(57)【要約】  小型化が容易であり、入出力間で所定のインピーダンス変換を行えるようにした積層バランスフィルタを構成する。  第１の直線状電極（１２１）とビア電極（１３１，１３２）とで第１のコイルが構成される。グランド電極（１１０）と第１のキャパシタ電極（１１１）との間に第１のキャパシタ、グランド電極（１１０）と第２のキャパシタ電極（１１２）との間に第２のキャパシタ、グランド電極（１１０）と第３のキャパシタ電極（１１３）との間に第３のキャパシタがそれぞれ構成される。そして、第１のコイルと第１のキャパシタとでＬＣ並列共振器が構成される。第１の直線状電極（１２１）に対して平行に第２の直線状電極（１２４）が配置され、ループ面が第１のコイルのループ面に直交する、第２のコイル（１２２，１２３）及び第３のコイル（１２５，１２６）が構成される。平衡出力端子とグランド間には第２のキャパシタ及び第３のキャパシタが接続される。
2010055725.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電極層と、前記複数の電極層の層間に存在する複数の誘電体層と、前記電極層の積層方向に配置される縦導通電極とを含む積層体に構成された積層バランスフィルタであって、
前記複数の電極層は、それぞれほぼ直線状で互いに平行に配置された第１の直線状電極及び第２の直線状電極を含み、前記第１の直線状電極と前記第１の直線状電極の両端に接続された前記縦導通電極とで第１のコイルが構成され、
前記複数の電極層は、グランド電極と前記グランド電極にそれぞれ対向する第１のキャパシタ電極、第２のキャパシタ電極、及び第３のキャパシタ電極を含み、前記グランド電極と前記第１のキャパシタ電極とで第１のキャパシタが構成され、前記グランド電極と前記第２のキャパシタ電極とで第２のキャパシタが構成され、前記グランド電極と前記第３のキャパシタ電極とで第３のキャパシタが構成され、
前記第１の直線状電極の第１の端部に接続された前記縦導通電極が前記第１のキャパシタ電極に接続され且つ、前記第１の直線状電極の第２の端部に接続された前記縦導通電極が前記グランド電極に接続されて、前記第１のコイルと前記第１のキャパシタとでＬＣ並列共振器が構成され、
前記第２の直線状電極の第１の端部に前記縦導通電極を介して第２のコイルが接続され、前記第２の直線状電極の第２の端部に前記縦導通電極を介して第３のコイルが接続され、
前記第２のコイルの第２の端部が前記第２のキャパシタ電極に接続されてＬＣ並列共振器を構成し、前記第３のコイルの第２の端部が前記第３のキャパシタ電極に接続されてＬＣ並列共振器を構成し、
前記ＬＣ並列共振器が不平衡端子に接続され、前記第２のコイルの第２の端部及び前記第３のコイルの第２の端部が平衡端子に接続され、前記第１のコイルを含むＬＣ並列共振器は前記積層体の積層方向に垂直な方向から見てループ状電極を構成し、前記第２のコイルを含むＬＣ並列共振器と前記第３のコイルを含むＬＣ並列共振器とは前記積層体の積層方向から見てループ状電極を構成している、
積層バランスフィルタ。
【請求項２】
前記第１の直線状電極と前記第２の直線状電極とが異なる層に形成された、請求項１に記載の積層バランスフィルタ。
【請求項３】
前記第１の直線状電極と前記第２の直線状電極との少なくとも一部同士が、平面視で重なるように配置された、請求項２に記載の積層バランスフィルタ。
【請求項４】
前記複数の電極層は、前記第２の直線状電極に接続された電源供給端子引出電極を含む、請求項１〜３の何れかに記載の積層バランスフィルタ。
【請求項５】
前記第２のキャパシタ電極及び前記第３のキャパシタ電極と前記第２のコイル及び前記第３のコイルとの間に前記グランド電極が配置された、請求項１〜４の何れかに記載の積層バランスフィルタ。
【請求項６】
前記第２のコイル及び前記第３のコイルは、それぞれ複数の電極層に形成された部分コイル及び前記縦導通電極で構成されていて、前記第２のコイルと前記第３のコイルとは、巻回方向が逆でほぼ線対称形のヘリカル状である、請求項１〜５の何れかに記載の積層バランスフィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複数の誘電体層と電極層との積層体を備えた積層バランスフィルタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、小型・低廉化に適した高周波の帯域通過フィルタは、誘電体層と電極層とを積層した積層体内に複数のＬＣ共振器を設けることによって構成されている。
このような積層帯域通過フィルタとして特許文献１が開示されている。【０００３】
特許文献１の積層帯域通過フィルタの構成を、図１を参照して説明する。
図１は特許文献１の積層型バンドパスフィルタの回路図である。この積層型バンドパスフィルタ１は、不平衡入力端２と、平衡出力端３Ａ，３Ｂと、不平衡入力端２と平衡出力端３Ａ，３Ｂとの間に設けられたバンドパスフィルタ部４とを備えている。バンドパスフィルタ部４は、いずれも両端開放の１／２波長共振器４０で構成され、並べて配置された３つの共振器４０を有している。３つの共振器４０のうち、最も不平衡入力端２に近い位置に配置された共振器４０は入力共振器４０Ｉである。入力共振器４０Ｉには、不平衡入力端２が直接接続されている。また、最も平衡出力端３Ａ，３Ｂに近い位置に配置された共振器４０は平衡出力用１／２波長共振器４１Ａである。平衡出力用１／２波長共振器４１Ａには、平衡出力端３Ａ，３Ｂが直接接続されている。入力共振器４０Ｉと中間の共振器４０Ｍは電磁結合され、中間の共振器４０Ｍと平衡出力用１／２波長共振器４１Ａも電磁結合されている。また、３つの共振器４０の各開放端とグランドとの間にはキャパシタＣが設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−４５４４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の積層帯域通過フィルタでは、両端開放のλ／２共振器を同一基板面上に複数配置して、共振器同士を結合させることによって、平衡−不平衡変換機能及びフィルタ特性を得ている。【０００６】
平衡−不平衡変換機能を有するフィルタは、一般にその平衡型端子側を平衡型で信号を入出力するＩＣなどに接続することが多いが、その場合に、不平衡型端子と平衡型端子との間でインピーダンスを変換する必要がある。しかし、特許文献１に示されている構造では、両端子間で適正なインピーダンス変換を行うための設計や調整が容易ではない。【０００７】
また、インピーダンス変換のための回路を設けるとしても、そのインピーダンス変換回路部分の占有面積がそのまま増大することになり、全体に小型化できない。【０００８】
そこで、この発明の目的は、上述の問題を解消して、小型化が容易であり、入出力間で所定のインピーダンス変換を行えるようにした積層バランスフィルタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記問題を解決するために、この発明の積層バランスフィルタは、次のように構成する。
（１）複数の電極層と、前記複数の電極層の層間に存在する複数の誘電体層と、前記電極層の積層方向に配置される縦導通電極とを含む積層体に構成された積層バランスフィルタであって、
前記複数の電極層は、それぞれほぼ直線状で互いに平行に配置された第１の直線状電極及び第２の直線状電極を含み、前記第１の直線状電極と前記第１の直線状電極の両端に導通接続された前記縦導通電極とで第１のコイルが構成され、
前記複数の電極層は、グランド電極と前記グランド電極にそれぞれ対向する第１のキャパシタ電極、第２のキャパシタ電極、及び第３のキャパシタ電極を含み、前記グランド電極と前記第１のキャパシタ電極とで第１のキャパシタが構成され、前記グランド電極と前記第２のキャパシタ電極とで第２のキャパシタが構成され、前記グランド電極と前記第３のキャパシタ電極とで第３のキャパシタが構成され、
前記第１の直線状電極の第１の端部に接続された前記縦導通電極が前記第１のキャパシタ電極に接続され且つ、前記第１の直線状電極の第２の端部に接続された前記縦導通電極が前記グランド電極に接続されて、前記第１のコイルと前記第１のキャパシタとでＬＣ並列共振器が構成され、
前記第２の直線状電極の第１の端部に前記縦導通電極を介して第２のコイルが接続されてＬＣ並列共振器を構成し、前記第２の直線状電極の第２の端部に前記縦導通電極を介して第３のコイルが接続されてＬＣ並列共振器を構成し、
前記第２のコイルの第２の端部が前記第２のキャパシタ電極に接続され、前記第３のコイルの第２の端部が前記第３のキャパシタ電極に接続され、
前記ＬＣ並列共振器が不平衡端子に接続され、前記第２のコイルの第２の端部及び前記第３のコイルの第２の端部が平衡端子に接続され、前記第１のコイルを含むＬＣ並列共振器は前記積層体の積層方向に垂直な方向から見てループ状電極を構成し、前記第２のコイルを含むＬＣ並列共振器と前記第３のコイルを含むＬＣ並列共振器とは前記積層体の積層方向から見てループ状電極を構成している、
ことを特徴とする。【００１０】
この構成により、第１の直線状電極と第２の直線状電極との結合で平衡−不平衡変換がなされ、第２のコイル、第３のコイル、第２のキャパシタ、及び第３のキャパシタによってインピーダンス変換が行われる。また、第１〜第３のキャパシタ、第１〜第３のコイル、及び第２の直線状電極で構成される複数のＬＣ並列共振器によって帯域通過フィルタとして作用する。【００１１】
（２）典型的には、前記第１の直線状電極と前記第２の直線状電極とは異なる層に形成する。
これにより、第１の直線状電極と第２の直線状電極との結合の強さを大きくできる。また、第１の直線状電極と第２の直線状電極との相対的な位置関係を容易に変更でき、結合の強さの設計上の自由度が高まる。したがって、不平衡側のＬＣ並列共振器と平衡側の第２・第３のコイルとの電磁結合の設定によって所望の通過帯域幅特性が得られる。【００１２】
（３）前記第１の直線状電極と前記第２の直線状電極との少なくとも一部同士は、平面視で重なるように配置されてもよい。
この構造により、第１の直線状電極と第２の直線状電極との結合の強さが強くなって、通過帯域幅を広くすることができる。【００１３】
（４）前記複数の電極層は、前記第２の直線状電極に接続された電源供給端子引出電極を含むものであってもよい。
これにより、平衡端子に接続されるＩＣに対して直流電源電圧を供給できる。特に、前記第１の直線状電極と前記第２の直線状電極とを異なる層に形成し、その第２の直線状電極が形成された層に電源供給端子引出電極を形成すると、ＤＣフィードのための電源供給端子を特別な誘電体層を用いることなく、容易に設けることができる。【００１４】
（５）前記グランド電極は、前記第２のキャパシタ電極及び前記第３のキャパシタ電極と前記第２のコイル及び前記第３のコイルとの間に配置すると好適である。
これにより、前記第２・第３のキャパシタ電極の設計と、前記第２・第３のコイルの設計を分離して行えるので、設計が容易となる。また、第１・第２・第３のキャパシタの共通のグランド電極として用いることができ、グランド電極数の削減によって低背化できる。【００１５】
（６）前記第２のコイル及び前記第３のコイルは、それぞれ複数の電極層に部分コイルが形成されて、前記縦導通電極で接続されることによって、前記第２のコイルと前記第３のコイルは、巻回方向が互いに逆でほぼ線対称形のヘリカル状となっていてもよい。【００１６】
この構造により、第２のコイルと第３のコイルのインダクタンスを広範囲に亘って設定することができる。したがって、平衡側のインピーダンスを広範囲に亘って定めることができる。また、コイルの巻回方向を互いに逆にしてほぼ線対称にすることにより、平衡端子間の信号の振幅差を小さくすることができる。
【発明の効果】
【００１７】
この発明によれば、小型で、入出力間で所定のインピーダンス変換を行えるようにした積層バランスフィルタが構成できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】特許文献１の積層型バンドパスフィルタの回路図である。
【図２】第１の実施形態に係る積層バランスフィルタの分解斜視図である。
【図３】第１の実施形態に係る積層バランスフィルタの外観斜視図である。
【図４】図２・図３に示した積層バランスフィルタの等価回路図である。
【図５】平衡側のインダクタＬ２，Ｌ２、キャパシタＣ２，Ｃ３の設定による、出力インピーダンス、減衰特性、及び反射特性の関係を示す図である。
【図６】第１の直線状電極１２１と第２の直線状電極１２４との間隙ＧＡＰを変化させたときの減衰特性及び反射特性の変化を示す図である。
【図７】Ｃ１，Ｌ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｌ２，Ｌ３の設定によって、入力インピーダンスZin＝５０Ω、出力インピーダンスZout＝２５＋ｊ５５Ωとしたときの各種特性を示す図である。
【図８】第２の実施形態に係る積層バランスフィルタの分解斜視図である。
【図９】第２の実施形態に係る積層バランスフィルタの外観斜視図である。
【図１０】第２の実施形態に係る積層バランスフィルタの等価回路図である。
【図１１】第３の実施形態に係る積層バランスフィルタの分解斜視図である。
【図１２】第３の実施形態に係る積層バランスフィルタの等価回路図である。
【図１３】第４の実施形態に係る積層バランスフィルタの分解斜視図である。
【図１４】第５の実施形態に係る積層バランスフィルタの分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
《第１の実施形態》
第１の実施形態に係る積層バランスフィルタについて図２〜図７を参照して説明する。
図２は第１の実施形態に係る積層バランスフィルタの分解斜視図、図３はその外観斜視図である。
【００２０】
図２に示すように、この積層バランスフィルタは、それぞれ所定の電極パターンを形成した複数の誘電体層１０１〜１０６を積層した積層体に構成されている。したがって、この積層体は、誘電体層と電極層とが積層されたものである。
【００２１】
誘電体層１０３には第１のキャパシタ電極１１１が形成されている。このキャパシタ電極１１１は引き出し電極１４４を介して誘電体層１０３の左側の辺に引き出されている。誘電体層１０２にはグランド電極１１０が形成されている。このグランド電極１１０は引き出し電極１４０，１４１を介して誘電体層１０２の左右の辺にまで引き出されている。誘電体層１０１には第２のキャパシタ電極１１２及び第３のキャパシタ電極１１３がそれぞれ形成されている。第２のキャパシタ電極１１２は引き出し電極１４２を介して誘電体層１０１の右側の辺にまで引き出されている。第３のキャパシタ電極１１３は引き出し電極１４３を介して誘電体層１０１の右側の辺にまで引き出されている。
【００２２】
第１のキャパシタ電極１１１とグランド電極１１０とが対向することによって第１のキャパシタが構成される。第２のキャパシタ電極１１２とグランド電極１１０とが対向することによって第２のキャパシタが構成される。同様に、第３のキャパシタ電極１１３とグランド電極１１０とが対向することによって第３のキャパシタが構成される。
【００２３】
誘電体層１０４には、第１の直線状電極１２１が形成されている。
誘電体層１０４には、本発明に係る「縦導通電極」であるビア電極１３２が形成されている。誘電体層１０４の第１の直線状電極１２１の第１の端部と誘電体層１０３の第１のキャパシタ電極１１１とは、ビア電極１３２を介して導通接続される。
【００２４】
誘電体層１０４，１０３には、本発明に係る「縦導通電極」であるビア電極１３１が形成されている。第１の直線状電極１２１の第２の端部と誘電体層１０２のグランド電極１１０とは、ビア電極１３１を介して導通接続される。
第１の直線状電極１２１とビア電極１３１，１３２とによって第１のコイルが構成される。そして、第１のコイルは積層体の積層方向に垂直な方向に巻回軸をもち、ビア電極１３２と第１のキャパシタ電極１１１との接続点を始点とし、ビア電極１３１とグランド電極１１０との接続点を終点とするループ状に形成される。したがって、前記第１のコイルと前記第１のキャパシタとによってＬＣ並列共振器が構成される。
【００２５】
また、誘電体層１０４には、第２のコイルの一部１２２、第３のコイルの一部１２６が形成されている。第２のコイルの一部１２２は引き出し電極１４５を介して誘電体層１０４の右側の辺にまで引き出されている。第３のコイルの一部１２６は引き出し電極１４６を介して誘電体層１０４の右側の辺にまで引き出されている。
【００２６】
誘電体層１０５には、Ｌ字型の第２のコイルの一部１２３、逆Ｌ字型の第３のコイルの一部１２５、及び第２の直線状電極１２４が形成されている。第２のコイルの一部１２３は第２の直線状電極１２４の第１の端部に接続され、第３のコイルの一部１２５は第２の直線状電極１２４の第２の端部に接続される。これにより、誘電体層の主面方向から平面視して“Ｃ”型ループ状のパターンが形成される。
【００２７】
誘電体層１０５には、本発明に係る「縦導通電極」であるビア電極１３３，１３４が形成されている。誘電体層１０４の第２のコイルの一部１２２と誘電体層１０５の第２のコイルの一部１２３とは、ビア電極１３３を介して導通接続される。また、誘電体層１０４の第３のコイルの一部１２６と誘電体層１０５の第３のコイルの一部１２５とは、ビア電極１３４を介して導通接続される。したがって、第２のコイルの一部１２２と第２のコイルの一部１２３とが導通接続されることで、ヘリカル状の第２のコイルが形成される。同様に、第３のコイルの一部１２６と第３のコイルの一部１２５とが導通接続されることで、ヘリカル状の第３のコイルが形成される。これらの第２のコイル及び第３のコイルは積層体の積層方向を巻回軸とするループ状に形成される。
【００２８】
第１のキャパシタ電極１１１、ビア電極１３２、第１の直線状電極、ビア電極１３１及びグランド電極１１０で構成される第１のコイルの電極は、積層体の積層方向に垂直な方向から見てループ状に形成されているが、そのループ状電極において開口部を有するループ面は電極層に対して直交している。一方、前記ヘリカル状の第２・第３のコイルのループ面は電極層に対して平行である。ここで、第１乃至第３のコイルに電流が流れると、その電極の周囲に磁界が発生する。第１のコイルは積層体の積層方向に開口部をもつループ状電極で構成されているため、第１のコイルでは開口部を通って積層方向に垂直な方向に磁界が発生する。これに対し、第２のコイルと第３のコイルでは、そのループ状電極の開口部が積層方向に配置されているので、開口部を通って積層方向に磁界が発生する。このように第１のコイルで発生する磁界の向きと第２・第３のコイルで発生する磁界の向きとは直交するため、第２・第３のコイルは第１のコイルに対して殆ど結合しない。
一方、前記第１の直線状電極１２１と第２の直線状電極１２４とは平行に配置されているため、電磁界的（特に磁気的）に結合する。図２中の二点鎖線は、第１の直線状電極１２１を誘電体層１０５に投影した様子を表している。この第１の直線状電極１２１と第２の直線状電極１２４との間隙ＧＡＰは所望の結合量に合わせて所定寸法に定める。
【００２９】
後述するように前記間隙ＧＡＰの寸法によって、第１の直線状電極と第２の直線状電極との結合の強さを定めることができる。
【００３０】
前記各種電極パターンが形成された誘電体層１０１〜１０６を積層することによって、図３のように積層体１０を構成するとともに、その４つの側面のうち対向する２つの側面に（端面に）グランド端子２０、不平衡入力端子２１、平衡出力端子２２，２３、空き端子２４を設けることによって積層バランスフィルタ１１を構成する。この積層体１０の底面寸法は１．６ｍｍ×０．８ｍｍ、高さ寸法は０．５ｍｍである。
【００３１】
前記誘電体層１０１〜１０６の誘電体部分は、比誘電率が６以上８０以下の範囲内である。特に容量を生じさせる誘電体層１０２，１０３の比誘電率は２０以上である。各誘電体層は、例えば酸化チタン、酸化バリウム、アルミナ等の成分のうち、少なくとも１つ以上の成分と、ガラス成分とで構成される、比誘電率εｒ＝２３．５の低温焼結セラミックス（ＬＴＣＣ）を用いて形成する。または液晶ポリマ（ＬＣＰ）やポリイミドなどの樹脂を用いて形成する。
各誘電体層を形成する材料は、以降に示す別の実施形態についても同様である。
【００３２】
図４は、図２・図３に示した積層バランスフィルタの等価回路図である。図４（Ａ）は比較的忠実に表した等価回路、図４（Ｂ）は、それを簡易的に表した等価回路である。図４においてインダクタＬ１は、図２に示したビア電極１３１，１３２及び第１の直線状電極１２１で構成される第１のコイルに相当する。図４において、インダクタＬ４は図２に示した第２の直線状電極１２４に相当する。インダクタＬ２は、図２に示した第２のコイル１２２，１２３、及びビア電極１３３で構成される第２のコイルに相当する。同様に、インダクタＬ３は、図２に示した第３のコイル１２５，１２６、及びビア電極１３４で構成される第３のコイルに相当する。
【００３３】
また、図４においてキャパシタＣ１は、第１のキャパシタ電極１１１とグランド電極１１０との間に生じる第１のキャパシタである。キャパシタＣ２は第２のキャパシタ電極１１２とグランド電極１１０との間に生じる第２のキャパシタである。同様に、キャパシタＣ３は第３のキャパシタ電極１１３とグランド電極１１０との間に生じる第３のキャパシタである。
図４に示したインダクタＬ１とキャパシタＣ１とによってＬＣ並列共振器を構成している。また、インダクタＬ４の中点を仮想接地とした場合、インダクタＬ４の半分、インダクタＬ２、及びキャパシタＣ２によってＬＣ並列共振器を構成している。同様に、インダクタＬ４の半分、インダクタＬ３、及びキャパシタＣ３によってＬＣ並列共振器を構成している。
【００３４】
インダクタＬ１とインダクタＬ４との結合係数Ｍ１４が、平衡−不平衡変換器として作用するための主要な結合である。インダクタＬ１とインダクタＬ２との結合係数Ｍ１２、及びインダクタＬ１とインダクタＬ３との結合係数Ｍ１３は、寄生的な結合であり、前記結合係数Ｍ１４より充分に小さい。そのため、簡易的には等価回路は図４（Ｂ）に示すように表される。図４（Ｂ）において、インダクタＬ２，Ｌ３は平衡出力ラインの２つのラインにそれぞれ直列に接続されている。キャパシタＣ２，Ｃ３は平衡出力ラインの２つのラインとグランド間にそれぞれ並列に接続されている。このインダクタＬ２，Ｌ３とキャパシタＣ２，Ｃ３によってインピーダンス整合及びインピーダンス変換の回路として作用する。
【００３５】
本発明の第１の実施形態によれば、第１の直線状電極１２１と第１のキャパシタ電極１１１及びグランド電極１１０との間をビア電極で接続してＬＣ並列共振器を構成したので、導体損失が小さく、Ｑ値の高い共振器が構成される。そのため低損失な通過帯域特性を実現することができる。また、前記ＬＣ並列共振器を不平衡入力側に設けたことで、通過帯域外の減衰特性が向上する。また、平衡出力側はヘリカル状のコイルで構成し、ヘリカル状コイルの端部にキャパシタを接続したので、このヘリカル状コイルのインダクタンスとキャパシタのキャパシタンスとによって、平衡側インピーダンスを広範囲に亘って設定できる。また、第１のコイルを備えたＬＣ並列共振器と第２のコイル及び第３のコイルを備えたＬＣ並列共振器とは殆ど第１の直線状電極と第２の直線状電極との間の磁界結合により結合するため、第１の直線状電極と第２の直線状電極の相対的な位置関係を調整するだけで、共振器間の結合調整が可能である。具体的には、第１の直線状電極と第２の直線状電極との磁界結合を、互いの位置及び誘電体層の厚みにより任意に調整することができ、最適な電磁結合が得られ、所望の通過帯域幅が得られる。
【００３６】
次に、適正な平衡−不平衡変換及び帯域通過フィルタ特性を得るためのインピーダンス設計の方法について図５〜図７を参照して説明する。
まず、図４に示したインダクタＬ１，Ｌ４に相当する、図２の第１の直線状電極１２１（インダクタＬ１）のライン幅を０．１ｍｍ、ライン長を０．５ｍｍとする。また、図４に示したキャパシタＣ１のキャパシタンスを１３ｐＦとする。これにより、共振周波数を２．４５ＧＨｚで、入力インピーダンスを５０Ωとする。
【００３７】
また、図２の第２の直線状電極１２４（インダクタＬ２）のライン幅を０．１ｍｍ、ライン長を０．５ｍｍとし、第１の直線状電極１２１と第２の直線状電極１２４との間隙を０．２ｍｍとする。
【００３８】
図５中の各図は、インダクタＬ２，Ｌ３のインダクタンスを変化させたときのＳパラメータのＳ２１特性（減衰特性）とＳ１１特性（反射特性）を表している。いずれも縦軸は基準値を０［ｄＢ］とするデシベル単位である。
【００３９】
図５の（Ａ１）（Ａ２）（Ａ３）は、前記条件でキャパシタＣ２，Ｃ３を４ｐＦに固定し、インダクタＬ２，Ｌ３を変化させたときの特性変化を示している。図５（Ａ１）はＬ２，Ｌ３＝０．５ｎＨ、図５（Ａ２）はＬ２，Ｌ３＝０．６ｎＨ、図５（Ａ３）はＬ２，Ｌ３＝０．７ｎＨ、とした場合である。
【００４０】
一方、図５の（Ｂ１）（Ｂ２）（Ｂ３）は、前記条件でインダクタＬ２，Ｌ３を０．５ｎＨに固定し、キャパシタＣ２，Ｃ３を変化させたときの特性変化を示している。図５（Ｂ１）はＣ２，Ｃ３＝３．５ｐＦ、図５（Ｂ２）はＣ２，Ｃ３＝４．５ｐＦ、図５（Ｂ３）はＣ２，Ｃ３＝５ｐＦ、とした場合である。
【００４１】
インピーダンス整合回路部の回路定数と出力インピーダンスZoutとの関係は次のとおりである。
(A1)  Ｌ２，Ｌ３＝０．５ｎＨ  出力インピーダンスZout＝２０＋ｊ５０Ω
(A2)  Ｌ２，Ｌ３＝０．６ｎＨ  出力インピーダンスZout＝４０＋ｊ８０Ω
(A3)  Ｌ２，Ｌ３＝０．７ｎＨ  出力インピーダンスZout＝８０＋ｊ１２０Ω
(B1)  Ｃ２，Ｃ３＝３．５ｐＦ  出力インピーダンスZout＝１５＋ｊ４５Ω
(B2)  Ｃ２，Ｃ３＝４．５ｐＦ  出力インピーダンスZout＝３５＋ｊ６５Ω
(B3)  Ｃ２，Ｃ３＝５ｐＦ      出力インピーダンスZout＝５５＋ｊ７５Ω
これらのことから、インダクタＬ２，Ｌ３のインダクタンスを大きくすると出力インピーダンスが大きくなり、キャパシタＣ２，Ｃ３のキャパシタンスを大きくすると出力インピーダンスが大きくなることが分かる。
【００４２】
図６は、図２の第１の直線状電極１２１と第２の直線状電極１２４との間隙ＧＡＰを変化させたときのＳパラメータのＳ２１特性（減衰特性）とＳ１１特性（反射特性）を表している。いずれも縦軸は基準値を０［ｄＢ］とするデシベル単位である。いずれも、Ｃ１＝１３ｐＦ、Ｃ２，Ｃ３＝４ｐＦ、Ｌ２，Ｌ３＝０．５ｎＨとし、図６（Ａ）は前記間隙を０．２ｍｍ、図６（Ｂ）は前記間隙を０．１８ｍｍ、図６（Ｃ）は前記間隙を０．１６ｍｍとした例である。
【００４３】
図６から明らかなように、第１の直線状電極１２１と第２の直線状電極１２４との間隙ＧＡＰを狭くする程、図４（Ｂ）に示した結合係数Ｍ４が大きくなることによって、通過帯域幅が広くなる。
【００４４】
なお、ＧＡＰの寸法はマイナスであってもよい。すなわち、第１の直線状電極１２１と第２の直線状電極１２４とが、平面視で重なるように配置されていてもよい。また、少なくとも一部が重なるように配置されていてもよい。これにより、図４（Ｂ）に示した結合係数Ｍ４がさらに大きくなって、広い通過帯域幅特性が得られる。
【００４５】
図７は、以上に示したＣ１，Ｌ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｌ２，Ｌ３の設定によって、入力インピーダンスZin＝５０Ω、出力インピーダンスZout＝２５＋ｊ５５Ωとしたときの各種特性を表している。
【００４６】
図７（Ａ）は、Ｓ１１特性（入力ポート側反射特性）、平衡出力ポートＰ２−Ｐ３のディファレンシャルモードでの、ＳパラメータのＳ２１特性（挿入損失）、Ｓ２２特性（出力ポート側反射損失）を表している。図７（Ｂ）は、前記Ｓ２１特性及びＳ３１特性の横軸と縦軸を拡大したものである。図７（Ｃ）は平衡出力ポートＰ２−Ｐ３の同相成分の伝送特性を表している。図７（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）のいずれも縦軸は基準値を０［ｄＢ］とするデシベル単位である。図７（Ｄ）において「Ｓ２１」はポートＰ１−Ｐ２間の位相、「Ｓ３１」はポートＰ１−Ｐ３間の位相を表している。
上記各ポート番号は図４（Ｂ）に示したポートＰ１，Ｐ２，Ｐ３に対応している。
【００４７】
図７（Ａ）に現れているように、使用周波数帯域２．４５ＧＨｚでＳ１１，Ｓ２２の反射損失が小さく、不平衡入力ポートＰ１側も平衡出力ポートＰ２，Ｐ３についてもインピーダンス整合がとれていることがわかる。
【００４８】
また、図７（Ｂ）に現れているように、使用周波数帯域２．４５ＧＨｚでＳ２１，Ｓ３１の挿入損失が等しく、平衡出力ポートＰ２，Ｐ３における出力バランスがとれていることがわかる。
【００４９】
また、図７（Ｃ）に現れているように、平衡出力ポートＰ２，Ｐ３のコモンモード出力は−２０ｄＢ以下であり、平衡出力ポートＰ２−Ｐ３間で充分にバランスがとれていることがわかる。
【００５０】
さらに、図７（Ｄ）に現れているように、平衡出力ポートＰ２，Ｐ３の位相関係は、広い周波数帯域に亘って１８０度の位相差を保っていて、広い周波数帯域に亘って平衡出力ポートＰ２−Ｐ３間で平衡信号が出力されることがわかる。
【００５１】
《第２の実施形態》
第２の実施形態に係る積層バランスフィルタについて図８〜図１０を参照して説明する。
図８は第２の実施形態に係る積層バランスフィルタの分解斜視図、図９はその外観斜視図である。図２に示した第１の実施形態と異なるのは、誘電体層１０１，１０２，１０５の構成である。
【００５２】
図８に示すように、この積層バランスフィルタは、それぞれ所定の電極パターンを形成した複数の誘電体層１０１〜１０６を積層した積層体に構成されている。したがって、この積層体は、誘電体層と電極層とが積層されたものである。
【００５３】
誘電体層１０３には第１のキャパシタ電極１１１が形成されている。この第１のキャパシタ電極１１１は引き出し電極１４４を介して誘電体層１０３の左側の辺に引き出されている。誘電体層１０２にはグランド電極１１０が形成されている。このグランド電極１１０は引き出し電極１４１を介して誘電体層１０２の右側の辺にまで引き出されている。誘電体層１０１には第２のキャパシタ電極１１２、第３のキャパシタ電極１１３、及び第４のキャパシタ電極１１４がそれぞれ形成されている。第２のキャパシタ電極１１２は引き出し電極１４２を介して誘電体層１０１の右側の辺にまで引き出されている。第３のキャパシタ電極１１３は引き出し電極１４３を介して誘電体層１０１の右側の辺にまで引き出されている。第４のキャパシタ電極１１４は引き出し電極１２９を介して誘電体層１０１の左側の辺にまで引き出されている。
【００５４】
第１のキャパシタ電極１１１とグランド電極１１０とが対向することによって第１のキャパシタが構成される。第２のキャパシタ電極１１２とグランド電極１１０とが対向することによって第２のキャパシタが構成される。同様に、第３のキャパシタ電極１１３とグランド電極１１０との対向によって第３のキャパシタが構成される。また、第４のキャパシタ電極１１４とグランド電極１１０との対向によって第４のキャパシタが構成される。
【００５５】
誘電体層１０５には、Ｌ字型の第２のコイルの一部１２３、逆Ｌ字型の第３のコイルの一部１２５、及び第２の直線状電極１２４が形成されている。第２のコイルの一部１２３は第２の直線状電極１２４の第１の端部に接続し、第３のコイルの一部１２５は第２の直線状電極１２４の第２の端部に接続する。これにより、ループ状のパターンが形成される。
【００５６】
また、誘電体層１０５には、第２の直線状電極１２４の中央が引き出し電極１２７を介して誘電体層１０５の左側の辺にまで引き出されている。
その他の誘電体層の構成については図２に示したものと同様である。
【００５７】
前記各種電極パターンが形成された誘電体層１０１〜１０６を積層することによって、図９のように積層体１０を構成するとともに、その４つの側面のうち対向する２つの側面に（端面に）グランド端子２０、不平衡入力端子２１、平衡出力端子２２，２３、電源供給端子２５、及び空き端子２４を設けることによって積層バランスフィルタ１２を構成する。
【００５８】
図１０は、図８・図９に示した積層バランスフィルタの等価回路図である。図１０においてキャパシタＣ４は、第４のキャパシタ電極１１４とグランド電極１１０との間に生じる第４のキャパシタである。その他の構成は第１の実施形態の積層バランスフィルタと同様である。
【００５９】
前記第４のキャパシタＣ４は電源供給端子２５とグランド間に接続されて、高周波ノイズ抑制用のフィルタとして作用する。この電源供給端子２５から平衡端子２２，２３に接続される差動増幅回路（ＩＣチップ）に対してバイアス電圧を印加することができる。
【００６０】
《第３の実施形態》
第３の実施形態に係る積層バランスフィルタについて図１１・図１２を参照して説明する。
図１１は第３の実施形態に係る積層バランスフィルタの分解斜視図、図１２はその外観斜視図である。図８に示した第２の実施形態の積層バランスフィルタとは異なり、誘電体層１０３と誘電体層１０４との間に誘電体層１０７を設けている。
【００６１】
誘電体層１０３には第１のキャパシタ電極１１１、第５のキャパシタ電極１１５が形成されている。この第５のキャパシタ電極１１５は引き出し電極１４４を介して誘電体層１０３の左側の辺に引き出されている。誘電体層１０２にはグランド電極１１０が形成されている。このグランド電極１１０は引き出し電極１４１を介して誘電体層１０２の右側の辺にまで引き出されている。誘電体層１０１には第２のキャパシタ電極１１２、第３のキャパシタ電極１１３、及び第４のキャパシタ電極１１４がそれぞれ形成されている。第２のキャパシタ電極１１２は引き出し電極１４２を介して誘電体層１０１の右側の辺にまで引き出されている。第３のキャパシタ電極１１３は引き出し電極１４３を介して誘電体層１０１の右側の辺にまで引き出されている。第４のキャパシタ電極１１４は引き出し電極１２９を介して誘電体層１０１の左側の辺にまで引き出されている。
【００６２】
第１のキャパシタ電極１１１とグランド電極１１０とが対向することによって第１のキャパシタが構成される。第２のキャパシタ電極１１２とグランド電極１１０とが対向することによって第２のキャパシタが構成される。同様に、第３のキャパシタ電極１１３とグランド電極１１０とが対向することによって第３のキャパシタが構成される。また、第４のキャパシタ電極１１４とグランド電極１１０とが対向することによって第４のキャパシタが構成される。
【００６３】
誘電体層１０４には、第１の直線状電極１２１が形成されている。
誘電体層１０４には、ビア電極１３２が形成されている。誘電体層１０４の第１の直線状電極１２１の第１の端部と誘電体層１０３の第１のキャパシタ電極１１１とは、ビア電極１３２を介して導通接続される。
【００６４】
誘電体層１０４，１０７，１０３には、ビア電極１３１が形成されている。第１の直線状電極１２１の第２の端部と誘電体層１０２のグランド電極１１０とは、ビア電極１３１を介して導通接続される。
第１の直線状電極１２１とビア電極１３１，１３２とによって第１のコイルが構成される。したがって、前記第１のコイルと前記第１のキャパシタとによってＬＣ並列共振器が構成される。
【００６５】
また、誘電体層１０４には、第３の直線状電極１２８が形成されている。
誘電体層１０４には、ビア電極１３６が形成されている。誘電体層１０４の第３の直線状電極１２８の第１の端部と誘電体層１０３の第５のキャパシタ電極１１５とは、ビア電極１３６を介して導通接続される。
【００６６】
誘電体層１０４，１０７，１０３には、ビア電極１３５が形成されている。第３の直線状電極１２８の第２の端部と誘電体層１０２のグランド電極１１０とは、ビア電極１３５を介して導通接続される。
第３の直線状電極１２８とビア電極１３５，１３６とによって第５のコイルが構成される。したがって、前記第５のコイルと前記第５のキャパシタとによってＬＣ並列共振器が構成される。
【００６７】
誘電体層１０７には、平面視した状態で、誘電体層１０３の第１のキャパシタ電極１１１と第５のキャパシタ電極１１５とにまたがるようにキャパシタ電極１１６が形成されている。
【００６８】
誘電体層１０４に形成されている、第２のコイルの一部１２２、第３のコイルの一部１２６の構成、及び誘電体層１０５の構成は、図８に示した第２の実施形態の構成と同様である。
前記各誘電体層を積層した積層体の底面寸法は２．０ｍｍ×１．２５ｍｍ、高さ寸法は０．５ｍｍである。
【００６９】
図１２は、図１１に示した積層バランスフィルタの等価回路図である。図１２においてインダクタンスＬ５は第５のコイルに相当する。キャパシタＣ５は第５のキャパシタに相当する。キャパシタＣ１２は、第１のキャパシタ電極１１１、第５のキャパシタ電極１１５、およびキャパシタ電極１１６によるキャパシタに相当する。この構成によって、２つのＬＣ並列共振器が電磁界結合する。
【００７０】
このように、２段のＬＣ並列共振器を設けることによって、広帯域化できるとともに、通過帯域外の減衰量を大きくすることができる。
【００７１】
《第４の実施形態》
第４の実施形態に係る積層バランスフィルタについて図１３を参照して説明する。
図１３は第４の実施形態に係る積層バランスフィルタの分解斜視図である。図１１に示した第３の実施形態の積層バランスフィルタとは異なり、誘電体層１０３と誘電体層１０４との間の誘電体層１０７は存在しない。
【００７２】
誘電体層１０４，１０３には、ビア電極１３２が形成されている。誘電体層１０４の第１の直線状電極１２１の第１の端部と誘電体層１０２のグランド電極１１０とは、ビア電極１３２を介して導通接続される。
【００７３】
誘電体層１０４には、ビア電極１３１が形成されている。第１の直線状電極１２１の第２の端部と誘電体層１０３のキャパシタ電極１１１とは、ビア電極１３１を介して導通接続される。
第１の直線状電極１２１とビア電極１３１，１３２とによって第１のコイルが構成される。したがって、前記第１のコイルと前記第１のキャパシタとによってＬＣ並列共振器が構成される。
【００７４】
また、誘電体層１０４には、第３の直線状電極１２８が形成されている。
誘電体層１０４には、ビア電極１３６が形成されている。誘電体層１０４の第３の直線状電極１２８の第１の端部と誘電体層１０３の第５のキャパシタ電極１１５とは、ビア電極１３６を介して導通接続される。
【００７５】
誘電体層１０４，１０３には、ビア電極１３５が形成されている。第３の直線状電極１２８の第２の端部と誘電体層１０２のグランド電極１１０とは、ビア電極１３５を介して導通接続される。
第３の直線状電極１２８とビア電極１３５，１３６とによって第５のコイルが構成される。したがって、前記第５のコイルと前記第５のキャパシタとによってＬＣ並列共振器が構成される。
【００７６】
誘電体層１０４に形成されている、第２のコイルの一部１２２、第３のコイルの一部１２６の構成、及び誘電体層１０５の構成は、図８に示した第２の実施形態の構成と同様である。
【００７７】
図１３に示した積層バランスフィルタの等価回路図は図１２に示したものと同じである。図１３に示した例では、第１のコイルと第５のコイルは巻回方向が互いに逆の関係であるので、２つのＬＣ並列共振器間を結合させるキャパシタＣ１２に相当するキャパシタ電極を設けていないが、２つのＬＣ並列共振器は容量性結合する。
【００７８】
このように、結合キャパシタが不要であるので、加工精度による結合のばらつきがなく、安定した特性が得られる。また、誘電体層の層数が少なくなるので、低背となる。
【００７９】
第３・第４の実施形態では、２段のＬＣ並列共振器を構成したが、同様にしてＬＣ並列共振器を３段以上設けてもよい。
【００８０】
《第５の実施形態》
第５の実施形態に係る積層バランスフィルタについて図１４を参照して説明する。
図１４は第５の実施形態に係る積層バランスフィルタの分解斜視図である。図２に示した第１の実施形態の積層バランスフィルタとは異なるのは、第２の直線状電極１２４の形状である。図１４に示した例では、第２の直線状電極１２４の中央に段差を形成して、第２の直線状電極１２４の半分と残りの半分とで、第１の直線状電極１２１までの距離を異ならせている。
【００８１】
第１の直線状電極１２１を含む第１のコイルと、第２の直線状電極１２４との結合の強さは、第１の直線状電極１２１と第２の直線状電極１２４との距離で変化するので、このように、第２の直線状電極１２４の半分と残りの半分とで、第１の直線状電極１２１までの距離を異ならせることによって、平衡出力のバランスを適切に定めることができる。
【００８２】
平衡側の回路である、第２のコイル、第３のコイルは線対称形に構成できるが、不平衡側の回路は、第１のキャパシタ電極１１１、ビア電極１３１，１３２が厳密には線対称形にならない。そのため、平衡出力のバランスがくずれる場合には、図１４に示したように第２の直線状電極の形状を定めることによってバランスをとることが有効である。
【００８３】
なお、第１の直線状電極１２１の中央に段差を形成して、第１の直線状電極１２１の半分と残りの半分とで、第２の直線状電極１２４までの距離を異ならせるようにしてもよい。
【００８４】
また、第１の直線状電極１２１または第２の直線状電極１２４の線幅を一定とはせずに、半分と残りの半分とで異なるようにして、平衡出力のバランスを定めるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００８５】
１０…積層体
１０１〜１０７…誘電体層
１０９…グランド電極
１１…積層バランスフィルタ
１１０…グランド電極
１１１…第１のキャパシタ電極
１１２…第２のキャパシタ電極
１１３…第３のキャパシタ電極
１１４…第４のキャパシタ電極
１１５…第５のキャパシタ電極
１１６…キャパシタ電極
１２…積層バランスフィルタ
１２１…第１の直線状電極
１２２，１２３…第２のコイル
１２４…第２の直線状電極
１２５，１２６…第３のコイル
１２７…引き出し電極
１２８…第３の直線状電極
１２９…引き出し電極
１３１〜１３６…ビア電極
１４０〜１４６…引き出し電極
２０…グランド端子
２１…不平衡入力端子
２２，２３…平衡出力端子
２４…空き端子
２５…電源供給端子
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３…ポート
【図１】
2010055725.tif 000003
【図２】
2010055725.tif 000004
【図３】
2010055725.tif 000005
【図４】
2010055725.tif 000006
【図５】
2010055725.tif 000007
【図６】
2010055725.tif 000008
【図７】
2010055725.tif 000009
【図８】
2010055725.tif 000010
【図９】
2010055725.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
2010055725.tif 000013
【図１２】
2010055725.tif 000014
【図１３】
2010055725.tif 000015
【図１４】
2010055725.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成22年4月1日(2010.4.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電極層と、前記複数の電極層の層間に存在する複数の誘電体層と、前記電極層の積層方向に配置される縦導通電極とを含む積層体に構成された積層バランスフィルタであって、
前記複数の電極層は、それぞれ互いに平行に配置された第１の直線状電極及び第２の直線状電極を含み、前記第１の直線状電極と前記第１の直線状電極の両端に接続された前記縦導通電極とで第１のコイルが構成され、
前記複数の電極層は、グランド電極と前記グランド電極にそれぞれ対向する第１のキャパシタ電極、第２のキャパシタ電極、及び第３のキャパシタ電極を含み、前記グランド電極と前記第１のキャパシタ電極とで第１のキャパシタが構成され、前記グランド電極と前記第２のキャパシタ電極とで第２のキャパシタが構成され、前記グランド電極と前記第３のキャパシタ電極とで第３のキャパシタが構成され、
前記第１の直線状電極の第１の端部に接続された前記縦導通電極が前記第１のキャパシタ電極に接続され且つ、前記第１の直線状電極の第２の端部に接続された前記縦導通電極が前記グランド電極に接続されて、前記第１のコイルと前記第１のキャパシタとでＬＣ並列共振器が構成され、
前記第２の直線状電極の第１の端部に前記縦導通電極を介して第２のコイルが接続され、前記第２の直線状電極の第２の端部に前記縦導通電極を介して第３のコイルが接続され、
前記第２のコイルの第２の端部が前記第２のキャパシタ電極に接続されてＬＣ並列共振器を構成し、前記第３のコイルの第２の端部が前記第３のキャパシタ電極に接続されてＬＣ並列共振器を構成し、
前記ＬＣ並列共振器が不平衡端子に接続され、前記第２のコイルの第２の端部及び前記第３のコイルの第２の端部が平衡端子に接続され、前記第１のコイルを含むＬＣ並列共振器は前記積層体の積層方向に垂直な方向から見てループ状電極を構成し、前記第２のコイルを含むＬＣ並列共振器と前記第３のコイルを含むＬＣ並列共振器とは前記積層体の積層方向から見てループ状電極を構成している、
積層バランスフィルタ。
【請求項２】
前記第１の直線状電極と前記第２の直線状電極とが異なる層に形成された、請求項１に記載の積層バランスフィルタ。
【請求項３】
前記第１の直線状電極と前記第２の直線状電極との少なくとも一部同士が、平面視で重なるように配置された、請求項２に記載の積層バランスフィルタ。
【請求項４】
前記複数の電極層は、前記第２の直線状電極に接続された電源供給端子引出電極を含む、請求項１〜３の何れかに記載の積層バランスフィルタ。
【請求項５】
前記第２のキャパシタ電極及び前記第３のキャパシタ電極と前記第２のコイル及び前記第３のコイルとの間に前記グランド電極が配置された、請求項１〜４の何れかに記載の積層バランスフィルタ。
【請求項６】
前記第２のコイル及び前記第３のコイルは、それぞれ複数の電極層に形成された部分コイル及び前記縦導通電極で構成されていて、前記第２のコイルと前記第３のコイルとは、巻回方向が逆で線対称形のヘリカル状である、請求項１〜５の何れかに記載の積層バランスフィルタ。
【請求項７】
前記第１の直線状電極または前記第２の直線状電極に、線幅が異なる、または前記第１の直線状電極と前記第２の直線状電極との間の距離が異なる、段差が形成された、請求項１〜６の何れかに記載の積層バランスフィルタ。
【国際調査報告】
2010055725.tif 000017
2010055725.tif 000018
2010055725.tif 000019
2010055725.tif 000020