が接続されてなる分布定数線路を用いてフィルタ部を構成するローパスフィルタ５００が第２導体層６２によって形成されている。なお、第２導体層６２の一部は、接地導体に短絡された不図示の短絡部を有していても良い。図７は、実施の形態１に係る高周波フィルタの等価回路を示す図である。ローパスフィルタ５００は、トリプレート線路１，９，１７，２５と、誘導性線路２，３，４，５，６，１０，１１，１２，１３，１４，１８，１９，２０，２１，２２と、容量性線路７，８，１５，１６，２３，２４とを有する。トリプレート線路１，９，１７，２５、誘導性線路２，３，４，５，６，１０，１１，１２，１３，１４，１８，１９，２０，２１，２２、及び容量性線路７，８，１５，１６，２３，２４は、高周波フィルタ１００を通す高周波信号の波長に比べて長い分布定数線路である。
【００１９】
上記のように、構造体２００は、分布定数線路を用いて形成されたフィルタ部であるローパスフィルタ５００と、接地導体層４００とを有し、ローパスフィルタ５００と接地導体層４００とが重なった構造である。したがって、実施の形態１に係る高周波フィルタ１００は、ローパスフィルタ５００と接地導体層４００とが重なった構造体２００を、接地導体層４００が外側となるように筒状に丸めた構造である。接地導体層４００は、ローパスフィルタ５００の短絡部を少なくとも除いて非接触となっている。
【００２０】
なお、構造体２００は誘電体多層基板の積層方法を応用することで製造することができる。例えば、ガラスエポキシ基板又は変性ポリイミド樹脂基板により構造体２００を形成する場合は、薄膜の両面銅張基板を積層し、貼り合わせた後、丸棒状の金属型の周囲に巻いてから、高温高圧下で接着して構造体２００を成形する方法がある。また、例えば低温同時焼成セラミックス（Low  Temperature  Co-fired  Ceramics,  LTCC）基板により構造体２００を形成する場合は、上層基板５１と下層基板５２とをグリーンシートの状態で積層し、積層したグリーンシートを丸棒状の金属型の周囲に巻いた後、グリーンシートの圧縮工程及び焼成工程を経て、構造体２００を成形する方法がある。
【００２１】
図８は、実施の形態１に係る高周波フィルタの利得と周波数との関係を示す図である。ローパスフィルタ５００は、１３ＧＨｚ以下の周波数では利得が概ね０であり、１３ＧＨｚ以下の信号を減衰させることなく通過させている。一方、ローパスフィルタ５００は、１３ＧＨｚを超える周波数については利得の低下量が大きくなっており、１３ＧＨｚを超える周波数の信号を通過させていないことがわかる。
【００２２】
実施の形態１に係る高周波フィルタ１００は、ローパスフィルタ５００を形成した構造体２００を、接地導体層４００が外側となるように丸めて筒状にしているため、高周波信号の放射を抑えた高周波フィルタ１００の小型化を実現できる。また、下層基板５２の上面の導体パターン５２１でビアを用いずにローパスフィルタ５００を形成するため、ローパスフィルタ５００の設計が容易である。
【００２３】
図９は、実施の形態１に係る高周波フィルタの第１の変形例を示す図である。図１に示した実施の形態１に係る高周波フィルタ１００は、構造体２００がＺ巻きで巻かれていたが、第１の変形例に係る高周波フィルタ１００は、構造体２００がＳ巻きで巻かれている。構造体２００をＳ巻きで巻いた高周波フィルタ１００も、構造体２００をＺ巻きで巻いた高周波フィルタ１００と同様の効果が得られる。
【００２４】
図１０は、実施の形態１に係る高周波フィルタの第２の変形例を示す図である。構造体２００をスクロール状に重なるように巻くことで、Ｚ巻き又はＳ巻きで筒状に巻いた場合よりも小型化することができる。
【００２５】
なお、上記の説明において、構造体２００にはトリプレート線路構造が形成されているとしたが、マイクロストリップ線路構造又はコプレーナ線路構造であってもよい。マイクロストリップ線路又はコプレーナ線路で構成する場合、スクロール状に巻いた時に、接地導体層４００が、ローパスフィルタ５００の短絡部を少なくとも除いて非接触となるように配置するとともに、ローパスフィルタ５００同士が非接触となるように配置する。又は、接地導体層４００がローパスフィルタ５００に接触しないように、接地導体層４００とローパスフィルタ５００の間に誘電体シートを挟んでも良い。マイクロストリップ線路又はコプレーナ線路で構成する場合、かつ構造体２００をらせん状に巻く場合は、放射による特性変化の影響を抑えるため、さらに中央に円筒状の吸収体を用いても良い。図１１は、実施の形態１に係る高周波フィルタの第３の変形例を示す図である。第３の変形例に係る高周波フィルタ１００は、電磁波吸収体４１を有している。電磁波吸収体４１は、筒状に丸められた構造体２００を貫通している。なお、ローパスフィルタ５００はマイクロストリップ線路構造又はコプレーナ線路構造である。第３の変形例に係る高周波フィルタ１００は、基板面に垂直な方向において、ローパスフィルタ５００の直上に電磁波吸収体４１が存在する。したがって、基板間の結合による特性の低下を抑えることができる。
【００２６】
また、上記の説明において、ローパスフィルタ５００は、一つの導体層の中に形成されているが、複数の導体層に分かれて形成されてもよい。
【００２７】
また、上記の説明において、分布定数線路を用いて形成されるフィルタ部はローパスフィルタ５００であったが、フィルタ部は、バンドパスフィルタ又はバンドリジェクションフィルタであってもよい。
【００２８】
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【符号の説明】
【００２９】
１，９，１７，２５  トリプレート線路、２，３，４，５，６，１０，１１，１２，１３，１４，１８，１９，２０，２１，２２  誘導性線路、７，８，１５，１６，２３，２４  容量性線路、２６，２７，２８，２９，３０，３１，３２，３３，３４，３５，３６，３７，３８，３９，４０  キャスタレーション、４１  電磁波吸収体、５１  上層基板、５２  下層基板、６１  第１導体層、６２  第２導体層、６３  第３導体層、１００  高周波フィルタ、２００  構造体、４００  接地導体層、５００  ローパスフィルタ、５１１，５２１，５２２  導体パターン。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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