(57)【要約】【課題】広い周波数範囲で良好な減衰特性を確保でき、積層体の小型化が可能なマルチプレクサを提供する。【解決手段】本発明の積層型マルチプレクサ（積層型ダイプレクサ１０）は、複数の誘電体層を積層した積層体に構成され、通過帯域が異なる複数のフィルタ（１１、１２）を備えている。最も低い第１の周波数帯域を通過帯域とする第１のフィルタ１１は、入力側に接続された共振器Ｒ１と、共振器Ｒ１の後段に接続された共振器Ｒ２と、共振器Ｒ２の後段に接続された共振器Ｒ３とを含み、共振器Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３の各々が、誘電体層を積層方向に貫くビア導体と誘電体層上でビア導体に接続される導体パターンとから構成され、共振器Ｒ１、Ｒ２の各導体パターンが積層方向に対向配置され、共振器Ｒ２、Ｒ３の各導体パターンと積層方向に対向配置されている。これにより、小型かつ良好な減衰特性を有する積層型マルチプレクサ実現可能となる。【選択図】図１
2010154138.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の誘電体層を積層した積層体に構成され、それぞれ通過帯域の異なる複数のフィルタを備えた積層型マルチプレクサであって、
前記複数のフィルタのうち、最も低い第１の周波数帯域を通過帯域とする第１のフィルタは、
前記第１のフィルタの入力側に接続された伝送線路から構成される第１の共振器と、
前記第１の共振器の後段に接続された伝送線路から構成される第２の共振器と、
前記第２の共振器の後段に接続された伝送線路から構成される第３の共振器と、
を含む分布定数型のバンドパスフィルタであり、前記第１乃至第３の共振器の各々は、前記誘電体層を積層方向に貫くビア導体と前記誘電体層上で前記ビア導体に接続される導体パターンとから構成され、前記第１の共振器の前記導体パターンと前記第２の共振器の前記導体パターンが積層方向に対向配置されるとともに、前記第２の共振器の前記導体パターンと前記第３の共振器の前記導体パターンが積層方向に対向配置されることを特徴とする積層型マルチプレクサ。
【請求項２】
前記第１の共振器は第１のノードとグランドとの間に接続され、前記第２の共振器は第２のノードとグランドとの間に接続され、前記第３の共振器は第３のノードとグランドとの間に接続され、
前記第１のフィルタは、前記第１のノードとグランドとの間に接続された第１のコンデンサと、前記第２のノードとグランドとの間に接続された第２のコンデンサと、前記第３のノードとグランドとの間に接続された第３のコンデンサと、を含むことを特徴とする請求項１に記載の積層型マルチプレクサ。
【請求項３】
前記第１のフィルタは、前記第１のノードと前記第２のノードとの間に接続された第４のコンデンサと、前記第２のノードと前記第３のノードとの間に接続された第５のコンデンサと、前記第１のノードと前記第３のノードとの間に接続された第６のコンデンサと、を含むことを特徴とする請求項２に記載の積層型マルチプレクサ。
【請求項４】
前記第１のフィルタは、入力端子と前記第１のノードとの間に接続されたインダクタと、前記第３のノードと出力端子との間に接続された並列共振回路と、を含むことを特徴とする請求項３に記載の積層型マルチプレクサ。
【請求項５】
全ての前記複数のフィルタは、一又は複数の共振器を含む分布定数型のバンドパスフィルタであることを特徴とする請求項１に記載の積層型マルチプレクサ。
【請求項６】
前記複数のフィルタのそれぞれは、前記積層体の平面方向の異なる領域に形成され、積層方向で互いに重ならないように配置されることを特徴とする請求項５に記載の積層型マルチプレクサ。
【請求項７】
前記積層体には、前記複数のフィルタのそれぞれの領域を隔てる所定位置に、グランドに接続されたシールド導体部が形成されていることを特徴とする請求項６に記載の積層型マルチプレクサ。
【請求項８】
前記シールド導体部は、各々の前記誘電体層上の前記所定位置に配置された導体パターンと、当該導体パターンに接続されて前記誘電体層を積層方向に貫くビア導体とから構成されていることを特徴とする請求項７に記載の積層型マルチプレクサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動体通信機器等に搭載され、それぞれ通過帯域の異なる複数のフィルタを備えた積層型マルチプレクサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の移動体通信機器は、複数の異なる周波数帯域を共用可能に構成されるのが一般的になっている。そのため、アンテナ端子と周波数帯域ごとに設けられた高周波回路との間にマルチプレクサを配置し、複数の周波数帯域の信号を選択的に伝送する構成が採用される。２つの周波数帯域の信号を選択的に伝送するダイプレクサを例にとると、例えば、低周波帯域用のローパスフィルタと高周波帯域用のハイパスフィルタとにより構成することができる。しかし、この構成では、２つの周波数帯域の各信号を分離できるものの、低周波帯域の低域側と高周波帯域の高域側の不要成分を除去できない。そのため、ダイプレクサやマルチプレクサにおいて、それぞれの周波数帯域に対応するバンドパスフィルタを構成する手法が知られている。例えば、ストリップライン（伝送線路）を用いて複数の共振器を構成した分布定数型のバンドパスフィルタ（特許文献１参照）や、ローパスフィルタとハイパスフィルタを組み合わせて構成したバンドパスフィルタ（特許文献２参照）が知られている。
【特許文献１】特許第３２０４７５３号公報
【特許文献２】特開２００７−２５１１０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記従来の構成のうち、複数の共振器を用いて構成したバンドパスフィルタは、各共振器の共振周波数がストリップラインの長さに依存して定まるため、低い周波数帯域に対応する共振器を構成する場合はストリップラインが長くなることから、平面方向におけるフィルタサイズの増大につながる。特に、複数の周波数帯域に対応する積層型マルチプレクサは、それぞれ通過帯域が異なる複数のバンドパスフィルタの回路素子を積層体に形成する必要がありフィルタサイズを極力抑えることが重要であるため、ストリップラインを用いた共振器によるサイズ制約が問題となる。また、ローパスフィルタとハイパスフィルタを組み合わせて構成したバンドパスフィルタは、分布定数型のバンドパスフィルタに比べて設計の自由度は高くなるが、低い周波数領域を含む広い周波数範囲で十分な減衰量を得ることは困難であり、特性面で不利になることが問題となる。
【０００４】
そこで、本発明はこれらの問題を解決するためになされたものであり、広い周波数範囲で良好な減衰特性を確保でき、平面方向におけるフィルタサイズを抑えて積層体の小型化が可能な積層型マルチプレクサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明の積層型マルチプレクサは、複数の誘電体層を積層した積層体に構成され、それぞれ通過帯域の異なる複数のフィルタを備えた積層型マルチプレクサであって、前記複数のフィルタのうち、最も低い第１の周波数帯域を通過帯域とする第１のフィルタは、前記第１のフィルタの入力側に接続された伝送線路から構成される第１の共振器と、前記第１の共振器の後段に接続された伝送線路から構成される第２の共振器と、前記第２の共振器の後段に接続された伝送線路から構成される第３の共振器と、を含む分布定数型のバンドパスフィルタであり、前記第１乃至第３の共振器の各々は、前記誘電体層を積層方向に貫くビア導体と前記誘電体層上で前記ビア導体に接続される導体パターンとから構成され、前記第１の共振器の前記導体パターンと前記第２の共振器の前記導体パターンが積層方向に対向配置されるとともに、前記第２の共振器の前記導体パターンと前記第３の共振器の前記導体パターンが積層方向に対向配置されている。
【０００６】
本発明の積層型マルチプレクサによれば、積層型マルチプレクサのうちの第１のフィルタは第１〜第３の共振器を含む３段型の構成を有し、最も低い第１の周波数帯域を通過帯域とする分布定数型のバンドパスフィルタとして機能する。そして、これら３つの共振器は、いずれも複数の誘電体層に形成された導体パターン及びそれに接続される積層方向のビア導体とから構成され、隣接する共振器同士の導体パターンが積層方向に対向配置されている。よって、３段型の減衰特性に基づいて特に通過帯域の近傍で急峻な減衰特性を確保しつつ、ビア導体と導体パターンを組み合わせることで共振器の平面方向のサイズを抑制でき、かつ隣接する共振器同士の電磁結合を導体パターンの形状と配置に応じて適切に調節可能とし、小型かつ良好な特性の積層型マルチプレクサを実現することができる。
【０００７】
本発明において、前記第１の共振器を第１のノードとグランドとの間に接続し、前記第２の共振器を第２のノードとグランドとの間に接続し、前記第３の共振器を第３のノードとグランドとの間に接続するとともに、前記第１のフィルタは、前記第１のノードとグランドとの間に接続された第１のコンデンサと、前記第２のノードとグランドとの間に接続された第２のコンデンサと、前記第３のノードとグランドとの間に接続された第３のコンデンサとを含む構成としてもよい。この場合、前記第１のフィルタは、前記第１のノードと前記第２のノードとの間に接続された第４のコンデンサと、前記第２のノードと前記第３のノードとの間に接続された第５のコンデンサと、前記第１のノードと前記第３のノードとの間に接続された第６のコンデンサとを含む構成としてもよい。さらに、前記第１のフィルタは、入力端子と前記第１のノードとの間に接続されたインダクタと、前記第３のノードと出力端子との間に接続された並列共振回路とを含む構成としてもよい。
【０００８】
本発明において、全ての前記複数のフィルタは、一又は複数の共振器を含む分布定数型のバンドパスフィルタを用いて構成することが望ましい。この場合、前記複数のフィルタのそれぞれを、前記積層体の平面方向の異なる領域に形成し、積層方向で互いに重ならないように配置することが望ましい。
【０００９】
また、前記積層体には、前記複数のフィルタのそれぞれの領域を隔てる所定位置に、グランドに接続されたシールド導体部を形成してもよい。この場合、前記シールド導体部は、各々の前記誘電体層上の前記所定位置に配置された導体パターンと、当該導体パターンに接続されて前記誘電体層を積層方向に貫くビア導体とから構成することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、最も低い周波数帯域に対し、３つの共振器を含む３段型の構成を有する分布定数型のバンドパスフィルタを構成し、複数の誘電体層の導体パターン及びそれに接続される積層方向のビア導体により各々の共振器を構成し、隣接する共振器同士の導体パターンを積層方向に対向配置して積層型マルチプレクサを構成した。よって、バンドパスフィルタの通過帯域の近傍を含む広い周波数範囲で良好な減衰特性を確保し、これにより帯域外の不要成分を確実に除去でき、共振器の平面方向におけるフィルタサイズを抑えて積層体の小型化に適した積層型マルチプレクサを実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。以下では、移動体通信機器に搭載されるマルチプレクサとして、２つの周波数帯域の信号を選択的に伝送する積層型ダイプレクサと、３つの通過帯域の信号を選択的に伝送する積層型トリプレクサに対し本発明を適用する場合を説明する。
【００１２】
［第１実施形態］
第１実施形態では、本発明を積層型ダイプレクサに対して適用する場合を説明する。図１は、第１実施形態の積層型ダイプレクサ１０の等価回路を示す図である。第１実施形態の積層型ダイプレクサ１０は、低周波側の第１の周波数帯域を通過帯域とする分布定数型のバンドパスフィルタ１１（本発明の第１のフィルタ）と、第１の周波数帯域よりも高い第２の周波数帯域を通過帯域とする分布定数型のバンドパスフィルタ１２とを備えている。一方のバンドパスフィルタ１１は、共通端子Ｔ０と端子Ｔ１との間に配置され、他方のバンドパスフィルタ１２は、共通端子Ｔ０と端子Ｔ２との間に配置されている。共通端子Ｔ０はアンテナ等に接続される端子であり、端子Ｔ１は第１の周波数帯域用の送受信回路に接続される端子であり、端子Ｔ２は第２の周波数帯域用の送受信回路に接続される端子である。
【００１３】
第１の周波数帯域用のバンドパスフィルタ１１は、インダクタＬ１０、Ｌ１１と、コンデンサＣ１０、Ｃ１１、Ｃ１２、Ｃ１３、Ｃ１４、Ｃ１５、Ｃ１６と、伝送線路を用いて形成された３つの共振器Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３を含んで構成されている。入力側から順に、共振器Ｒ１がノードＮａとグランドの間に接続され、共振器Ｒ２がノードＮｂとグランドの間に接続され、共振器Ｒ３がノードＮｃとグランドの間に接続されている。なお、後述の導体パターンを介して、隣接する共振器Ｒ１、Ｒ２が互いに電磁結合（図中、Ｍと表記）するとともに、隣接する共振器Ｒ２、Ｒ３が互いに電磁結合している。入力側では、インダクタＬ１０が共通端子Ｔ０とノードＮａの間に接続されている。出力側では、並列接続されたインダクタＬ１１及びコンデンサＣ１６がノードＮｃと端子Ｔ１の間に接続されている。また、ノードＮａ、Ｎｂ、Ｎｃの各々とグランドの間には、この順にコンデンサＣ１０、Ｃ１１、Ｃ１２が接続されている。さらに、ノードＮａとノードＮｂの間にはコンデンサＣ１３が接続され、ノードＮｂとノードＮｃの間にはコンデンサＣ１４が接続され、ノードＮａとノードＮｃの間にはコンデンサＣ１５が接続されている。
【００１４】
一方、第２の周波数帯域用のバンドパスフィルタ１２は、インダクタＬ２０、Ｌ２１と、コンデンサＣ２０、Ｃ２１、Ｃ２２、Ｃ２３、Ｃ２４と、伝送線路を用いて形成された２つの共振器Ｒ４、Ｒ５を含んで構成されている。前段の共振器Ｒ４がノードＮｄとグランドの間に接続され、後段の共振器Ｒ５がノードＮｅとグランドの間に接続されている。なお、隣接する共振器Ｒ４、Ｒ５が互いに電磁結合している。入力側では、並列接続されたインダクタＬ２０及びコンデンサＣ２０が共通端子Ｔ０とノードＮｄの間に接続されている。出力側では、並列接続されたインダクタＬ２１及びコンデンサＣ２４がノードＮｅと端子Ｔ２の間に接続されている。また、ノードＮｄとグランドの間にコンデンサＣ２１が接続され、ノードＮｅとグランドの間にコンデンサＣ２２が接続されている。さらに、ノードＮｄとノードＮｅの間にはコンデンサＣ２３が接続されている。
【００１５】
図１に示すように、第１の周波数帯域用のバンドパスフィルタ１１は３つの共振器Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３を含む３段型の構成であるのに対し、第２の周波数帯域用のバンドパスフィルタ１２は２つの共振器Ｒ４、Ｒ５を含む２段型の構成となっている。バンドパスフィルタ１１の伝送特性には、共振器Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３の各共振周波数に応じた３つの共振が生じ、バンドパスフィルタ１２の伝送特性には、共振器Ｒ４、Ｒ５の各共振周波数に応じた２つの共振が生じる。このようにバンドパスフィルタ１１の構成は、第１の周波数帯域の帯域側における減衰特性を向上させ、通過帯域の近傍を含む広い周波数範囲にわたって十分な減衰量を確保するのに適しているが、詳しくは後述する。
【００１６】
図１の構成において、アンテナから共通端子Ｔ０に伝送される受信信号のうち、第１の周波数帯域の受信信号は、バンドパスフィルタ１１を通過する一方、バンドパスフィルタ１２により十分に減衰するため端子Ｔ１に伝送される。これに対し、上記の受信信号のうち、第２の周波数帯域の受信信号は、バンドパスフィルタ１１により十分に減衰する一方、バンドパスフィルタ１２を通過して端子Ｔ２に伝送される。なお、逆の経路で端子Ｔ１、Ｔ２からバンドパスフィルタ１１、１２を経由して伝送される第１、第２の周波数帯域の各送信信号は、共通端子Ｔ０を介してアンテナに伝送される。なお、バンドパスフィルタ１１の後述の伝送特性においては、第１の周波数帯域の受信信号が入力端子としての共通端子Ｔ０に入力され、出力端子としての端子Ｔ１に出力される伝送方向を想定する。
【００１７】
次に、図２〜図５を参照して、第１実施形態の積層型ダイプレクサ１０の一形態として、複数の誘電体層を積層した積層体を用いた構造例について説明する。図２は、第１実施形態の積層型ダイプレクサ１０が構成される積層体１０ａの外観斜視図を示している。図２に示す積層体１０ａは、導体パターンを形成した複数の誘電体層を積層した構造を有する。積層体１０ａの側面には、共通端子Ｔ０と、第１の周波数帯域側の端子Ｔ１と、第２の周波数帯域側の端子Ｔ２と、３つのグランド端子Ｔｇが形成され、それぞれ外部接続が可能となっている。これらの各端子は、いずれも積層体１０ａの内層の導体パターンに接続されている。
【００１８】
図２に示すように、積層体１０ａは、平面方向で２つの領域Ｒ１、Ｒ２に区分されている。領域Ｒ１には、第１の周波数帯域用のバンドパスフィルタ１１の回路素子が形成され、領域Ｒ２には、第２の周波数帯域用のバンドパスフィルタ１２の回路素子が形成される。これにより、２つのバンドパスフィルタ１１、１２が積層方向で互いに重ならない領域に配置され、それぞれのアイソレーションを十分に確保するとともに、後述するように図１の共振器Ｒ１〜Ｒ５の間の電磁結合を確保するために適した配置となっている。
【００１９】
図３〜図５は、積層体１０ａの各層の構造を示す平面図である。積層体１０ａの内部には、下層から順にセラミックグリーンシートを用いた誘電体層Ｍ１〜Ｍ１５が積層されている。誘電体層Ｍ１〜Ｍ１５には、回路素子としての多数の導体パターンや多数の電極が形成されている。誘電体層Ｍ１〜Ｍ１５のそれぞれの厚さ及び誘電率については、必要な電気的特性に応じて適宜に設定される。なお、各々の誘電体層Ｍ１〜Ｍ１５の各領域は図２に従って区分されており、略中央の位置を基準に、右側がバンドパスフィルタ１１の領域Ｒ１に対応し、左側がバンドパスフィルタ１２の領域Ｒ２に対応する。
【００２０】
また、誘電体層Ｍ１〜Ｍ１５に形成された導体パターンや電極を互いに接続するために積層方向に貫通する多数のビア導体Ｖ（図中、点線で示す）が形成されている。ここで、バンドパスフィルタ１１の共振器Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３の各一部となるビア導体Ｖには、括弧内に記号を付加して、他のビア導体Ｖと区別して示している。これらの各ビア導体Ｖは、誘電体層Ｍ１〜Ｍ１５に開口された各々のビアホールを経由して、積層方向に延伸形成される。以下の説明では、最初に誘電体層Ｍ１〜Ｍ１５の各々の回路素子の配置を説明した後、ビア導体Ｖによる積層方向の接続関係について説明する。なお、各々の誘電体層Ｍ１〜Ｍ１５において、各層における個々のビア導体Ｖについての説明の多くは省略するものとする。
【００２１】
図３に示すように、最下層の誘電体層Ｍ１には、広いグランドパターン１５が形成され、その外縁部が図２の３つのグランド端子Ｔｇに接続されている。なお、誘電体層Ｍ１の裏面（不図示）には、図２の各端子の位置に導体パターンが形成されている。
【００２２】
誘電体層Ｍ２には、バンドパスフィルタ１１の回路素子として、コンデンサＣ１０の電極２０と、コンデンサＣ１１の電極２１と、コンデンサＣ１２の電極２２が形成されている。これらの電極２０〜２２は、下層のグランドパターン１５と対向配置されている。なお、誘電体層Ｍ２には、バンドパスフィルタ１２の回路素子は形成されていない。
【００２３】
誘電体層Ｍ３には、バンドパスフィルタ１１の回路素子として、コンデンサＣ１３、Ｃ１５に共通の電極３０と、コンデンサＣ１４、Ｃ１５に共通の電極３１が形成されるとともに、バンドパスフィルタ１２の回路素子として、コンデンサＣ２１の電極３２と、コンデンサＣ２２の電極３３が形成されている。
【００２４】
誘電体層Ｍ４には、バンドパスフィルタ１１の回路素子として、コンデンサＣ１５の電極４０と、コンデンサＣ１３、Ｃ１４に共通の電極４１が形成されるとともに、バンドパスフィルタ１２の回路素子として、コンデンサＣ２０の電極４２と、コンデンサＣ２４の電極４３が形成されている。電極４０、４１は直下の電極３０、３１と対向配置されている。また、電極４２は側面の共通端子Ｔ０に接続されるとともに、電極４３は側面の端子Ｔ２に接続されている。
【００２５】
誘電体層Ｍ５には、バンドパスフィルタ１１の回路素子として、コンデンサＣ１３、Ｃ１５に共通の電極５０と、コンデンサＣ１４、Ｃ１５、Ｃ１６に共通の電極５１が形成されるとともに、バンドパスフィルタ１２の回路素子として、コンデンサＣ２０、Ｃ２３に共通の電極５２と、コンデンサＣ２３、２４に共通の電極５３が形成されている。電極５０、５１は直下の電極４０、４１と対向配置されている。また、電極５２は直下の電極４２と対向配置され、電極５３は直下の電極４３と対向配置されている。
【００２６】
誘電体層Ｍ６には、バンドパスフィルタ１１の回路素子として、コンデンサＣ１６の電極６０が形成されるとともに、バンドパスフィルタ１２の回路素子として、コンデンサＣ２３の電極６１が形成されている。電極６０は直下の電極５１と対向配置され、電極６１は直下の電極５２、５３と対向配置されている。また、電極６０は側面の端子Ｔ１に接続されている。
【００２７】
誘電体層Ｍ７には、バンドパスフィルタ１１の回路素子として、インダクタＬ１０及び共振器Ｒ１に共通の導体パターン７０と、インダクタＬ１１の導体パターン７１が形成されるとともに、バンドパスフィルタ１２の回路素子として、共振器Ｒ４の一部となる導体パターン７２と、共振器Ｒ５の一部となる導体パターン７３が形成されている。また、導体パターン７１は側面の端子Ｔ１に接続されている。
【００２８】
誘電体層Ｍ８には、バンドパスフィルタ１１の回路素子として、インダクタＬ１０の一部となる導体パターン８０と、インダクタＬ１１の一部となる導体パターン８１が形成されるとともに、バンドパスフィルタ１２の回路素子として、インダクタＬ２０の一部となる導体パターン８２と、インダクタＬ２１の一部となる導体パターン８３が形成されている。
【００２９】
誘電体層Ｍ９には、バンドパスフィルタ１１の回路素子として、インダクタＬ１０の一部となる導体パターン９０と、共振器Ｒ２の一部となる導体パターン９１が形成されるとともに、バンドパスフィルタ１２の回路素子として、インダクタＬ２０の一部となる導体パターン９２と、インダクタＬ２１の一部となる導体パターン９３が形成されている。導体パターン９０は側面の共通端子Ｔ０に接続されるとともに、導体パターン９３は側面の端子Ｔ２に接続されている。
【００３０】
誘電体層Ｍ１０には、バンドパスフィルタ１１の回路素子として、共振器Ｒ１の一部となる導体パターン１００と、共振器Ｒ２の一部となる導体パターン１０１と、共振器Ｒ３の一部となる導体パターン１０２が形成されるとともに、バンドパスフィルタ１２の回路素子として、インダクタＬ２０の一部となる導体パターン１０３が形成されている。
【００３１】
誘電体層Ｍ１１には、バンドパスフィルタ１１の回路素子として、共振器Ｒ１の一部となる導体パターン１１０が形成されるとともに、バンドパスフィルタ１２の回路素子として、インダクタＬ２０の一部となる導体パターン１１１が形成されている。導体パターン１１１は側面の共通端子Ｔ０に接続されている。
【００３２】
誘電体層Ｍ１２には、バンドパスフィルタ１１の回路素子として、共振器Ｒ２の一部となる導体パターン１２０が形成されている。
【００３３】
誘電体層Ｍ１３には、バンドパスフィルタ１１の回路素子として、共振器Ｒ３の一部となる導体パターン１３０が形成されるとともに、共振器Ｒ２の一部となる導体パターン１３１が形成されている。
【００３４】
誘電体層Ｍ１４には、各回路素子の経路となる複数のビアホール導体Ｖのみが形成され、他の回路素子は形成されていない。
【００３５】
誘電体層Ｍ１５には、誘電体層Ｍ１のグランドパターン１５と同形状のグランドパターン１５０が形成され、その外縁部が図２の３つのグランド端子Ｔｇに接続されている。なお、誘電体層Ｍ１５の上部には、積層体１０ａのカバーとして、素子が形成されない誘電体層（不図示）が設けられている。
【００３６】
次に、誘電体層Ｍ１〜Ｍ１５の各回路素子に対する積層方向の接続関係を説明する。まず、バンドパスフィルタ１１のうち、入力側のインダクタＬ１０は、誘電体層Ｍ７、Ｍ８、Ｍ９の導体パターン７０、８０、９０をそれぞれビア導体Ｖにより接続した構造を有する。出力側のインダクタＬ１１は、誘電体層Ｍ７、Ｍ８の導体パターン７１、８１をそれぞれビア導体Ｖにより接続した構造を有する。
【００３７】
共振器Ｒ１は、誘電体層Ｍ７の導体パターン７０の一端から下方に延伸されるビア導体Ｖ（１ａ）と、この導体パターン７０の他端と誘電体層Ｍ１０の導体パターン１００の一端を接続するビア導体Ｖ（１ｂ）と、この導体パターン１００の他端と誘電体層Ｍ１１の導体パターン１１０の一端を接続するビア導体Ｖ（１ｃ）と、この導体パターン１１０の他端と誘電体層Ｍ１５のグランドパターン１５０を接続するビア導体Ｖ（１ｄ）を含んでいる。
【００３８】
共振器Ｒ２は、誘電体層Ｍ９の導体パターン９１の一端から下方に延伸されるビア導体Ｖ（２ａ）と、この導体パターン９１の他端と誘電体層Ｍ１０の導体パターン１０１の一端を接続するビア導体Ｖ（２ｂ）と、この導体パターン１０１の他端と誘電体層Ｍ１２の導体パターン１２０の一端を接続するビア導体Ｖ（２ｃ）と、この導体パターン１２０の他端と誘電体層Ｍ１３の導体パターン１３１の一端を接続するビア導体Ｖ（２ｄ）と、この導体パターン１３１の他端と誘電体層Ｍ１５のグランドパターン１５０を接続するビア導体Ｖ（２ｅ）を含んでいる。
【００３９】
共振器Ｒ３は、誘電体層Ｍ１０の導体パターン１０２の一端から下方に延伸されるビア導体Ｖ（３ａ）と、この導体パターン１０２の他端と誘電体層Ｍ１３の導体パターン１３０の一端を接続するビア導体Ｖ（３ｂ）と、この導体パターン１３０の他端と誘電体層Ｍ１５のグランドパターン１５０を接続するビア導体Ｖ（３ｃ）を含んでいる。
【００４０】
上記のように各々の共振器Ｒ１〜Ｒ３は、複数の誘電体層を積層方向に貫くビア導体Ｖとそれに接続される略Ｌ字型の導体パターンとの組合せにより構成されている。そして、図５に示すように、２つの誘電体層Ｍ１１、Ｍ１２の間で、共振器Ｒ１の導体パターン１１０と共振器Ｒ２の導体パターン１２０が積層方向に対向配置されている。同様に、２つの誘電体層Ｍ１２、Ｍ１３の間で、共振器Ｒ２の導体パターン１２０と共振器Ｒ３の導体パターン１３０が積層方向に対向配置されている。本実施形態においては、共振器Ｒ１〜Ｒ３に対して各ビア導体Ｖと導体パターンの組み合わせに応じた所望の共振周波数が付与される。一方、共振器Ｒ１〜Ｒ３の各ビア導体Ｖの間のみでは十分な大きさの電磁結合を得られないことから、積層方向に近接して対向配置される各導体パターンの形状とサイズを適切に調製することにより、十分な電磁結合を確保可能な構造を実現している。
【００４１】
次に、第１実施形態の積層型ダイプレクサ１０の特性について具体的に説明する。図６は、図３〜図５の構造を有する積層型ダイプレクサ１０のシミュレーションによって得られたバンドパスフィルタ１１、１２の減衰特性を示している。図６においては、第１の周波数帯域用のバンドパスフィルタ１１の特性ＳＬ１と、第２の周波数帯域用のバンドパスフィルタ１２の特性ＳＨ１とを重ねて示している。特性ＳＬ１は、バンドパスフィルタ１１において共通端子Ｔ０から端子Ｔ１に至るＳパラメータＳ２１（透過特性）の周波数特性を表し、特性ＳＨ１は、バンドパスフィルタ１２において共通端子Ｔ０から端子Ｔ２に至るＳパラメータＳ２１（透過特性）の周波数特性を表している。バンドパスフィルタ１１は概ね２〜３ＧＨｚの範囲を通過帯域に設定し、バンドパスフィルタ１２は概ね４．７〜５．７ＧＨｚの範囲を通過帯域に設定している。特性ＳＬ１、ＳＨ１は、いずれも通過帯域内で低損失であり、通過帯域の低域側及び高域側で減衰量が大きくなっている。
【００４２】
第１実施形態の積層型ダイプレクサ１０において、低周波側のバンドパスフィルタ１１の特性ＳＬ１は、高周波側のバンドパスフィルタ１２に比べて通過帯域の近傍で急峻な減衰特性が得られる。これは上述したように、３つの共振器Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３を備えたバンドパスフィルタ１１の３段型の構成と、２つの共振器Ｒ４、Ｒ５を備えたバンドパスフィルタ１２の２段型の構成との相違に基づいている。また、特性ＳＬ１は、従来の一般的なローパスフィルタとハイパスフィルタを直列接続したバンドパスフィルタ（例えば、特許文献２の構成）と比べても、通過帯域の低域側と高域側の広い周波数範囲にわたって大きな減衰量を確保でき、他の移動体通信機器等による不要成分を確実に除去することができる。一般にバンドパスフィルタの減衰特性を向上させるには、伝送線路の線路長が長い複数の共振器を配置する必要があるため平面方向におけるフィルタサイズの大型化が避けられないのであるが、図３〜図５に示すような第１実施形態の構造を採用すれば、フィルタサイズを小型に保つのと同時に良好な減衰特性を実現可能となる。
【００４３】
［第２実施形態］
第２実施形態は、第１実施形態の積層型ダイプレクサ１０に対してシールド導体部を付加したものである。図７〜図９は、第２実施形態の積層型ダイプレクサ１０を構成した積層体１０ａの各層の構造を示す平面図である。なお、第２実施形態において、図１に示す等価回路と図２に示す外観斜視図は第１実施形態と共通するので説明を省略する。
【００４４】
図７〜図９に示すように、第２実施形態の積層体１０ａの内部には、図３〜図５と同様、セラミックグリーンシートを用いた誘電体層Ｍ１〜Ｍ１５が積層されている。これらの誘電体素子Ｍ１〜Ｍ１５の各々における回路素子自体は、第１実施形態と同様の配置となっている。一方、第２実施形態の誘電体層Ｍ１〜Ｍ１５において第１実施形態との相違点は、領域Ｒ１、Ｒ２（図２）の境界付近に、シールド構造となる５つのビア導体Ｖｓが並列に配置されている点である。
【００４５】
各々のビア導体Ｖｓは、下端が最下層の誘電体層Ｍ１のグランドパターン１５に接続され、各誘電体層Ｍ２〜Ｍ１５を順次貫いて上方に延伸形成され、上端が誘電体層Ｍ１５のグランドパターン１５０に接続されている。これにより、誘電体層Ｍ１〜Ｍ１５の各々における領域Ｒ１と領域Ｒ２の間には、柱状のビア導体Ｖｓからなるシールド導体部が配置され、２つのバンドパスフィルタ１１、１２の間の電磁的干渉を抑制する効果がある。
【００４６】
なお、第２実施形態で示したシールド導体部の構造は一例であり、５本のビア導体Ｖｓを配置する構造に限られない。例えば、図７〜図９の５本のビア導体Ｖｓのうち両端の２本のビア導体Ｖｓのみを配置し、両者の間を細長い補強用導体パターンにより接続する構造を採用してもよい。
【００４７】
次に、第２実施形態の積層型ダイプレクサ１０の特性について具体的に説明する。図１０は、図７〜図９の構造を有する積層型ダイプレクサ１０のシミュレーションよって得られたアイソレーション特性を示している。図１０においては、第２実施形態の積層型ダイプレクサ１０のアイソレーション特性Ｉ２を実線で示し、それに重ねて第２実施形態の積層型ダイプレクサ１０からシールド導体部を除去した構造（第１実施形態と同構造）のアイソレーション特性Ｉ１を点線で示している。また、図１１及び図１２は、図７〜図９の構造を有する積層型ダイプレクサ１０に関し、図６と同様の条件で、バンドパスフィルタ１１、１２の減衰特性を示している。図１１及び図１２においても、第２実施形態のバンドパスフィルタ１１、１２の特性ＳＬ２、ＳＨ２をそれぞれ実線で示し、それに重ねて第１実施形態の構造の特性ＳＬ１、ＳＨ１を点線で示している。
【００４８】
図１０に示すように、第２実施形態のアイソレーション特性Ｉ２は、アイソレーション特性Ｉ１に比べて低域側から高域側にかけて広い周波数範囲で改善され、シールド導体部の採用によるアイソレーション向上の効果が確認された。また、図１１に示すように、第２実施形態のバンドパスフィルタ１１の特性ＳＬ２についても、特性ＳＬ１に比べて低域側及び高域側である程度改善が確認されるが、この理由はシールド導体部によりグランドが強化されたためと推察される。
【００４９】
［第３実施形態］
第３実施形態は、本発明を積層型トリプレクサに対して適用する場合を説明する。図１３は、第３実施形態の積層型トリププレクサ２００の等価回路を示す図である。第３実施形態の積層型トリプレクサ２００のうち、最も周波数が低い第１の周波数帯域を通過帯域とするバンドパスフィルタ２０１（本発明の第１のフィルタ）は、第１実施形態のバンドパスフィルタ１１と同様の回路構成を有し、最も周波数が高い第３周波数帯域を通過帯域とするバンドパスフィルタ２０３は、第１実施形態のバンドパスフィルタ１２と同様の回路構成を有するので、これらの説明は省略する。一方、第１の周波数帯域と第３の周波数帯域の間の第２の周波数帯域を通過帯域とするバンドパスフィルタ２０２は、共通端子Ｔ０と端子ＴＭ（第２の周波数帯域用の送受信回路が接続される端子）の間に配置されている。なお、図１３の端子ＴＬ、ＴＨはそれぞれ図１の端子Ｔ１、Ｔ２に相当する。
【００５０】
第２の周波数帯域用のバンドパスフィルタ２０２は、インダクタＬ３０と、コンデンサＣ３０、Ｃ３１、Ｃ３２、Ｃ３３、Ｃ３４と、伝送線路を用いて形成された２つの共振器Ｒ６、Ｒ７を含んで構成されている。バンドパスフィルタ２０２の構成において、入力側の共通端子Ｔ０とノードＮｆの間にコンデンサＣ３０を直列接続した点がバンドパスフィルタ２０３と異なっている。一方、共振器Ｒ６、Ｒ７、コンデンサＣ３１〜Ｃ３４、インダクタＬ３０、ノードＮｆ、Ｎｇを含む回路部分についてはバンドパスフィルタ２０３（図１のバンドパスフィルタ１２）と同様に構成されるので、その説明を省略する。
【００５１】
次に、図１４〜図１７を参照して、第３実施形態の積層型トリプレクサ２００の一形態として、複数の誘電体層を積層した積層体を用いた構造例について説明する。図１４は、第３実施形態の積層型トリプレクサ２００が構成される積層体２００ａの外観斜視図を示している。積層体２００ａの基本的な構造は図２の積層体１０ａと共通しているが、領域区分が異なっている。また、領域区分に対応して積層体１０ａの側面に形成される端子配置も異なっている。一方の長辺側には共通端子Ｔ０と、その両側の２つのグランド端子Ｔｇが形成され、他方の長辺側には第２の周波数帯域側の端子ＴＭと、その両側のグランド端子Ｔｇが形成されている。また、一方の短辺側には第１の周波数帯域側の端子ＴＬが形成され、他方の短辺側には第３の周波数帯域側の端子ＴＨが形成されている。これらの各端子は、いずれも積層体２００ａの内層の導体パターンに接続されている。
【００５２】
図１４に示すように積層体２００ａは、３つの周波数帯域に対応して平面方向で３つの領域ＲＬ、ＲＭ、ＲＨに区分されている。領域ＲＬには、第１の周波数帯域用のバンドパスフィルタ２０１の回路素子が形成され、領域ＲＭには、第２の周波数帯域用のバンドパスフィルタ２０２の回路素子が形成され、領域ＲＨには、第３の周波数帯域用のバンドパスフィルタ２０３の回路素子が形成される。これにより、３つのバンドパスフィルタ２０１、２０２、２０３が積層方向で重ならない領域に配置され、第１実施形態で説明した効果を得ることができる。
【００５３】
図１５〜図１７は、積層体２００ａの各層の構造を示す平面図である。積層体２００ａは、図３〜図５の積層体１０ａと同様、回路素子が形成された誘電体層Ｍ１〜Ｍ１５を積層した構造を有する。各々の誘電体層Ｍ１〜Ｍ１５の各領域は図１４に従って区分されており、右側から順に、バンドパスフィルタ２０１の領域ＲＬ、バンドパスフィルタ２０２の領域ＲＭ、バンドパスフィルタ２０３の領域ＲＨにそれぞれ対応する。なお、図１５〜図１７では、中央の領域ＲＭの各回路素子については他の領域ＲＬ、ＲＨと表記を変えて示している。
【００５４】
誘電体層Ｍ１〜Ｍ１５において、バンドパスフィルタ２０１の回路素子は、領域ＲＬのサイズや端子の配置の違いなどを反映して第１実施形態の図３〜図５と若干位置や形状が異なるが、基本的な接続形態は共通している。すなわち、第３実施形態のバンドパスフィルタ２０１は、第１実施形態のバンドパスフィルタ１１と実質的に同一の構造を有する。また、バンドパスフィルタ２０３の回路素子の多くは、第１実施形態のバンドパスフィルタ１２の接続形態と共通である。よって、バンドパスフィルタ２０１の回路素子と、バンドパスフィルタ２０３のうちの第１実施形態と共通の回路素子については、図３〜図５と同一の番号を付して説明を省略する。以下では、バンドパスフィルタ２０２の回路素子について説明するとともに、次いでバンドパスフィルタ２０３のうちの第１実施形態とは異なる回路素子について説明する。
【００５５】
まず、バンドパスフィルタ２０２の回路素子として、誘電体層Ｍ３にはコンデンサＣ３１の電極３５とコンデンサＣ３２の電極３６が形成され、それぞれ誘電体層Ｍ１のグランドパターン１５と対向配置されている。誘電体層Ｍ４にはコンデンサＣ３３の電極４５が形成されている。誘電体層Ｍ５にはコンデンサＣ３０の電極５４とコンデンサＣ３３、３４に共通の電極５５が形成されている。電極３５、４５、５４がビア導体Ｖを介して接続されるとともに、電極３６、５５がビア導体Ｖを介して接続されている。
【００５６】
誘電体層Ｍ６にはコンデンサＣ３０の電極６４とコンデンサＣ３４の電極６５が形成されている。電極６４は側面の共通端子Ｔ０に接続され、電極６５は側面の端子ＴＭに接続されている。また、インダクタＬ３０の一部として、誘電体層Ｍ７の導体パターン７６と誘電体層Ｍ８の導体パターン８６がそれぞれ形成されている。
【００５７】
一方の共振器Ｒ６は、誘電体層Ｍ９、Ｍ１０、Ｍ１１、Ｍ１２にそれぞれ形成された導体パターン９６、１０６、１１６、１２３と、これらを積層方向に接続するビア導体Ｖとから構成されている。また、他方の共振器Ｒ７は、誘電体層Ｍ９、Ｍ１０、Ｍ１１、Ｍ１２にそれぞれ形成された導体パターン９７、１０７、１１７、１２４と、これらを積層方向に接続するビア導体Ｖとから構成されている。共振器Ｒ６は下方の電極５４及び上方のグランドパターン１５０とビア導体Ｖを介して接続され、共振器Ｒ７は下方の電極５５及び上方のグランドパターン１５０とビア導体Ｖを介して接続されている。
【００５８】
次に、バンドパスフィルタ２０３の回路素子のうち、第１実施形態とは接続形態が異なるものを説明する。誘電体層Ｍ２にはグランドパターン２３が形成され、側面の２つのグランド端子Ｔｇに接続されている。誘電体層Ｍ３には、コンデンサＣ２１の電極３３とコンデンサＣ２２の電極３４が形成され、それぞれ直下のグランドパターン２３と対向配置されている。誘電体層Ｍ４には、コンデンサＣ２３の電極４４が形成され、直上の電極５２、５３と対向配置されている。誘電体層Ｍ６には、コンデンサＣ２０の電極６２と、コンデンサＣ２４の電極６３が形成されている。電極６２は側面の共通端子Ｔ０に接続され、電極６３は側面の端子ＴＨに接続されている。また、電極６２は直下の電極５２と対向配置され、電極６３は直下の電極５３と対向配置されている。
【００５９】
共振器Ｒ４、Ｒ５については、第１実施形態と比べると領域ＲＨの面積が小さい分、導体パターンの構成数が増えている。すなわち、一方の共振器Ｒ４は、誘電体層Ｍ７、Ｍ１１にそれぞれ形成された導体パターン７４、１１３と、これらを積層方向に接続するビア導体Ｖとから構成されている。また、他方の共振器Ｒ５は、誘電体層Ｍ７、Ｍ１１にそれぞれ形成された導体パターン７５、１１４と、これらを積層方向に接続するビア導体Ｖとから構成されている。なお、誘電体層Ｍ１３には、共振器Ｒ４、Ｒ５に共通の導体パターン１３３が形成されている。
【００６０】
インダクタＬ２０、Ｌ２１についても、上記と同様、第１実施形態と比べて導体パターンの構成数が増えている。すなわち、インダクタＬ２０には、誘電体層Ｍ１２、Ｍ１３にそれぞれ形成された導体パターン１２１、１３２が追加され、インダクタＬ２１には、誘電体層Ｍ１０、Ｍ１１、Ｍ１２にそれぞれ形成された導体パターン１０５、１１２、１２２が追加されている。また、他の回路要素として、誘電体層Ｍ１４にグランドパターン１４１が追加されている。グランドパターン１４１は、直上のグランドパターン１５０及び直下の導体パターン１３３とそれぞれビア導体Ｖを介して接続されている。
【００６１】
なお、バンドパスフィルタ２０１の接続形態は、ほぼ第１実施形態と共通であるが、誘電体層Ｍ１４に導体パターン１４０が形成され、ビア導体Ｖを介して誘電体層Ｍ１０の導体パターン１０２と接続されている点が異なっている。
【００６２】
次に、第３実施形態の積層型トリプレクサ２００の特性について具体的に説明する。図１８は、図１５〜図１７の構造を有する積層型ダイプレクサ１０のシミュレーションによって得られたバンドパスフィルタ２０１、２０２、２０３の減衰特性を示している。図１８においては、図６と同様の条件に基づき、第１の周波数帯域用のバンドパスフィルタ２０１の特性ＳＬ３と、第２の周波数帯域用のバンドパスフィルタ２０２の特性ＳＭ３と、第３の周波数帯域用のバンドパスフィルタ２０３の特性ＳＨ３とを重ねて示している。
【００６３】
図１８からわかるように、それぞれのバンドパスフィルタ２０１、２０２、２０３は、いずれも通過帯域内で低損失であり、通過帯域の低域側及び高域側で減衰量が大きくなっている。特に、最も低い第１の周波数帯域に対応する特性ＳＬ３では、通過帯域の近傍で急峻であり、かつ低域側の広い周波数範囲で十分な減衰量を得ることができる。このように、第３実施形態の積層型トリプレクサ２００についても、第１実施形態の積層型ダイプレクサ１０と同様の効果を実現することができる。
【００６４】
以上、本実施形態に基づき本発明の内容を具体的に説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を施すことができる。例えば、上記実施形態では、２つの周波数帯域の信号を選択的に伝送するダイプレクサと、３つの周波数帯域の信号を選択的に伝送するトリプレクサに対して本発明を適用する場合を説明したが、より多数の周波数帯域の信号を選択的に伝送するマルチプレクサに対して広く本発明を適用可能である。Ｎ個の異なる周波数帯域を前提に考えると、共通端子とＮ個の端子の各々との間に接続されるＮ個のフィルタを設け、このうちの最も低い周波数帯域を通過帯域とするフィルタ（本発明の第１のフィルタ）を第１〜第３実施形態に示したように構成することができる。これにより、マルチプレクサにおいて移動体通信機器等による外来の不要成分が特に低周波領域で問題となる場合、その影響を抑えることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】第１実施形態の積層型ダイプレクサ１０の等価回路を示す図である。
【図２】第１実施形態の積層型ダイプレクサ１０が構成される積層体１０ａの外観斜視図である。
【図３】第１実施形態の積層体１０ａの各層の構造を示す第１の平面図である。
【図４】第１実施形態の積層体１０ａの各層の構造を示す第２の平面図である。
【図５】第１実施形態の積層体１０ａの各層の構造を示す第３の平面図である。
【図６】第１実施形態の積層型ダイプレクサ１０の減衰特性を示す図である。
【図７】第２実施形態の積層体１０ａの各層の構造を示す第１の平面図である。
【図８】第２実施形態の積層体１０ａの各層の構造を示す第２の平面図である。
【図９】第２実施形態の積層体１０ａの各層の構造を示す第３の平面図である。
【図１０】第２実施形態の積層型ダイプレクサ１０のアイソレーション特性を示す図である。
【図１１】第２実施形態の積層型ダイプレクサ１０のうちバンドパスフィルタ１１の減衰特性を示す図である。
【図１２】第２実施形態の積層型ダイプレクサ１０のうちバンドパスフィルタ１２の減衰特性を示す図である。
【図１３】第３実施形態の積層型トリプレクサ２００の等価回路を示す図である。
【図１４】第３実施形態の積層型トリプレクサ２００が構成される積層体２００ａの外観斜視図である。
【図１５】第３実施形態の積層体２００ａの各層の構造を示す第１の平面図である。
【図１６】第３実施形態の積層体２００ａの各層の構造を示す第２の平面図である。
【図１７】第３実施形態の積層体２００ａの各層の構造を示す第３の平面図である。
【図１８】第３実施形態の積層型トリプレクサ２００の減衰特性を示す図である。
【符号の説明】
【００６６】
１０…積層型ダイプレクサ
２００…積層型トリプレクサ
１０ａ、２００ａ…積層体
１１、１２、２０１、２０２、２０３…バンドパスフィルタ
１５、２３、１４１、１５０…グランドパターン
２０〜２２、３０〜３６、４０〜４５、５０〜５５、６０〜６５…電極
７０〜７６、８０〜８６、９０〜９７、１００〜１０７、１１０〜１１４、１１６、１１７、１２０〜１２４、１３０〜１３３、１４０…導体パターン
Ｃ１０〜Ｃ１６、Ｃ２０〜Ｃ２４、Ｃ３０〜Ｃ３４…コンデンサ
Ｌ１０、Ｌ１１、Ｌ２０、Ｌ２１、Ｌ３０…インダクタ
Ｒ１〜Ｒ７…共振器
Ｔ０…共通端子
Ｔ１、Ｔ２、ＴＬ、ＴＭ、ＴＨ…端子
Ｔｇ…グランド端子
Ｍ１〜Ｍ１５…誘電体層
Ｖ…ビア導体
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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