(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
頂部表面、底部表面及び少なくとも第１及び第２の側部表面を有する誘電体材料のコアであって、それぞれが前記頂部表面に規定された開口から前記底部表面に規定された開口に前記コアを貫通して延びる一連の離間したスルーホールを規定する前記コアと、
前記頂部表面から外方に突起し、前記第１及び第２の側部表面の長さをそれぞれ延びる少なくとも第１及び第２の壁であって、それぞれが、内表面と、外表面と、頂部リムを含み、外部電磁界がノイズ及び干渉を生じさせることを防ぐ第１及び第２のシールドのそれぞれを規定する前記第１及び第２の壁と、
前記頂部表面から外方に延びる少なくとも第1及び第２の柱であって、前記第１及び／又は第２の壁を通して延びる第１及び第２のスロットのそれぞれの間に位置する前記第１及び第２の柱と、
前記コア上の金属化領域及び非金属化領域の表面層パターンであって、
金属化された広い領域と、
前記頂部表面の１以上の前記開口の少なくとも一部を取り囲む少なくとも一つの金属化されたパッドと、
前記頂部表面に配置され、前記第１の柱に延びる金属化された入力接続領域と、
前記頂部表面に配置され、前記第２の柱に延びる金属化された出力接続領域とを含む前記表面層パターンと、
を有するフィルター。
【請求項２】
前記第１、第２の柱のそれぞれが、印刷回路基板の頂部表面に対して固定されるように適合された頂部リムを規定する請求項１のフィルター。
【請求項３】
前記第１、第２の柱が前記第１の壁に形成される請求項１のフィルター。
【請求項４】
前記第１、第２の壁のそれぞれに前記第１、第２の柱が形成される請求項１のフィルター。
【請求項５】
頂部表面、底部表面及び少なくとも第１及び第２の側部表面を有する誘電体材料のブロックであって、前記頂部表面に規定された開口と前記底部表面に規定された開口の間に延びる複数のスルーホールを規定する前記ブロックと、
前記第１及び第２の側部表面の長さを延びる第１及び第２の壁を含む、前記頂部表面から外方に延びる複数の壁であって、前記第１及び第２の壁のそれぞれが、内表面と、外表面と、頂部リムを含み、外部電磁界がノイズ及び干渉を生じさせることを防ぐ第１及び第２のシールドのそれぞれを規定し、前記第１及び／又は第２の壁が、少なくとも第１及び第２の柱をそれぞれ規定する第１及び第２の組のスロットを規定する、前記複数の壁と、
前記ブロック上に規定された金属化領域及び非金属化領域の表面層パターンであって、
前記頂部、底部及び側部表面の少なくとも一部、前記少なくとも一つのスルーホール及び前記壁の少なくとも一部を覆う金属化された連続領域と、
前記スルーホールの前記開口を取り囲み、前記金属化された連続領域に電気的に結合する少なくとも一つの共振器パッドと、
前記頂部表面に規定され、前記第１及び第２の壁の一つの前記第１の柱に延びる入力電極と、
前記頂部表面に規定され、前記第１及び第２の壁の一つの前記第２の柱に延びる出力電極と、
前記パッド、前記入力電極及び前記出力電極を実質的に取り囲む非金属化された連続領域とを含む前記パターンと
を有するフィルター。
【請求項６】
前記第１、第２の柱が前記第１及び第２の壁のうちの同一の一つに規定される請求項５のフィルター。
【請求項７】
前記第１、第２の柱が前記第１及び第２の壁のうちのそれぞれ異なるものに規定される請求項５のフィルター。
【請求項８】
頂部表面、底部表面、側部表面及び前記頂部表面と前記底部表面の間に延びるスルーホールを有する誘電体材料のブロックと、
前記コアにキャビティ及び周辺リムを規定するように前記頂部表面から外方に延びて、前記頂部表面を取り囲み、前記キャビティの外側の外部電磁界がノイズ及び干渉を生じさせることを防ぐシールドを更に規定する少なくとも一つの壁と、
前記壁上の少なくとも第１及び第２の入／出力電極を規定するように前記壁及び前記頂部表面の少なくとも一部を覆う金属化領域を含む、前記ブロックの選択された表面に規定される金属化及び非金属化された表面層パターンを有し、
前記第１及び第２の入／出力電極は、前記壁を通して延びる第１及び第２の組のスロットのそれぞれにより、前記壁に規定される第１及び第２の柱に形成され、前記フィルターは、前記壁の前記周辺リムを印刷回路基板に対して固定されて前記印刷回路板に搭載されるように適合されており、前記第１及び第２の入／出力電極が前記基板上の入力及び出力パッドのそれぞれに電気的に結合する電気信号フィルター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連する同時係属出願の相互参照］
本出願は、本明細書で参照されるすべての文献と同様にその内容が参照により組み込まれる「改善された減衰を提供する窪んだ頂部パターン及びキャビティを有するＲＦ単一ブロックフィルター」と題する２００７年１２月１０日に出願された米国仮出願番号第６１／００５，９７３号の出願日の利益を主張する。
【０００２】
本発明は、無線周波数信号のための誘電体ブロックフィルター、特に、単一ブロック通過帯域フィルターに関する。
【背景技術】
【０００３】
セラミックブロックフィルターは、多数の部品からなるフィルターに対していくつかの利点がある。このブロックは、比較的製造し易く、堅固であり、比較的コンパクトである。基本的なセラミックブロックフィルターの設計においては、共振器は、典型的には、スルーホールと称され、長く狭い側面から対向する長く狭い側面までブロックを貫通して延びる円筒状の通路から形成される。このブロックは、実質的に、その６つの（外側）側面のうちの１つを除く全ての側面上、及び共振器スルーホールにより形成される内壁上において、導電性材料によりメッキされる（金属化される）。
【０００４】
スルーホールの開口を含む対向する２つの側面のうちの１つは全体的には金属化されないが、その代わり、入力及び出力信号を一連の共振器を通して結合するようにデザインされた金属化パターンを備えている。このパターン化された側面は、通例、ブロックの頂部と称される。幾つかのデザインでは、このパターンは、入出力電極が形成されるブロックの側面に延びている場合がある。
【０００５】
隣接する共振器間のリアクタンス結合は、少なくともある程度は、各共振器の物理的な寸法、他の共振器に対する各共振器の配向、及び、頂部表面の金属化パターンの態様により支配される。ブロック内、及びブロック周辺の電磁界の相互作用は複雑であり、予見することは困難である。
【０００６】
これらのフィルターは、隣接しない共振器及び他のＲＦ用途のデバイスの部品との間での寄生結合を打ち消すために、ブロックの開路端に取り付けられ、ブロックの開路端に渡って配置された外部金属シールドをも備える場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開昭６２−２５２２０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
このようなＲＦ信号フィルターは、１９８０年代から広く商業的に受け入れられてきたが、この基本設計についての改良の努力は継続してきた。
【０００９】
世界各国の政府は、無線通信プロバイダーが追加的なサービスを提供することを許容するために、新たなより高いＲＦ周波数を商業用途に割り当てている。これらの新たに割り当てられた周波数をより良く利用するために、標準設置機構は、個々のチャネルと同様に、圧縮された伝送及び受信帯域の帯域幅仕様を採用してきた。これらのトレンドは、十分な周波数選択性及び帯域アイソレーションを提供するように、フィルター技術の限界を押し上げている。
【００１０】
より高い周波数及びチャネルの密集に、より小さい通信装置及びより長いバッテリ寿命に向かう消費者市場のトレンドが加わっている。これらのトレンドが合わさって、フィルターなどの無線部品の設計に困難な束縛が課せられている。フィルターの設計者は、改善された信号除去を提供するために、より嵩張る共振器を追加し、より大きい挿入損失を許容することはできない。
【００１１】
ＲＦフィルターの設計における特定的な挑戦は、通過帯域内の周波数の整数倍の周波数における目標通過帯域外の信号の十分な減衰（又は抑制）を提供することである。このような通過帯域の整数倍周波数に適用される名称は「高調波」である。高調波周波数における十分な信号減衰を提供することが長年の目標となっている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、１実施形態では、頂部表面、底部表面及び側部表面を有する誘電体材料のブロックを含むＲＦ周波数のための電気信号フィルターに向けられる。このブロックは、頂部表面の開口から底部表面の開口の間に延びる１以上のスルーホールを規定する。１以上の壁又は柱が頂部表面の周辺端から外方に及び情報に延び、頂部フィルターキャビティ及び周辺外部リムを規定する。
【００１３】
ブロック上には金属化及び非金属化された領域のパターンが規定される。このパターンは、頂部表面の少なくとも１部を覆おう金属化された窪んだ領域と底部及び側部表面、スルーホール及び前記壁又は柱の少なくとも１部を覆う領域を含む。
【００１４】
共振器パッドは頂部表面のスルーホール開口に隣接して規定され、金属化された連続的な領域に接続する。頂部表面に規定された入力電極は１つの前記壁又は柱に延びる。頂部表面に規定された出力電極も前記１つの壁又は柱又は他の壁又は柱に延びる。連続的な非金属化された領域は実質的に、前記パッド、前記入力電極、前記出力電極、前記入力及び出力電極が延びる前期壁又は柱を取り囲む。
【００１５】
１実施形態では、前記フィルターは、前記フィルターの壁のリムが印刷回路板の頂部表面に対して固定され、前記壁又は柱に形成された入／出力電極が前記回路板の対応する入／出力パッドに接続する関係で、前記印刷回路板の頂部に搭載されるように適合される。
【００１６】
本発明は、後述の本発明の実施形態の詳細な説明、図面及び添付請求の範囲からより明らかとなる他の利点及び特徴を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
明細書の１部を形成する添付図面では、同様の部分を示す場合には同様の符号が示される。
【図１】表面層の金属化及び非金属化された領域のパターン及び隠れた特徴の詳細を示す本発明に従うフィルターの拡大上方斜視（又は、より正確には等角投影）図。
【図２】回路基板に搭載された図１に示すフィルターの拡大下方斜視図。
【図３】図１に示すフィルターの他の拡大上方斜視図。
【図４】図１に示すフィルターの追加の拡大上方斜視図。
【図５】従来技術のフィルターの性能と本発明のフィルターの性能を比較する周波数応答グラフ。
【図６】図１のフィルターの他の周波数応答グラフ。
【図７】入／出力接続をフィルターの両側部に有する本発明に従う他の実施形態の上方斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明は、多くの異なる態様の実施例を許容するものであるが、本明細書及び添付の図面は、本発明に従う２つの実施形態を開示する。しかし、もちろん本発明は、そのように開示される実施例に限定されるものではない。本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲により特定される。
【００１９】
図１−４は、所望の誘電率を有するセラミック誘電体材料からなる概略細長い平行六面体又は箱形状のリジッドなブロック又はコア１２を有する本発明に従う無線周波数（ＲＦ）フィルター１０を示す。１実施形態では、誘電体材料は約３７以上の誘電率を有するバリウム又はネオジウムセラミックスであり得る。
【００２０】
コア１２は対向する端部１２Ａ，１２Ｂを有する。コア１２は概略矩形の６つの側面である頂部側面又は頂部表面１４、頂部表面１４に平行で正反対の底部側面又は底部表面１６、第１側面又は側部表面１８、側部表面１８に平行で正反対の第２側面又は側部表面２０、第３側面又は端部表面２２、端部表面２２に平行で正反対の第４側面又は端部表面２４を有する外表面を規定する。コア１２とそれぞれの側部表面は複数の垂直の周辺コアエッジ２６及び複数の水平底部周辺エッジ２７を規定する。
【００２１】
コア１２は更に、頂部表面１４の４つの外側周辺エッジから上方に外側に延びる４つの概略板状の壁１１０，１２０，１３０，１４０を規定する。壁１１０，１２０，１３０，１４０は、頂部表面１４とともに、フィルター１０の頂部のキャビティ１５０を規定する。壁１１０，１２０，１３０，１４０は更にこれらの壁の頂部の周辺頂部リム２００を規定する。
【００２２】
壁１１０，１２０は相互に平行で正反対に対向する。壁１３０，１４０は相互に平行で正反対に対向する。
【００２３】
壁１１０は外表面１１１と内表面１１２を規定する。外表面１１１は側部表面２０と同じ平面にあって（co-planner）一緒に延在し（co-extensive）、内表面１１２はリム２００から頂部表面１４に向けて外側に下方に対向する壁１２０の方向に傾斜し、又は、角度付けられており、頂部表面１４及び壁１１０の双方に対して概略４５度の角度で傾斜する表面を規定する。他の傾斜角度も使用し得る。壁１２０，１３０，１４０はすべてコアのそれぞれの側部表面と概略共面の概略垂直の外壁と、頂部表面１４に実質的に垂直の関係にある概略垂直の内壁を規定する。
【００２４】
壁１１０は更に、頂部表面１４に概略垂直の方向に壁１１０を貫通する概略平行で離間した複数のスロット１６０，１６２，１６４，１６６を規定する。
【００２５】
端部壁部１１０Ａは壁１３０とスロット１６０の間に規定される。壁部又は柱又はフィンガー１１０Ｂは離間したスロット１６０と１６２の間で端部１２Ａに向けて規定される。壁部１１０Ｃはスロット１６２と１６４の間に規定される。壁部又は柱又はフィンガー１１０Ｄはスロット１６４と１６６の間で端部１２Ｂに向けて規定される。柱１１０Ｄは柱１１０Ｂと正反対で壁１１０の端部部分で壁１４０に隣接する。端部壁部１１０Ｅは壁１４０とスロット１６６の間に規定される。
【００２６】
内表面１１２は角度付又は傾斜内表面部１１２Ａ，１１２Ｂ，１１２Ｃ，１１２Ｄ，１１２Ｅ（図３）を含む幾つかの部分に更に分けられる。内表面部１１２Ａは壁部１１０Ａ上に位置する。内表面部１１２Ｂは壁部又は柱１１０Ｂ上に位置する。内表面部１１２Ｃは壁部１１０Ｃ上に位置する。内表面部１１２Ｄは壁部又は柱１１０Ｄ上に位置する。内表面部１１２Ｅは壁部１１０Ｅ上に位置する。
【００２７】
内表面１１２Ａ，１１２Ｂ，１１２Ｃ，１１２Ｄ，１１２Ｅは更に概略三角形形状の側壁を有する。特に、壁部１１０Ａはスロット１６０に隣接する側壁１１４Ａを規定する。柱１１０Ｂはスロット１６０に隣接する側壁１１４Ｂとスロット１６２に隣接する反対側の側壁１１４Ｄを規定する。壁部１１０Ｃはスロット１６２に隣接する側壁とスロット１６４に隣接する反対側の側壁１１４Ｅを規定する。柱１１０Ｄはスロット１６４に隣接する側壁１１４Ｆとスロット１６６に隣接する側壁１１４Ｇを規定する。壁部１１０Ｅはスロット１６６に隣接する側壁１１４Ｈを規定する。
【００２８】
壁１２０は外表面１２１と内表面１２２を有する。外表面１２１は側部１８と同じ平面にあって一緒に延在し、内表面１２２は頂部表面１４に垂直である。
【００２９】
壁１３０は外表面１３１と内表面１３２を有する。外表面１３１は側部２４と同じ平面にあって一緒に延在し、内表面１３２は頂部表面１４に垂直である。
【００３０】
壁１４０は外表面１４１と内表面１４２を有する。外表面１４１は側部２２と同じ平面にあって一緒に延在し、内表面１４２は頂部表面１４に垂直である。
【００３１】
頂部表面１４は、壁１１０の各スロット間に位置しこれらの間に延びる幾つかの部分を有し得る。頂部表面部１８０（図３）はスロット１６０の基部を形成し、壁部１１４Ｃと１１４Ｄの間に位置する。頂部表面部１８２（図３）はスロット１６４の基部を形成し、壁部１１４Ｅと１１４Ｆの間に位置する。頂部表面部１８３（図３）はスロット１６６の基部を形成し、壁部１１４Ｇと１１４Ｈの間に位置する。
【００３２】
フィルター１０は、複数の金属化されたスルーホールにより部分的に規定される複数の共振器２５（図１，３，４）を有する。特に、共振器２５は誘電体コア１２に規定されたスルーホール３０（図２）の形態を取る。スルーホール３０は頂部表面１３の開口３４（図３）から延びて底部表面１６の開口（図２）で終端する。スルーホール３０は、スルーホール３０が側部１８，２０から等距離となるように、ブロック１２において離間した共直線（co-linear）の関係で配列される。それぞれのスルーホール３０は内側の円筒状の金属化された側壁表面３２により規定される。
【００３３】
コア１２の頂部表面１４は更に、電気伝導性の金属化領域又はパターンと絶縁性の非金属化領域又はパターンによる表面層の窪んだ（凹陥した）パターン４０を規定する。パターン４０はコア１２の頂部表面１４に規定され、壁１１０，１２０，１３０，１４０の頂部リム２００から離間した関係のキャビティ１５０の基部におけるその窪んだ位置によって窪んだフィルターパターンを規定する。
【００３４】
金属化領域は好ましくは導電性の銀含有材料の表面層である。窪んだパターン４０は更に、底部表面１６及び側部表面１８，２２，２４を覆う広い金属化された（メタライゼーションの）領域又はパターン４２を規定する。金属化された広い領域４２は頂部表面１４の一部と、側部表面２０と、スルーホール３０の側壁３２を覆う。金属化領域４２は共振器スルーホール３０の内部から切れ目無く頂部表面１４と底部表面１６の両方に延びる。金属化領域４２は接地電極とも称し得る。領域４２は帯域外信号の伝達を吸収又は阻止するように作用する。頂部表面１４上の窪んだパターン４０のより詳細な説明を以下に述べる。
【００３５】
例えば、金属化領域４２の一部は、頂部表面１４に規定された各スルーホール３４を囲む共振器パッド６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃ，６０Ｄ，６０Ｅ，６０Ｆの形態で現れ得る。共振器パッド６０Ａ〜Ｆは、スルーホール３０の各内表面３２に延びる金属化領域４２に連続的であり、又は、接続されている。共振器パッド６０Ａ〜Ｆは少なくとも部分的にスルーホール３０の各開口３４を囲繞する。共振器パッド６０Ａ〜Ｆは、隣接する共振器及び表面層メタライゼーションの他の領域と所定の容量結合を有するよう形成される。
【００３６】
非金属化領域又はパターン４４（図１，３）は頂部表面１４の一部と側部表面２０の一部に延びる。非金属領域４４は金属化された共振器パッド６０Ａ〜Ｆのすべてを囲繞する。
【００３７】
非金属化領域４４は、頂部表面スロット部１８０，１８１，１８２，１８３（図３）に延びる。非金属領域４４は側壁スロット部１１４Ａ，１１４Ｂ，１１４Ｃ，１１４Ｄ，１１４Ｅ，１１４Ｆ，１１４Ｇ，１１４Ｈ（図３）にも延びる。側壁スロット部１１４Ａ，１１４Ｂは柱１１０Ｂの対向する側壁を規定する。側壁スロット部１１４Ｆ，１１４Ｇは柱１１０Ｄの対向する側壁を規定する。
【００３８】
非金属化領域４４は更に、柱１１０Ｂとスロット１６０，１６２の下に位置し、概略矩形形状で側部表面２０の１部に延びる非金属化領域４９を規定する。類似の非金属化領域４８が、柱１１０Ｄとスロット１６４，１６６の下に位置し、概略矩形形状で延び側部HYO湯面の１部に延びる。非金属化領域４４，４８，４９は、電気的に非伝導の関係で一緒に延在し、又は、接合又は結合している。
【００３９】
表面層パターン４０は更にフィルター１０への入出力接続のための分離された一対の導電性金属化領域を規定する。入力接続領域又は電極２１０（図１，４）及び出力接続領域又は電極２２０（図１，４）は頂部表面１４に規定され、壁１１０及び側部表面２０、より詳細には、以下に更に詳述されるように表面実装導電接続点又はパッド又は接点として供されるそれぞれの入／出力柱１１０Ｄ，１１０Ｂの内側リム及び外側部分に延びる。電極２１０はフィルター側部表面２２に隣接してこれと平行に位置し、電極２２０はフィルター側部表面２４に隣接してこれと平行に位置する。
【００４０】
細長い金属化された入力接続領域又は電極２１０は端部１２Ｂに向かって位置する。入力接続領域又は電極２１０は、電極部分２１１，２１２，２１３，２１４（図３，４）を含む。電極部分２１１は、共振器パッド６０Ｅと６０Ｆの間に位置し、柱１１０Ｄの内側表面部１１２Ｄ上に位置する電極部分２１２に接続する。電極部分２１２は柱１１０Ｄの頂部リム部に位置する電極部分２１３に接続する。電極部分２１３は柱１１０Ｄの外側表面１１１に位置する電極部分２１４に接続する。電極部分２１４はそのすべての側辺が非金属化領域４４，４８（図４）により取り囲まれる。
【００４１】
概略Ｙ形状の金属化された出力結合領域又は電極２２０は端部１２Ａに向かって位置する。出力接続領域又は電極２２０は電極部分２２１，２２２，２２３，２２４，２２６，２２７（図３，４）を含む。電極部分又はフィンガー２２１は共振器パッド６０Ａと６０Ｂの間に位置し、側部２４に概略平行の関係で延び、柱１１０Ｂの内側表面部１１２Ｂに位置する電極部分２２６に接続する。電極部分２２６は柱１１０Ｂの頂部リム部に位置する電極部分２２７に接続する。電極部分２２７は柱１１０Ｂの外側表面１１１に位置する電極部分２２４に接続する。電極部分２２４はそのすべての側辺が非金属化領域４４，４９（図４）により取り囲まれる。
【００４２】
もう１つの電極部分２２２（図３，４）は、共振器パッド６０Ａと６０Ｂの間に位置し、側部２４と概略平行の関係で延びる。電極部分２２２はＬ形状であり、共振器パッド６０Ｂにより実質的に取り囲まれるＵ形状の非金属化領域５２に延びる電極フィンガー２２３（図４）と接続する。非金属化領域２２５（図４）は電極部分２２１と２２２の間に位置する。
【００４３】
窪んだ表面パターン４０は金属化領域と非金属化領域とを含む。金属化領域は相互に離間しており、したがって、容量的に結合する。容量結合の大きさは、コアの全体的な形状とコアの誘電体材料の誘電率とともに、金属化領域のサイズと隣接する金属化部分の離間距離に概略関係する。同様に表面パターン４０は金属化領域の間の誘導結合も生成する。
【００４４】
ここで図２を参照すると、フィルター１０は概略平板状の矩形形状の回路基板３００に搭載された状態で示されている。１実施形態では、回路基板は頂部又は頂部表面３０２，底部又は底部表面３０４及び側部又は側部表面３０６を有する印刷回路基板である。回路基板３００は、頂部３０２と底部３０４の間で側部３０６に沿って測定される基板高さＢＨを有する。回路基板３００は更に、回路基板３００の頂部３０２と底部３０４の間の電気接続を形成するメッキされたスルーホール３２５を含む。幾つかの回路配線３１０及び入／出力接続パッド３１２を頂部３０２に配置して端子３１４に接続し得る。回路配線３１０、接続パッド３１２、端子３１２は動などの金属で形成されて電気的に接続される。端子３１４はフィルター１０を外部電気回路（不図示）に接続する。
【００４５】
柱１１０Ｄ、そしてより詳細には、その入力電極部２１４は半田３２０により１の接続パッド３１２に取り付けられる。同様に柱１１０Ｂ、より詳細には、その出力電極部２２４は半田（不図示）により他の１の接続パッド３１２に取り付けられる。
【００４６】
回路基板３００は更に、リム２００と概略同じ形状し、頂部３０２に配された概略矩形形状の接地リング又は配線３３０を有する。接地リング３３０は銅から形成し得る。リム２００は金属化領域４４に覆われているため、リムは半田３３５（その１部だけが図２に示される）により接地リング３３０に取り付けられ得る。半田３２０，３３５は最初に接地リング３３０と接続パッド３１２のそれぞれにスクリーン印刷され得る。次に、入力電極部２１４と出力電極部２２４が接続パッド３１２と一致するようにフィルター１０が頂部３０２上に配置され得る。そして回路基板３００とフィルター１０はリフロー炉に配置されて半田３２０，３３５が溶融されてリフローされる。
【００４７】
リム２００を接地リング３３０に取り付けることでフィルターの外表面の大部分を接地するための電気経路が形成される。
【００４８】
図２において、フィルター１０は頂部を下にして基板３００に取り付けられ、その頂部１４が基板３００の頂部３０２に対向して平行に離間して位置し、フィルター１０の壁１１０，１２０，１３０，１４０のリムは基板３００の頂部３０２に半田付けされた状態が示されている。この関係では、キャビティ１５０は、頂部表面１４、基板表面３０２、フィルター１０の壁１１０，１２０，１３０，１４０により規定される囲いを規定するように部分的に封止される。さらにこの関係では、フィルター１０のスルーホールは基板３００に概略垂直の関係となる。
【００４９】
図１に示すように、コア１２は、側部２２と２４の間で側部１７に沿って測定される長さＬと、側部１８と２０の間で側部２４に沿って測定される幅Ｗと、リム２００と底部１６の間で側部２４に沿って測定される高さＨと、開口３４と３５の間で測定される共振器長Ｌを有する。
【００５０】
１．０ＧＨｚ以上で典型的に動作する高周波数フィルターでは、共振器長ＲＬが基板高さＢＨよりも小さい又は短いことをフィルターデザインが要求する場合がある。
【００５１】
底部表面を基板上にフラットに据え付けて（頂部表面を上に向けて）、又は、側部表面の１つを基板上にフラットに据え付けて（頂部表面を横に向けて）搭載される従来のフィルターでは、共振器長が基板高さより小さくなる場合には、フィルターが回路基板に取り付けられたときに高周波数で不安定となる場合があった。フィルターの減衰と干渉してこれを低下させる追加的な電磁界が生じる場合があった。これらの追加的な電磁界は、ゼロ点としても知られるフィルター極での減衰又は減衰の鋭さを低下させる場合もあった。
【００５２】
基板に対向して面する窪んだ頂部表面パターン４０を有する本発明のフィルター１０の使用は、改善された接地及び帯域外信号吸収を提供し、電磁界をキャビティ１５０に限定し、キャビティ１５０外の外部電磁界がノイズ及び干渉を生じさせることを防ぎ、これにより、フィルターの減衰及びゼロポイントが提供される。
【００５３】
本発明では、複数の周波数帯域に渡って同じ設置面積（長さＬと幅Ｗ）を可能にする。従来技術のフィルターでは、典型的には、フィルターすべき所望の周波数に応じてサイズ又は設置面積を増大又は減少させることが必要であった。フィルター１０は全体の設置面積を同じにして多様な周波数で使用し得る。
【００５４】
本発明の他の利点は、半田リフローの間に、フィルター１０が回路基板の接地リング３３０に自ら一致（セルフアライメント）しようとすることである。フィルター１０では、リフローの間の液状の半田３３５の表面張力が接地リング３３０とリム２００の間でリム２００に渡って均等に分配され、これにより、コア１２の自動的な中心出し（self centering）が改善される。
【００５５】
基板３００に対向して面するキャビティ１５０と窪んだ頂部表面パターン４０を規定するフィルター１０の使用は、壁１１０，１２０，１３０，１４０と基板３００がシールドを形成するため、スプリアスな電磁的干渉を減少させるために現在使用されている別個の外部的な金属シールドや他のシールドの必要を解消させる。必要又は希望であれば、特定の用途のためにフィルター１０にシールドを追加しても構わない。
【００５６】
本発明は更に、改善された接地を提供し、電磁界をキャビティ１５０に閉じ込め、これにより、より急峻な減衰を示すフィルターが提供される。共振器６０Ａ〜Ｆ間のアイソレーションも改善され、従来のフィルターよりもより良い高調波抑制が提供される。
【００５７】
本発明は更に、入／出力電極をフィルターの任意の端部又は壁に配置することを可能にする。詳細を後述する図７の実施形態では、特定の用途に応じて、入／出力電極をフィルターの対向する側壁に配置し得る。従来技術の表面実装型フィルターでは、すべての電極を誘電体プロックの同一の表面上に置く必要があった。
【００５８】
窪んだパターン４０は更に、接地に直列に接続されるキャパシタンス及びインダクタンスを含む共振回路を生成する。パターン４０の形状が全体のキャパシタンス値及びインダクタンス値を決定する。キャパシタンス値及びインダクタンス値は、通過帯域の整数倍間隔での種々の高調波を含む通過帯域外の周波数での周波数応答を抑制する共振器回路を形成するように設計される。
【００５９】
図１−４の実施例は、キャビティ１５０及びキャビティ１５０を規定する壁１１０，１２０，１３０，１４０が頂部表面１４に隣接して形成された状態を示すが、キャビティ１５０及びこれを規定する対応する壁は、底部表面１６，側部表面１８、側部表面２０、側部表面２２、側部表面２４など、コア１２の他の１又は１以上の表面に形成することも可能である。
【００６０】
他の実施形態では、キャビティ１５０は、コアの表面又は側部の一部のみを覆うものでも良い。例えば、キャビティ１５０は頂部表面１４の１０％のみを取り囲んでも良い。他の実施形態では、複数のキャビティ１２０がコア１２の同一の側部又は表面に配置されても良い。例えば、それぞれの追加的な壁によって、頂部表面１４に３つのキャビティ１５０が規定されても良い。
【００６１】
更に、図１〜４の実施形態では、コア１２が幾つかの共振器２５を有するものとして示されているが、キャビティ１５０は、１つの共振器２５とこれを取り囲む壁を有するフィルターに使用されても良い。
【００６２】
電気的試験
キャビティ１５０と窪んだ金属化パターン４０を有するフィルター１０の製造の詳細が表１に示される。
【表１】
0005620273.tif 000002
【００６３】
フィルター１０は、１６．１７ｍｍの長さ、５．１ｍｍの高さ、４．５２ｍｍの高さを有するものとして示されているが、フィルター１０は、６．１７ｍｍの高さ、５．１ｍｍの高さ、４．５２ｍｍの高さよりも小さいサイズを有してなおも、フィルター１０に要求される所望の電気動作基準を呈しうる。
【００６４】
表１に詳細が要約されたフィルター１０は、ヒューレットパッカードネットワークアナライザーのＳ１１，Ｓ１２測定を用いて評価された。フィルターの動作パラメータが表２に示される。
【表２】
0005620273.tif 000003
【００６５】
図５は、キャビティ１５０及び窪んだ金属化パターン４０を有する本発明に従うフィルター１０と窪んだパターンを有さない従来のフィルターの双方について測定された特定の性能を示す周波数に対する信号強度（又は損失）のグラフである。図５は、第２から第３高調波の範囲で入／出力電極間で測定された挿入損失（Ｓ１２）のグラフを示す。図５に示されるように、フィルター１０は、従来技術のフィルターとの比較で通過帯域周波数より高い第３高調波の減衰を約１５ｄＢ改善する。
【００６６】
図６は、キャビティ１５０及び窪んだパターン４０を規定するフィルター１０について測定された特定の性能を示す周波数に対する信号強度（又は損失）の他のグラフである。図６は、入／出力電極間で測定された周波数に対する挿入損失（Ｓ１２）及びリターンロス（Ｓ１１）のグラフを示す。図６は、通過帯域周波数７００と３つのゼロ点又は極７１０，７２０，７３０を示す。フィルター１０は、ゼロ点の鋭さ又は急峻性の増大を提供する。２１７０ＭＨｚの周波数で、挿入損失は約１．９ｄＢである。
【００６７】
図５，６のグラフは、１〜５ギガヘルツの範囲での例示的な用途を示すが、本発明を０．５〜１０ギガヘルツの範囲の周波数に適用することも考えられる。本発明は、多様な周波数で動作するＲＦ信号フィルターに適用し得る。好適な用途には、これに限定はされないが、携帯電話、携帯電話基地局、加入者ユニットが含まれる。他に考えられるより高周波数の用途には、衛星通信、全地球測位システム（ＧＰＳ）又は他のマイクロ波用途などの他の通信装置を含む。
【００６８】
代替実施形態
本発明に従う他の実施形態の無線周波数（ＲＦ）フィルター５００が図７に示されている。フィルター５００はフィルター１０に類似するため、柱５１０，５２０が壁１２０に追加される点を除いて、フィルター１０についての説明及びその種々の特徴及び要素が参照によりここに組み込まれる。このように、フィルター５００は、２つの別々の対向する壁１１０，１２０、したがって、コアの対向する側部１８，２０の双方に入／出力接続又は柱を有する。
【００６９】
すなわち、フィルター５００は、対向するフィルターの長い側部表面１８，２０と概略共面の関係でコアの頂部表面１４から上方に延びる２つの対向する長い側壁１１０，１２０と、対向するフィルターの短い壁２４，２２にそれぞれ概略共面の関係でコアの頂部表面１４から上方に延びる側壁１３０，１４０を規定する。
【００７０】
壁１１０，１２０，１３０，１４０は頂部表面１４との組み合わせでフィルターの頂部にキャビティ１５０を規定する。壁１１０は２つの離間した柱又はフィンガー１１０Ｂ，１１０Ｄを規定し、対向する壁１２０は２つの離間した柱又はフィンガー５１０，５２０を規定する。柱１１０Ｄは５２０と一致した位置にあり、柱１１０Ｂは柱５１０と一致した位置にある。
【００７１】
より詳細には、壁１２０にスロット５３０，５３２，５３４，５３６が規定される。端部壁部１２０Ａは壁１３０とスロット１６０の間に規定される。壁部又は柱又はフィンガー５２０は離間したスロット５３０と５３２の間に規定される。壁部１２０Ｃはスロット５３２と５３４の間に規定される。壁部又は柱又はフィンガー５１０はスロット５３４，５３６の間に規定される。端部壁部１２０Ｅは壁１４０とスロット５３６の間に規定される。
【００７２】
端部壁部１１０Ａは壁１３０とスロット１６０の間に規定される。壁部又は柱又はフィンガー１１０Ｂは離間したスロット１６０と１６２の間に規定される。柱又はフィンガー１１０Ｂは壁１３０に隣接する壁１１０の端部に規定される。壁部１１０Ｃはスロット１６２と１６４の間に規定される。壁部又は柱又はフィンガー１１０Ｄはスロット１６４と１６６の間に規定される。柱１１０Ｄは１１０Ｂの反対に位置し、壁１４０に隣接する壁１１０の端部に規定される。端部壁部１１０Ｅは壁１４０とスロット１６６の間に規定される。
【００７３】
内側表面１１２は、内側角度付き又は傾斜表面部１１２Ｇ，１１２Ｈ，１１２Ｉ，１１２Ｊ，１１２Ｋを含む幾つかの部分に更に分かれている。内側表面部１１２Ｇは壁部１２０Ａに位置する。内側表面部１１２Ｈは壁部又は柱５２０Ｂに位置する。内側表面部１１２Ｉは壁部１２０Ｃに位置する。内側表面部１１２Ｊは壁部又は柱５１０に位置する。内側表面部１１２Ｋは壁部１２０Ｅに位置する。内側角度付き又は傾斜表面部１１２Ｇ，１１２Ｈ，１１２Ｉ，１１２Ｊ，１１２Ｋはメタライゼーションにより覆われ、金属化領域４２と電気的に接続される。
【００７４】
金属化された出力接続領域又は電極２２０は実質的にＬ形状で端部１２Ａに向かって延びている。出力接続領域又は電極２２０はアーム２２１、フィンガー２２２、パッド２２３、傾斜した電極部２２６、頂部部分２２７の電極部分を含む。電極部分又はフィンガー２２２はアーム２２１から延び、共振器パッド６０Ａのそれぞれのフィンガーと互い違いに咬み合っている。
【００７５】
電極部２２７は柱１１０Ｂの頂部リム２００に位置し、頂部表面１４に位置する電極部分又はパッド２２３と接続する柱１１０Ｂの電極部分２２６に接続する。電極２２０はそのすべての側辺が非金属化領域４４により囲まれている。
【００７６】
金属化された入力接続領域又は電極５１２は実質的にＬ形状で端部１２Ｂに向かって延びている。入力接続領域又は電極５１２はアーム５１３、フィンガー５１４、パッド５１５、傾斜した電極部５１６、頂部部分５１７の電極部分を含む。電極部分又はフィンガー５１４はアーム５１３から延び、共振器パッド６０Ｆのそれぞれのフィンガーと互い違いに咬み合っている。
【００７７】
電極部５１７は柱５１０の頂部リム２００に位置し、頂部表面１４に位置する電極部分又はパッド５１５と接続する柱５１０の電極部分５１６に接続する。電極５１２はそのすべての側辺が非金属化領域４４により囲まれている。
【００７８】
このように、上記実施形態では、柱１１０Ｂと５１０が、印刷回路基板に形成される適切な入／出力パッド上に固定されるように適合された導電性入／出力パッドを規定する。柱１１０Ｄ，５２０は、しかし、電極を含まず、金属化されておらず、そのすべての側辺が非金属化領域４４により囲まれている。他の実施形態では、柱１１０Ｄ，５２０は、フィルター５００の一部であり得る追加的な電極を含み得る。例えば、フィルター５００がデュープレクサ又はトリプレクサ型のフィルターとして設計される場合には、柱１１０Ｄ，５２０に電極が追加され得る。
【００７９】
このように、フィルター５００は、コア１２の両側部１８，２０に接続柱を有する。コア１２の両側部の接続柱１１０Ｂ，１１０Ｄ，５１０，５２０の使用は、フィルター５００を搭載する印刷回路基板３００（図２）の設計及びレイアウトに一層の柔軟性をもたらす。
【００８０】
本発明の新規な特徴の精神及び範囲を逸脱することなく上記実施形態の多様な変形、変更が可能である。本明細書に記載された特定のフィルターについての限定は意図されておらず、推論されるべきでないことが理解されるべきである。勿論、そのようなすべての改変を添付請求の範囲が、請求の範囲の権利範囲内のもとのして包含することが意図されている。
以下は、国際出願翻訳文提出書に添付した特許請求の範囲の写しである。
［特許請求の範囲］
［請求項１］
頂部表面、底部表面及び少なくとも４つの側部表面を有するコアであって、それぞれが前記頂部表面に規定された開口から前記底部表面に規定された開口に前記コアを貫通して延びる一連の離間したスルーホールを規定する前記コアと、
前記頂部表面から外方に延びる少なくとも第1、第２の柱と、
前記コア上の金属化領域及び非金属化領域の表面層パターンであって、
金属化された広い領域と、
前記頂部表面の１以上の前記開口の少なくとも一部を取り囲む少なくとも１の金属化されたパッドと、
前記頂部表面に配置され、前記第１の柱に延びる金属化された入力接続領域と、
前記頂部表面に配置され、前記第２の柱に延びる金属化された出力接続領域とを含む前記表面層パターンと、
を有するフィルター。
［請求項２］
前記第１、第２の柱が前記コアの前記頂部表面から外方に延びる１以上の壁に形成された１以上のスロットにより規定され、前記１以上の壁が前記コアにキャビティ及び頂部リムを規定する請求項１のフィルター。
［請求項３］
前記第１、第２の柱のそれぞれが、印刷回路基板の頂部表面に対して固定されるように適合された頂部リムを規定する請求項１のフィルター。
［請求項４］
前記頂部表面から上方に延びる少なくとも１の壁を更に有し、前記第１、第２の柱が前記壁に形成される請求項１のフィルター。
［請求項５］
前記頂部表面から上方に延びる少なくとも第１、第２の壁を更に有し、前記第１、第２の壁のそれぞれに前記第１、第２の柱が形成される請求項１のフィルター。
［請求項６］
頂部表面、底部表面及び少なくとも１の側部表面を有する誘電体材料のブロックであって、前記頂部表面に規定された開口と前記底部表面に規定された開口の間に延びる少なくとも１のスルーホールを規定する前記ブロックと、
前記頂部表面から外方に延びる複数の壁と、
前記ブロック上に規定された金属化領域及び非金属化領域のパターンであって、
前記頂部、底部及び側部表面の少なくとも１部、前記少なくとも１のスルーホール及び前記壁の少なくとも１部を覆う金属化された連続領域と、
前記スルーホールの前記開口を取り囲み、前記金属化された連続領域に電気的に結合する少なくとも１の共振器パッドと、
前記頂部表面に規定され、前記壁の１つに延びる入力電極と、
前記頂部表面に規定され、前記壁の１つに延びる出力電極と、
前記パッド、前記入力電極及び前記出力電極を実質的に取り囲む非金属化された連続領域とを含む前記パターンと
を有するフィルター。
［請求項７］
前記複数の壁と前記頂部表面とが協同して前記ブロックにキャビティを規定する請求項６のフィルター。
［請求項８］
前記複数の壁の１つ以上が少なくとも第１、第２の柱を規定する複数のスロットを規定し、前記入力電極が前記第１の柱に延び、前記出力電極が前記第２の柱に延びる請求項６のフィルター。
［請求項９］
前記第１、第２の柱が前記複数の壁のうちの同一の１つに規定される請求項８のフィルター。
［請求項１０］
前記第１、第２の柱が前記複数の壁のうちのそれぞれ異なるものに規定される請求項８のフィルター。
［請求項１１］
頂部表面、底部表面、側部表面及び前記頂部表面と前記底部表面の間に延びるスルーホールを有する誘電体材料のブロックと、
前記コアにキャビティ及び周辺リムを規定するように前記頂部表面から外方に延びる少なくとも１つの壁と、
前記壁上の少なくとも第１及び第２の入／出力電極を規定するように前記壁及び前記頂部表面の少なくとも１部を覆う金属化領域を含む、前記ブロックの選択された表面に規定される金属化及び非金属化されたパターンとを有する電気信号フィルター。
［請求項１２］
前記第１及び第２の入／出力電極は、前記壁に規定される第１及び第２の柱に形成され、前記フィルターは、前記壁の前記周辺リムを印刷回路基板に対して固定されて前記印刷回路板に搭載されるように適合されており、前記第１及び第２の入／出力電極が前記基板上の対応する入力及び出力パッドに電気的に結合する請求項１１の電気信号フィルター。
【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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