(57)【要約】【課題】  回路の小型化を実現する多層フィルタバンク回路を構成する場合、層間干渉によるフィルタ特性劣化の防止が必要であった。【解決手段】  通過帯域中心周波数の異なる第１層目フィルタ３から第Ｎ層目フィルタ６の層間に設けたガ−ドグランド層９によって、通過帯域中心周波数の異なる第１層目フィルタ３から第Ｎ層目フィルタ６相互の電磁波の漏洩・干渉が抑圧できることに加え、通過帯域が隣接するフィルタ同士の配置層を隔離するレイアウトを採ることにより、各々のフィルタの単独での抑圧性能を、多層フィルタバンク回路において再現させることを可能とした。【選択図】        図４
2008109242.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通過帯域中心周波数の異なる複数のフィルタが異なる層に内層された誘電体基板と、
上記誘電体多層基板に搭載され、出力端子の接続先を、複数のフィルタの何れか１つの入力端子に切り換える信号入力側１極多投型スイッチと、
上記誘電体多層基板に搭載され、上記信号入力側１極多投型スイッチの切り換えに連動して、入力端子の接続先を、上記信号入力側１極多投型スイッチに接続したフィルタの出力端子に切り換える信号出力側１極多投型スイッチとを備え、
上記信号入力側１極多投型スイッチの有する各出力端子が、ビアホールを介してそれぞれ対応するフィルタの垂直給電点に接続されるとともに、上記信号出力側１極多投型スイッチの有する複数の入力端子が、ビアホールを介してそれぞれ対応するフィルタの垂直給電点に接続され、
上記フィルタはグランド層に挟まれてトリプレート線路を構成するとともに、フィルタの周囲がグランド用スルーホールに取り囲まれ、当該グランド層は異なる層に配置された他のフィルタとの間に配置されたことを特徴とする多層フィルタバンク回路。
【請求項２】
上記フィルタはバンドパスフィルタを構成し、通過帯域中心周波数の隣接したフィルタ間で通過帯域が相互に重なりを有するとともに、誘電体多層基板内で隣接したフィルタの通過帯域が重なりを有さない順序で積層されたことを特徴とする多層フィルタバンク回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、通過帯域中心周波数の異なる複数のフィルタを備えた多層フィルタバンク回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
フィルタ回路を多層基板内に構成し、回路を小型化する構成が広く知られている。
【０００３】
このような回路の一例として、第１層目に部品を実装して誘電体多層基板の内層にフィルタ回路を構成する従来技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開平６−２８３９０８（第２−３頁、図１、図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来のフィルタ回路では、層ごとに通過帯域の異なる複数のフィルタを設ける場合、層間漏洩電磁波の干渉により、層ごとに設けた通過帯域の異なる複数のフィルタが各々有する所望のフィルタ通過特性及び抑圧特性を、十分に確保できないという課題があった。
【０００６】
この問題点について、Ｎ層の誘電体多層基板の各層に通過帯域の異なるＮ種類のフィルタを設け、各フィルタの何れか一つを選択使用する場合を例に、図を用いて説明する。図７は、第２層目フィルタを選択した場合に、他層に設けたフィルタにおいて信号を十分に抑圧できていない例を示している。具体的には、第２層目フィルタを選択した際、隣接層である第１層目フィルタと第３層目フィルタの通過特性が、選択している第２層目フィルタの抑圧すべき帯域に干渉し、所望のフィルタ通過特性及び抑圧特性が確保できなくなる。他の層のフィルタについても、同様にしてそれ以外の層のフィルタとの間で相互干渉を生じる。
【０００７】
この発明は、係る課題を解決するために成されたものであり、多層フィルタバンク回路における層間漏洩電磁波の抑圧性能を向上させて、小型化のために多層化したフィルタバンク回路の性能安定化を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明による多層フィルタバンク回路は、通過帯域中心周波数の異なる複数のフィルタが異なる層に内層された誘電体基板と、上記誘電体多層基板に搭載され、出力端子の接続先を、複数のフィルタの何れか１つの入力端子に切り換える信号入力側１極多投型スイッチと、上記誘電体多層基板に搭載され、上記信号入力側１極多投型スイッチの切り換えに連動して、入力端子の接続先を、上記信号入力側１極多投型スイッチに接続したフィルタの出力端子に切り換える信号出力側１極多投型スイッチとを備え、上記信号入力側１極多投型スイッチの有する各出力端子が、ビアホールを介してそれぞれ対応するフィルタの垂直給電点に接続されるとともに、上記信号出力側１極多投型スイッチの有する複数の入力端子が、ビアホールを介してそれぞれ対応するフィルタの垂直給電点に接続され、上記フィルタはグランド層に挟まれてトリプレート線路を構成するとともに、フィルタの周囲がグランド用スルーホールに取り囲まれ、当該グランド層は異なる層に配置された他のフィルタとの間に配置されたものである。
【０００９】
また、上記フィルタはバンドパスフィルタを構成し、通過帯域中心周波数の隣接したフィルタ間で通過帯域が相互に重なりを有するとともに、誘電体多層基板内で隣接したフィルタの通過帯域が重なりを有さない順序で積層されても良い。
【発明の効果】
【００１０】
この発明の多層フィルタ回路によれば、誘電体多層基板の各層に配置されたフィルタ回路間を電磁遮蔽することで、各層のフィルタ間の電磁波漏洩および干渉を抑圧し、各々のフィルタ単独での抑圧性能を再現することが可能となる。
【００１１】
また、周波数帯域が隣接するフィルタを離れた層に配置することにより、層間の電磁波干渉をさらに大きく抑圧することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
実施の形態１．
図１は、この発明に係る実施の形態１による多層フィルタバンク回路の、機能ブロック図である。
【００１３】
図において、多層フィルタバンク回路は、信号入力側１局多投型スイッチ１と、信号出力側１局多投型スイッチ２と、第１層目フィルタ３と、第２層目フィルタ４と、第３層目フィルタ５と、第ｎ層目フィルタ６（４≦Ｎ≦Ｍの整数、Ｍは４以上の整数）とを備えて構成される。
【００１４】
以下の説明では、各層に設けられた第１層目フィルタ１〜第Ｎ層目フィルタ６が、各々バンドパスフィルタとして機能する場合を例に説明する。
【００１５】
この多層フィルタバンク回路では、図示しない外部の制御回路から制御信号が入力されて、信号入力側１局多投型スイッチ１と信号出力側１局多投型スイッチ２を連動させて切り替え、通過帯域中心周波数のそれぞれ異なる複数のフィルタ（バンドパスフィルタ）の中から、第ｎ層目フィルタ（１≦ｎ≦Ｍの整数）を１個だけ選択する。これによって、複数の通過帯域中心周波数の中から、所望の通過帯域中心周波数だけを通過させるバンドパスフィルタを得ることが出来る。
【００１６】
図２は、多層フィルタバンク回路全体の周波数レスポンスを示す図である。
図に示すように、各フィルタは、通過帯域中心周波数のそれぞれ異なる複数あるバンドパスフィルタの周波数レスポンスが、ほぼ連続的につながるように構成される。このフィルタの中から、信号入力側１局多投型スイッチ１と、信号出力側１局多投型スイッチ２を用いて、所望の１つの通過帯域中心周波数が選択される。
【００１７】
図３は、所望の１つの通過帯域中心周波数として、例えば第２層目フィルタ４が選択された時の周波数レスポンスを示す。この実施の形態１では、選択されたフィルタ以外の他のフィルタについて、その抑圧量が図３に示すような所望の基準値を満足するように、各フィルタ間の干渉を抑圧するための構造や配置が施されている。以下、この構造および配置について、順を追って説明する。
【００１８】
図４は、実施の形態１による多層フィルタバンク回路の構造を示し、図４（ａ）は積層後の状態、図４（ｂ）は積層前の状態、図４（ｃ）は各層のフィルタと信号用スルーホールの接続構成を示している。
【００１９】
多層フィルタバンク回路は、第１層目フィルタ３と第２層目フィルタ４と第３層目フィルタ５と第Ｎ層目フィルタ６とが、上から下に積層され一体化されて構成される。第１層目フィルタ３は表面層であるため、誘電体７と地導体８によりマイクロストリップ線路による分布定数フィルタとなる。第２層目フィルタ４と第３層目フィルタ５と第Ｎ層目フィルタ６については内層に構成されるため、各々のフイルタの上下に設けた地導体８と誘電体７によりトリプレート線路による分布定数フィルタとなる。なお、積層順序は下から上でも良く、この上下方向については多層フィルタバンク回路の設置方向によって制限を受けるものでもない。また、図４（ｃ）では図示を簡略化するために、各層の表層にフィルタが構成されているように図示しているが、実際はトリプレート線路を構成しているので各フィルタは各層の内層に配置されている。
【００２０】
第１層目フィルタ３から第Ｎ層目フィルタ６のそれぞれの層間には、各層のフィルタ回路間の干渉を抑圧するガードグランド層９が設けられている。第１層目フィルタ３から第Ｎ層目フィルタ６、およびフィルタ回路間ガ−ドグランド層９は、樹脂基材に接着剤が含有されたプリプレグ１０を各層間に介在させて貼り合わせることで、各層が一体的に接着され多層フィルタバンク回路が構成される。
【００２１】
また、ガ−ドグランド層９と地導体８は、第２層目フィルタ４から第Ｎ層目フィルタ６に設けたグランド用スルーホール１１によって導通が確保され、グランドに接続されている。なお、図４（ｃ）において、一点鎖線はグランド用スルーホール１１の配列を示し、各フィルタはグランド用スルーホール１１によって取り囲まれる。
【００２２】
各層間に配置された第２層目フィルタ４から第Ｎ層目フィルタ６は、各信号パターンの端に設けた垂直給電点１２を通じて、各々個別に信号用スルーホール１３に接続される。また、信号用スルーホール１３は、第１層目の誘電体７の表層に配置された垂直給電点１２に接続される。この際、垂直給電点１２は導体パッドによって構成され、後述するフィルタの入力端子もしくは出力端子を構成する。また、信号用スルーホール１３に接続されたフィルタの配置された層以外の層では、信号用スルーホール１３の周囲が同心円形状の絶縁層１４に取り囲まれ、絶縁層１４の周囲がさらに地導体８によって囲まれている。これによって、信号用スルーホール１３が接続されたフィルタ以外のフィルタに接触しないようになされている。
【００２３】
第１層目の表層には、信号入力側１極多投型スイッチ１と信号出力側１極多投型スイッチ２が、離間配置されて設けられる。また、第１層目の表層において、信号入力側１極多投型スイッチ１と信号出力側１極多投型スイッチ２の間に、第１層目フィルタ３が配置される。第１層目の表層には、さらに第１層目フィルタ３の入力端子および出力端子が配置される。図４（ｃ）の例では、第１層目の一方側の端部に信号入力側１極多投型スイッチ１が配置され、第１層目の反対側の端部に信号出力側１極多投型スイッチ２が配置されている。
【００２４】
信号入力側１極多投型スイッチ１は、各々制御信号入力端子、ＲＦ（Radio Frequency）信号入力端子、グランド端子及び複数のＲＦ信号出力端子を有し、制御信号入力端子から制御電圧を印加することにより、ＲＦ信号入力端子から入力されるＲＦ信号を、出力先のＲＦ信号出力端子に接続するように切り換えを行う。ここで、信号入力側１極多投型スイッチ１のＲＦ信号出力端子は、第１層目から第Ｎ層目の対応するフィルタの入力端子に接続される。また、隣接するＲＦ信号出力端子の間には、接地されたＲＦ信号出力端子が接続され、隣接するＲＦ信号出力端子間の干渉を抑圧している。
【００２５】
また、信号出力側１極多投型スイッチ２は、各々制御信号入力端子、ＲＦ（Radio Frequency）信号出力端子、グランド端子及び複数のＲＦ信号入力端子を有し、制御信号入力端子から制御電圧を印加することにより、入力先のＲＦ信号入力端子を選択し、選択したＲＦ信号入力端子をＲＦ信号出力端子に接続するように切り換えを行う。ここで、信号出力側１極多投型スイッチ２のＲＦ信号入力端子は、第１層目から第Ｎ層目の対応するフィルタの入力端子に接続される。また、隣接するＲＦ信号入力端子の間には、接地されたＲＦ信号入力端子が接続され、隣接するＲＦ信号出力端子間の干渉を抑圧している。
【００２６】
この多層フィルタバンク回路では、信号入力側１極多投型スイッチ１と信号出力側１極多投型スイッチ２の接続先を切り換えることにより、通過帯域中心周波数の異なる第１層目フィルタ３から第Ｎ層目フィルタ６のいずれかのフィルタに信号経路を切り換えることが出来る。また、第１層目フィルタ３から第Ｎ層目フィルタ６の、各信号パターンの端に設けた入力端子、出力端子、および垂直給電点１２により、全層のフィルタ通過信号が第１層目に設けた信号入力側１極多投型スイッチ１と、信号出力側１極多投型スイッチ２に接続される。
【００２７】
次に、第１層目フィルタ３と第２層目フィルタ４と第３層目フィルタ５と第Ｎ層目フィルタ６の層配置の構成であるが、通過帯域が隣接したフィルタ同士については層を離して配置する。
【００２８】
具体例として、図５に全６層の多層フィルタバンク回路の例を示す。それぞれのフィルタの利用周波数バンド（通過帯域）を、周波数バンド１、周波数バンド２、周波数バンド３、周波数バンド４、周波数バンド５、および周波数バンド６とする。この際、多層フィルタバンク回路の第１層目から順に、周波数バンド１、周波数バンド５、周波数バンド３、周波数バンド６、周波数バンド４、周波数バンド２と配置する。このように隣接する層に、隣接する周波数バンドが配置されないような層配置とすることが好ましい。
【００２９】
図６は多層フィルタバンク回路を収納するパッケージの構成の一例を示す図である。
図に示すように、多層フィルタバンク回路は周囲に導体が付着した誘電体または金属筐体から構成されるパッケージ２０内に収納され、パッケージ上部に金属製の上蓋２１が接合されて、電気的に遮蔽される。第１層目フィルタ３の入力端子および出力端子周辺において、上蓋下面に突起２２が設けられている。この突起２２は、第１層目フィルタ３の信号伝送方向に向かって両側に配置され、第１層目フィルタ３の信号伝送路の両側端部を挟むように設けられる。この両側に配置された突起２２は互いに距離ｄを有して配置される。この際、第１層目のフィルタの有する周波数バンド１の信号を通過させ、他層のフィルタの有する周波数バンド２〜６の信号を非通過とするように、周波数バンド２〜６に対して導波管のカットオフ周波数となるように距離ｄが選択される。これによって、信号入力側１極多投型スイッチ１および信号出力側１極多投型スイッチ２と垂直給電点との接続点から、第１層目フィルタ３に漏れ出る信号が、２つの突起２２で構成される擬似導波管によって抑圧されるので、第１層目フィルタ３と他のフィルタとの相互干渉が低減される。
【００３０】
なお、突起２２を有したパッケージ２０を用いる代わりに、第１層目に設けたフィルタ３をトリプレート線路で構成し、ガ−ドグランド層９で層間結合が電気的に遮蔽された各トリプレート層内に全てのフィルタを構成しても良い。この場合も、同様にして第１層目フィルタ３と他のフィルタとの相互干渉が低減されることは言うまでもない。
【００３１】
この実施の形態によれば、通過帯域中心周波数の異なる第１層目フィルタ３から第Ｎ層目フィルタ６の層間に、フィルタ回路間の干渉を抑圧するガ−ドグランド層９を設けることによって、通過帯域中心周波数の異なる第１層目フィルタ３から第Ｎ層目フィルタ６相互の、電磁波の干渉が抑圧される。つまり、第２層目フィルタ４の抑圧帯域の信号が、第３層目フィルタ５の通過帯域信号であった場合、第２層目フィルタ４と第３層目フィルタ５間の電磁波漏洩により、第２層目フィルタ４の抑圧性能が劣化することを抑えることが可能となる。この際、ガ−ドグランド層９が第２層目フィルタ４と第３層目フィルタ５間を電磁遮蔽することで、第２層目フィルタ４と第３層目フィルタ５間の電磁波の漏洩・干渉が抑圧されるので、各々のフィルタ単独での抑圧性能を、多層フィルタバンク回路においても再現させることが可能となり、多層フィルタバンクの性能安定化、無試験、無調整による低価格化を実現することができる。さらに、低価格な多層フィルタバンク回路を実現することによって、フィルタバンク回路の小型化を図ることができる。
【００３２】
また、周波数バンドが隣接するフィルタを離れた層に配置することにより、層間の電磁波干渉をさらに大きく抑圧出来るので、各々のフィルタの単独での抑圧性能を、回路小型化のための多層フィルタバンク回路においても再現させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】この発明の実施の形態１による多層フィルタバンク回路の構成ブロック図である。
【図２】多層フィルタバンク回路全体の周波数レスポンスを示す図である。
【図３】複数のフィルタを各々の有する所望のフィルタ通過特性、及び抑圧特性が確保できている様子を示す図である。
【図４】この発明の実施の形態１による多層フィルタバンク回路を説明するための図である。
【図５】この発明の実施の形態１による多層フィルタバンク回路の層構成と利用周波数バンドの関係を説明するための図である。
【図６】多層フィルタバンク回路を収納するパッケージの構成の一例を示す図であるい。
【図７】複数のフィルタ各々の有する所望のフィルタ通過特性、及び抑圧特性が確保できていない様子を示す図である。
【符号の説明】
【００３４】
１  信号入力側１極多投型スイッチ、２  信号出力側１極多投型スイッチ、３  第１層目フィルタ、４  第２層目フィルタ、５  第３層目フィルタ、６  第Ｎ層目フィルタ、７  誘電体、８  地導体、９  フィルタ回路間ガ−ドグランド層、１０  プリプレグ、１１  グランド用スルーホール、１２  垂直給電点。
【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】
2008109242.tif 000007
【図６】
2008109242.tif 000008
【図７】
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