(57)【要約】【課題】ポスト壁導波路を利用した共振器結合型のバンドパスフィルタにおいて、中心周波数と目標中心周波数との誤差を抑制すること。【解決手段】バンドパスフィルタ（１）は、一対の導体層（３，４）により挟み込まれた誘電体製の基板（２）と、基板（２）を貫通し導体層（３，４）同士を短絡する複数の導体ポスト（１１ｉ，１２ｉ）からなるポスト壁（１１，１２）とを備え、導体層（３，４）を一対の広壁としポスト壁（１１，１２）を狭壁とする複数の共振器（２２〜２４）が結合している。少なくとも何れか１つの共振器（２２〜２４）には、何れか一方の広壁（導体層４）を貫通し基板（２）内部に至る凹部（２２１〜２４１）が形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の導体層が両面に設けられた誘電体製の基板と、前記基板を貫通し前記一対の導体層同士を短絡する複数の導体ポストからなるポスト壁とを備え、前記一対の導体層を一対の広壁とし前記ポスト壁を狭壁とする複数の共振器が電磁気的に結合したバンドパスフィルタであって、
前記複数の共振器のうち少なくとも何れか１つの共振器には、何れか一方の広壁を貫通しそのまま前記基板の内部に至る、１又は複数の凹部が形成されている、
ことを特徴とするバンドパスフィルタ。
【請求項２】
前記１又は複数の凹部は、前記複数の共振器の各々に形成されている、
ことを特徴とする請求項１に記載のバンドパスフィルタ。
【請求項３】
前記共振器に形成された前記１又は複数の凹部は、１つであり、
当該凹部の内壁には、前記広壁と導通した導体膜が形成されている、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のバンドパスフィルタ。
【請求項４】
前記共振器に形成された前記１又は複数の凹部は、互いに深さが異なった複数の凹部であり、
当該複数の凹部のうち少なくとも１つの凹部の内壁には、導体膜が形成されている、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のバンドパスフィルタ。
【請求項５】
請求項１に記載のバンドパスフィルタの製造方法であって、
前記基板に対して前記導体ポストを形成するための複数の貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、
前記複数の共振器のうち少なくとも何れか１つの共振器を構成する前記何れか一方の広壁を貫通しそのまま前記基板の内部に至る前記１又は複数の凹部を形成する凹部形成工程と、を含む、
ことを特徴とするバンドパスフィルタの製造方法。
【請求項６】
前記凹部形成工程は、前記複数の共振器のうち少なくとも何れか１つの共振器に対して１つの前記凹部を形成し、
前記複数の貫通孔のうち任意の貫通孔の直径を測定する測定工程と、
前記測定工程の結果得られた前記直径に対応付けられた中心周波数に基づいて、前記凹部の内壁に導体膜を形成するか否かを判定する判定工程と、
前記判定工程において前記導体膜を形成すると判定された場合に、前記凹部の内壁に導体膜を形成する導体膜形成工程と、を更に含む、
ことを特徴とする請求項５に記載のバンドパスフィルタの製造方法。
【請求項７】
前記判定工程は、
前記直径に対応付けられた中心周波数と設計時に目標とした目標中心周波数とを比較し、
前記直径に対応付けられた中心周波数が前記目標中心周波数より高周波である場合に、前記導体膜を形成すると判定する、
ことを特徴とする請求項６に記載のバンドパスフィルタの製造方法。
【請求項８】
前記凹部形成工程は、前記複数の共振器のうち少なくとも何れか１つの共振器に対して互いに深さが異なった複数の凹部を形成し、
前記複数の貫通孔のうち任意の貫通孔の直径を測定し、当該直径に対応付けられた中心周波数と、設計時に目標とした目標中心周波数と差分を算出し、その凹部の内壁に導体膜を形成することによって前記差分を最小化することができる凹部を前記複数の凹部から選択する選択工程と、
前記選択工程において選択された前記凹部の内壁に導体膜を形成する導体膜形成工程と、を更に含む、
ことを特徴とする請求項５に記載のバンドパスフィルタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電波の通過帯域を制限するバンドパスフィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
金属製の導波管内を伝播する信号の通過帯域を制限するバンドパスフィルタ（ＢＰＦ，Bandpass Filter）において、通過帯域の中心周波数を調整するための技術が特許文献１の図１及び図２に記載されている。特許文献１の図１及び図２に記載のＢＰＦは、３段の共振器が結合された共振器結合型のＢＰＦである。
【０００３】
このＢＰＦの導波管の側面には、構成段数と同じ数の導体挿入穴が形成されている。この導体挿入穴は、導波管の外部から内部に向かって導体棒を挿入するために設けられている。導体棒が導波管内部に突出する突出量を調整することによって、このＢＰＦは、中心周波数を調整可能にしている。
【０００４】
特許文献１のＢＰＦは、金属製の導波管を利用しているが、別の態様のＢＰＦとしてポスト壁導波路（ＰＷＷ，Post-Wall Waveguide）を利用したＢＰＦが知られている。例えば、非特許文献１の図１に記載されたＢＰＦは、一対の導体層により挟み込まれた誘電体製（非特許文献１ではシリカ製）の基板を用いて製造されている。基板の内部には、互いに結合した複数の共振器が形成されている。これらの複数の共振器は、一対の導体層を一対の広壁とし、柵状に配列された複数の導体ポストからなるポスト壁を狭壁とする。したがって、このＰＷＷを利用したＢＰＦは、共振器結合型のＢＰＦである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−１６２８０５号（１９９６年６月２１日公開）
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Yusuke Uemichi, et. al, Compact and Low-Loss Bandpass Filter Realized in Silica-Based Post-Wall Waveguide for 60-GHz applications, IEEE MTT-S IMS, May 2015.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
非特許文献１に記載されたＰＷＷを利用したＢＰＦは、特許文献１に記載された導波管を利用したＢＰＦと比較して、コンパクトであり、伝送ロスが少なく、且つ、ＲＦＩＣ（Radio Frequency Integrated Circuit）の一部として集積化が容易である。また、ＰＷＷを利用したＢＰＦは、プリント基板の製造方法を利用して製造可能であるため、導波管を利用したＢＰＦと比較して、製造コストを抑制することができる。
【０００８】
その一方で、ＰＷＷを利用したＢＰＦにおいても導波管を利用したＢＰＦと同様に、その中心周波数が設計時に意図した中心周波数（目標中心周波数）と一致しない場合がある。
【０００９】
ＢＰＦにおける中心周波数と目標中心周波数との不一致の一因は、導体ポストの直径における製造誤差である。導体ポストは、まず基板に貫通孔を形成し、その貫通孔の内壁に導体膜を形成することによって完成する。この貫通孔の直径が設計時に意図した直径より小さい場合には、中心周波数が目標中心周波数の低周波側へずれ、貫通孔の直径が設計時に意図した直径より大きい場合には、中心周波数が目標中心周波数の高周波側へずれる。
【００１０】
ＢＰＦの中心周波数が目標中心周波数からずれた場合、ＢＰＦの通過帯域の一部は、電波法で認められた帯域（以下、許可帯域と呼ぶ）の範囲外となる。このように通過帯域の一部が許可帯域の範囲外に存在するＢＰＦは、製品として出荷することができない。
【００１１】
ここで、特許文献１に記載された技術を、ＰＷＷを利用したＢＰＦに適用することが考えられるが、それは困難である。なぜなら、ＰＷＷを利用したＢＰＦは、ミリ波帯で運用されることを想定しており、導波管を利用したＢＰＦと比較して非常にコンパクトなためである。例えば、非特許文献１のＢＰＦが備えている基板は、その厚さが５００μｍである。このように厚さが薄い基板の内部に細い導体棒を挿入し、その導体棒の突出量を精密に制御し且つ固定することは、非現実的である。
【００１２】
本発明は、上述した課題に鑑みなされたものであり、その目的は、ＰＷＷを利用した共振器結合型のＢＰＦにおいて、中心周波数と目標中心周波数との誤差を抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るバンドパスフィルタは、一対の導体層が両面に設けられた誘電体製の基板と、前記基板を貫通し前記一対の導体層同士を短絡する複数の導体ポストからなるポスト壁とを備えている。本バンドパスフィルタは、前記一対の導体層を一対の広壁とし前記ポスト壁を狭壁とする複数の共振器が電磁気的に結合したバンドパスフィルタである。本バンドパスフィルタにおいて、前記複数の共振器のうち少なくとも何れか１つの共振器には、何れか一方の広壁を貫通しそのまま前記基板の内部に至る、１又は複数の凹部が形成されている、ことを特徴とする。
【００１４】
上記のように構成された本バンドパスフィルタは、ポスト壁導波路を利用した共振器結合型のバンドパスフィルタである。本バンドパスフィルタは、凹部の内壁に広壁と導通した導体膜を形成することによって、中心周波数を低周波側へ移動させることができる。そのため、バンドパスフィルタの中心周波数が設計時に意図した中心周波数（目標中心周波数）より高周波側に位置する場合に、本バンドパスフィルタは、中心周波数を目標中心周波数に近づけることができる。したがって、本バンドパスフィルタは、ＰＷＷを利用したＢＰＦにおける中心周波数と目標中心周波数との誤差を抑制することができる。
【００１５】
また、本発明の一態様に係るバンドパスフィルタにおいて、前記１又は複数の凹部は、前記複数の共振器の各々に形成されている、ことが好ましい。
【００１６】
本バンドパスフィルタは、プリント基板の製造方法を利用して製造することができる。プリント基板の技術を利用した製造方法において、複数の貫通孔は、基板に対して一括して形成される。このとき、基板に対して形成された複数の貫通孔の直径と、設計時に意図した直径との間に製造誤差が生じる場合があるが、この製造誤差は、複数の貫通孔の間では概ね共通であると考えられる。
【００１７】
以上のことから、各共振器における貫通孔の製造誤差は、同程度であると考えられる。したがって、上記の構成によれば、各共振器における製造誤差の影響を、各共振器に設けられた凹部が抑制することができるため、確実に中心周波数と目標中心周波数との誤差を抑制することができる。
【００１８】
また、本発明の一態様に係るバンドパスフィルタにおいて、前記共振器に形成された前記１又は複数の凹部は、１つであり、当該凹部の内壁には、前記広壁と導通した導体膜が形成されている、ことが好ましい。
【００１９】
本バンドパスフィルタは、凹部の内壁に導体膜を形成することによって、共振器に形成された凹部が１つである場合であっても、中心周波数と目標中心周波数との誤差を抑制することができる。
【００２０】
また、本発明の一態様に係るバンドパスフィルタにおいて、前記共振器に形成された前記１又は複数の凹部は、互いに深さが異なった複数の凹部であり、当該複数の凹部のうち少なくとも１つの凹部の内壁には、導体膜が形成されている、ことが好ましい。
【００２１】
共振器に凹部を設けることによって中心周波数を低周波側へ移動させる移動量は、内壁に導体膜を形成された凹部の深さが深いほど大きくなる。そこで、上記の構成によれば、バンドパスフィルタの中心周波数と目標中心周波数との誤差に応じた深さの凹部を選択することができる。したがって、共振器に形成された凹部が１つである場合と比較して、中心周波数と目標中心周波数との誤差を更に抑制することができる。
【００２２】
また、本発明の一態様に係るバンドパスフィルタの製造方法は、前記基板に対して前記導体ポストを形成するための複数の貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、前記複数の共振器のうち少なくとも何れか１つの共振器を構成する前記何れか一方の広壁を貫通しそのまま前記基板の内部に至る前記１又は複数の凹部を形成する凹部形成工程と、を含む、ことが好ましい。
【００２３】
また、本発明の一態様に係るバンドパスフィルタの製造方法は、前記凹部形成工程は、前記複数の共振器のうち少なくとも何れか１つの共振器に対して１つの前記凹部を形成し、前記複数の貫通孔のうち任意の貫通孔の直径を測定する測定工程と、前記測定工程の結果得られた前記直径に対応付けられた中心周波数に基づいて、前記凹部の内壁に導体膜を形成するか否かを判定する判定工程と、前記判定工程において前記導体膜を形成すると判定された場合に、前記凹部の内壁に導体膜を形成する導体膜形成工程と、を更に含む、ことが好ましい。
【００２４】
また、本発明の一態様に係るバンドパスフィルタの製造方法において、前記判定工程は、前記直径に対応付けられた中心周波数と設計時に目標とした目標中心周波数とを比較し、前記直径に対応付けられた中心周波数が前記目標中心周波数より高周波である場合に、前記導体膜を形成すると判定する、ことが好ましい。
【００２５】
また、本発明の一態様に係るバンドパスフィルタの製造方法において、前記凹部形成工程は、前記複数の共振器のうち少なくとも何れか１つの共振器に対して互いに深さが異なった複数の凹部を形成し、前記複数の貫通孔のうち任意の貫通孔の直径を測定し、当該直径に対応付けられた中心周波数と、設計時に目標とした目標中心周波数と差分を算出し、その凹部の内壁に導体膜を形成することによって前記差分を最小化することができる凹部を前記複数の凹部から選択する選択工程と、前記選択工程において選択された前記凹部の内壁に導体膜を形成する導体膜形成工程と、を更に含む、ことが好ましい。
【００２６】
これら本発明の一態様に係る製造方法は、上述した本発明の各態様の何れか一態様に係るバンドパスフィルタと同様の効果を奏する。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の一態様によれば、ＰＷＷを利用した共振器結合型のＢＰＦにおいて、中心周波数と目標中心周波数との不一致を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るバンドパスフィルタの斜視図である。
【図２】図１に示したバンドパスフィルタが備えている変換部の斜視図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係るバンドパスフィルタの製造方法のフローチャートである。
【図４】本発明の第３の実施形態に係るバンドパスフィルタの斜視図である。
【図５】本発明の第４の実施形態に係るバンドパスフィルタの製造方法のフローチャートである。
【図６】本発明の第１の実施例であるバンドパスフィルタの透過特性を示すグラフである。
【図７】本発明の第２の実施例群であるバンドパスフィルタの平面図である。
【図８】本発明の第２の実施例群であるバンドパスフィルタの各々の共振周波数を示すグラフである。
【図９】本発明の第２の実施例群であるバンドパスフィルタの各々において得られた、凹部の深さｄと中心周波数の移動量Δｆとの相関関係を示すグラフである。
【図１０】本発明の第３の実施例であるバンドパスフィルタの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
〔第１の実施形態〕
（バンドパスフィルタ１の構成）
本発明の第１の実施形態に係るバンドパスフィルタ（ＢＰＦ，BandPass Filter）について、図１及び図２を参照して説明する。図１は、本実施形態に係るＢＰＦ１の斜視図である。図２は、ＢＰＦ１が備えている変換部３１の斜視図である。
【００３０】
図１に示すように、ＢＰＦ１は、誘電体製の基板２と、一対の導体層である導体層３及び導体層４と、ポスト壁１１及びポスト壁１２と、を備えている。
【００３１】
基板２は、誘電体により構成された板状部材である。以下において、基板２を構成する６つの表面のうち、面積が最も大きな２つの表面を基板２の主面と称す。本実施形態では、基板２を構成する誘電体として石英を採用するが、他の誘電体（例えばポリテトラフルオロエチレンなどのテフロン（登録商標）系樹脂や液晶ポリマー樹脂などの樹脂）であってもよい。
【００３２】
＜一対の広壁＞
導体層３及び導体層４は、基板２の２つの主面上に設けられた一対の導体層である。すなわち、基板２、導体層３、及び導体層４は、基板２が導体層３，４によって挟持された積層構造を有する。本実施形態では、導体層３，４を構成する導体として銅を採用するが、他の導体（例えばアルミニウムなどの金属）であってもよい。導体層３，４の厚さは限定されるものではなく、任意の厚さを採用することができる。すなわち、導体層３，４の態様は、薄膜であってもよいし、箔（フィルム）であってもよいし、板であってもよい。
【００３３】
導体層３，４の各々は、後述する導波路２１、共振器２２、共振器２３、共振器２４、及び導波路２５の一対の広壁を構成する。
【００３４】
基板２には、主面を平面視した場合に柵状に配列した、複数の貫通孔が設けられている。これら複数の貫通孔において、貫通孔同士の間隔は、貫通孔の直径と同程度である。複数の貫通孔は、基板２の一方の主面から他方の主面まで貫通している。貫通孔の内壁には、筒状の導体膜が形成されている。したがって、この筒状の導体膜は、誘電体製の基板２の中に形成された導体ポストとして機能する。また、この筒状の導体膜は、基板２の両主面に設けられた導体層３と導体層４とを短絡させる。このような導体ポストは、ポスト壁導波路の技術（プリント基板の技術）を利用して実現可能である。
【００３５】
＜ポスト壁＞
複数の導体ポストを所定の間隔で柵状に配列したものをポスト壁と呼ぶ。基板２には、ｎ本の導体ポスト１１ｉ（ｉは１以上ｎ以下の整数を一般化した表記）が柵状に配列したポスト壁１１と、ｎ本の導体ポスト１２ｉ（ｉは１以上ｎ以下の整数を一般化した表記）が柵状に配列したポスト壁１２と、ｍ本の導体ポスト２６ｊ（ｊは１以上ｍ以下の整数を一般化した表記）が柵状に配列したポスト壁２６と、ｍ本の導体ポスト２７ｊ（ｊは１以上ｍ以下の整数を一般化した表記）が柵状に配列したポスト壁２７と、ｍ本の導体ポスト２８ｊ（ｊは１以上ｍ以下の整数を一般化した表記）が柵状に配列したポスト壁２８と、ｍ本の導体ポスト２９ｊ（ｊは１以上ｍ以下の整数を一般化した表記）が柵状に配列したポスト壁２９と、が設けられている。
【００３６】
＜一対の狭壁＞
ポスト壁１１を構成する導体ポスト１１ｉの各々は、１つの平面上に配列されている。本実施形態では、図１に示すように、基板２の主面がｘｙ平面と平行になり、導体ポスト１１ｉの各々が配列されている１つの平面がｙｚ平面と平行になるように、座標系を定義する。柵状に配列した導体ポスト１１ｉにより構成されたポスト壁１１は、電磁波を反射する導体壁として機能する。
【００３７】
ポスト壁１１と同様に、ポスト壁１２を構成する導体ポスト１２ｉの各々は、ｙｚ平面と平行な１つの平面上に配列されている。柵状に配列した導体ポスト１２ｉにより構成されたポスト壁１２は、電磁波を反射する導体壁として機能する。
【００３８】
ポスト壁１１，１２の各々は、後述する導波路２１、共振器２２、共振器２３、共振器２４、及び導波路２５の一対の狭壁を構成する。
【００３９】
＜隔壁２６〜２９＞
導体層３，４及びポスト壁１１，１２により四方を囲まれた、断面が長方形である空間は、電磁波をｙ軸方向に沿って導波する矩形導波路として機能する。
【００４０】
ポスト壁２６を構成する導体ポスト２６ｊの各々は、ｚｘ平面と平行な１つの平面上に配列されている。柵状に配列した導体ポスト２６ｊにより構成されたポスト壁２６は、電磁波を反射する導体壁として機能する。
【００４１】
ポスト壁２６と同様に、ポスト壁２７〜２９の各々を構成する導体ポスト２７ｊ，２８ｊ，２９ｊの各々は、ｚｘ平面と平行な１つの平面上に配列されている。柵状に配列した導体ポスト２７ｊ，２８ｊ，２９ｊにより構成されたポスト壁２７，２８，２９の各々は、電磁波を反射する導体壁として機能する。
【００４２】
したがって、ポスト壁２６〜２９の各々は、上記矩形導波路を５つの区間である導波路２１、共振器２２、共振器２３、共振器２４、及び導波路２５の各々に分割する。そこで、ポスト壁２６〜２９の各々のことを隔壁２６〜２９とも称する。
【００４３】
換言すれば、導波路２１、共振器２２、共振器２３、共振器２４、及び導波路２５の各々は、何れも、導体層３，４、及び、ポスト壁１１，１２により四方を囲まれている。そのうえで、導波路２１は、ｙ軸正方向側の端部が開放されており、ｙ軸負方向側の端部に隔壁２６が設けられている。共振器２２は、ｙ軸正方向側の端部及びｙ軸負方向側の端部の各々に、それぞれ、隔壁２６及び隔壁２７が設けられている。共振器２３は、ｙ軸正方向側の端部及びｙ軸負方向側の端部の各々に、それぞれ、隔壁２７及び隔壁２８が設けられている。共振器２４は、ｙ軸正方向側の端部及びｙ軸負方向側の端部の各々に、それぞれ、隔壁２８及び隔壁２９が設けられている。導波路２５は、ｙ軸正方向側の端部に隔壁２９が設けられており、ｙ軸負方向側の端部が開放されている。
【００４４】
導波路２１のｙ軸正方向側の端部、及び、導波路２５のｙ軸負方向側の端部は、何れも、バンドパスフィルタ１の入出力ポートとして機能する。
【００４５】
隔壁２６のｘ軸方向における中央近傍において、導体ポスト２６ｊは、省略されている。すなわち、隔壁２６の中央近傍には、開口２６ａが形成されている。開口２６ａは、電磁波を反射しない。その結果、導波路２１と共振器２２とは、開口２６ａを介して電磁気的に結合している。開口２６ａは、誘導性アイリスとも呼ばれる。同様に、隔壁２７〜２９の各々の中央近傍には、それぞれ、開口２７ａ〜２９ａの各々が形成されている。
【００４６】
このように構成されたＢＰＦ１は、３つの共振器２２〜２４を直列に結合することにより構成された、３段の共振器結合型のＢＰＦである。ＢＰＦ１の通過帯域幅及び通過帯域の中心周波数は、ＢＰＦ１を構成する各部の設計パラメータを調整することにより適宜調整することができる。なお、ＢＰＦ１が備えている共振器の段数は、３段に限定されるものではなく、任意の段数を採用することができる。
【００４７】
＜凹部２２１，２３１，２４１＞
本実施形態において、共振器２２，２３，２４の各々には、それぞれ、凹部２２１，２３１，２４１が形成されている。凹部２２１，２３１，２４１の各々は、導体層３，４のうち一方の導体層である導体層４を貫通し、且つ、基板２の内部に至る、円筒形の凹部である。凹部２２１，２３１，２４１の各々は、基板２の主面を平面視した場合に、各共振器２２〜２４の中心を通る１つの中心軸上に配置されている。ＢＰＦ１において、凹部２２１，２３１，２４１の各々は、各共振器２２〜２４における同じ位置に設けられている。換言すれば、共振器２３，２４の各々は、共振器２２をｙ軸方向に沿って所定の量ずつ並進させることによって得られる。また、凹部２２１，２３１，２４１の深さは、何れも等しい。実施例において後述するように、この深さｄは、例えばｄ＝１００μｍである。
【００４８】
なお、凹部２２１，２３１，２４１の深さｄは、適宜定めることができるが、その傾向として、深さｄを深くすればするほど、凹部２２１，２３１，２４１の内壁に導体膜を形成した場合に得られる中心周波数の移動量Δｆを大きくすることができる。この移動量Δｆについては、後述する。なお、凹部２２１，２３１，２４１の内壁に、導体層４と導通した導体膜を形成することをメタライズとも称する。
【００４９】
また、凹部２２１，２３１，２４１を配置する場所は、適宜定めることができるが、その傾向として、各共振器２２〜２４の中心近傍に配置した場合、移動量Δｆを大きくすることができ、各共振器２２〜２４の中心から離れた場所（ポスト壁１１，１２及び隔壁２６〜２９の近傍）に配置した場合、移動量Δｆを小さくすることができる。
【００５０】
ＢＰＦ１において、凹部２２１，２３１，２４１の各々の内壁に、導体層４と導通した導体膜を形成することによって、その中心周波数を低周波側へ移動させることができる。その内壁に導体膜を形成された凹部２２１，２３１，２４１は、共振器２２〜２４の各々の内部に挿入された一種の導体ポストとして機能し、その深さに応じてＢＰＦ１の中心周波数を低周波側へ移動させることができる。
【００５１】
ＢＰＦ１をプリント基板の技術を用いて製造する場合、その中心周波数が、設計時に意図した中心周波数（以下において目標中心周波数）と一致しない場合がある。このようにＢＰＦ１の中心周波数が目標中心周波数と一致しない場合のうち、ＢＰＦ１の中心周波数が目標中心周波数より高周波側へずれている場合に、凹部２２１，２３１，２４１の各々の内壁に導体膜を形成することによって、ＢＰＦ１は、その中心周波数を低周波側へ移動させることができる。したがって、ＢＰＦ１は、共振器結合型のＢＰＦにおいて、中心周波数と目標中心周波数との誤差を抑制することができる。
【００５２】
プリント基板の技術を利用したＢＰＦ１の製造方法において、導体ポスト１１ｉ，１２ｉ，２６ｊ，２７ｊ，２８ｊ，２９ｊのベースとなる複数の貫通孔は、基板２に対して一括して形成される。このとき、基板２に対して形成された複数の貫通孔の直径と、設計時に意図した貫通孔の直径との間に製造誤差が生じる場合がある。この製造誤差は、プリント基板の技術を利用したＢＰＦ１の製造方法において、複数の貫通孔の間では概ね共通であると考えられる。
【００５３】
以上のことから、各共振器２２〜２４における貫通孔の製造誤差は、同程度であると考えられる。したがって、各共振器２２〜２４に対して、それぞれ、凹部２２１，２３１，２４１の各々を形成する構成によれば、各共振器２２〜２４における製造誤差の影響を、各共振器２２〜２４に設けられた凹部２２１，２３１，２４１が抑制することができるため、確実に中心周波数と目標中心周波数との誤差を抑制することができる。
【００５４】
ただし、ＢＰＦ１において、凹部２２１のような凹部は、共振器２２〜２４のうち少なくとも１つの共振器に対して形成されていればよい。
【００５５】
なお、本実施形態において、凹部２２１，２３１，２４１の内壁に導体膜を形成することによって、メタライズを実施している。しかし、メタライズを実施する方法は、これに限定されるものではない。すなわち、メタライズにより形成された複数の導体ポストは、凹部２２１，２３１，２４１の内部に、導体層４と導通した円柱形又は円筒形である導電体が形成されていればよい。例えば、これらの導体ポストは、その内壁に形成された導体膜の代わりに、凹部２２１，２３１，２４１の内部に充填された導電性を有する樹脂ペーストにより構成されていてもよい。
【００５６】
＜変換部＞
ＢＰＦ１は、その前段及び／又は後段に対して別の高周波デバイスを結合される。ＢＰＦ１に結合される高周波デバイスの一例としては、アンテナ回路、送信回路、及び受信回路、及び、方向性結合器が挙げられる。
【００５７】
ＢＰＦ１に対して矩形導波路を用いて結合することが好ましい高周波デバイス（例えば方向性結合器）の場合、高周波デバイスが備えている矩形導波路の一端を、ＢＰＦ１の導波路２１又は導波路２５の開放された端部に対して結合すればよい。
【００５８】
一方、ＢＰＦ１に対してマイクロストリップ線路を用いて結合することが好ましい高周波デバイス（例えば送信回路及び受信回路）の場合、図２に示す変換部３１をＢＰＦ１の開放された端部に設け、変換部３１を介して高周波デバイスとＢＰＦ１とを結合すればよい。以下、導波路２１の一方の端部（ｙ軸正方向側の端部）に対して変換部３１が設けられている場合について簡単に説明する。
【００５９】
図２においては、変換部３１の構成を見やすくするために、導体層３，４及びポスト壁１１，１２によって構成された導波路２１を、ポスト壁を用いた矩形導波路としてではなく、仮想的な平面状の壁を用い、直方体の矩形導波路として模式的に示している。なお、図２においては、基板２及び導体層３，４の図示を省略している。また、導体層３，４及びポスト壁１１，１２は、厚さをもつ壁としてではなく、仮想的な面によって図示している。
【００６０】
図２に示すように、導波路２１のｙ軸正方向側の端部には、ショート壁１３が設けられている。ショート壁１３は、ポスト壁１１，１２と同様に、基板２中に形成された複数の導体ポストが柵状に配列することにより構成されたポスト壁である。すなわち、変換部３１を設けている場合、導波路２１のｙ軸正方向側の端部は、開放されておらずショート壁１３によって塞がれている。
【００６１】
図２に示すように、変換部３１は、ショート壁１３に加えて、誘電体層５、ブラインドビア３２、信号線３３、導体パッド３４、及び導体パッド３５を備えている。
【００６２】
誘電体層５は、導体層３の表面上に積層された誘電体製の層であり、本実施形態では、ポリイミド樹脂製である。
【００６３】
広壁を構成する導体層３の一部には、円形の開口３ａが形成されている。また、導波路２１を構成する基板２の一部であって、開口３ａに含まれる領域には、基板２の外部からその内部に至る非貫通孔が形成されている。非貫通孔の内壁には、後述する信号線３３の一方の端部３３ａと導通する導体膜が形成されている。この導体膜が形成された非貫通孔のことを、以下ではブラインドビア３２と称する。
【００６４】
誘電体層５のうち、開口３ａに含まれる領域には、円形の開口が形成されている。図２において、誘電体層５の開口は、その図示を省略している。
【００６５】
信号線３３は、ｙ軸方向に沿って延伸された帯状導体であり、誘電体層５によって隔てられた導体層３からなる広壁とともにマイクロストリップ線路を形成する。信号線３３の両端部のうちｙ軸負方向側の端部３３ａは、ブラインドビア３２の直径より直径が大きな円形に成形されている。端部３３ａは、開口３ａに含まれ、且つ、ブラインドビア３２の上端部に重なる位置に配置されており、ブラインドビア３２を構成する導体膜と導通している。
【００６６】
信号線３３の両端部のうちｙ軸正方向側の端部３３ｂは、導波路２１をｚ軸正方向側から平面視した場合に、導波路２１の外部となる位置に配置されている。端部３３ｂの両側（ｘ軸正方向側及びｘ軸負方向側）には、端部３３ｂを挟み込むように、導体パッド３４及び導体パッド３５が配置されている。導体パッド３４及び導体パッド３５の各々は、端部３３ｂと離間して配置されている。また、導体パッド３４及び導体パッド３５の下層に位置する誘電体層５には、導体パッド３４及び導体パッド３５の各々と、導体層３と導通させる開口が形成されている。したがって、導体パッド３４及び導体パッド３５は、グランドとして機能する。
【００６７】
導体パッド３４、信号線３３の端部３３ｂ、及び導体パッド３５は、グランド−シグナル−グランドの、いわゆるＧＳＧ電極パターンを構成し、その間隔（ピッチ）は、送信回路及び／又は受信回路を含むＲＦＩＣ（Radio Frequency Integrated Circuit）における端子の間隔（ピッチ）と整合するように構成されている。したがって、変換部３１には、ＲＦＩＣの端子を容易に接続することができる。
【００６８】
ブラインドビア３２は、信号線３３と導体層３とにより構成されたマイクロストリップ線路を伝搬する電磁波のモードを導波路２１含むＢＰＦ１を伝搬する電磁波のモードに変換することができる。以上のように、導波路２１に対して変換部３１を設けることによって、矩形導波路を備えていない高周波デバイスを、低損失な状態で、且つ、容易に、ＢＰＦ１に対して結合することができる。
【００６９】
〔第２の実施形態〕
本発明の第２の実施形態に係るバンドパスフィルタの製造方法について図３を参照して説明する。図３は、本実施形態に係るバンドパスフィルタの製造方法のフローチャートである。本製造方法は、図１に示したＢＰＦ１の製造方法のうち、主に、凹部２２１，２３１，２４１を形成する工程と、凹部２２１，２３１，２４１の内壁に導体膜を形成する工程とに関する。
【００７０】
（ＢＰＦ１の製造方法）
図３に示すように、本製造法は、貫通孔及び凹部の形成工程Ｓ１１と、判定工程Ｓ１２と、導体膜形成工程Ｓ１３とを含んでいる。
【００７１】
貫通孔及び凹部の形成工程Ｓ１１は、基板２に対して、（１）導体ポスト１１ｉ，１２ｉ，２６ｉ，２７ｉ，２８ｉ，２９ｉを形成するための複数の貫通孔、及び、（２）１つの凹部である凹部２２１，２３１，２４１の各々を所定のパターンに基づき形成する工程である。貫通孔及び凹部の形成工程Ｓ１１は、プリント基板の技術を利用することができる。凹部２２１，２３１，２４１を形成する位置及び深さｄは、適宜定めることができる。
【００７２】
判定工程Ｓ１２は、前記複数の貫通孔のうち任意の貫通孔の直径を測定し、当該直径に基づいて、凹部２２１，２３１，２４１の各々の内壁に導体膜を形成するか否かを判定する工程である。
【００７３】
プリント基板の技術を利用して複数の貫通孔を形成した場合、複数の貫通孔の直径は、設計時に意図した直径に対して±数％の製造誤差を含み得る。複数の貫通孔の直径が、設計時に意図した直径より小さい場合には、中心周波数が目標中心周波数の低周波側へずれ、貫通孔の直径が設計時に意図した直径より大きい場合には、中心周波数が目標中心周波数の高周波側へずれる。複数の貫通孔の直径が設計時に意図した直径より小さい場合、共振器２２〜２４の大きさが設計時に意図した大きさより大きくなり、複数の貫通孔の直径が設計時に意図した直径より大きい場合、共振器２２〜２４の大きさが設計時に意図した大きさより小さくなるためである。
【００７４】
そこで、本製造方法では、事前に、複数の貫通孔の直径と、ＢＰＦ１の中心周波数との相関関係を取得しておく。
【００７５】
この相関関係を取得しておくことによって、測定された貫通孔の直径から、その基板２を用いて製造した場合のＢＰＦ１における中心周波数を見積もることができる。判定工程Ｓ１２は、この見積もられた中心周波数と、設計時に意図した目標中心周波数とを比較し、見積もられた中心周波数が目標中心周波数より高周波である場合に、凹部２２１，２３１，２４１の内壁に対して導体膜を形成すると判定する。
【００７６】
導体膜形成工程Ｓ１３は、基板２の２つの主面、及び、導体ポスト１１ｉ，１２ｉ，２６ｉ，２７ｉ，２８ｉ，２９ｉを形成するための複数の貫通孔の内壁に対して導体膜を形成する工程である。導体膜形成工程Ｓ１３により、導体層３，４と、ポスト壁１１，１２，２６，２７，２８，２９が形成される。
【００７７】
また、判定工程Ｓ１２において、凹部２２１，２３１，２４１の内壁に導体膜を形成すると判定された場合には、導体膜形成工程Ｓ１３において、凹部２２１，２３１，２４１の内壁にも同時に導体膜を形成する。
【００７８】
本製造方法によれば、ＢＰＦ１の中心周波数が目標中心周波数より高周波になると見積もられた場合に、凹部２２１，２３１，２４１の内壁に導体膜を形成することによって、ＢＰＦ１の中心周波数を見積もられた中心周波数より低周波側へ移動させることができる。したがって、本製造方法は、ＢＰＦ１において、中心周波数と目標中心周波数との誤差を抑制することができる。
【００７９】
なお、本実施形態において、貫通孔を形成する工程と、凹部を形成する工程とを一括して貫通孔及び凹部の形成工程Ｓ１１として実施している。しかし、本実施形態において、貫通孔を形成する工程と、凹部を形成する工程とは、別個の工程として実施してもよい。
【００８０】
なお、導体膜を形成されていない凹部２２１，２３１，２４１を得るためには、（１）導体膜形成工程Ｓ１３において、導体膜を形成しない凹部の開口部分に対してその開口を塞ぐマスクパターンを形成しておいてもよいし、（２）導体膜形成工程Ｓ１３においては、特にマスクパターンを形成することなしに、基板２の全表面に対して導体膜を形成した後に、凹部２２１，２３１，２４１の内壁から導体膜を除去してもよい。
【００８１】
〔第３の実施形態〕
本発明の第３の実施形態に係るＢＰＦ１０１について、図４を参照して説明する。図４は、ＢＰＦ１０１の斜視図である。なお、図４においては、共振器１２２〜１２４の各々に形成された４つの凹部（凹部１２２１〜１２２４，１２３１〜１２３４，１２４１〜１２４４）の構成を見やすくするために、各共振器を構成するポスト壁１１１，１１２及び隔壁１２６〜１２９の各々を、ポスト壁を用いたポスト壁導波路としてではなく、仮想的な平面状の壁を用いた矩形導波路として模式的に示している。また、ポスト壁１１１，１１２及び隔壁１２６〜１２９の各々は、厚さをもつ壁としてではなく、仮想的な面によって図示している。
【００８２】
ＢＰＦ１０１は、図１に示したＢＰＦ１に対して更なる凹部を追加することによって得られる。本実施形態では、ＢＰＦ１０１とＢＰＦ１との対応関係を明らかにしたうえで、ＢＰＦ１０１とＢＰＦ１との相違点について主に説明する。
【００８３】
ＢＰＦ１０１は、誘電体製の基板１０２と、一対の導体層である導体層１０３及び導体層１０４と、ポスト壁１１１及びポスト壁１１２と、を備えている。基板１０２、導体層１０３，１０４、及びポスト壁１１１，１１２の各々は、ＢＰＦ１の基板２、導体層３，４、及びポスト壁１１，１２と同一に構成されている。
【００８４】
すなわち、ＢＰＦ１０１は、広壁である導体層１０３，１０４と、狭壁であるポスト壁１１１，１１２とにより四方を囲まれた導波路を備えている。当該導波路は、隔壁１２６，１２７，１２８，１２９によって、導波路１２１、共振器１２２、共振器１２３、共振器１２４、及び導波路１２５に分割されている。
【００８５】
隔壁１２６〜１２９の各々には、隔壁２６〜２９の各々に対して形成された開口２６ａ〜２９ａの場合と同じく、開口１２６ａ〜１２９ａが形成されている。このように構成されたＢＰＦ１０１は、３段の共振器が直列に結合した共振器結合型のＢＰＦである。なお、ＢＰＦ１０１が備えている共振器の段数は、３段に限定されるものではなく、任意の段数を採用することができる。
【００８６】
ＢＰＦ１０１において、共振器１２２，１２３，１２４の各々は、何れも同一に構成されている。そこで、本実施形態では、共振器１２２を用いて、凹部１２２１，１２２２，１２２３，１２２４について説明する。
【００８７】
凹部１２２１，１２２２，１２２３，１２２４は、導体層１０４を貫通し、且つ、基板１０２の内部に至る、円筒形の凹部である。凹部１２２１，１２２２，１２２３，１２２４の各々は、基板２の主面を平面視した場合に、共振器１２２の中心を通る１つの中心軸上に配置されている。凹部１２２１，１２２２，１２２３，１２２４は、互いにその深さが互いに異なる。本実施形態では、凹部１２２１の深さが最も浅く（本実施形態では２５μｍ）、凹部１２２２（本実施形態では５０μｍ）、凹部１２２３（本実施形態では７５μｍ）、凹部１２２４（本実施形態では１００μｍ）の順番で深さが深くなる。また、本実施形態では、共振器１２２の中心より開口１２７ａ側（ｙ軸負方向側）に凹部１２２１と凹部１２２２とを配置し、凹部１２２１を凹部１２２２よりもさらに開口１２７ａ側に配置している。共振器１２２の中心より開口１２６ａ側に凹部１２２３と凹部１２２４とを配置し、凹部１２２３を凹部１２２４よりもさらに開口１２６ａ側に配置している。しかし、凹部１２２１，１２２２，１２２３，１２２４の各々の深さ及び配置する場所は、凹部１２２１，１２２２，１２２３，１２２４の内壁に導体膜を形成した場合に得られる中心周波数の移動量Δｆをどのように設計したいかに応じて、適宜定めることができる。
【００８８】
共振器１２２の場合と同様に、共振器１２３には、凹部１２３１，１２３２，１２３３，１２３４が形成されており、共振器１２４には、凹部１２４１，１２４２，１２４３，１２４４が形成されている。（１）凹部１２３１，１２４１は、凹部１２２１に対応し、（２）凹部１２３２，１２４２は、凹部１２２２に対応し、（３）凹部１２３３，１２４３は、凹部１２２３に対応し、（４）凹部１２３４，１２４４は、凹部１２２４に対応する。このように、ＢＰＦ１０１においては、共振器１２２〜１２４の各々に対して４つの凹部（凹部１２２１〜１２２４，１２３１〜１２３４，１２４１〜１２４４）が形成されている。これら４つの凹部のうちいずれか１つの凹部をメタライズすることによって、中心周波数を低周波側へ移動させることができる。
【００８９】
本実施形態では、表１に示すように、凹部１２２１，１２３１，１２４１をメタライズした場合の移動量Δｆ、凹部１２２２，１２３２，１２４２をメタライズした場合の移動量Δｆ、凹部１２２３，１２３３，１２４３をメタライズした場合の移動量Δｆ、及び凹部１２２４，１２３４，１２４４をメタライズした場合の移動量Δｆの各々が、それぞれ、ａＧＨｚ、ｂＧＨｚ、ｃＧＨｚ、及びｄＧＨｚであるものとして説明する。
【表１】
2018182493.tif 000003
【００９０】
このように、共振器１２２〜１２４の各々に４つの凹部が形成されていることによって、４種類の移動量Δｆのなかからバンドパスフィルタの中心周波数と目標中心周波数との誤差に応じた深さの凹部を選択することができる。したがって、共振器に形成された凹部が１つである場合（例えば図１に示したＢＰＦ１）と比較して、中心周波数と目標中心周波数との誤差を更に抑制することができる。
【００９１】
〔第４の実施形態〕
本発明の第４の実施形態に係るバンドパスフィルタの製造方法について図５を参照して説明する。図５は、本実施形態に係るバンドパスフィルタの製造方法のフローチャートである。本製造方法は、図４に示したＢＰＦ１０１の製造方法のうち、主に、凹部１２２１〜１２２４、凹部１２３１〜１２３４、及び凹部１２４１〜１２４４を形成する工程と、凹部１２２１〜１２２４、凹部１２３１〜１２３４、及び凹部１２４１〜１２４４の各々のうちの何れか１つずつの凹部の内壁に導体膜を形成する工程とに関する。
【００９２】
（ＢＰＦ１０１の製造方法）
図５に示すように、本製造方法は、貫通孔及び凹部の形成工程Ｓ２１と、選択工程Ｓ２２と、導体膜形成工程Ｓ２３とを含んでいる。ここでは、本製造方法と、図３に示した製造方法との対応関係を明らかにしたうえで、本製造方法と、図３に示した製造方法との相違点について主に説明する。
【００９３】
貫通孔及び凹部の形成工程Ｓ２１は、図３に示した製造方法に含まれる貫通孔及び凹部の形成工程Ｓ１１に対応する工程である。貫通孔及び凹部の形成工程Ｓ２１は、基板１０２に対して、（１）ポスト壁１１１，１１２を構成する導体ポスト及び隔壁１２６〜１２９を構成する導体ポストを構成する複数の貫通孔と、（２）各共振器１２２〜１２４における深さが異なった４つの凹部である、凹部１２２１〜１２２４、凹部１２３１〜１２３４、及び凹部１２４１〜１２４４とを形成する。
【００９４】
選択工程Ｓ２２は、図３に示した製造方法に含まれる判定工程Ｓ１２に対応する工程である。選択工程Ｓ２２は、貫通孔及び凹部の形成工程Ｓ２１において形成された複数の貫通孔のうち任意の貫通孔の直径を測定し、設計時に目標とした目標中心周波数から当該直径に対応付けられた中心周波数を引いた差分を算出し、メタライズすることによって前記差分を最小化することができる凹部を４つの凹部１２２１〜１２２４、凹部１２３１〜１２３４、及び凹部１２４１〜１２４４の各々の中から１つずつ選択する。
【００９５】
なお、本製造方法においては事前に、凹部１２２１，１２３１，１２４１をメタライズした場合の移動量Δｆ、凹部１２２２，１２３２，１２４２をメタライズした場合の移動量Δｆ、凹部１２２３，１２３３，１２４３をメタライズした場合の移動量Δｆ、及び凹部１２２４，１２３４，１２４４をメタライズした場合の移動量Δｆを予め取得しておく。なお、本実施形態においても、第３の実施形態に記載した表１に示したように、凹部１２２１，１２３１，１２４１をメタライズした場合の移動量Δｆ、凹部１２２２，１２３２，１２４２をメタライズした場合の移動量Δｆ、凹部１２２３，１２３３，１２４３をメタライズした場合の移動量Δｆ、及び凹部１２２４，１２３４，１２４４をメタライズした場合の移動量Δｆの各々が、それぞれ、ａＧＨｚ、ｂＧＨｚ、ｃＧＨｚ、及びｄＧＨｚであるものとして説明する。
【００９６】
例えば、選択工程Ｓ２２において、設計時に目標とした目標中心周波数から当該直径に対応付けられた中心周波数を引いた差分がｃＧＨｚである場合、表２を参照すれば、当該差分を最小化することができる凹部は、凹部１２２３，１２３３，１２４３である。したがって、選択工程Ｓ２２は、凹部１２２３，１２３３，１２４３を凹部１２２１〜１２２４，１２３１〜１２３４，１２４１〜１２４３の各々の中から選択する。
【００９７】
また、例えば、目標中心周波数から当該直径に対応付けられた中心周波数を引いた差分がａ〜ｄＧＨｚのうちａＧＨｚに最も近い場合、表２を参照すれば、当該差分を最小化することができる凹部は、凹部１２２１，１２３１，１２４１である。したがって、選択工程Ｓ２２は、凹部１２２１、１２３１，１２４１を選択する。
【００９８】
導体膜形成工程Ｓ２３は、選択工程Ｓ２２において選択された凹部の内壁に導体膜を形成する工程である。導体膜形成工程Ｓ２３は、図３に示した製造方法に含まれる導体膜形成工程Ｓ１３に対応する工程である。導体膜を形成する前に選択工程Ｓ２２において選択された凹部以外の凹部に導体膜を形成しないために、導体膜形成工程Ｓ２３は、（１）導体膜を形成しない凹部の開口部分に対してその開口を塞ぐマスクパターンを形成する工程を含んでいてもよいし、（２）特にマスクパターンを形成することなしに、基板１０２の全表面に対して導体膜を形成した後に、選択された凹部以外の凹部の内壁から導体膜を除去する工程を含んでいてもよい。
【００９９】
なお、本実施形態において、貫通孔を形成する工程と、凹部を形成する工程とを一括して貫通孔及び凹部の形成工程Ｓ２１として実施している。しかし、本実施形態において、貫通孔を形成する工程と、凹部を形成する工程とは、別個の工程として実施してもよい。
【０１００】
〔第１の実施例〕
図１に示したＢＰＦ１の構成を用いてシミュレーションした結果を、本発明の第１の実施例として説明する。図６は、本実施例のＢＰＦ１におけるＳパラメータＳ２１の周波数依存性を示すグラフである。以下では、ＳパラメータＳ２１の周波数依存性のことをＢＰＦ１の透過特性と呼ぶ。
【０１０１】
本実施例において、ＢＰＦ１の設計パラメータを以下のように定めた。
・ＢＰＦ１が備えている共振器の段数を５段とした。
・ポスト壁１１とポスト壁１２との間隔（ｘ軸方向に沿って測った場合の間隔）として、１５００μｍを採用した。
・隔壁同士の間隔（ｙ軸方向に沿って測った場合の間隔）を１０００μｍ以上１２００μｍ以下の範囲内で適宜定めた。
・基板２として厚さが５００μｍである石英ガラス製のガラス基板を採用した。
・この石英ガラスの比誘電率は、３．８２３である。
・複数の導体ポストの直径として１００μｍを採用し、隣接する導体ポスト間の間隔として３００μｍを採用した。
・凹部の直径として１００μｍを採用し、凹部の深さｄとして７５μｍを採用した。
【０１０２】
図６に図示した「メタライズ前」のプロットは、各共振器に形成した凹部の内壁に導体膜を形成する前の状態においてシミュレーションを実施し、その結果として得られたＢＰＦ１の透過特性である。
【０１０３】
図６に図示した「メタライズ済」のプロットは、各共振器に形成した凹部の内壁に導体膜を形成した状態においてシミュレーションを実施し、その結果として得られたＢＰＦ１の透過特性である。
【０１０４】
図６を参照すれば、メタライズ前のＢＰＦ１の透過特性よりメタライズ済のＢＰＦ１の透過特性の方が、通過帯域が全体的に低周波側に移動していることが分かった。ＢＰＦ１の凹部の内壁に導体膜を形成することによって、通過帯域の中心周波数が約０．４ＧＨｚ、低周波側に移動することが分かった。
【０１０５】
〔第２の実施例群〕
第１の実施例であるＢＰＦ１において、凹部を形成する位置を変更したＢＰＦを第２の実施例群のＢＰＦ２０１として用いた。図７は、本実施例群のＢＰＦ２０１の平面図である。図８は、本実施例群のＢＰＦ２０１の各々を用いてシミュレーションした結果として得られた共振周波数の周波数依存性を示すグラフである。図９は、本実施例群のＢＰＦ２０１の各々によって得られた、深さｄと移動量Δｆの相関関係を示すグラフである。なお、図７においては、ポスト壁２１１，２１２及び隔壁２３１〜２３６の各々を、ポスト壁を用いたポスト壁導波路としてではなく、仮想的な平面状の壁を用いた矩形導波路として模式的に示している。また、これらの仮想的な平面状の壁は、厚さをもつ壁としてではなく、仮想的な面によって図示している。
【０１０６】
図７に示すように、ＢＰＦ２０１は、誘電体製の基板２０２と、一対の導体層である導体層２０３及び導体層２０４と、ポスト壁２１１及びポスト壁２１２と、隔壁２３１〜２３６と、を備えている。隔壁２３１〜２３６の各々には、それぞれ、開口２３１ａ〜２３６ａの各々が形成されている。なお、図７において、導体層２０３の下層に位置する基板２０２及び導体層２０４は、図示されていない。
【０１０７】
基板２０２、導体層２０３，２０４、ポスト壁２１１，２１２、及び隔壁２３１〜２３６の各々は、ＢＰＦ１の基板２、導体層３，４、ポスト壁１１，１２、及び隔壁２６〜２９と同様に構成されている。また、ＢＰＦ２０１は、隔壁２３１〜２３６によって隔てられた５つの共振器２２２〜２２６と、導波路２２１，２２７とを備えている。すなわち、ＢＰＦ２０１が備えている共振器の段数は、５段である。導波路２２１，２２７の各々は、ＢＰＦ１の導波路２１，２５の各々と同様に構成されている。共振器２２２〜２２６の各々は、ＢＰＦ１の共振器２２〜２４の各々と同様に構成されている。
【０１０８】
以下では、共振器２２２〜２２６のうちの１つの共振器である共振器２２２を用いて、ＢＰＦ２０１の構成を説明する。なお、共振器２２３〜２２６は、共振器２２２と同様に構成されている。すなわち、凹部２２３１，２２４１，２２５１，２２６１の各々は、凹部２２２１と同一に構成されている。そのため、本実施例群では、凹部２２２１についてのみ説明し、凹部２２３１，２２４１，２２５１，２２６１に関する説明を省略する。
【０１０９】
本実施例群のＢＰＦ２０１が備えている共振器２２２において、凹部２２２１は、（１）ｙ軸方向に沿い、且つ、ポスト壁２１１との間隔が３００μｍである直線と、（２）ｘ軸方向に沿い、且つ、２つの隔壁２３１，２３２の各々から等距離である直線との交点に形成されている。
【０１１０】
本実施例群では、各共振器に形成された凹部の深さｄとして、ｄ＝２５μｍ、５０μｍ、１００μｍを採用したＢＰＦ２０１を用いてシミュレーションを行った。
【０１１１】
図８には、凹部をメタライズしていない場合のＢＰＦ２０１の共振周波数を実線で示し、ｄ＝２５μｍであるＢＰＦ２０１の凹部をメタライズした場合の共振周波数を破線で示し、ｄ＝５０μｍであるＢＰＦ２０１の凹部をメタライズした場合の共振周波数を一点鎖線で示し、ｄ＝１００μｍであるＢＰＦ２０１の凹部をメタライズした場合の共振周波数を二点鎖線で示した。
【０１１２】
図８を参照すれば、各共振器に形成した凹部の深さｄを深くすれば深くするほど、ＢＰＦ２０１の共振周波数が低周波側へ移動することが分かった。したがって、メタライズする凹部の深さｄが深くなればなるほど、ＢＰＦ２０１の通過帯域の中心周波数が低周波側へ移動することが分かった。
【０１１３】
図９を参照すれば、深さｄが０μｍ≦ｄ≦１００μｍの範囲内では、各共振器に形成された凹部の深さｄが深くなればなるほど、メタライズした場合に得られる移動量Δｆが単調に増加することが分かった。
【０１１４】
〔第３の実施例〕
本発明の第３の実施例であるＢＰＦ３０１について、図１０を参照して説明する。図１０は、本実施例のＢＰＦ３０１の平面図である。なお、図１０においては、ポスト壁３１１，３１２及び隔壁３３１〜３３６の各々を、ポスト壁を用いたポスト壁導波路としてではなく、仮想的な平面状の壁を用いた矩形導波路として模式的に示している。また、これらの仮想的な平面状の壁は、厚さをもつ壁としてではなく、仮想的な面によって図示している。
【０１１５】
図１０に示すように、ＢＰＦ３０１は、誘電体製の基板３０２と、一対の導体層である導体層３０３及び導体層３０４と、ポスト壁３１１及びポスト壁３１２と、隔壁３３１〜３３６と、を備えている。隔壁３３１〜３３６の各々には、それぞれ、開口３３１ａ〜３３６ａの各々が形成されている。なお、図１０において、導体層３０３の下層に位置する基板３０２及び導体層３０４は、図示されていない。
【０１１６】
基板３０２、導体層３０３，３０４、ポスト壁３１１，３１２、及び隔壁３３１〜３３６の各々は、ＢＰＦ２０１の基板２０２、導体層２０３，２０４、ポスト壁２１１，２１２、及び隔壁２３１〜２３６と同一に構成されている。また、ＢＰＦ３０１は、ＢＰＦ２０１と同様に、５つの共振器３２２〜３２６を備えている。以下では、共振器３２２〜３２６のうちの１つの共振器である共振器３２２を用いて、ＢＰＦ３０１の構成を説明する。なお、共振器３２３〜３２６は、共振器３２２と同様に構成されている。凹部３２３１，３２４１，３２５１，３２６１の各々は、凹部３２２１と同一に構成されている。また、凹部３２３２，３２４２，３２５２，３２６２の各々は、凹部３２２２と同一に構成されている。そのため、本実施例では、凹部３２２１及び凹部３２２２についてのみ説明し、凹部３２３１，３２４１，３２５１，３２６１及び凹部３２３２，３２４２，３２５２，３２６２に関する説明を省略する。
図１０に示すように、共振器３２２には、２つの凹部３２２１，３２２２が形成されている。凹部３２２１は、図７に示した凹部２２２１と同じ位置に形成されている。すなわち、凹部３２２１は、（１）ｙ軸方向に沿い、且つ、ポスト壁３１１との間隔が３００μｍである直線と、（２）ｘ軸方向に沿い、且つ、２つの隔壁３３１，３３２の各々から等距離である直線との交点に形成されている。また、凹部３２２１の深さｄは、５０μｍである。
凹部３２２２は、共振器３２２の重心を通り、且つ、ｙ軸方向に沿う直線を対称軸として、凹部３２２１と線対称となる位置に形成されている。すなわち、凹部３２２２は、（１）ｙ軸方向に沿い、且つ、ポスト壁３１２との間隔が３００μｍである直線と、（２）ｘ軸方向に沿い、且つ、２つの隔壁３３１，３３２の各々から等距離である直線との交点に形成されている。また、凹部３２２１の深さｄは、１００μｍである。
凹部３２２１は、ＢＰＦ２０１を構成する共振器２２２に形成された凹部２２２１と同じ位置に形成されている。したがって、凹部３２２１をメタライズした場合に得られる移動量Δｆは、深さｄが５０μｍである凹部２２２１をメタライズした場合に得られる移動量Δｆと等しい。したがって、凹部３２２１をメタライズした場合に得られる移動量Δｆは、０．２ＧＨｚである。
凹部３２２２は、ポスト壁からの距離及び共振器の中心からの距離が凹部３２２１と同じである。したがって、凹部３２２２をメタライズした場合に得られる移動量Δｆは、ＢＰＦ２０１を構成する共振器２２２に形成された、深さｄが１００μｍである凹部２２２１をメタライズした場合に得られる移動量Δｆと等しい。したがって、凹部３２２２をメタライズした場合に得られる移動量Δｆは、０．６ＧＨｚである。
例えば、図５に示した選択工程Ｓ２２において、設計時に目標とした目標中心周波数から当該直径に対応付けられた中心周波数を引いた差分が０．３ＧＨｚである場合、当該差分を最小化することができる凹部は、凹部３２２１である。したがって、選択工程Ｓ２２は、メタライズすべき凹部として凹部３２２１を選択する。また、例えば、選択工程Ｓ２２において、設計時に目標とした目標中心周波数から当該直径に対応付けられた中心周波数を引いた差分が０．５ＧＨｚである場合、当該差分を最小化することができる凹部は、凹部３２２２である。したがって、選択工程Ｓ２２は、メタライズすべき凹部として凹部３２２２を選択する。
【０１１７】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１１８】
１，１０１，２０１，３０１  バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）
２，１０２，２０２，３０２  基板
３，４，１０３，１０４，２０３，２０４，３０３，３０４  導体層（一対の導体層）
１１，１２，１１１，１１２，２１１，２１２，３１１，３１２  ポスト壁
１１ｉ，１２ｉ  導体ポスト
２２，２３，２４，１２２，１２３，１２４  共振器
２２１，２３１，２４１，１２２１，１２２２，１２２３，１２２４，１２３１，１２３２，１２３３，１２３４，１２４１，１２４２，１２４３，１２４４，２２２１，３２２１，３２２２  凹部
２６ａ，２７ａ，２８ａ，２９ａ，１２６ａ，１２７ａ，１２８ａ，１２９ａ  開口
【図１】
2018182493.tif 000004
【図２】
2018182493.tif 000005
【図３】
2018182493.tif 000006
【図４】
2018182493.tif 000007
【図５】
2018182493.tif 000008
【図６】
2018182493.tif 000009
【図７】
2018182493.tif 000010
【図８】
2018182493.tif 000011
【図９】
2018182493.tif 000012
【図１０】
2018182493.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成30年1月10日(2018.1.10)
【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】
一対の導体層が両面に設けられた誘電体製の基板と、前記基板を貫通し前記一対の導体層同士を短絡する複数の導体ポストからなるポスト壁とを備え、前記一対の導体層を一対の広壁とし前記ポスト壁を狭壁とする複数の共振器が電磁気的に結合したバンドパスフィルタであって、
前記複数の共振器のうち少なくとも何れか１つの共振器には、何れか一方の広壁を貫通しそのまま前記基板の内部に至る、互いに深さが異なった複数の凹部が形成され、
当該複数の凹部のうち少なくとも１つの凹部の内壁には、導体膜が形成されている、
ことを特徴とするバンドパスフィルタ。
【請求項２】
前記複数の凹部は、前記複数の共振器の各々に形成されている、
ことを特徴とする請求項１に記載のバンドパスフィルタ。
【請求項３】
一対の導体層が両面に設けられた誘電体製の基板と、前記基板を貫通し前記一対の導体層同士を短絡する複数の導体ポストからなるポスト壁とを備え、前記一対の導体層を一対の広壁とし前記ポスト壁を狭壁とする複数の共振器が電磁気的に結合したバンドパスフィルタであって、
前記複数の共振器のうち少なくとも何れか１つの共振器には、何れか一方の広壁を貫通しそのまま前記基板の内部に至る、１又は複数の凹部が形成されている、
ことを特徴とするバンドパスフィルタの製造方法であって、
前記基板に対して前記導体ポストを形成するための複数の貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、
前記複数の共振器のうち少なくとも何れか１つの共振器を構成する前記何れか一方の広壁を貫通しそのまま前記基板の内部に至る前記１又は複数の凹部を形成する凹部形成工程と、を含む、
ことを特徴とするバンドパスフィルタの製造方法。
【請求項４】
前記凹部形成工程は、前記複数の共振器のうち少なくとも何れか１つの共振器に対して１つの前記凹部を形成し、
前記複数の貫通孔のうち任意の貫通孔の直径を測定する測定工程と、
前記測定工程の結果得られた前記直径に対応付けられた中心周波数に基づいて、前記凹部の内壁に導体膜を形成するか否かを判定する判定工程と、
前記判定工程において前記導体膜を形成すると判定された場合に、前記凹部の内壁に導体膜を形成する導体膜形成工程と、を更に含む、
ことを特徴とする請求項３に記載のバンドパスフィルタの製造方法。
【請求項５】
前記判定工程は、
前記直径に対応付けられた中心周波数と設計時に目標とした目標中心周波数とを比較し、
前記直径に対応付けられた中心周波数が前記目標中心周波数より高周波である場合に、前記導体膜を形成すると判定する、
ことを特徴とする請求項４に記載のバンドパスフィルタの製造方法。
【請求項６】
前記凹部形成工程は、前記複数の共振器のうち少なくとも何れか１つの共振器に対して互いに深さが異なった複数の凹部を形成し、
前記複数の貫通孔のうち任意の貫通孔の直径を測定し、当該直径に対応付けられた中心周波数と、設計時に目標とした目標中心周波数と差分を算出し、その凹部の内壁に導体膜を形成することによって前記差分を最小化することができる凹部を前記複数の凹部から選択する選択工程と、
前記選択工程において選択された前記凹部の内壁に導体膜を形成する導体膜形成工程と、を更に含む、
ことを特徴とする請求項３に記載のバンドパスフィルタの製造方法。
【手続補正書】
【提出日】平成30年3月2日(2018.3.2)
【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】
一対の導体層が両面に設けられた誘電体製の基板と、前記基板を貫通し前記一対の導体層同士を短絡する複数の導体ポストからなるポスト壁とを備え、前記一対の導体層を一対の広壁とし前記ポスト壁を狭壁とする複数の共振器が電磁気的に結合したバンドパスフィルタであって、
前記複数の共振器のうち少なくとも何れか１つの共振器には、何れか一方の広壁を貫通しそのまま前記基板の内部に至る、互いに深さが異なった複数の凹部が形成され、
当該複数の凹部のうち少なくとも１つの凹部の内壁には、導体膜が形成されている、
ことを特徴とするバンドパスフィルタ。
【請求項２】
前記複数の凹部は、前記複数の共振器の各々に形成されている、
ことを特徴とする請求項１に記載のバンドパスフィルタ。
【請求項３】
一対の導体層が両面に設けられた誘電体製の基板と、前記基板を貫通し前記一対の導体層同士を短絡する複数の導体ポストからなるポスト壁とを備え、前記一対の導体層を一対の広壁とし前記ポスト壁を狭壁とする複数の共振器が電磁気的に結合したバンドパスフィルタであって、
前記複数の共振器のうち少なくとも何れか１つの共振器には、何れか一方の広壁を貫通しそのまま前記基板の内部に至る、１又は複数の凹部が形成されている、
ことを特徴とするバンドパスフィルタの製造方法であって、
前記基板に対して前記導体ポストを形成するための複数の貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、
前記複数の共振器のうち少なくとも何れか１つの共振器を構成する前記何れか一方の広壁を貫通しそのまま前記基板の内部に至る前記１又は複数の凹部を形成する凹部形成工程と、を含み、
前記凹部形成工程は、前記複数の共振器のうち少なくとも何れか１つの共振器に対して１つの前記凹部を形成し、
前記複数の貫通孔のうち任意の貫通孔の直径を測定する測定工程と、
前記測定工程の結果得られた前記直径に対応付けられた中心周波数に基づいて、前記凹部の内壁に導体膜を形成するか否かを判定する判定工程と、
前記判定工程において前記導体膜を形成すると判定された場合に、前記凹部の内壁に導体膜を形成する導体膜形成工程と、を更に含む、
ことを特徴とするバンドパスフィルタの製造方法。
【請求項４】
前記判定工程は、
前記直径に対応付けられた中心周波数と設計時に目標とした目標中心周波数とを比較し、
前記直径に対応付けられた中心周波数が前記目標中心周波数より高周波である場合に、前記導体膜を形成すると判定する、
ことを特徴とする請求項３に記載のバンドパスフィルタの製造方法。
【請求項５】
一対の導体層が両面に設けられた誘電体製の基板と、前記基板を貫通し前記一対の導体層同士を短絡する複数の導体ポストからなるポスト壁とを備え、前記一対の導体層を一対の広壁とし前記ポスト壁を狭壁とする複数の共振器が電磁気的に結合したバンドパスフィルタであって、
前記複数の共振器のうち少なくとも何れか１つの共振器には、何れか一方の広壁を貫通しそのまま前記基板の内部に至る、１又は複数の凹部が形成されている、
ことを特徴とするバンドパスフィルタの製造方法であって、
前記基板に対して前記導体ポストを形成するための複数の貫通孔を形成する貫通孔形成工程と、
前記複数の共振器のうち少なくとも何れか１つの共振器を構成する前記何れか一方の広壁を貫通しそのまま前記基板の内部に至る前記１又は複数の凹部を形成する凹部形成工程と、を含み、
前記凹部形成工程は、前記複数の共振器のうち少なくとも何れか１つの共振器に対して互いに深さが異なった複数の凹部を形成し、
前記複数の貫通孔のうち任意の貫通孔の直径を測定し、当該直径に対応付けられた中心周波数と、設計時に目標とした目標中心周波数と差分を算出し、その凹部の内壁に導体膜を形成することによって前記差分を最小化することができる凹部を前記複数の凹部から選択する選択工程と、
前記選択工程において選択された前記凹部の内壁に導体膜を形成する導体膜形成工程と、を更に含む、
ことを特徴とするバンドパスフィルタの製造方法。