(57)【要約】  【課題】  ＵＷＢ用のバンドパスフィルタとして適度な通過帯域幅を有し、通過帯域の両側近傍に減衰極を有するバンドパスフィルタを提供する。  【解決手段】  複数の誘電体層11が積層されてなる積層体と、積層体の上下面に配置された第１および第２のアース電極21，22と、この一つの層間に横並びに配置された帯状の第１の共振電極30ａ，30ｂ，30ｃ，30ｄと、この上側の層間に入力段の共振電極30ａに対向するように配置された入力結合電極40ａと出力段の共振電極30ｄに対向するように配置された出力結合電極40ｂと、この下側の層間に配置され入力段の共振電極30ａおよび出力段の共振電極30ｄに略均等に電磁界結合するようにそれぞれの共振電極に対向する領域を有する共振電極結合導体32と、さらに下側の層間に第１の共振電極とは異なる長さに形成された第２の共振電極33ａ，33ｂとを含むバンドパスフィルタである。【選択図】  図１
2008271485.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の誘電体層が積層されてなる積層体と、
該積層体の下面に配置された、アース電位に接続される第１のアース電極と、
前記積層体の上面に配置された、アース電位に接続される第２のアース電極と、
前記積層体の一つの層間に相互に電磁界結合するように横並びに配置された、それぞれ一方端がアース電位に接続されて１／４波長共振器として機能する帯状の４個以上の第１の共振電極と、
前記積層体の前記一つの層間よりも上側の層間に配置された、前記４個以上の第１の共振電極のうち入力段の共振電極と電磁界結合する帯状の入力結合電極および出力段の共振電極と電磁界結合する帯状の出力結合電極と、
前記積層体の前記一つの層間よりも下側の層間に配置され、一方端が第１の貫通導体を介して隣り合う４以上の偶数個の前記第１の共振電極からなる共振電極群を構成する最前段の共振電極の前記一方端の近傍でアース電位に接続され、他方端が第１の貫通導体を介して前記共振電極群を構成する最後段の共振電極の前記一方端の近傍でアース電位に接続されており、前記共振電極群の前記最前段の共振電極および前記共振電極群の前記最後段の共振電極に電磁界結合するようにそれぞれの共振電極に対向する領域を有する共振電極結合導体と、
前記積層体の前記一つの層間よりも下側であって前記共振電極結合導体が配置された層間とは異なる層間に前記第１の共振電極に平行に配置され、一方端が第２の貫通導体を介して前記アース電位に接続され、前記第１の共振電極とは異なる長さに帯状に形成され、通過帯域の外側でカットオフ周波数近傍に共振周波数を有する１個以上の第２の共振電極とを備えるバンドパスフィルタであって、
前記４個以上の第１の共振電極は、それぞれの前記一方端と他方端とが互い違いに配置されており、
前記入力結合電極は、前記入力段の共振電極の長さ方向の半分以上に渡る領域に対向するように配置され、且つ外部回路から入力される電気信号が供給される位置が長さ方向の中央よりも前記入力段の共振電極の前記他方端に近い側とされており、
前記出力結合電極は、前記出力段の共振電極の長さ方向の半分以上に渡る領域に対向するように配置され、且つ外部回路へ出力される電気信号が取り出される位置が長さ方向の中央よりも前記出力段の共振電極の前記他方端に近い側と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】
前記共振電極結合導体が、前記共振電極群の前記最前段の共振電極に対向する前段側結合領域と、前記共振電極群の前記最後段の共振電極に対向する後段側結合領域と、前記前段側結合領域および前記後段側結合領域をこれらの領域にそれぞれ直交して接続する接続領域とから構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】
前記前段側結合領域が前記入力段の結合電極を介して前記入力結合電極と対向し、且つ前記後段側結合領域が前記出力段の共振電極を介して前記出力結合電極と対向するとともに、
前記前段側結合領域が帯状をなし、上から見て前記前段側結合領域の長さ方向に延びる中心軸線が前記入力結合電極の長さ方向に延びる中心軸線と重ならないように配置されており、
前記後段側結合領域が帯状をなし、上から見て前記後段側結合領域の長さ方向に延びる中心軸線が前記出力結合電極の長さ方向に延びる中心軸線と重ならないように配置されていることを特徴とする請求項２に記載のバンドパスフィルタ。
【請求項４】
上から見て前記前段側結合領域が前記入力結合電極の長さ方向に延びる中心軸線と重ならないように配置されているとともに、上から見て前記後段側結合領域が前記出力結合電極の長さ方向に延びる中心軸線と重ならないように配置されてい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。
【請求項５】
前記第１の共振電極を偶数個備えるとともに前記第２の共振電極を偶数個備えており、これら第２の共振電極は上から見て前記入力段の共振電極の一方端および前記出力段の共振電極の一方端を結ぶ線分と前記入力段の共振電極の他方端および前記出力段の共振電極の他方端を結ぶ線分との交点を中心として点対称に配置されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のバンドパスフィルタ。
【請求項６】
前記一つの層間に前記４個以上の第１の共振電極の周囲を取り囲む環状に形成され、前記第１の共振電極の前記一方端が接続された、アース電位に接続される環状アース電極が配置されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のバンドパスフィルタ。
【請求項７】
前記一つの層間とは異なる層間に前記環状アース電極に対向する領域と前記第１の共振電極に対向する領域とを有するように配置され、前記第１の共振電極に対向する領域が前記第１の共振電極との間に位置する前記誘電体層を貫通する第３の貫通導体によって前記第１の共振電極の前記他方端側に接続された補助共振電極が、前記４個以上の第１の共振電極の各々に対応して配置されてい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。
【請求項８】
前記一つの層間および前記補助共振電極が配置された層間とは異なる層間に４個以上の前記補助共振電極のうち前記入力段の共振電極に接続された補助共振電極に対向する領域と前記入力結合電極に対向する領域とを有するように配置され、前記入力結合電極に対向する領域が前記入力結合電極との間に位置する前記誘電体層を貫通する第４の貫通導体によって前記入力結合電極の長さ方向の中央よりも前記入力段の共振電極の前記他方端に近い側に接続された補助入力結合電極と、
前記一つの層間および前記補助共振電極が配置された層間とは異なる層間に４個以上の補助共振電極のうち前記出力段の共振電極に接続された補助共振電極に対向する領域と前記出力結合電極に対向する領域とを有するように配置され、前記出力結合電極に対向する領域が前記出力結合電極との間に位置する前記誘電体層を貫通する第５の貫通導体によって前記出力結合電極の長さ方向の中央よりも前記出力段の共振電極の前記他方端に近い側に接続された補助出力結合電極とを備えることを特徴とする請求項７に記載のバンドパスフィルタ。
【請求項９】
一方端がアース電位に接続されて１／４波長共振器として機能する、前記入力結合電極と電磁界結合する帯状の入力結合共振電極および前記出力結合電極と電磁界結合する帯状の出力結合共振電極の少なくとも一方が、上から見て前記入力段の共振電極から前記出力段の共振電極までの配置領域よりも外側であって、前記入力結合電極および前記出力結合電極が配置された層間よりも上側の層間に配置されていることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれかに記載のバンドパスフィルタ。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項９のいずれかに記載のバンドパスフィルタを備えることを特徴とする高周波モジュール。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項９のいずれかに記載のバンドパスフィルタまたは請求項１０に記載の高周波モジュールを用いたことを特徴とする無線通信機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はバンドパスフィルタおよびそれを用いた高周波モジュールならびにこれを用いた無線通信機器に関するものであり、特にＵＷＢ（Ultra Wide Band）に好適に使用可能な非常に広い通過帯域を有するバンドパスフィルタおよびそれを用いた高周波モジュールならびにそれらを用いた無線通信機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、新しい通信手段としてＵＷＢが着目されている。ＵＷＢは10ｍ程度の短い距離において広い周波数帯域を使用して大容量のデータ転送を実現するものであり、例えば米国ＦＣＣ（Federal Communication Commission）の規定によると3.1〜10.6ＧＨｚの周波数帯域を使用する計画となっている。このようにＵＷＢの特徴は非常に広い周波数帯域を用いることである。日本やITU-Rでは、ＩＥＥＥ802.11.aで使用する5.3GHzを避ける形で3.1〜4.7ＧＨｚ程度の帯域を使用するLow Band（ローバンド）と６ＧＨｚ〜10.6ＧＨｚ程度の帯域を使用するHigh Band（ハイバンド）とに分割された規格が立案されており、Low Band（ローバンド）用のフィルタには、2.5ＧＨｚと5.3ＧＨｚで急峻に減衰する特性が求められている。
【０００３】
このようなＵＷＢに使用可能な超広帯域のフィルタに関する研究は近年盛んに行なわれており、例えば、方向性結合器の原理を応用したバンドパスフィルタによって、通過帯域幅が比帯域（帯域幅／中心周波数）で100％を超える広帯域な特性が得られたとの報告がある（例えば、非特許文献１を参照。）。
【０００４】
一方、従来よく使用されるフィルタとして、複数の１／４波長ストリップライン共振器を併設して相互に結合させて構成したバンドパスフィルタが知られている（例えば、特許文献１を参照。）。
【０００５】
また、短絡端と開放端とが互い違いとなるようにインターデジタル型に配置された複数の共振器内導体（１／４波長ストリップ線路型共振器）を具備し、各共振器内導体を設けた層とは別の層に、隣接する共振器内導体の短絡端近傍の共振器外導体間を繋ぐ短絡端接続パターンが埋設された構成の積層誘電体フィルタが知られている（例えば、特許文献２を参照。）。
【非特許文献１】「マイクロストリップ−ＣＰＷブロードサイド結合構造を用いた超広帯域バンドパスフィルタ」2005年３月電子情報通信学会総合大会講演論文集  C-2-114 p.147
【特許文献１】特開2004−180032号公報
【特許文献２】特開平11−88009号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前述したバンドパスフィルタはそれぞれ問題点を有しており、ＵＷＢ用のバンドパスフィルタには適さないものであった。
【０００７】
例えば、非特許文献１にて提案されたバンドパスフィルタは通過帯域幅が広すぎるという問題があった。すなわち、ＵＷＢは最終的に3.1ＧＨｚ〜10.6ＧＨｚの周波数帯域を使用するが、当初は3.1ＧＨｚ〜4.7ＧＨｚ程度の周波数帯域を使用する計画となっており、比帯域で40％程度となる。よって、これに使用されるフィルタには比帯域で40％程度の通過帯域幅が要求される。また、Ｗ−ＬＡＮ（ＩＥＥＥ 802.11.a）との間の影響を考慮する必要があり、5.15ＧＨｚにおける減衰が要求されている。よって、通過帯域幅が比帯域で100％を超えるような特性を有する非特許文献１にて提案されたバンドパスフィルタは通過帯域幅が広すぎて使えないものであった。
【０００８】
また、従来の１／４波長共振器を使用したバンドパスフィルタの通過帯域幅は狭すぎ、広帯域化を図った特許文献１に記載のバンドパスフィルタの通過帯域幅であっても比帯域で10％にも満たないものであった。よって、比帯域で40％程度に相当する広い通過帯域幅を要求されるＵＷＢ用のバンドパスフィルタとして使えるものではなかった。
【０００９】
さらに、特許文献２に記載のバンドパスフィルタでは、通過帯域よりも低域側または高域側のいずれか一方に１個しか減衰極を発生させることができないため、通過帯域の両側近傍の2.5ＧＨｚと5.3ＧＨｚで急峻に減衰させる必要があるＵＷＢ用のLow Bandのフィルタとして使えるものではなかった。
【００１０】
本発明はこのような従来の技術における問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的は、ＵＷＢのLow Band用のバンドパスフィルタとして好適に使用可能な、超広帯域且つ適度な通過帯域幅を有し、通過帯域の両側近傍に減衰極を有するバンドパスフィルタおよびそれを用いた高周波モジュールならびにそれらを用いた無線通信機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のバンドパスフィルタは、複数の誘電体層が積層されてなる積層体と、該積層体の下面に配置された、アース電位に接続される第１のアース電極と、前記積層体の上面に配置された、アース電位に接続される第２のアース電極と、前記積層体の一つの層間に相互に電磁界結合するように横並びに配置された、それぞれ一方端がアース電位に接続されて１／４波長共振器として機能する帯状の４個以上の第１の共振電極と、前記積層体の前記一つの層間よりも上側の層間に配置された、前記４個以上の第１の共振電極のうち入力段の共振電極と電磁界結合する帯状の入力結合電極および出力段の共振電極と電磁界結合する帯状の出力結合電極と、前記積層体の前記一つの層間よりも下側の層間に配置され、一方端が第１の貫通導体を介して隣り合う４以上の偶数個の前記第１の共振電極からなる共振電極群を構成する最前段の共振電極の前記一方端の近傍でアース電位に接続され、他方端が第１の貫通導体を介して前記共振電極群を構成する最後段の共振電極の前記一方端の近傍でアース電位に接続されており、前記共振電極群の前記最前段の共振電極および前記共振電極群の前記最後段の共振電極に電磁界結合するようにそれぞれの共振電極に対向する領域を有する共振電極結合導体と、前記積層体の前記一つの層間よりも下側であって前記共振電極結合導体が配置された層間とは異なる層間に前記第１の共振電極に平行に配置され、一方端が第２の貫通導体を介して前記アース電位に接続され、前記第１の共振電極とは異なる長さに帯状に形成され、通過帯域の外側でカットオフ周波数近傍に共振周波数を有する１個以上の第２の共振電極とを備えるバンドパスフィルタであって、前記４個以上の第１の共振電極は、それぞれの前記一方端と他方端とが互い違いに配置されており、前記入力結合電極は、前記入力段の共振電極の長さ方向の半分以上に渡る領域に対向するように配置され、且つ外部回路から入力される電気信号が供給される位置が長さ方向の中央よりも前記入力段の共振電極の前記他方端に近い側とされており、前記出力結合電極は、前記出力段の共振電極の長さ方向の半分以上に渡る領域に対向するように配置され、且つ外部回路へ出力される電気信号が取り出される位置が長さ方向の中央よりも前記出力段の共振電極の前記他方端に近い側とされていることを特徴とするものである。
【００１２】
また、本発明のバンドパスフィルタは、上記構成において、前記共振電極結合導体が、前記共振電極群の前記最前段の共振電極に対向する前段側結合領域と、前記共振電極群の前記最後段の共振電極に対向する後段側結合領域と、前記前段側結合領域および前記後段側結合領域をこれらの領域にそれぞれ直交して接続する接続領域とから構成されていることを特徴とするものである。
【００１３】
さらに、本発明のバンドパスフィルタは、上記構成において、前記前段側結合領域が前記入力段の結合電極を介して前記入力結合電極と対向し、且つ前記後段側結合領域が前記出力段の共振電極を介して前記出力結合電極と対向するとともに、前記前段側結合領域が帯状をなし、上から見て前記前段側結合領域の長さ方向に延びる中心軸線が前記入力結合電極の長さ方向に延びる中心軸線と重ならないように配置されており、前記後段側結合領域が帯状をなし、上から見て前記後段側結合領域の長さ方向に延びる中心軸線が前記出力結合電極の長さ方向に延びる中心軸線と重ならないように配置されていることを特徴とするものである。
【００１４】
またさらに、本発明のバンドパスフィルタは、上記構成において、上から見て前記前段側結合領域が前記入力結合電極の長さ方向に延びる中心軸線と重ならないように配置されているとともに、上から見て前記後段側結合領域が前記出力結合電極の長さ方向に延びる中心軸線と重ならないように配置されていることを特徴とするものである。
【００１５】
さらにまた、本発明のバンドパスフィルタは、上記各構成において、前記第１の共振電極を偶数個備えるとともに前記第２の共振電極を偶数個備えており、これら第２の共振電極は上から見て前記入力段の共振電極の一方端および前記出力段の共振電極の一方端を結ぶ線分と前記入力段の共振電極の他方端および前記出力段の共振電極の他方端を結ぶ線分との交点を中心として点対称に配置されていることを特徴とするものである。
【００１６】
またさらに、本発明のバンドパスフィルタは、上記各構成において、前記一つの層間に前記４個以上の第１の共振電極の周囲を取り囲む環状に形成され、前記第１の共振電極の前記一方端が接続された、アース電位に接続される環状アース電極が配置されていることを特徴とするものである。
【００１７】
またさらに、本発明のバンドパスフィルタは、上記構成において、前記一つの層間とは異なる層間に前記環状アース電極に対向する領域と前記第１の共振電極に対向する領域とを有するように配置され、前記第１の共振電極に対向する領域が前記第１の共振電極との間に位置する前記誘電体層を貫通する第３の貫通導体によって前記第１の共振電極の前記他方端側に接続された補助共振電極が、前記４個以上の第１の共振電極の各々に対応して配置されていることを特徴とするものである。
【００１８】
さらにまた、本発明のバンドパスフィルタは、上記構成において、前記一つの層間および前記補助共振電極が配置された層間とは異なる層間に４個以上の前記補助共振電極のうち前記入力段の共振電極に接続された補助共振電極に対向する領域と前記入力結合電極に対向する領域とを有するように配置され、前記入力結合電極に対向する領域が前記入力結合電極との間に位置する前記誘電体層を貫通する第４の貫通導体によって前記入力結合電極の長さ方向の中央よりも前記入力段の共振電極の前記他方端に近い側に接続された補助入力結合電極と、前記一つの層間および前記補助共振電極が配置された層間とは異なる層間に４個以上の補助共振電極のうち前記出力段の共振電極に接続された補助共振電極に対向する領域と前記出力結合電極に対向する領域とを有するように配置され、前記出力結合電極に対向する領域が前記出力結合電極との間に位置する前記誘電体層を貫通する第５の貫通導体によって前記出力結合電極の長さ方向の中央よりも前記出力段の共振電極の前記他方端に近い側に接続された補助出力結合電極とを備えることを特徴とするものである。
【００１９】
またさらに、本発明のバンドパスフィルタは、上記各構成において、一方端がアース電位に接続されて１／４波長共振器として機能する、前記入力結合電極と電磁界結合する帯状の入力結合共振電極および前記出力結合電極と電磁界結合する帯状の出力結合共振電極の少なくとも一方が、上から見て前記入力段の共振電極から前記出力段の共振電極までの配置領域よりも外側であって、前記入力結合電極および前記出力結合電極が配置された層間よりも上側の層間に配置されていることを特徴とするものである。
【００２０】
本発明の高周波モジュールは、上記各構成のいずれかの本発明のバンドパスフィルタを備えることを特徴とするものである。
【００２１】
本発明の無線通信機器は、上記各構成のいずれかの本発明のバンドパスフィルタまたは上記構成の本発明の高周波モジュールを用いたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２２】
本発明のバンドパスフィルタは、一方端がアース電位に接続されて１／４波長共振器として機能する帯状の４個以上の第１の共振電極が積層体の一つの層間に相互に電磁界結合するように横並びに、且つ４個以上の第１の共振電極のそれぞれの一方端と他方端とが互い違いに配置されている。４個以上の第１の共振電極のそれぞれの一方端と他方端とが互い違いに配置されていることから、インターデジタル型に結合するので、磁界による結合と電界による結合とが加算され、コムライン型の結合と比較してより強い結合が生じる。これにより、それぞれの共振モードにおける共振周波数の間の周波数間隔を、従来の１／４波長共振器を利用したフィルタで実現可能だった領域を遙かに超えた、ＵＷＢ用のバンドパスフィルタとして好適な比帯域で40％程度という広い通過帯域幅を得るのに適度なものとすることができる。
【００２３】
また、本発明のバンドパスフィルタは、積層体の第１の共振電極が配置された層間よりも下側の層間に配置された、一方端が第１の貫通導体を介して隣り合う４以上の偶数個の第１の共振電極からなる共振電極群を構成する最前段の共振電極の一方端の近傍でアース電位に接続され、他方端が第１の貫通導体を介して共振電極群を構成する最後段の共振電極の一方端の近傍でアース電位に接続されており、共振電極群の最前段の共振電極および共振電極群の最後段の共振電極に電磁界結合するようにそれぞれの共振電極に対向する領域を有する共振電極結合導体を備えている。この構成により、隣り合う４以上の偶数個の第１の共振電極からなる共振電極群の最前段の共振電極と最後段の共振電極との間に共振電極結合導体によって誘導性の結合が生じる。また、隣り合う共振電極同士はインターデジタル型に結合しており、磁界による結合と電界による結合が加算されて強く結合しているが、全体としては容量性の結合になっている。このため、隣り合う４以上の偶数個の第１の共振電極からなる共振電極群の最前段の共振電極と最後段の共振電極との間で、共振電極結合導体を介した誘導性の結合により伝達された信号と、隣り合う共振電極同士の容量性の結合により伝達された信号との間に180°の位相差が生じて互いに打ち消し合う現象を生じさせることができる。この現象をバンドパスフィルタの通過帯域の両側近傍で生じさせることができるため、バンドパスフィルタの通過特性において、通過帯域の両側近傍において信号が殆ど伝達されない減衰極を形成することができる。
【００２４】
なお、最前段の共振電極と最後段の共振電極との間に共振電極結合導体を介して誘導性の結合を生じさせる共振電極群を構成する共振電極の数については、４以上の偶数個であることが本発明の効果を奏するうえで必要である。
【００２５】
例えば、共振電極群を構成する共振電極の数が奇数個の場合には、最前段の共振電極と最後段の共振電極との間に共振電極結合導体による誘導性の結合を生じさせたとしても、共振電極結合導体を介した誘導性の結合により伝達された信号と、隣り合う共振電極同士の容量性の結合により伝達された信号との間に180°の位相差が生じて互いに打ち消し合う現象がバンドパスフィルタの通過帯域よりも高周波側でしか生じないため、バンドパスフィルタの通過特性において、通過帯域の両側近傍に減衰極を形成することはできない。
【００２６】
また、共振電極群を構成する共振電極の数が２個の場合には、共振電極間を共振電極結合導体で接続したとしても、共振電極間に誘導性の結合と容量性の結合とによるＬＣ並列共振回路が形成されるに過ぎないため、減衰極は一つしか形成されず、通過帯域の両側近傍に減衰極を形成することはできない。
【００２７】
さらに、本発明のバンドパスフィルタは、前段側結合領域が入力段の結合電極を介して入力結合電極と対向し、且つ後段側結合領域が出力段の共振電極を介して出力結合電極と対向するとともに、前段側結合領域が帯状をなし、上から見て前段側結合領域の長さ方向に延びる中心軸線が入力結合電極の長さ方向に延びる中心軸線と重ならないように配置されており、後段側結合領域が帯状をなし、上から見て後段側結合領域の長さ方向に延びる中心軸線が出力結合電極の長さ方向に延びる中心軸線と重ならないように配置されている。これにより、上から見て前段側結合領域の長さ方向に延びる中心軸線が入力結合電極の長さ方向に延びる中心軸線と重なり、後段側結合領域の長さ方向に延びる中心軸線が出力結合電極の長さ方向に延びる中心軸線と重なっている場合と比較して、バンドパスフィルタの通過帯域外における減衰特性を改善することができる。このメカニズムは次のように推定できる。すなわち、入力結合電極および出力結合電極がそれぞれ入力段の共振電極および出力段の共振電極を介して共振電極結合導体の前段側結合領域および後段側結合領域と対向しているため、それぞれが主に磁界による結合によって共振電極結合導体と結合するので、共振電極結合導体が１／２波長共振する周波数において、バンドパスフィルタの通過特性にスプリアスが発生する。ここで、共振電極結合導体の前段側結合領域の長さ方向に延びる中心軸線および後段側結合領域の長さ方向に延びる中心軸線が、それぞれ入力結合電極の長さ方向に延びる中心軸線および出力結合電極の長さ方向に延びる中心軸線と重ならないように配置することによって、共振電極結合導体の前段側結合領域と入力結合電極との誘導結合および共振電極結合導体の後段側結合領域と出力結合領域との誘導結合がそれぞれ小さくなるためではないかと考えられる。
【００２８】
またさらに、本例のバンドパスフィルタによれば、反作用共振器（ノッチフィルタ）として機能し、通過帯域の外側でカットオフ周波数近傍に共振周波数を有する１個以上の第２の共振電極を、例えば上から見て入力段の共振電極と２段目の共振電極との間に配置して第１の共振電極と結合させることにより、共振電極結合導体により形成された減衰極とカットオフ周波数との間にさらに減衰極が形成されるので、より急峻な減衰特性を得ることができる。
【００２９】
さらにまた、本発明のバンドパスフィルタによれば、入力結合電極は、入力段の共振電極の長さ方向の半分以上に渡る領域に対向するように配置され、且つ外部回路から入力される電気信号が供給される位置が長さ方向の中央よりも入力段の共振電極の他方端に近い側とされており、出力結合電極は、出力段の共振電極の長さ方向の半分以上に渡る領域に対向するように配置され、且つ外部回路へ出力される電気信号が取り出される位置が長さ方向の中央よりも出力段の共振電極の他方端に近い側とされている。この構成により、入力結合電極と入力段の共振電極とがインターデジタル型に結合し、同様に出力結合電極と出力段の共振電極とがインターデジタル型に結合するため、前述した共振電極同士の場合と同様に、磁界による結合と電界による結合とが加算されて強い結合が生じる。これにより、従来の１／４波長共振器を利用したフィルタで実現可能だった領域を遙かに超えた広い通過帯域であっても、それぞれの共振モードの共振周波数の間に位置する周波数における挿入損失が大きく増加することのない、広い通過帯域の全域に渡って平坦で低損失な通過特性を有するバンドパスフィルタを得ることができる。
【００３０】
またさらに、本発明のバンドパスフィルタによれば、一つの層間に４個以上の第１の共振電極の周囲を取り囲む環状に形成され、第１の共振電極の一方端が接続された、アース電位に接続される環状アース電極が配置されているときには、第１の共振電極の長さ方向の両側にアース電位に接続される電極が存在することになるため、互い違いに配置された各々の第１の共振電極の一方端を容易にアース電位に接続することができる。
【００３１】
さらにまた、本発明のバンドパスフィルタによれば、環状アース電極に対向する領域を有するように配置されて第３の貫通導体によって第１の共振電極に接続された補助共振電極が、４個以上の第１の共振電極の各々に対応して配置されているときには、各々の補助共振電極と環状アース電極との対向部において両者の間に静電容量が生じるので、各々の第１の共振電極の長さを短縮することができ、小型のバンドパスフィルタを得ることができる。
【００３２】
またさらに、本発明のバンドパスフィルタによれば、入力段の共振電極に接続された補助共振電極に対向する領域を有するように配置され、入力結合電極に接続された補助入力結合電極と、出力段の共振電極に接続された補助共振電極に対向する領域を有するように配置され、出力結合電極に接続された補助出力結合電極とを備えているときには、入力段の共振電極に接続された補助共振電極と補助入力結合電極との間に電磁界結合が生じて、入力段の共振電極と入力結合電極との間の電磁界結合に加算され、同様に、出力段の共振電極に接続された補助共振電極と補助出力結合電極との間に電磁界結合が生じ、出力段の共振電極と出力結合電極との間の電磁界結合に加算される。これらによって、入力結合電極と入力段の共振電極との間の電磁界結合、および出力結合電極と出力段の共振電極との間の電磁界結合がさらに強まるので、非常に広い通過帯域幅であっても、それぞれの共振モードの共振周波数の間に位置する周波数における挿入損失の増加がさらに低減された、広い通過帯域の全域に渡ってより平坦でより低損失な通過特性を有するバンドパスフィルタを得ることができる。
【００３３】
さらにまた、本発明のバンドパスフィルタによれば、補助入力結合電極が第４の貫通導体によって入力結合電極の長さ方向の中央よりも入力段の共振電極の他方端に近い側に接続され、同様に、補助出力結合電極が第５の貫通導体によって出力結合電極の長さ方向の中央よりも出力段の共振電極の他方端に近い側に接続されるときには、外部から入力される電気信号が補助入力結合電極を介して入力結合電極に供給され、出力結合電極から取り出される電気信号が補助出力結合電極を介して外部回路へ出力される場合においても、入力結合電極と入力段の共振電極とがインターデジタル型に結合され、出力結合電極と出力段の共振電極とがインターデジタル型に結合されることになり、磁界による結合と電界による結合とが加算された強い結合を生じさせることができる。
【００３４】
またさらに、第１の共振電極に影響を及ぼすことなく入力結合電極および出力結合電極に結合するように、一方端がアース電位に接続されて１／４波長共振器として機能する、入力結合電極と電磁界結合する帯状の入力結合共振電極および出力結合電極と電磁界結合する帯状の出力結合共振電極の少なくとも一方が、上から見て入力段の共振電極から出力段の共振電極までの配置領域よりも外側であって、入力結合電極および出力結合電極が配置された層間よりも上側の層間に配置されているときには、第２の共振電極により形成される減衰極とは別個の減衰極を形成し、通過帯域の大きさを変えずに高周波側の通過帯域近傍における減衰極を増やし、通過帯域から阻止域にかけて減衰量が急激に変化する急峻なフィルタ特性を得ることができる。
【００３５】
本発明の高周波モジュールおよび本発明の無線通信機器によれば、通信帯域の全域に渡って通過する信号の損失が小さい本発明のバンドパスフィルタを送信信号および受信信号の濾波に用いることにより、バンドパスフィルタを通過する受信信号および送信信号の減衰が少なくなるため、受信感度が向上し、また、送信信号をおよび受信信号の増幅度を小さくできるため増幅回路における消費電力が少なくなる。よって受信感度が高く消費電力が少ない高性能な高周波モジュールおよび無線通信機器を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、本発明のバンドパスフィルタおよびそれを用いた高周波モジュールならびにそれらを用いた無線通信機器を添付の図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００３７】
（実施の形態の第１の例）
図１は本発明のバンドパスフィルタの模式的な分解斜視図である。
【００３８】
本例のバンドパスフィルタは、複数の誘電体層11が積層されてなる積層体と、積層体の下面に配置された第１のアース電極21と、積層体の上面に配置された第２のアース電極22と、積層体の一つの層間に横並びに配置された帯状の第１の共振電極30ａ，30ｂ，30ｃ，30ｄと、同じく積層体の一つの層間に第１の共振電極30ａ，30ｂ，30ｃ，30ｄの周囲を取り囲む環状に形成され第１の共振電極30ａ，30ｂ，30ｃ，30ｄの一方端が接続された環状アース電極23と、積層体の一つの層間よりも上側の層間に入力段の共振電極30ａに対向するように配置された帯状の入力結合電極40ａと出力段の共振電極30ｄに対向するように配置された帯状の出力結合電極40ｂと、積層体の一つの層間よりも下側の層間に配置され一方端および他方端が第１の貫通導体51を介して環状アース電極23に接続されるとともに入力段の共振電極30ａおよび出力段の共振電極30ｄに略均等に電磁界結合するようにそれぞれの共振電極に対向する領域を有する共振電極結合導体32と、共振電極結合導体32の配置された層間よりもさらに下側の層間に第１の共振電極30ａ，30ｂ，30ｃ，30ｄに平行に配置され一方端が第２の貫通導体を介してアース電位に接続され第１の共振電極30ａ，30ｂ，30ｃ，30ｄとは異なる長さに形成された第２の共振電極33ａ，33ｂと、積層体の上面に配置され入力結合電極40ａに接続された入力端子電極60ａと出力結合電極40ｂに接続された出力端子電極60ｂとで構成されている。
【００３９】
第１のアース電極21は、図では隠れているが、積層体の下面（第２の共振電極33ａ，33ｂが形成された誘電体層11の裏面）の全面に配置され、第２のアース電極22は積層体の上面の入力端子電極60ａおよび出力端子電極60ｂの周囲を除いたほぼ全面に配置されており、どちらもアース電位に接続されて、共振電極30ａ，30ｂ，30ｃ，30ｄと共にストリップライン共振器を構成している。
【００４０】
帯状の第１の共振電極30ａ，30ｂ，30ｃ，30ｄは、第１のアース電極21および第２のアース電極22と共にストリップライン共振器を構成しており、それぞれ一方端が環状アース電極23に接続されてアース電位に接続されることによって１／４波長共振器として機能する。
【００４１】
また、第１の共振電極30ａ，30ｂ，30ｃ，30ｄは、積層体の一つの層間に横並びに配置されて相互に電磁界結合している。積層体の同一層間に横並びに配置されて電磁界結合しているので、第１の共振電極30ａ，30ｂ，30ｃ，30ｄ同士の結合はブロードサイド結合ではなくエッジ結合になっている。第１の共振電極30ａ，30ｂ，30ｃ，30ｄ同士の間隔は小さい方が強い結合が得られるが間隔を小さくすると製造が困難になるので、例えば、0.05〜0.5ｍｍ程度に設定される。さらに、第１の共振電極30ａ，30ｂ，30ｃ，30ｄは、それぞれの一方端と他方端とが互い違いに配置されて相互にインターデジタル型に結合しており、電界による結合と磁界による結合とが加算されて、コムライン型に結合する場合と比較して強く結合している。このように共振電極30ａ，30ｂ，30ｃ，30ｄを相互にエッジ結合し、且つインターデジタル型に結合することによって、それぞれの共振モードにおける共振周波数の間の周波数間隔を、従来の１／４波長共振器を利用したフィルタで実現可能だった領域を遙かに超えた、ＵＷＢ用のバンドパスフィルタとして好適な比帯域で40％程度という広い通過帯域幅を得るのに適度なものとしている。
【００４２】
なお、第１の共振電極30ａ，30ｂ，30ｃ，30ｄをインターデジタル型に結合させ、且つ相互にブロードサイド結合させると、今度は結合が強くなりすぎて、比帯域で40％程度の通過帯域幅を実現するためには好ましくないことが検討によって分かった。
【００４３】
本発明のバンドパスフィルタにおいて、第１の共振電極の数は４個以上であればよいが、第１の共振電極の数の増加に伴ってバンドパスフィルタの大きさおよび通過帯域における損失が増加するため、実用上は第１の共振電極の数は10個程度以下に設定されることが多い。
【００４４】
環状アース電極23は、積層体の一つの層間に第１の共振電極30ａ，30ｂ，30ｃ，30ｄの周囲を取り囲む環状に形成されており、第１の共振電極30ａ，30ｂ，30ｃ，30ｄの一方端に接続されている。そして、自身がアース電位に接続されることにより、第１の共振電極30ａ，30ｂ，30ｃ，30ｄの一方端をアース電位に接続する機能を有する。環状アース電極23を設けることによって、モジュール基板の中の一部の領域にバンドパスフィルタが形成されるような場合においても、インターデジタルに配置された第１の共振電極30ａ，30ｂ，30ｃ，30ｄの一方端を容易にアース電位に接続することができる。また、環状アース電極23が第１の共振電極30ａ，30ｂ，30ｃ，30ｄの周囲を環状に取り囲むことによって、第１の共振電極30ａ，30ｂ，30ｃ，30ｄから発生する電磁波の周囲への漏洩を低減することができる。この効果はモジュール基板の中の一部の領域にバンドパスフィルタが形成される場合に、モジュール基板の他の領域への悪影響を防止する上で特に有用である。
【００４５】
帯状の入力結合電極40ａは、第１の共振電極30ａ，30ｂ，30ｃ，30ｄが配置された層間とは異なる層間（第１の共振電極30ａ，30ｂ，30ｃ，30ｄが配置された層間よりも上側の層間）に、そのほぼ全体が入力段の共振電極30ａに対向するように配置されており、入力段の共振電極30ａの長さ方向の半分以上に渡る領域に対向している。よって、入力結合電極40ａと入力段の共振電極30ａとはブロードサイド結合しており、エッジ結合する場合と比較して強く結合している。また、帯状の入力結合電極40ａにおいては、入力結合電極40ａと貫通導体50との接続点が入力結合電極40ａの長さ方向の中央よりも入力段の共振電極30ａの他方端に近い側の端部に位置しており、反対側の端部は開放端とされている。そして、外部回路から入力される電気信号は、この接続点から入力結合電極40ａに供給される。これによって、入力結合電極40ａと入力段の共振電極30ａとはインターデジタル型に結合しており、磁界による結合と電界による結合とが加算されて、コムライン型に結合する場合や単に容量結合する場合と比較してより強く結合している。このように、入力結合電極40ａは、その全体に渡って入力段の共振電極30ａとブロードサイド結合しており、且つインターデジタル型に結合しているので、入力段の共振電極30ａと非常に強く結合している。また、出力結合電極40ｂも同様に出力段の共振電極30ｄとブロードサイド結合するとともにインターデジタル型に結合している。
【００４６】
このように入力結合電極40ａと入力段の共振電極30ａとが非常に強く結合し、出力結合電極40ｂと出力段の共振電極30ｄとが非常に強く結合しているので、従来の１／４波長共振器を利用したフィルタで実現可能だった領域を遙かに超えた広い通過帯域であっても、それぞれの共振モードの共振周波数の間に位置する周波数における挿入損失が大きく増加することのない、広い通過帯域の全域に渡って平坦で低損失な通過特性を有するバンドパスフィルタを得ることができる。
【００４７】
なお、入力結合電極40ａおよび出力結合電極40ｂの形状寸法は入力段の共振電極30ａおよび出力段の共振電極30ｄと同程度に設定されるのが好ましい。入力結合電極40ａと入力段の共振電極30ａとの間隔、および出力結合電極40ｂと出力段の共振電極30ｄとの間隔については、小さくすると結合は強くなるが製造上は難しくなるので、例えば、0.05〜0.5ｍｍ程度に設定される。
【００４８】
共振電極結合導体32は、第１の共振電極30ａ，30ｂ，30ｃ，30ｄが配置された層間とは異なる層間（第１の共振電極30ａ，30ｂ，30ｃ，30ｄが配置された層間よりも下側の層間）に配置されている。そして、一方端が第１の貫通導体51を介して入力段の共振電極30ａの一方端の近傍で環状アース電極23に接続され、他方端が第１の貫通導体51を介して出力段の共振電極30ｄの一方端の近傍で環状アース電極23に接続されており、入力段の共振電極30ａおよび出力段の共振電極30ｄにそれぞれ対向して電磁界結合する領域を有している。この構造によれば、入力段の共振電極30ａおよび出力段の共振電極30ｄを共振電極結合導体32を介して誘導結合するようになっている。
【００４９】
ここで、第１の共振電極30ａ，30ｂ，30ｃ，30ｄによって、隣り合う４個の第１の共振電極からなる共振電極群が構成されており、入力段の共振電極30ａは共振電極群を構成する最前段の共振電極であり、出力段の共振電極30ｄは共振電極群を構成する最後段の共振電極である。よって、隣り合う４個の第１の共振電極からなる共振電極群の最前段の共振電極である入力段の共振電極30ａと共振電極群の最後段の共振電極である出力段の共振電極30ｄとの間に共振電極結合導体32によって誘導性の結合が生じている。また、隣り合う第１の共振電極30ａ，30ｂ，30ｃ，30ｄ同士はインターデジタル型に結合しており、磁界による結合と電界による結合が加算されて強く結合しているが、全体としては容量性の結合になっている。
【００５０】
このため、隣り合う４個の第１の共振電極30ａ，30ｂ，30ｃ，30ｄからなる共振電極群の最前段の共振電極と最後段の共振電極との間で、共振電極結合導体32を介した誘導性の結合により伝達された信号と、隣り合う第１の共振電極30ａ，30ｂ，30ｃ，30ｄ同士の容量性の結合により伝達された信号との間に180°の位相差が生じて互いに打ち消し合う現象を生じさせることができる。この現象をバンドパスフィルタの通過帯域の両側近傍で生じさせることができるため、バンドパスフィルタの通過特性において、通過帯域の両側近傍において信号が殆ど伝達されない減衰極を形成することができる。
【００５１】
また、共振電極結合導体32は、入力段の共振電極30ａに対向する前段側結合領域321と、出力段の共振電極30ｄに対向する後段側結合領域322と、前段側結合領域321および後段側結合領域322をこれらの領域にそれぞれ直交して接続する接続領域323とから構成され、いわゆるクランク構造になっている。この構造によれば、入力段の共振電極30ａの一方端（短絡端）に近い側および出力段の共振電極30ｄの一方端（短絡端）に近い側を結合するようになっている。ここで、この共振電極結合導体32は、バンドパスフィルタの構造的および電気的な対称性を確保する観点から、共振電極結合導体32の一方端および他方端から等距離の点を中心として点対称となるような形状に形成されているのが好ましい。さらに、共振電極結合導体32の形状を、第１の共振電極30ａ，30ｂ，30ｃ，30ｄに平行に配置された前段側結合領域321および後段側結合領域322に接続領域323が直交するような形状にすることにより、第１の共振電極30ａ，30ｂ，30ｃ，30ｄと接続領域323とが平面視した際に直交することになるので、第１の共振電極30ａ，30ｂ，30ｃ，30ｄと接続領域323との不要な結合による電気特性の悪化を防止することができる。なお、この形状に限らず他の形状として、例えば、屈曲部が丸みを帯びている構造や、接続領域323が前段側結合領域321および後段側結合領域322に直交していない構造も採用できる。また、共振電極結合導体32のそれぞれの領域を異なる層間に配置して貫通導体を用いて接続する構造にすることによって、共振電極結合導体32と入力段の共振電極30ａおよび出力段の共振電極30ｄとの結合量の調整をしてもよい。
【００５２】
帯状の第２の共振電極33ａ，33ｂは、共振電極結合導体32が配置された層間よりも下側の層間に第１の共振電極30ａ，30ｂ，30ｃ，30ｄに平行に配置され、第１の共振電極30ａ，30ｂ，30ｃ，30ｄとは異なる長さ（本例では短い長さ）に形成されている。また、第２の共振電極33ａ，33ｂの一方端は、第２の貫通導体52を介して環状アース電極23に接続されている。具体的には、第２の共振電極33ａは、第２の貫通導体52を介して第１の共振電極30ｂの一方端近傍に接続され、第２の共振電極33ｂは、第２の貫通導体52を介して第１の共振電極30ｃの一方端近傍に接続されている。この構造により、通過帯域の外側でカットオフ周波数近傍に共振周波数を有するようになっていて、いわゆる反作用共振器（ノッチフィルタ）として機能するようになっている。なお、通過帯域の外側でカットオフ周波数近傍とは、共振電極結合導体32により形成された減衰極とカットオフ周波数との間の周波数領域のことをいい、共振電極結合導体32により形成された減衰極とは第２の共振電極33ａ，33ｂが配置されていない構成において通過帯域の両側近傍に形成される減衰極のことをいう。
【００５３】
ここで、第２の共振電極は１個以上であってフィルタの通過帯域におけるロスが大きくならない程度の個数であればよいが、入出力間で対称な回路構成にすることにより、バンドパスフィルタに方向性がなくなり、且つフィルタの設計も容易になることから、第２の共振電極は環状アース電極23で囲まれるフィルタ領域の中心に対して点対称に配置されるのが好ましい。そこで、本発明のバンドパスフィルタは、図１に示すように、第１の共振電極を偶数個（本例では４個）備えるとともに第２の共振電極を偶数個（本例では２個）備えており、上から見て入力段の共振電極30ａの一方端および出力段の共振電極30ｄの一方端を結ぶ線分と入力段の共振電極30ａの他方端および出力段の共振電極30ｄの他方端を結ぶ線分との交点を中心として第２の共振電極が点対称に配置されているのが好ましい。
【００５４】
また、本例では、第２の共振電極33ａ，33ｂは第１の共振電極30ａ，30ｂ，30ｃ，30ｄよりも短く形成されているが、これは、通過帯域より高域側に第２の共振電極33ａ，33ｂによる減衰極を形成するためである。すなわち、通過帯域より低域側に減衰極を形成する場合は、第２の共振電極33ａ，33ｂの長さは第１の共振電極30ａ，30ｂ，30ｃ，30ｄよりも長く形成され、通過帯域より高域側に減衰極を形成する場合は、第２の共振電極33ａ，33ｂの長さは第１の共振電極30ａ，30ｂ，30ｃ，30ｄよりも短く形成される。
【００５５】
また、本例では、第２の共振電極33ａ，33ｂが配置される層間が共振電極結合導体32の配置される層間よりも下側になっているが、この配置は逆になってもよい。
【００５６】
このように帯状の第２の共振電極33ａ，33ｂを設けた構成によれば、第２の共振電極33ａ，33ｂが配置されていない構成において得られる減衰特性に比して、通過帯域から阻止域にかけてより急峻に変化する減衰特性を得ることができる。
【００５７】
ここで、第２の共振電極を設ける際には、第２の共振電極と第１の共振電極との結合量を考慮する必要がある。具体的には、第２の共振電極が第１の共振電極よりも長い場合は、第２の共振電極の長さ方向全体に対し第１の共振電極と重なる長さ（面積）の比率が小さいことから、結合量をかせぐために上から見てインターデジタル（アース電位に接続される側が逆）の関係にある第１の共振電極と近づけるように配置し、最も結合させたいときはインターデジタルの関係にある第１の共振電極と対向するように配置するのが好ましい。一方、第２の共振電極が第１の共振電極よりも短い場合は、第２の共振電極の長さ方向全体が第１の共振電極と重なることから、結合量を減らすために上から見てコムライン（アース電位に接続される側が同じ）の関係にある第１の共振電極と近づけるように配置するのが好ましく、特に上から見てコムラインの関係にある第１の共振電極と第２の共振電極の全ての領域が対向しない程度にコムラインの関係にある第１の共振電極寄りに配置するのが好ましい。なお、第１の共振電極と第２の共振電極との結合量は第１の共振電極と第２の共振電極との間に介在する誘電体層の厚み、それぞれの共振電極の幅、対向する部分の面積等にも左右される。したがって、これらを考慮して所望の結合量を得られる位置に第２の共振電極を配置するのが好ましい。
【００５８】
本例では、第２の共振電極33ａは上から見て第１の共振電極30ｂと一部対向するように配置され、第２の共振電極33ｂは上から見て第１の共振電極30ｃと一部対向するように配置されている。
【００５９】
このようにして、本例のバンドパスフィルタによれば、従来の１／４波長共振器を利用したフィルタで実現可能だった領域を遙かに超えた比帯域で40％という非常に広い通過帯域の全域に渡って平坦で低損失な通過特性を有し、通過帯域の両側近傍に減衰極を有する、高性能でＵＷＢ用フィルタとして好適に使用可能なバンドパスフィルタを得ることができる。
【００６０】
図２（ａ）は、図１に示す共振電極結合導体32および第１の共振電極30ａ，30ｂ，30ｃ，30ｄを上から見たときの模式的な透視図であり、図２（ｂ）は図１に示す共振電極結合導体32の前段側結合領域321および後段側結合領域322と第１の共振電極30ａ，30ｂ，30ｃ，30ｄと入力結合電極40ａと出力結合電極40ｂとの位置関係を模式的に示す横から見た概略説明図である。
【００６１】
図２（ａ），図２（ｂ）に示すように、共振電極結合導体32において、前段側結合領域321が帯状をなし、上から見て前段側結合領域321の長さ方向に延びる中心軸線が入力結合電極40ａの長さ方向に延びる中心軸線と重ならないように配置されるとともに、後段側結合領域322が帯状をなし、上から見て後段側結合領域322の長さ方向に延びる中心軸線が出力結合電極40ｂの長さ方向に延びる中心軸線と重ならないように配置されるのが好ましい。これにより、前段側結合領域321と入力結合電極40ａとの誘導結合および後段側結合領域322と出力結合電極40ｂとの誘導結合を低減することができるので、共振電極結合導体32の１／２波長共振によって発生するスプリアスのレベルを低減してバンドパスフィルタの通過特性を改善することができる。
【００６２】
さらに、図２（ｂ）に示すように、上から見たときに、前段側結合領域321が入力結合電極40ａの長さ方向に延びる中心軸線と重ならないように配置されているとともに、後段側結合領域322が出力結合電極40ｂの長さ方向に延びる中心軸線と重ならないように配置されているのが好ましく、これにより共振電極結合導体32の第１の共振電極30ａ，30ｂ，30ｃ，30ｄとの結合を維持しつつ、前段側結合領域321と入力結合電極40ａとの誘導結合および後段側結合領域322と出力結合電極40ｂとの誘導結合をさらに弱めることができる。なお、この場合においても、上から見たときに前段側結合領域321の全体が入力段の共振電極30ａと重なっており、後段側結合領域322の全体が出力段の共振電極30ｄと重なっていることが望ましく、これにより、前段側結合領域321と入力段の共振電極30ａとの結合および後段側結合領域322と出力段の共振電極30ｄとの結合が弱まるのを防止することができる。
【００６３】
（実施の形態の第２の例）
図３は本発明のバンドパスフィルタの実施形態の他の例を模式的に示す分解斜視図である。なお、本例においては前述した第１の例と異なる点のみについて説明し、同様の構成要素については同一の参照符号を用いて重複する説明を省略する。
【００６４】
本例のバンドパスフィルタの第１の例と異なる点は、第１の共振電極を30ａ，30ｂ，30ｃ，30ｄ，30ｅ，30ｆからなる６段構成のバンドパスフィルタであることである。また、共振電極結合導体32は、一方端が第１の貫通導体51を介して入力段の共振電極30ａの一方端の近傍で環状アース電極23に接続され、他方端が第１の貫通導体51を介して出力段の共振電極30ｆの一方端の近傍で環状アース電極23に接続されており、入力段の共振電極30ａおよび出力段の共振電極30ｆにそれぞれ対向して電磁界結合する領域を有している。
【００６５】
本例のバンドパスフィルタにおいても、一方端が第１の貫通導体51を介して入力段の共振電極30ａの一方端（短絡端）の近傍で環状アース電極23に接続されるとともに他方端が第１の貫通導体51を介して出力段の共振電極30ｆの一方端（短絡端）の近傍で環状アース電極23に接続された共振電極結合導体32で、入力段の共振電極30ａの一方端（短絡端）に近い側および出力段の共振電極30ｆの一方端（短絡端）に近い側が結合されることにより、隣り合う６個の第１の共振電極30ａ，30ｂ，30ｃ，30ｄ，30ｅ，30ｆからなる共振電極群の最前段の共振電極である入力段の共振電極30ａおよび共振電極群の最後段の共振電極である出力段の共振電極30ｆが共振電極結合導体32を介して誘導結合される。これによって、隣り合う６個の第１の共振電極30ａ，30ｂ，30ｃ，30ｄ，30ｅ，30ｆからなる共振電極群の最前段の共振電極と最後段の共振電極との間で、共振電極結合導体32を介した誘導性の結合により伝達された信号と、隣り合う第１の共振電極30ａ，30ｂ，30ｃ，30ｄ，30ｅ，30ｆ同士の容量性の結合により伝達された信号との間に180°の位相差が生じて互いに打ち消し合う現象を生じさせることができる。この現象をバンドパスフィルタの通過帯域の両側近傍で生じさせることができるため、バンドパスフィルタの通過特性において、通過帯域の両側近傍において信号が殆ど伝達されない減衰極を形成することができる。これにより、通過帯域外において急峻に減衰するフィルタ特性を有することができる。
【００６６】
本例のバンドパスフィルタによれば、第１の共振電極30ａ，30ｂ，30ｃ，30ｄ，30ｅ，30ｆによる６段構成のバンドパスフィルタであるため、第１の共振電極30ａ，30ｂ，30ｃ，30ｄによる４段構成のバンドパスフィルタである実施の形態の第１の例のバンドパスフィルタと比較して、より急峻のバンドパスフィルタを得ることができる。
【００６７】
（実施の形態の第３の例）
図４は本発明のバンドパスフィルタの実施形態のさらに他の例を模式的に示す分解斜視図である。なお、本例においては前述した第２の例と異なる点のみについて説明し、同様の構成要素については同一の参照符号を用いて重複する説明を省略する。
【００６８】
本例のバンドパスフィルタの前述した第２の例と異なる点は、共振電極結合導体32が、一方端が第１の貫通導体51を介して入力段の共振電極30ａの一方端の近傍で環状アース電極23に接続され、他方端が第１の貫通導体51を介して共振電極30ｄの一方端の近傍で環状アース電極23に接続されており、入力段の共振電極30ａおよび共振電極30ｄにそれぞれ対向して電磁界結合する領域を有していることである。
【００６９】
本例のバンドパスフィルタにおいても、一方端が第１の貫通導体51を介して入力段の共振電極30ａの一方端（短絡端）の近傍で環状アース電極23に接続されるとともに他方端が第１の貫通導体51を介して第１の共振電極30ｄの一方端（短絡端）の近傍で環状アース電極23に接続された共振電極結合導体32によって、入力段の共振電極30ａの一方端（短絡端）に近い側および第１の共振電極30ｄの一方端（短絡端）に近い側が結合されることにより、隣り合う４個の第１の共振電極30ａ，30ｂ，30ｃ，30ｄ，からなる共振電極群の最前段の共振電極である入力段の共振電極30ａおよび共振電極群の最後段の共振電極である共振電極30ｄが共振電極結合導体32を介して誘導結合される。これによって、隣り合う４個の第１の共振電極30ａ，30ｂ，30ｃ，30ｄからなる共振電極群の最前段の共振電極と最後段の共振電極との間で、共振電極結合導体32を介した誘導性の結合により伝達された信号と、隣り合う第１の共振電極30ａ，30ｂ，30ｃ，30ｄ同士の容量性の結合により伝達された信号との間に180°の位相差が生じて互いに打ち消し合う現象を生じさせることができる。この現象をバンドパスフィルタの通過帯域の両側近傍で生じさせることができるため、バンドパスフィルタの通過特性において、通過帯域の両側近傍において信号が殆ど伝達されない減衰極を形成することができる。このように、バンドパスフィルタを構成する複数の共振電極の一部によって共振電極群を構成しても構わない。
【００７０】
（実施の形態の第４の例）
図５は本発明のバンドパスフィルタの実施形態の他の例を模式的に示す分解斜視図である。なお、本例においては前述した第１の例と異なる点のみについて説明し、同様の構成要素については同一の参照符号を用いて重複する説明を省略する。
【００７１】
本例のバンドパスフィルタの第１の例と異なる点は、第１の共振電極30ａ，30ｂ，30ｃ，30ｄおよび環状アース電極23が配置された層間よりも上側の層間に、環状アース電極23に対向する領域と第１の共振電極30ａ，30ｂ，30ｃ，30ｄに対向する領域とを有する補助共振電極31ａ，31ｂ，31ｃ，30ｄが配置されており、第１の共振電極を30ａ，30ｂ，30ｃ，30ｄおよび環状アース電極23が配置された層間よりも下側の層間に、環状アース電極23に対向する領域と第１の共振電極30ａ，30ｂ，30ｃ，30ｄに対向する領域とを有する補助共振電極31ａ，31ｂ，31ｃ，30ｄが配置されていることである。そして、第１の共振電極30ａ，30ｂ，30ｃ，30ｄと補助共振電極31ａ，31ｂ，31ｃ，31ｄとは、誘電体層11を貫通する第３の貫通導体53によって接続されている。これによって、補助共振電極31ａ，31ｂ，31ｃ，31ｄと環状アース電極23との間の静電容量が加算されるので、第１の共振電極30ａ，30ｂ，30ｃ，31ｄの他方端（開放端）とアース電位との間の静電容量がさらに増加し、第１の共振電極30ａ，30ｂ，30ｃ，30ｄの長さを短縮することができるので、より小型のバンドパスフィルタを得ることができる。
【００７２】
なお、図５に示す形態においては、補助共振電極31ａ，31ｂ，31ｃ，31ｄは上下一対設けられているが、第１の共振電極30ａ，30ｂ，30ｃ，30ｄの長さをそれほど短縮する必要がない場合には、補助共振電極31ａ，31ｂ，31ｃ，31ｄは第１の共振電極30ａ，30ｂ，30ｃ，30ｄおよび環状アース電極23が配置された層間の上側および下側のどちらか一方に設けられる構造であってもよい。
【００７３】
また、補助共振電極31ａ，31ｄの形成に伴い、第１の共振電極30ａ，30ｂ，30ｃ，30ｄおよび環状アース電極23が配置された層間および補助共振電極31ａ，31ｂ，31ｃ，31ｄが配置された層間とは異なる層間に、入力結合電極40ａに対応して補助入力結合電極41ａが設けられるとともに、出力結合電極40ｂに対応して補助出力結合電極41ｂが設けられている。
【００７４】
前述した第１の例では、第２の共振電極33a，33bが第１の共振電極30ａ，30ｂ，30ｃ，30ｄよりも短く形成されていたが、第１の共振電極30ａ，30ｂ，30ｃ，30ｄの長さが短縮されたことによって、第２の共振電極33a，33bのほうが長くなってしまう。そこで、図５に示すように、第２の共振電極33ａ，33ｂのアース電位に接続された一方端とは反対側の他方端を一側面側に向けて突出するように幅広に形成することにより、環状アース電極23との間に形成される静電容量を大きくしており、これによって、前述した第１の例と比較して第２の共振電極33ａ，33ｂの長さを短縮している。この第２の共振電極33ａ，33ｂの形状については、図５に示すような形状のみならず、他方端を単に折り曲げた構造や他方端をＴ字状に形成したものなども採用できる。
【００７５】
また、前述した第１の例と比較して第２の共振電極が第１の共振電極よりも長くなるため、結合量を増やすために上から見てインターデジタルの関係にある第１の共振電極寄りに第２の共振電極33ａ，33ｂをずらすこと等によって、第１の共振電極と第２の共振電極との結合量の調整が行われる。
【００７６】
なお、見かけ上は第１の共振電極よりも第２の共振電極が長くなっているが、第２の共振電極の共振周波数は第１の共振周波数よりも高いので、図１に示す形態と同様に通過帯域よりも高域側でカットオフ周波数近傍に共振周波数を有するようになっている。
【００７７】
このように、本例のバンドパスフィルタによれば、前述した本発明の実施の形態の第１の例のバンドパスフィルタと比較して、より小型のバンドパスフィルタを得ることができる。
【００７８】
また図５に示す補助入力結合電極41ａは帯状であり、補助共振電極31ａに対向する領域と入力結合電極40ａに対向する領域とを有するように配置され、入力結合電極40ａに対向する領域が入力結合電極40ａとの間に位置する誘電体層11を貫通する第４の貫通導体54によって入力結合電極40ａに接続されている。これによって、補助入力結合電極41ａと補助共振電極31ａとがブロードサイド結合し、この結合が入力結合電極40ａと入力段の共振電極30ａとの間の結合に加算されるため、全体としてより強い結合となる。
【００７９】
同様に、補助出力結合電極41ｂは帯状であり、補助共振電極31ｄに対向する領域と出力結合電極40ｂに対向する領域とを有するように配置され、出力結合電極40ｂに対向する領域が出力結合電極40ｂとの間に位置する誘電体層11を貫通する第５の貫通導体55によって出力結合電極40ｂに接続されている。これによって、補助出力結合電極41ｂと補助共振電極31ｄとがブロードサイド結合し、この結合が出力結合電極40ｂと出力段の共振電極30ｄとの間の結合に加算されるため、全体としてより強い結合となる。
【００８０】
このように、入力段の共振電極30ａおよびそれに接続された補助共振電極31ａの接合体と、入力結合電極40ａおよびそれに接続された補助入力結合電極41ａの接合体とが、全体的にブロードサイド結合し、且つインターデジタル型に結合することによって非常に強く結合し、同様に、出力段の共振電極30ｄおよびそれに接続された補助共振電極31ｄの接合体と、出力結合電極40ｂおよびそれに接続された補助出力結合電極41ｂの接合体とが全体的にブロードサイド結合し、且つインターデジタル型に結合することによって非常に強く結合するので、非常に広い通過帯域であっても、それぞれの共振モードの共振周波数の間に位置する周波数における挿入損失の増加がさらに小さくなり、広い通過帯域の全域に渡ってより平坦でより低損失な通過特性を有するバンドパスフィルタを得ることができる。
【００８１】
なお、補助入力結合電極41ａおよび補助出力結合電極41ｂの幅は、例えば、入力結合電極40ａおよび出力結合電極40ｂと同程度に設定され、補助入力結合電極41ａおよび補助出力結合電極41ｂの長さは、例えば、補助共振電極31ａ，31ｄの長さよりも若干長めに設定される。補助入力結合電極41ａおよび補助出力結合電極41ｂと補助共振電極31ａ，31ｄとの間の間隔は、小さい方が強い結合を生じさせる点で望ましいが製造上は難しくなるので、例えば、0.01〜0.5ｍｍ程度に設定される。
【００８２】
（実施の形態の第５の例）
図６は本発明のバンドパスフィルタの実施形態のさらに他の例を模式的に示す分解斜視図である。図５に示す形態との構造上の違いは、一方端がアース電位に接続されて１／４波長共振器として機能する、入力結合電極40ａと電磁界結合する帯状の入力結合共振電極34ａおよび出力結合電極40ｂと電磁界結合する帯状の出力結合共振電極34ｂが、上から見て入力段の共振電極30ａから出力段の共振電極30ｄまでの配置領域よりも外側であって、入力結合電極40ａおよび出力結合電極40ｂが配置された層間よりも上側の層間に配置されている点である。
【００８３】
この構造によれば、入力結合共振電極34ａおよび出力結合共振電極34ｂが反作用共振器として機能するため、第２の共振電極により形成される減衰極とは別個の減衰極を形成することができ、入力結合共振電極34ａおよび出力結合共振電極34ｂの長さを調整することで、通過帯域の大きさを変えずに通過帯域よりも高周波側の減衰極を増やし、通過帯域から阻止域にかけてより急峻に減衰量が変化する通過特性を得ることができる。
【００８４】
ここで、入力結合共振電極34ａは入力結合電極40ａと結合され、出力結合共振電極34ｂは出力結合電極40ｂと結合されている。入力結合共振電極34ａが入力段の共振電極30ａから出力段の共振電極30ｄまでの配置領域の内側に入り込むと、入力結合共振電極34ａと入力結合電極40ａとの結合が強くなりすぎることによって、入力結合電極40ａと入力段の共振電極30ａとの結合が弱くなってしまい、バンドパスフィルタの特性が崩れるという問題が発生する場合がある。また、入力結合共振電極34ａが第１の共振電極30ｂ等と結合してバンドパスフィルタの特性が崩れるという問題が発生する場合もある。一方、入力結合共振電極34ａが入力結合電極40ａの配置された層間と同じか下側に位置する場合は、入力段の共振電極30ａ等と結合してバンドパスフィルタの特性が崩れてしまうという問題が発生する場合がある。このことは、出力結合共振電極34ｂについても同様である。
【００８５】
なお、この実施形態においては、入出力間で対称な構造を有するフィルタとして設計を容易にするために入力結合共振電極34ａおよび出力結合共振電極34ｂが設けられているが、いずれか一方が配置された構成であってもよい。
【００８６】
（実施の形態の第６の例）
図７は本発明のバンドパスフィルタを用いた高周波モジュール80およびそれを用いた無線通信機器85の構成例を示すブロック図である。
【００８７】
本発明の高周波モジュール80は、媒体アクセス制御を行なうＭＡＣ（Medium Access Control）ＩＣ81と、それに接続された、マルチバンドのＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）信号の送受信を行なうＰＨＹ（physical layer）ＩＣ82と、それに接続されたバンドパスフィルタ83とによって構成されており、このバンドパスフィルタ83にアンテナ84を接続することによって本発明の無線通信機器85が構成される。ＰＨＹ IＣ82から出力された送信信号は、バンドパスフィルタ83を通過する際に通信帯域以外の周波数の信号が減衰されてアンテナ84から送信される。また、アンテナ84で受信された受信信号は、バンドパスフィルタ83を通過する際に通信帯域以外の周波数の信号が減衰されてＰＨＹ ＩＣに入力される。
【００８８】
本発明の高周波モジュール80および無線通信機器85によれば、通信帯域の全域に渡って通過する信号の損失が小さい本発明のバンドパスフィルタを送信信号および受信信号の濾波に用いることにより、バンドパスフィルタを通過する受信信号および送信信号の減衰が少なくなるため、受信感度が向上し、また、送信信号をおよび受信信号の増幅度を小さくすることができるため増幅回路における消費電力が少なくなる。よって、受信感度が高く消費電力が少ない高性能な高周波モジュール80および無線通信機器85を得ることができる。
【００８９】
本発明のバンドパスフィルタにおいて、誘電体層11の材質としては、例えばエポキシ樹脂等の樹脂や例えば誘電体セラミックス等のセラミックスを用いることができる。例えば、ＢａＴｉＯ３，Ｐｂ４Ｆｅ２Ｎｂ２Ｏ１２，ＴｉＯ２などの誘電体セラミック材料と、Ｂ２Ｏ３，ＳｉＯ２，Ａｌ２Ｏ３，ＺｎＯなどのガラス材料とからなり、800〜1200℃程度の比較的低い温度で焼成が可能なガラス−セラミック材料が好適に用いられる。また、誘電体層11の厚みとしては、例えば0.05〜0.1ｍｍ程度に設定される。
【００９０】
前述した各種の電極および貫通導体の材質としては、例えば、Ａｇ，Ａｇ−Ｐｄ，Ａｇ−Ｐｔ等のＡｇ合金を主成分とする導電材料やＣｕ系，Ｗ系，Ｍｏ系，Ｐｄ系導電材料等が好適に用いられる。各種の電極の厚みは、例えば0.001〜0.05ｍｍに設定される。
【００９１】
本発明のバンドパスフィルタは、例えば、次のようにして作製できる。まず、セラミック原料粉末に適当な有機溶剤等を添加・混合して泥漿状にするとともに、ドクターブレード法によってセラミックグリーンシートを形成する。次に、得られたセラミックグリーンシートにパンチングマシーン等を用いて貫通導体となる貫通孔を形成し、Ａｇ，Ａｇ−Ｐｄ，Ａｕ，Ｃｕ等の導体ペーストを充填することで貫通導体を形成する。次に、セラミックグリーンシートに印刷法を用いて前述した各種の電極を形成する。次に、これらを積層し、ホットプレス装置を用いて圧着し、800〜1050℃で焼成することにより作製される。
【００９２】
（変形例）
本発明は前述した実施の形態の第１〜第６の例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更，改良が可能である。
【００９３】
前述した実施の形態の例においては、入力端子電極60ａおよび出力端子電極60ｂを備えた例を示したが、モジュール基板の中の一領域にバンドパスフィルタが形成される場合は入力端子電極60ａおよび出力端子電極60ｂは必ずしも必要ない。
【００９４】
また、前述した実施の形態の例においては、入力結合電極40ａ，出力結合電極40ｂ，補助共振電極31ａ，31ｂ，31ｃ，31ｄが、積層体の同じ層間に配置された例を示したが、入力結合電極40ａおよび出力結合電極40ｂと補助共振電極31ａ，31ｂ，31ｃ，31ｄとが異なる層間に配置されるようにしてもよく、入力結合電極40ａと出力結合電極40ｂとが異なる層間に配置されるようにしてもよく、補助共振電極31ａ，31ｂ，31ｃ，31ｄ同士が異なる層間に配置されるようにしても構わない。
【００９５】
また、前述した実施の形態の例においては、補助入力結合電極41ａおよび補助出力結合電極41ｂが積層体の同じ層間に配置された例を示したが、異なる層間に配置されるようにしても構わない。
【００９６】
またさらに、前述した実施の形態の例においては、積層体の下面に第１のアース電極21を配置し、積層体の上面に第２のアース電極22を配置した例を示したが、例えば、第１のアース電極21の下にさらに誘電体層11を配置しても構わないし、第２のアース電極22の上にさらに誘電体層11を配置しても構わない。
【００９７】
さらにまた、前述した実施の形態の例においては、媒体アクセス制御を行なうＭＡＣ ＩＣ81と、それに接続された、ＰＨＹ ＩＣ82と、それに接続されたバンドパスフィルタ83とによって構成された高周波モジュール80の例を示したが、ＭＡＣ ＩＣ81とＰＨＹ ＩＣ82とが一体化した１チップＩＣを用いても構わない。また、例えば、ＰＨＹ ＩＣ82およびそれに接続されたバンドパスフィルタ83のみによって高周波モジュールを構成し、それにＭＡＣ ＩＣ81およびアンテナ84を接続することによって無線通信機器85を構成するようにしても構わない。
【００９８】
またさらに、ＵＷＢに用いられるバンドパスフィルタを例示してこれまで説明を行なってきたが、広帯域を要求される他の用途においても本発明のバンドパスフィルタが有効であることは言うまでもない。
【実施例】
【００９９】
図５の構造を有するバンドパスフィルタの伝送特性を電磁界シミュレーションにて計算した。算出条件としては、誘電体層11の比誘電率を9.4，誘電正接を0.0005とし、各種電極を形成する導体の導電率を3.0×10７Ｓ／ｍとした。形状寸法としては、誘電体層11の厚みとして、７層のうちの最上層と最下層の厚みを0.3ｍｍ、その他の層の厚みを0.075ｍｍとした。また、第１の共振電極30ａ，30ｂ，30ｃ，30ｄは幅0.4ｍｍ，長さ2.85ｍｍとし、第１の共振電極（入力段の共振電極）30ａと第１の共振電極30ｂおよび第１の共振電極30ｃと第１の共振電極（出力段の共振電極）30ｄの間隔は0.15ｍｍであり、第１の共振電極30ｂと第１の共振電極30ｃの間隔は0.14ｍｍとした。入力結合電極40ａおよび出力結合電極40ｂは幅0.3ｍｍ，長さ2.5ｍｍとし、補助入力結合電極41ａおよび補助出力結合電極41ｂは幅0.3ｍｍ，長さ1.45ｍｍとした。補助共振電極31ａ，31ｂ，31ｃ，31ｄは、第１の共振電極30ａ，30ｂ，30ｃ，30ｄの他方端から0.3ｍｍ離れた場所に配置した幅0.45ｍｍ，長さ0.8ｍｍの矩形と、それから第１の共振電極30ａ，30ｂ，30ｃに向かう幅0.2ｍｍ，長さ0.4ｍｍの矩形とを接合した形状とした。入力端子電極60ａおよび出力端子電極60ｂは一辺が0.3ｍｍの正方形とし、第２のアース電極22との間隔は0.2ｍｍとした。第１のアース電極21，第２のアース電極22，環状アース電極23の外形は幅３ｍｍ，長さ５ｍｍとし、環状アース電極23の開口部は幅2.4ｍｍ，長さ３ｍｍとした。バンドパスフィルタ全体の形状は幅３ｍｍ，長さ５ｍｍ，厚み0.975ｍｍとした。補助入力結合電極41ａおよび補助出力結合電極41ｂが配置された層間と上側の補助共振電極31ａ，31ｂ，31ｃ，31ｄが配置された層間との間の間隔はそれぞれ0.065ｍｍとした。各種電極の厚みは0.013ｍｍとし、各種貫通導体の直径は0.1ｍｍとした。減衰極を形成させるための共振電極結合導体は、前段側結合領域321および後段側結合領域322の幅を0.3ｍｍとし、接続領域323の幅を0.1ｍｍとした。
【０１００】
また、反作用共振器として動作させる第２の共振電極33ａ，33ｂは、幅が0.1ｍｍ、長さが3.4ｍｍの帯状領域の他方端に一側面側に向けて突出するように幅広領域（幅が0.4ｍｍ、長さ0.36ｍｍ）を有する形状とした。この第２の共振電極33ａが設けられる位置は、上から見て第１の共振電極30ｂの入力段共振電極30ａ側のエッジと第２の共振電極33ａのエッジとが一致するように対向させた位置を基準として、入力段の共振電極30ａに近づけるように0.03ｍｍずらした位置にした。同様に、第２の共振電極33ｂが設けられる位置は、上から見て第１の共振電極30ｃの出力段共振電極30ｄ側のエッジと第２の共振電極33ｂのエッジとが一致するように対向させた位置を基準として、出力段の共振電極30ｄに近づけるように0.03ｍｍずらした位置にした。
【０１０１】
図８はその計算結果を示すグラフであり、横軸は周波数，縦軸は損失を表しており、通過特性（Ｓ21）と反射特性（Ｓ11）を示している。図８に示す結果によれば、通過特性（Ｓ21）において、比帯域で30％を越える非常に広い周波数範囲で低損失な特性となっており、また、通過帯域外の、2.5ＧＨｚに減衰極が１個と5.3ＧＨｚに減衰極が２個形成されている。また、通過帯域より高周波側の減衰極間の跳ね上がりも抑制されている。このように、広い通過帯域の全域に渡って平坦で低損失であり、且つ通過帯域外では充分な減衰が確保されている優れた通過特性が得られており、本発明の有効性が確認できた。
【０１０２】
一方、これと同様の構造で第２の共振電極33ａ，33ｂの位置のみを異ならせたものについてもシミュレーションを行なった。このものは、上から見て第１の共振電極30ｂの入力段共振電極30ａ側のエッジと第２の共振電極33ａのエッジとが一致するように対向させた位置を基準として、入力段の共振電極30ａから離れるように0.03ｍｍずらした位置にした。同様に、第２の共振電極33ｂが設けられる位置は、上から見て第１の共振電極30ｃの出力段共振電極30ｄ側のエッジと第２の共振電極33ｂのエッジとが一致するように対向させた位置を基準として、出力段の共振電極30ｄから離れるように0.03ｍｍずらした位置にした。
【０１０３】
図９はその計算結果を示すグラフであり、横軸は周波数，縦軸は損失を表しており、通過特性（Ｓ21）と反射特性（Ｓ11）を示している。図９に示すグラフによれば、通過特性（Ｓ21）において、通過帯域外の、2.5ＧＨｚに減衰極が１個と5.3ＧＨｚに減衰極が２個形成されており、図８に示す特性のものと同様にカットオフ周波数近傍において急峻な減衰特性が得られているが、通過帯域より高周波側の１つ目の減衰極の高周波側近傍に跳ね上がりが見られており、図８に示す特性に比して、若干劣っていることがわかる。したがって、この跳ね上がりをなくすためには、第２の共振電極33ａ，33ｂの位置を調整することによって、第２の共振電極33ａ，33ｂと第１の共振電極30ａ，30ｂ，30ｃ，30ｄとの結合量を調整する必要があることがわかる。
【０１０４】
図10は、基本構造に関する寸法等のパラメータは、前記実施例と同様な構造であり、加えて、入力結合共振電極34ａを入力結合電極40ａよりも上層であって第１の共振電極30ａ，30ｂ，30ｃ，30ｄの配置領域よりも外側に配置するとともに，出力結合共振電極34ｂを出力結合電極40ｂよりも上層であって第１の共振電極30ａ，30ｂ，30ｃ，30ｄの配置領域よりも外側に配置した図６の構造をシミュレーションした伝送特性Ｓ21の計算結果である。５ＧＨｚ付近に新たな減衰極が発生し、より急峻なフィルタ特性を得ることができている。
【０１０５】
なお、図５の構造から第２の共振電極を取り除いた構造についても伝送特性を電磁界シミュレーションにて計算した。算出条件としては、誘電体層11の比誘電率を9.4，誘電正接を0.0005とし、各種電極を形成する導体の導電率を3.0×10７Ｓ／ｍとした。形状寸法としては、誘電体層11の厚みとして、６層のうちの最上層と最下層の厚みを0.3ｍｍ、その他の層の厚みを0.075ｍｍとした。第１の共振電極30ａ，30ｂ，30ｃ，30ｄは幅0.4ｍｍ，長さ2.85ｍｍとし、第１の共振電極（入力段の共振電極）30ａと第１の共振電極30ｂおよび第１の共振電極30ｃと第１の共振電極（出力段の共振電極）30ｄの間隔は0.15ｍｍであり、第１の共振電極30ｂと第１の共振電極30ｃの間隔は0.15ｍｍとした。入力結合電極40ａおよび出力結合電極40ｂは幅0.3ｍｍ，長さ2.5ｍｍとし、補助入力結合電極41ａおよび補助出力結合電極41ｂは幅0.3ｍｍ，長さ1.45ｍｍとした。補助共振電極31ａ，31ｂ，31ｃ，31ｄは、第１の共振電極30ａ，30ｂ，30ｃ，30ｄの他方端から0.3ｍｍ離れた場所に配置した幅0.45ｍｍ，長さ0.8ｍｍの矩形と、それから第１の共振電極30ａ，30ｂ，30ｃ，31ｄに向かう幅0.2ｍｍ，長さ0.4ｍｍの矩形とを接合した形状とした。入力端子電極60ａおよび出力端子電極60ｂは一辺が0.3ｍｍの正方形とし、第２のアース電極22との間隔は0.2ｍｍとした。第１のアース電極21，第２のアース電極22，環状アース電極23の外形は幅4ｍｍ，長さ６ｍｍとし、環状アース電極23の開口部は幅2.4ｍｍ，長さ３ｍｍとした。バンドパスフィルタ全体の形状は幅３ｍｍ，長さ５ｍｍ，厚み0.9ｍｍとした。補助入力結合電極41ａおよび補助出力結合電極41ｂが配置された層間と上側の補助共振電極31ａ，31ｂ，31ｃ，31ｄが配置された層間との間の間隔はそれぞれ0.065ｍｍとした。各種電極の厚みは0.013ｍｍとし、各種貫通導体の直径は0.1ｍｍとした。減衰極を形成させるための共振電極結合導体32は、前段側結合領域321および後段側結合領域322の幅を0.2ｍｍとし、接続領域323の幅を0.1ｍｍとした。
【０１０６】
図11はその計算結果を示すグラフであり、横軸は周波数，縦軸は損失を表しており、通過特性（Ｓ21）と反射特性（Ｓ11）を示している。図11によれば、通過特性（Ｓ21）において、比帯域で30％を超える非常に広い周波数範囲で低損失な特性となっており、また、通過帯域外の、2.5ＧＨｚに減衰極が１個と5.3ＧＨｚに減衰極が１個形成されている。このように、広い通過帯域の全域に渡って平坦で低損失であり、且つ通過帯域外では充分な減衰が確保されている優れた通過特性が得られているが、本発明と比較すると、通過帯域の高周波側から阻止域にかけて減衰量が急激に変化する特性が得られていないことがわかる。これにより、第２の共振電極を具備する本発明のバンドパスフィルタの有効性が確認できた。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】本発明のバンドパスフィルタの実施の形態の一例を示す模式的な分解斜視図である。
【図２】（ａ）は図１に示す共振電極結合導体と第１の共振電極とを上から見た模式的な透視図であり、（ｂ）は図１に示す共振電極結合導体の前段側結合領域および後段側結合領域と第１の共振電極と入力結合電極と出力結合電極との位置関係を模式的に示す横から見た概略説明図である。
【図３】本発明のバンドパスフィルタの実施の形態の他の例を模式的に示す分解斜視図である。
【図４】本発明のバンドパスフィルタの実施の形態のさらに他の例を模式的に示す分解斜視図である。
【図５】本発明のバンドパスフィルタの実施の形態のさらに他の例を模式的に示す分解斜視図である。
【図６】本発明のバンドパスフィルタの実施の形態のさらに他の例を模式的に示す分解斜視図である。
【図７】本発明のバンドパスフィルタを用いた高周波モジュールおよびそれを用いた無線通信機器の構成例を示すブロック図である。
【図８】図５に示す本発明のバンドパスフィルタの一例の伝送特性のシミュレーション結果を示す図である。
【図９】図５に示す本発明のバンドパスフィルタの他の例の伝送特性のシミュレーション結果を示す図である。
【図１０】図６に示す本発明のバンドパスフィルタの他の例の伝送特性のシミュレーション結果を示す図である。
【図１１】図５に示すバンドパスフィルタから第２の共振電極を取り除いた場合の伝送特性のシミュレーション結果を示す図である。
【符号の説明】
【０１０８】
11：誘電体層
21：第１のアース電極
22：第２のアース電極
23：環状アース電極
30ａ，30ｂ，30ｃ，30ｄ，30ｅ，30ｆ：第１の共振電極
31ａ，31ｂ，31ｃ，31ｄ：補助共振電極
32：共振電極結合導体
321：前段側結合領域
322：後段側結合領域
33ａ，33ｂ, 33ｃ, 33ｄ：第２の共振電極
34ａ：入力結合共振電極
34ｂ：出力結合共振電極
40ａ：入力結合電極
40ｂ：出力結合電極
41ａ：補助入力結合電極
41ｂ：補助出力結合電極
50：貫通導体
51：第１の貫通導体
52：第２の貫通導体
53：第３の貫通導体
54：第４の貫通導体
55：第５の貫通導体
80：高周波モジュール
85：無線通信機器
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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