(57)【要約】【課題】Stepped Impedance Resonatorの隣接した高インピーダンスのストリップライン型共振器上の短絡端から管内波長の１／８以下なる位置を、同じく管内波長の１／８以下なる長さのストリップラインで連絡することで、広い帯域幅と通過域高域での有極特性を両立する積層フィルタを提供する。【解決手段】共振器の低インピーダンス線路１６ａ，１６ｂ，１６ｃとして、誘電体シート１ｅ上にストリップライン２ａ，２ｂ，２ｃを、高インピーダンス線路１７ａ，１７ｂ，１７ｃとして、ストリップライン３ａ，３ｂ，３ｃをそれぞれ誘電体シート１ｃ上に形成する。次にそれらの一端をビア電極４ａ，４ｂ，４ｃで接続して、前記ストリップライン３ａ，３ｂ，３ｃの他端を側面シールド電極１４ａに接地することで、４分の１波長共振器を構成している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
特に片方が短絡された第１のストリップラインの開放端と、異なる層に設けられた第１のストリップラインよりもストリップ幅の広い第２のストリップラインの端部をビアによって接続した構造の１／４波長ストリップライン型共振器を用い、隣接した第１のストリップライン型共振器上の短絡端から管内波長の１／８以下なる位置を、同じく管内波長の１／８以下なる長さのストリップラインで連絡することを特徴とする積層フィルタ。
【請求項２】
初段と最終段の１／４波長ストリップライン型共振器に容量性結合された入出力電極に終端短絡されたストリップラインを接続した整合回路を用いることを特徴とする請求項１記載の積層フィルタ。
【請求項３】
前記積層体はＢｉ−Ｃａ−Ｎｂ−Ｏ系のセラミックを主成分としたグリーンシートに、高い金属ペーストで電極パターンを印刷するとともに、積層し一体焼成することを特徴とする請求項１記載の積層フィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として移動体通信などの高周波無線機器で用いられる誘電体フィルタに関するものである。さらに詳しくは、誘電体シートと電極層を積層して一体焼成した積層構造を持つ積層型誘電体フィルタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ストリップライン共振器の中で、開放端側と短絡端側のストリップ幅を変化させたStepped Impedance Resonator（以下ＳＩＲ）が、その小型化への有用性と有極特性から広く積層フィルタの共振器として用いられている。ＳＩＲを用いた帯域通過フィルタにおいて、通過帯域の広帯域化と通過域高域の急峻な減衰特性を両立するためには、ＳＩＲ同士の電磁界結合において十分な誘導結合を得ることが必要である。従来、誘導結合を得るためストリップ間隔を近づけるために様々な構造が考えられてきた。例えば図５に示すように短絡側ストリップライン１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄを同一層上に設け、その上下に開放端側ストリップ１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄを設け、ビア３１，３２，３３，３４にて接続されたＳＩＲ共振器を用いたフィルタが考案されている。このフィルタにおける特性は図６に示す通りである。なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【特許文献１】特開平１１−１９１７０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記従来構造においては、ＳＩＲの電磁界結合を用いることで図６における減衰極Ａを低域、あるいは高域に減衰極を生成することは可能ではあるものの、帯域幅Ｂは狭くなるという欠点を有していた。本発明は高域に減衰極Ａを生成するとともに、帯域幅Ｂを広く生成するのに十分な誘導結合を得た積層フィルタを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
誘電体層を複数積層してなる積層体内に、複数段の１／４波長ストリップライン型共振器を有する積層誘電体フィルタであって、特に片方が短絡された第１のストリップラインの開放端と、異なる層に設けられた第１のストリップラインよりもストリップ幅の広い第２のストリップラインの端部をビアによって接続した構造の１／４波長ストリップライン型共振器を用い、隣接した第１のストリップライン型共振器上の短絡端から管内波長の１／８以下なる位置を、同じく管内波長の１／８以下なる長さのストリップラインで連絡する。
【発明の効果】
【０００５】
等価的に高インピーダンス線路間の誘導結合を高めることができ、それによって広帯域な通過帯域を保ち、なおかつ高域に減衰極を発生させるに十分な誘導結合を構成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】
【０００６】
本発明の一実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【０００７】
図１は本発明の一実施の形態における積層フィルタの分解斜視図であり、図２は同積層フィルタの斜視図である。誘電体シート１ａ，１ｇ上に印刷された電極１５ａ，１５ｂと、側面に塗布された電極１４ａ，１４ｂによってシールド電極を、同じく誘電体シート１ａ，１ｇ上に形成された電極１１ａ，１１ｂおよび１２ａ，１２ｂと、それらに接続された側面電極１３ａ，１３ｂによって入出力電極を構成している。誘電体シート１ａ，１ｇ上に電極を印刷した後、一体焼成することで積層フィルタを構成する。
【０００８】
図３は積層フィルタの等価回路である。等価回路で示す共振器の低インピーダンス線路１６ａ，１６ｂ，１６ｃは図１に示す誘電体シート１ｅ上に構成したストリップライン２ａ，２ｂ，２ｃで、高インピーダンス線路１７ａ，１７ｂ，１７ｃとしてストリップライン３ａ，３ｂ，３ｃを誘電体シート１ｃ上に形成することで配置する。次にそれらの一端をビア電極４ａ，４ｂ，４ｃで接続して、前記ストリップライン１７ａ，１７ｂ，１７ｃの他端を側面シールド電極１４ａに接地することで、４分の１波長共振器を構成している。加えてストリップライン２ａ，２ｂ，２ｃの開放端に対し誘電体シート１ｆ上にローディング容量６ａ，６ｂ，６ｃを形成し、それぞれストリップライン２ａ，２ｂ，２ｃに容量結合している。それらはストリップライン７ａ，７ｂ，７ｃ、共通接地電極１６ｅを経て側面シールド電極１４ａに設置されている。隣接する２本のストリップライン３ａ，３ｂの短絡端より管内波長の１／８以下なる距離において等価回路にて１８ａ，１８ｂで示すストリップライン５ａを、同じくストリップライン３ｂ，３ｃの短絡端より管内波長の１／８以下なる距離にてストリップライン５ｂを用いて接続している。ここでストリップライン５ａ，５ｂの長さは管内波長の１／８以下である。ＳＩＲの高インピーダンスのストリップライン３ａ，３ｂ，３ｃを直接ストリップライン５ａ，５ｂで接続することで共振器間の誘導結合を強めることを可能とし、その結果として減衰極周波数をより高周波側にシフトさせることが可能となる。結合度の調整はストリップライン５ａ，５ｂのタップ位置を変化させることで容易に調整が可能となる。
【０００９】
またＳＩＲにおいて短絡側のストリップライン３ａ，３ｂ，３ｃのストリップ幅を開放側２ａ，２ｂ，２ｃのストリップ幅に比べ狭くすることで特性インピーダンスを開放側よりも高くすることで波形短縮効果が得られる。よって共振器の小型化、ひいてはフィルタの小型化に寄与することができる。本構成では異なる層上に構成された片方が短絡されたストリップライン３ａ，３ｂ，３ｃの開放端と、前記ストリップラインよりもストリップ幅の広いストリップライン２ａ，２ｂ，２ｃの端部をビア４ａ，４ｂ，４ｃによって接続することで折り曲げた形状の４分の１波長共振器と見なしている。ここで高インピーダンスのストリップライン３ａ，３ｂ，３ｃを２枚のシールド電極１５ａ，１５ｂの中央付近に、低インピーダンスのストリップライン２ａ，２ｂ，２ｃをシールド電極１５ｂに近い位置に配置することで特性インピーダンスのギャップをさらに大きくすることができ波形短縮効果を向上させることができ、結果として大幅な共振器の小型化を実現することができる。なおＳＩＲの開放端にグランドに対するローディング容量を付加することでさらに小型化することができる。
【００１０】
図３で示す等価回路上の段間容量１９ａ，１９ｂは誘電体シート１ｄ上に電極８ａ，８ｂを設けることでストリップライン２ａ，２ｂと電極８ａ間、およびストリップライン２ｂ，２ｃと電極８ｂ間に構成される。この段間容量１９ａ，１９ｂはＳＩＲ間の電磁界結合と併せて用いることにより、本積層フィルタの設計自由度を向上させる役割を果たしている。等価回路上で示す２０ａ，２０ｂは同じく誘電体シート１ｄ上に形成された電極９ａ，９ｂとストリップライン２ａ，２ｃ間に構成される。また電極９ａ，９ｂは側面電極１３ａ，１３ｂに接続されている。等価回路上で示す短絡スタブ２１ａ，２１ｂは誘電体シート１ｂ上に形成した入出力電極１３ａ，１３ｂから引き出したストリップライン１０ａ，１０ｂを側面シールド電極１４ａに接続することで構成している。これら容量２０ａ，２０ｂ、および短絡スタブ２１ａ，２１ｂからなる回路は本積層フィルタに関して整合回路として動作し、これにより広帯域においてのインピーダンス整合が可能となり、通過帯域の広帯域が可能となる。
【００１１】
以上の構成をＢｉ−Ｃａ−Ｎｂ−Ｏ系のセラミックなどを主成分とした、約９５０℃以下で焼成可能なセラミック材料を用いてグリーンシート化し、銀、銅、金などの導電率の高い金属ペーストで電極パターンを印刷することで、積層フィルタを一体焼成することができる。
【００１２】
図４に本構造による積層フィルタの特性例を示す。従来構成では図５に示すようにＳＩＲの電磁界結合を用いることで減衰極Ａを通過域低域、あるいは高域に構成することはできているが、同時に図４の帯域Ｂに示すように比帯域幅４０％以上の広帯域を実現することは不可能であった。対して本構成では図４の減衰極Ａが示すように通過域高域に減衰極を設け、なおかつ図４の帯域Ｂに示すように比帯域幅は４０％以上と非常に広帯域な通過域を持つことに成功している。これによって帯域幅が広く高域での減衰特性が向上した積層フィルタを提供することが可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００１３】
以上のように本発明により構成される積層フィルタは広帯域且つ急峻な減衰特性を持つために広帯域通信に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】積層フィルタの分解斜視図
【図２】積層フィルタ外観図
【図３】積層フィルタの等価回路図
【図４】積層フィルタの特性図
【図５】従来構成例を示す図
【図６】従来構成によるフィルタの特性例を示す図
【符号の説明】
【００１５】
１ａ  誘電体シート
１ｂ  誘電体シート
１ｃ  誘電体シート
１ｄ  誘電体シート
１ｅ  誘電体シート
１ｆ  誘電体シート
１ｇ  誘電体シート
２ａ  低インピーダンスのストリップライン
２ｂ  低インピーダンスのストリップライン
２ｃ  低インピーダンスのストリップライン
３ａ  高インピーダンスのストリップライン
３ｂ  高インピーダンスのストリップライン
３ｃ  高インピーダンスのストリップライン
４ａ  ビア電極
４ｂ  ビア電極
４ｃ  ビア電極
５ａ  ストリップライン
５ｂ  ストリップライン
６ａ  ローディング容量
６ｂ  ローディング容量
６ｃ  ローディング容量
７ａ  引出し線路
７ｂ  引出し線路
７ｃ  引出し線路
８ａ  段間容量電極
８ｂ  段間容量電極
９ａ  入出力容量電極
９ｂ  入出力容量電極
１０ａ  短絡スタブ
１０ｂ  短絡スタブ
１１ａ  入出力天面電極
１１ｂ  入出力天面電極
１２ａ  入出力底面電極
１２ｂ  入出力底面電極
１３ａ  入出力側面電極
１３ｂ  入出力側面電極
１４ａ  側面シールド電極
１４ｂ  側面シールド電極
１５ａ  シールド天面電極
１５ｂ  シールド底面電極
１６ａ  低インピーダンス線路
１６ｂ  低インピーダンス線路
１６ｃ  低インピーダンス線路
１７ａ  高インピーダンス線路
１７ｂ  高インピーダンス線路
１７ｃ  高インピーダンス線路
１８ａ  接続線路
１８ｂ  接続線路
１９ａ  段間容量
１９ｂ  段間容量
２０ａ  入出力容量
２０ｂ  入出力容量
２１ａ  短絡スタブ
２１ｂ  短絡スタブ
【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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