(57)【要約】【課題】多層誘電体基板を用いて、チャネル数の増大に柔軟に対応でき、かつ小型化が図れるフィルタバンク構造を得ること。【解決手段】多層誘電体基板１の内層にフィルタ回路２が構成され、表層にスイッチ３ａ，３ｂが実装される。また、バイアス回路４が例えば内層に構成される。フィルタ回路２は、各内層に複数のフィルタが構成され、前記各内層における複数のフィルタのそれぞれは、上下にグラウンド導体層が配置され、横方向の前後左右に前記上下のグラウンド導体層間を接続する複数のビアによる壁が配置されている。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多層誘電体基板の各内層に複数のフィルタが構成され、前記各内層における複数のフィルタのそれぞれは、上下にグラウンド導体層が配置され、横方向の前後左右に前記上下のグラウンド導体層間を接続する複数のビアによる壁が配置されている
ことを特徴とするフィルタバンク構造。
【請求項２】
複数のフィルタの中の任意のフィルタを選択して、所望の周波数通過特性を得るフィルタバンク構造において、
前記複数のフィルタのうち、フィルタバンク帯域の低周波数側で用いるフィルタは、擬似的な集中定数で構成されるフィルタであり、高周波数側で用いるフィルタは、分布定数で構成されるフィルタ、または、ポスト壁導波路型で構成されるフィルタである
ことを特徴とするフィルタバンク構造。
【請求項３】
前記分布定数で構成されるフィルタ、または、ポスト壁導波路型で構成されるフィルタは、高調波成分がフィルタバンク帯域端よりも高い領域で現れる信号通過電力特性を有していることを特徴とする請求項２に記載のフィルタバンク構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルタバンク構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の単層誘電体基板を用いたフィルタバンク構造は、複数のフィルタと、前記複数のフィルタの中の任意の一つを選択するスイッチと、前記スイッチを切替駆動するバイアス回路とを同一の平面上に配置する必要があるので、サイズが大きくなるという問題があった。
【０００３】
そこで、例えば、特許文献１では、多層誘電体基板を用い、１つのフィルタを内層のそれぞれに構成して上下に重ねる構造とすることで、小型化を実現する方法が開示されている。この場合、各フィルタの上下にグラウンド導体層を配置してフィルタ相互間の干渉を防止している。
【０００４】
なお、特許文献２では、擬似的な集中定数で構成されるフィルタが提案されている。また、非特許文献１では、ポスト壁導波路型で構成されるフィルタが報告されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１０９２４号公報
【特許文献２】特願２００８−１２７２３０号
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】”Low-Loss LTCC Cavity Filters Using System-on-Package Technology at 60GHz” IEEE TRANSACTIONS ON MICROWAVE THEORY AND TECHNIQUES, VOL.53, NO.12
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１に記載の技術では、チャネル数が多くなると、誘電体基板の層数も増えるので、製造が困難になるという問題があった。
【０００８】
一方、従来のフィルタバンク構造においては、特許文献１に示される多層誘電体基板を用いたものに限らず、単層誘電体基板あるいは導波路を用いたものにおいて同様に、特にフィルタバンク帯域の低周波数側フィルタが発生する高調波成分の抑圧が課題であった。
【０００９】
この課題解決のため、従来では、各チャネルのフィルタを、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）とローパスフィルタ（ＬＰＦ）とを直列に接続した構成とし、ＢＰＦにて所望の通過帯域特性を実現し、ＢＰＦの高調波成分をＬＰＦにて抑圧していた。
【００１０】
しかし、この構成では、チャネル毎に２種類のフィルタが必要であるので、サイズが増大する。また、ＬＰＦ自身の高調波成分によりフィルタバンクとしての帯域が制限されるので、広帯域化が困難であった。
【００１１】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、多層誘電体基板を用いてチャネル数の増大に柔軟に対応でき、かつ小型化が図れるフィルタバンク構造を得ることを目的とする。
【００１２】
また、本発明は、広帯域化に加えて、通過電力特性の低損失化も図れるフィルタバンク構造を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上述した目的を達成するために、本発明にかかるフィルタバンク構造は、多層誘電体基板の各内層に複数のフィルタが構成され、前記各内層における複数のフィルタのそれぞれは、上下にグラウンド導体層が配置され、横方向の前後左右に前記上下のグラウンド導体層間を接続する複数のビアによる壁が配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、多層誘電体基板の各内層にフィルタを、グラウンド導体層とビアによる壁とで囲んで相互間での干渉による特性劣化を防止しながら高密度に実装することができるので、チャネルの増加に柔軟に対応でき、かつ小型化が図れるフィルタバンク構造が得られるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、この発明の実施の形態１によるフィルタバンク構造の全体構成を示す斜視図である。
【図２】図２は、図１に示すフィルタ回路におけるフィルタ単体の配置環境を説明する斜視図である。
【図３】図３は、図１に示すフィルタ回路における横方向のフィルタ配置構造例を示す平面図である。
【図４】図４は、図１に示すフィルタ回路における縦方向のフィルタ配置構造例を示す側面図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態２によるフィルタバンク構造で用いる擬似集中定数によるフィルタと分布定数・ポスト壁導波路型によるフィルタとの各信号通過電力特性を説明する図である。
【図６】図６は、フィルタバンク帯域において、擬似集中定数によるフィルタを用いる周波数領域と分布定数・ポスト壁導波路型によるフィルタを用いる周波数領域とを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本発明にかかるフィルタバンク構造の実施の形態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。
【００１７】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１によるフィルタバンク構造の全体構成を示す斜視図である。図１に示すように、本実施の形態１によるフィルタバンク構造は、多層誘電体基板１の内層にフィルタ回路２が構成され、表層に、スイッチ３ａ，３ｂが実装されている。スイッチ３ａ，３ｂの一方は、高周波信号の入力ポート（図示せず）をフィルタ回路２内の複数のフィルタ（図３、図４参照）の中から選択した１つのフィルタの入力ポートに切り替えて接続するスイッチであり、他方は選択された１つのフィルタの出力ポートを高周波信号の出力ポート（図示せず）に接続するスイッチである。そして、スイッチ３ａ，３ｂを切替駆動するバイアス回路４が内層に構成されている。なお、バイアス回路４は、表層に構成されてもよい。
【００１８】
次に、図２〜図４を参照してフィルタ回路２内のフィルタ配置構成を説明する。なお、図２は、フィルタ回路２におけるフィルタ単体の配置環境を説明する斜視図である。図３は、フィルタ回路２における横方向のフィルタ配置構造例を示す平面図である。図４は、フィルタ回路２における縦方向のフィルタ配置構造例を示す側面図である。
【００１９】
図２に示すように、フィルタ単体の配置環境は、フィルタの上下にＧＮＤ導体層（ＧＮＤに接地された導体層）６が配置され、層面に平行な横方向において前後左右に上下のＧＮＤ導体層６を接続する複数のビアによるビア壁７が配置された環境である。これによって、フィルタ間が電磁遮蔽されるので、電磁波漏洩および干渉を防ぐことができる。
【００２０】
したがって、図３では、１つの内層に４つのフィルタ（１）〜フィルタ（４）がビア壁７で仕切られて格子状に配置される場合を例示するが、このように、１つの内層に複数のフィルタを相互間の電磁漏洩および干渉による特性劣化を防ぎながら配置することができる。そして、各内層間はＧＮＤ導体層６で仕切られているので、図４に示すように、図３に示す配置態様を内層の最上層から最下層まで維持した高密度な実装構造が可能になり、小型化が図れる。
【００２１】
以上のように、本実施の形態１によれば、多層誘電体基板の各内層にフィルタを、ＧＮＤ導体層とビアによる壁とで囲んで相互間での干渉による特性劣化を防止しながら高密度に実装することができるので、チャネルの増加に柔軟に対応でき、かつ小型化が図れるフィルタバンク構造が得られる。
【００２２】
実施の形態２．
図５は、本発明の実施の形態２によるフィルタバンク構造で用いる擬似集中定数によるフィルタと分布定数・ポスト壁導波路型によるフィルタとの各信号通過電力特性を説明する図である。図６は、フィルタバンク帯域において、擬似集中定数によるフィルタを用いる周波数領域と分布定数・ポスト壁導波路型によるフィルタを用いる周波数領域とを説明する図である。
【００２３】
図５において、実線で示す信号通過電力特性１０は、擬似集中定数によるフィルタ（特許文献２にて提案されている擬似的な集中定数で構成したフィルタ）の特性である。点線で示す信号通過電力特性１１は、分布定数・ポスト壁導波路型によるフィルタ（分布定数で構成したフィルタ、あるいは非特許文献１にて報告されているポスト壁導波路型で構成したフィルタ）の特性である。
【００２４】
図５に示すように、擬似集中定数によるフィルタの信号通過電力特性１０は、分布定数・ポスト壁導波路型によるフィルタの信号通過電力特性１１よりも通過電力損失は大きいものの、広帯域に渡って優れた低スプリアス特性を有している。
【００２５】
一方、分布定数・ポスト壁導波路型によるフィルタの信号通過電力特性１１では、通常２倍波から高調波成分１１ａ，１１ｂが現れるが、それらの通過電力損失は、擬似集中定数によるフィルタよりも小さいという特徴を有している。
【００２６】
そこで、本実施の形態２では、高調波成分１１ａ，１１ｂがフィルタバンク帯域の高周波数端よりも高い領域で現れる信号通過電力特性１１を有する分布定数・ポスト壁導波路型によるフィルタをフィルタバンク帯域の高周波数側で採用する。そして、それよりも低い周波数側では信号通過電力特性１０を有する擬似集中定数によるフィルタを採用することにした。
【００２７】
すなわち、図６に示すように、フィルタバンク帯域は、低い周波数側端から高い周波数側端に向かって、フィルタ＃１の通過帯域〜フィルタ＃Ｎの通過帯域のように、多数の通過帯域（チャネル）に分割されるが、その中で、低周波数側１３を担当する複数のフィルタは擬似集中定数によるフィルタで構成し、高周波数側１４を担当する複数のフィルタは分布定数・ポスト壁導波路型によるフィルタで構成する。
【００２８】
このように構成すれば、フィルタバンク帯域内で各フィルタの高調波成分は現れないので、高調波成分による性能劣化を従来技術のような高調波抑圧の措置を講ずることなく防ぐことができ、フィルタバンク帯域の広帯域化が図れる。また、従来技術のような高調波抑圧の措置が不要であるので、フィルタバンクの小型化も図れる。加えて、通過電力損失が大きくなる高周波数領域では、通過電力損失の小さい信号通過電力特性１１を有する分布定数によるフィルタ、あるいはポスト壁導波路型によるフィルタを採用するので、フィルタバンク帯域の低損失特性も同時に実現することが可能になる。
【００２９】
以上のように、本実施の形態２によれば、広帯域化に加えて、通過電力特性の低損失化も図れるフィルタバンク構造を得ることができる。本実施の形態２によるフィルタバンク構造は、実施の形態１によるフィルタバンク構造に適用できることは当然のこととして、特許文献１に開示されるフィルタバンク構造など従来技術によるフィルタバンク構造にも同様に適用できるものである。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
以上のように、本発明にかかるフィルタバンク構造は、多層誘電体基板を用いて、チャネル数の増大に柔軟に対応でき、かつ小型化が図れるフィルタバンク構造として有用である。
【００３１】
また、本発明にかかるフィルタバンク構造は、広帯域化に加えて、通過電力特性の低損失化も図れるフィルタバンク構造として有用である。
【符号の説明】
【００３２】
１  多層誘電体基板
２  フィルタ回路
３ａ，３ｂ  スイッチ
４  バイアス回路
６  グラウンド導体層（ＧＮＤ導体層）
７  複数のビアによる壁（ビア壁）
１０  擬似集中定数によるフィルタによる信号通過電力特性
１１  分布定数・ポスト壁導波路型フィルタによる信号通過電力特性
１１ａ，１１ｂ  分布定数・ポスト壁導波路型フィルタでの高調波成分
１３  低周波数側（擬似集中定数によるフィルタ）
１４  高周波数側（分布定数・ポスト壁導波路型フィルタ）
【図１】
2010187291.tif 000003
【図２】
2010187291.tif 000004
【図３】
2010187291.tif 000005
【図４】
2010187291.tif 000006
【図５】
2010187291.tif 000007
【図６】
2010187291.tif 000008