(57)【要約】【課題】Stepped Impedance Resonatorの高インピーダンスのストリップラインを二股にわけることで、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】誘電体シート１ｆ上に共振器の低インピーダンスのストリップライン２ａ，２ｂ，２ｃ、誘電体シート１ｃ，１ｄ上に高インピーダンスのストリップライン３ａ，３ｂおよび４ａ，４ｂをそれぞれ形成する。次にそれらの一端をビア電極６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄで接続して、高インピーダンスのストリップライン他端は側面シールド電極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。ここで２段目の共振器の低インピーダンス線路を構成するストリップライン２ｂに対しては二本の高インピーダンス線路としてストリップライン３ａ，３ｂが接続されて二股ＳＩＲを構成している。【選択図】図１
2008288660.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、片方が短絡された２本の高インピーダンスのストリップラインと、それらの開放端に前記ストリップラインよりも大なるストリップ幅を持つ１本の低インピーダンスのストリップラインを接続することによって構成された１／４波長ストリップライン型共振器を用いることを特徴とする積層フィルタ。
【請求項２】
隣接する共振器の短絡側ストリップラインにおいて間隔を５０μｍ以下として縦方向に積層す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】
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４】
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ライン幅を変化させた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ライン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ライン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、広帯域且つ通過域高域に減衰極を生成するに十分な誘導結合を得ることは困難であるという問題点を有していた。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は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、片方が短絡された２本のストリップラインの開放端にストリップ幅の異なる１本のストリップラインを接続し、端部を開放とすることによって構成された１／４波長ストリップライン型共振器を用いる。
【発明の効果】
【０００５】
高インピーダンスのストリップラインを近接配置することができるようになり、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できる。
【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１３ａ，１３ｂ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１０ａ，１０ｂおよび１１ａ，１１ｂと、それらに接続された側面電極１２ａ，１２ｂ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】
本積層フィルタの共振器は特性インピーダンスの異なる伝送線路を接続し、その片端面を短絡させることで構成した４分の１波長共振器を用いている。特に二本の高インピーダンス線路を共有する一本の低インピーダンス線路にて構成されたＳＩＲ（以下、二股ＳＩＲ）を持つことを特徴としている。
【０００９】
図３は積層フィルタの等価回路である。等価回路の１５ａ，１５ｂ，１５ｃで示す共振器の低インピーダンス線路は、図１に示すように誘電体シート１ｆ上にストリップライン２ａ，２ｂ，２ｃを配置し形成し、１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄで示す高インピーダンス線路は図１に示すようにストリップライン３ａ，３ｂおよび４ａ，４ｂをそれぞれ誘電体シート１ｃ，１ｄ上に配置し形成する。それらの一端をビア電極６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄで接続して、高インピーダンスのストリップライン３ａ，３ｂおよび４ａ，４ｂの他端は側面シールド電極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。ここで２段目の共振器の低インピーダンス線路１５ｂを構成するストリップライン２ｂに対しては二本の高インピーダンスを持つストリップライン３ａ，３ｂが接続されて二股ＳＩＲを構成している。
【００１０】
二股ＳＩＲ構造を用いることによって、隣接する共振器の高インピーダンスのストリップライン３ａ，４ａおよび３ｂ，４ｂを近接配置することが容易になり、このことはＳＩＲ間に生じる電磁界結合の中で、特に誘導結合を強めることを可能にし、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。またＳＩＲにおいて短絡側のストリップライン３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂ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，４ａ，４ｂ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６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ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，４ａ，４ｂを２枚のシールド電極１３ａ，１３ｂ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１３ｂ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。
【００１１】
本構成では高インピーダンスのストリップライン３ａと３ｂ、４ａと４ｂがそれぞれ５０μｍ以下なる間隔を空けて縦方向に積層されてある。ここで高インピーダンスのストリップライン４ａ，４ｂは引き出しストリップライン５ａ，５ｂを介してビア電極６ａ，６ｄと接続されている。縦方向に積層することでＳＩＲの高インピーダンスを横方向結合させた場合よりさらに強い誘導結合を得ることができ、これは減衰極周波数の高域への移動に寄与している。
【００１２】
図３で示す等価回路上の段間容量１７ａ，１７ｂは誘電体シート１ｅ上に電極７ａ，７ｂを設けることでストリップライン２ａ，２ｂと電極７ａ間、およびストリップライン２ｂ，２ｃと電極７ｂ間に構成される。この段間容量１７ａ，１７ｂ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。等価回路上で示す容量１８ａ，１８ｂは同じく誘電体シート１ｅ上に形成された電極８ａ，８ｂとストリップライン２ａ，２ｃ間に構成される。また電極８ａ，８ｂは側面電極１２ａ，１２ｂに接続されている。等価回路上で示す短絡スタブ１９ａ，１９ｂは入出力電極１２ａ，１２ｂから引き出したストリップライン９ａ，９ｂ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１８ａ，１８ｂ、および短絡スタブ１９ａ，１９ｂ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。
【００１３】
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。
【００１４】
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５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】
【００１５】
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】
【００１６】
【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】
【００１７】
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
４ａ  高インピーダンスのストリップライン
４ｂ  高インピーダンスのストリップライン
５ａ  引き出しストリップライン
５ｂ  引き出しストリップライン
６ａ  ビア電極
６ｂ  ビア電極
６ｃ  ビア電極
６ｄ  ビア電極
７ａ  段間容量電極
７ｂ  段間容量電極
８ａ  入出力容量電極
８ｂ  入出力容量電極
９ａ  短絡スタブ
９ｂ  短絡スタブ
１０ａ  入出力天面電極
１０ｂ  入出力天面電極
１１ａ  入出力底面電極
１１ｂ  入出力底面電極
１２ａ  入出力側面電極
１２ｂ  入出力側面電極
１３ａ  シールド天面電極
１３ｂ  シールド底面電極
１４ａ  側面シールド電極
１４ｂ  側面シールド電極
１５ａ  低インピーダンス線路
１５ｂ  低インピーダンス線路
１５ｃ  低インピーダンス線路
１６ａ  高インピーダンス線路
１６ｂ  高インピーダンス線路
１６ｃ  高インピーダンス線路
１６ｄ  高インピーダンス線路
１７ａ  段間容量
１７ｂ  段間容量
１８ａ  入出力容量
１８ｂ  入出力容量
１９ａ  短絡スタブ
１９ｂ  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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