(57)【要約】　【課題】　非常に簡単な構造によって実現することができ、かつ、大幅な低損失化が可能な共用器を得る。　【解決手段】　誘電体層と電極層が交互に積層された積層体により共用器を構成する。積層体内に、互いに通過帯域周波数の異なる、送信用の第１のフィルタと受信用の第２のフィルタとを設ける。第１のフィルタと第２のフィルタとの間に、一端が短絡し、他端が外部端子に接続された結合線路９からなる整合回路を設ける。第１のフィルタは、一端が短絡した２つの第１ストリップ線路共振器３ａ、３ｂを含む。第２のフィルタは、一端が短絡した２つの第２ストリップ線路共振器４ａ、４ｂを含む。結合線路９と、当該結合線路９に近接する第１ストリップ線路共振器３ｂとを、電磁界結合によって結合する。結合線路９と、当該結合線路９に近接する第２ストリップ線路共振器４ａとを、電磁界結合によって結合する。【選択図】　図２
2004147300.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体層と電極層が交互に積層された積層体からなる共用器であって、
　前記積層体内に設けられ、互いに通過帯域周波数の異なる、送信用の第１のフィルタと受信用の第２のフィルタと、
　前記第１のフィルタと前記第２のフィルタとの間に設けられ、一端が短絡し、他端が外部端子に接続された結合線路からなる整合回路とを備え、
　前記第１のフィルタは、一端が短絡した第１ストリップ線路共振器を少なくとも１つ含み、
　前記第２のフィルタは、一端が短絡した第２ストリップ線路共振器を少なくとも１つ含み、
　前記第１ストリップ線路共振器と前記第２ストリップ線路共振器は、それぞれ前記結合線路と電磁界結合によって結合されていることを特徴とする共用器。
【請求項２】
前記第１ストリップ線路共振器と前記第２ストリップ線路共振器の少なくとも一方は、開放端側で広く、短絡端側で狭い線路幅を有する請求項１に記載の共用器。
【請求項３】
前記積層体は、順次積層された、第１誘電体層と、第２誘電体層と、第３誘電体層と、第４誘電体層とを含み、
　前記電極層は、
　前記第１誘電体層の上面に配置された第１シールド電極と、
　前記第１誘電体層と前記第２誘電体層との間に配置された、前記第１のフィルタを構成する段間結合容量電極と、前記第２のフィルタを構成する入出力結合容量電極と、
　前記第２誘電体層と前記第３誘電体層との間に配置された、前記第１のフィルタを構成する第１共振器電極と、前記第２のフィルタを構成する第２共振器電極と、前記整合回路を構成する結合線路電極と、
　前記第３誘電体層と前記第４誘電体層との間に配置された、前記第１のフィルタを構成する入出力結合容量電極と、前記第２のフィルタを構成する段間結合容量電極と、
　前記第４誘電体層の下面に配置された第２シールド電極と、
　前記第１誘電体層、第２誘電体層、第３誘電体層及び第４誘電体層の側面に設けられ、前記第１のフィルタを構成する前記入出力結合容量電極と前記第２のフィルタを構成する前記入出力結合容量電極と前記結合線路電極のそれぞれに接続された少なくとも３つの端子電極と、
　前記第１シールド電極と前記第２シールド電極とを接続する端面電極とを含む請求項１に記載の共用器。
【請求項４】
前記第１誘電体層、第２誘電体層、第３誘電体層及び第４誘電体層の少なくとも一層は、他の誘電体層と異なる誘電率を有する請求項３に記載の共用器。
【請求項５】
前記第１ストリップ線路共振器と前記第２ストリップ線路共振器の少なくとも一方は、前記結合線路が形成された誘電体層とは異なる誘電体層に形成されている請求項１に記載の共用器。
【請求項６】
前記結合線路は、互いに連結された、線路幅の異なる少なくとも２つのストリップ線路からなる請求項１に記載の共用器。
【請求項７】
前記結合線路が複数本のストリップ線路からなり、前記複数本のストリップ線路は、それぞれ異なる誘電体層に設けられている請求項１に記載の共用器。
【請求項８】
前記複数本のストリップ線路のうち少なくとも１つは、他のストリップ線路と異なる線路幅を有する請求項７に記載の共用器。
【請求項９】
前記複数本のストリップ線路が、ビアホールによって互いに接続された請求項７に記載の共用器。
【請求項１０】
誘電体層を介在させて前記結合線路及び前記ストリップ線路共振器と重なるように設けられた結合コンデンサをさらに備えた請求項１に記載の共用器。
【請求項１１】
前記第１誘電体層を間に挟んで、前記第１シールド電極と対向させて設けられた調整用容量電極をさらに備えた請求項３に記載の共用器。
【請求項１２】
前記第１のフィルタと前記第２のフィルタは、シールド電極を介在させて対向して設けられている請求項１に記載の共用器。
【請求項１３】
前記積層体は、順次積層された、第１誘電体層と、第２誘電体層と、第３誘電体層と、第４誘電体層と、第５誘電体層と、第６誘電体層とを含み、
　前記電極層は、
　前記第１誘電体層の上面に配置された第１シールド電極と、
　前記第１誘電体層と前記第２誘電体層との間に配置された、前記第１のフィルタを構成する、段間結合容量電極及び入出力結合容量電極と、
　前記第２誘電体層と前記第３誘電体層との間に配置された、前記第１のフィルタを構成する複数個の共振器電極と、
　前記第３誘電体層と前記第４誘電体層との間に配置された、第３のシールド電極と、前記整合回路を構成する結合線路電極と、
　前記第４誘電体層と前記第５誘電体層との間に配置された、前記第２のフィルタを構成する、複数個の共振器電極及び当該共振器電極に接続された入出力線路電極と、
　前記第５誘電体層と前記第６誘電体層との間に配置された、前記第２のフィルタを構成する段間結合容量電極と、
　前記第６誘電体層の下面に配置された第２シールド電極と、
　前記第１誘電体層、第２誘電体層、第３誘電体層、第４誘電体層、第５誘電体層及び第６誘電体層の側面に設けられ、前記入出力結合容量電極と前記入出力線路電極と前記結合線路電極のそれぞれに接続された少なくとも３つの端子電極と、
　前記第１シールド電極と前記第２シールド電極と前記第３シールド電極とを接続する端面電極とを含む請求項１２に記載の共用器。
【請求項１４】
誘電体層と電極層が交互に積層された積層体からなる共用器であって、
　前記積層体内に積層方向に並んで配置された第１シールド電極、第２シールド電極、第３シールド電極及び第４シールド電極と、
　前記第１シールド電極と第２シールド電極との間に配置され、一端が短絡したストリップ線路共振器が複数個平行に近接して構成された第１のフィルタと、
　前記第２シールド電極と第３シールド電極との間に配置され、結合線路からなる整合回路と、
　前記第３シールド電極と前記第４シールド電極との間に配置され、一端が短絡したストリップ線路共振器が複数個平行に近接して構成され、前記第１のフィルタと通過帯域周波数の異なる第２のフィルタとを備え、
　前記第２及び第３シールド電極には結合窓が設けられ、
　前記第１及び第２のフィルタを構成する前記ストリップ線路共振器と前記結合線路とが、それぞれ前記結合窓を介して、電磁界結合によって結合されていることを特徴とする共用器。
【請求項１５】
前記積層体は、順次積層された、第１誘電体層と、第２誘電体層と、第３誘電体層と、第４誘電体層と、第５誘電体層と、第６誘電体層と、第７誘電体層と、第８誘電体層とを含み、
　前記電極層は、
　前記第１誘電体層の上面に配置された第１シールド電極と、
　前記第１誘電体層と前記第２誘電体層との間に配置された、前記第１のフィルタを構成する、段間結合容量電極及び入出力結合容量電極と、
　前記第２誘電体層と前記第３誘電体層との間に配置された、前記第１のフィルタを構成する複数個の共振器電極と、
　前記第３誘電体層と前記第４誘電体層との間に配置され、一部に前記結合窓が設けられた第３のシールド電極と、
　前記第４誘電体層と前記第５誘電体層との間に配置された、前記整合回路を構成する結合線路電極と、
　前記第５誘電体層と前記第６誘電体層との間に配置され、一部に前記結合窓が設けられた第４シールド電極と、
　前記第６誘電体層と前記第７誘電体層との間に配置され、前記第２のフィルタを構成する、複数個の共振器電極及び当該共振器電極に接続された入出力線路電極と、
　前記第７誘電体層と前記第８誘電体層との間に配置された、前記第２のフィルタを構成する段間結合容量電極と、
　前記第８の誘電体層の下面に配置された第２のシールド電極と、
　前記第１誘電体層、第２誘電体層、第３誘電体層、第４誘電体層、第５誘電体層、第６誘電体層、第７誘電体層及び第８誘電体層の側面に設けられ、前記入出力結合容量電極と前記入出力線路電極と前記結合線路電極のそれぞれに接続された少なくとも３つの端子電極と、
　前記第１シールド電極と前記第２シールド電極と前記第３シールド電極と前記第４シールド電極とを接続する端面電極とを含む請求項１４に記載の共用器。
【請求項１６】
誘電体層と電極層が交互に積層された積層体からなる共用器であって、
　前記積層体内に設けられ、互いに通過帯域周波数の異なる、送信用の第１のフィルタと受信用の第２のフィルタと、
　前記第１のフィルタと前記第２のフィルタとの間に設けられ、一端が開放し、他端が外部端子に接続された結合線路からなる整合回路とを備え、
　前記第１のフィルタは、一端が短絡した第１ストリップ線路共振器を少なくとも１つ含み、
　前記第２のフィルタは、一端が短絡した第２ストリップ線路共振器を少なくとも１つ含み、
　前記第１ストリップ線路共振器と前記第２ストリップ線路共振器は、それぞれ前記結合線路と電磁界結合によって結合されていることを特徴とする共用器。
【請求項１７】
前記結合線路の開放端側に、誘電体層を介在させて整合用容量電極が接続されている請求項１６に記載の共用器。
【請求項１８】
前記第１ストリップ線路共振器と前記第２ストリップ線路共振器の少なくとも一方は、開放端側で広く、短絡端側で狭い線路幅を有する請求項１６に記載の共用器。
【請求項１９】
前記積層体は、順次積層された、第１誘電体層と、第２誘電体層と、第３誘電体層と、第４誘電体層とを含み、
　前記電極層は、
　前記第１誘電体層の上面に配置された第１シールド電極と、
　前記第１誘電体層と前記第２誘電体層との間に配置された、前記第１のフィルタを構成する段間結合容量電極と、前記第２のフィルタを構成する入出力結合容量電極と、
　前記第２誘電体層と前記第３誘電体層との間に配置された、前記第１のフィルタを構成する第１共振器電極と、前記第２のフィルタを構成する第２共振器電極と、前記整合回路を構成する結合線路電極と、
　前記第３誘電体層と前記第４誘電体層との間に配置された、前記第１のフィルタを構成する入出力結合容量電極と、前記第２のフィルタを構成する段間結合容量電極と、
　前記第４誘電体層の下面に配置された第２シールド電極と、
　前記第１誘電体層、第２誘電体層、第３誘電体層及び第４誘電体層の側面に設けられ、前記第１のフィルタを構成する前記入出力結合容量電極と前記第２のフィルタを構成する前記入出力結合容量電極と前記結合線路電極のそれぞれに接続された少なくとも３つの端子電極と、
　前記第１シールド電極と前記第２シールド電極とを接続する端面電極とを含む請求項１６に記載の共用器。
【請求項２０】
前記第１誘電体層、第２誘電体層、第３誘電体層及び第４誘電体層の少なくとも一層は、他の誘電体層と異なる誘電率を有する請求項１９に記載の共用器。
【請求項２１】
前記第１ストリップ線路共振器と前記第２ストリップ線路共振器の少なくとも一方は、前記結合線路が形成された誘電体層とは異なる誘電体層に形成されている請求項１６に記載の共用器。
【請求項２２】
前記結合線路は、互いに連結された、線路幅の異なる少なくとも２つのストリップ線路からなる請求項１６に記載の共用器。
【請求項２３】
前記結合線路が複数本のストリップ線路からなり、前記複数本のストリップ線路は、それぞれ異なる誘電体層に設けられている請求項１６に記載の共用器。
【請求項２４】
前記複数本のストリップ線路のうち少なくとも１つは、他のストリップ線路と異なる線路幅を有する請求項２３に記載の共用器。
【請求項２５】
前記複数本のストリップ線路が、ビアホールによって互いに接続された請求項２３に記載の共用器。
【請求項２６】
誘電体層を介在させて前記結合線路及び前記ストリップ線路共振器と重なるように設けられた結合コンデンサをさらに備えた請求項１６に記載の共用器。
【請求項２７】
前記第１誘電体層を間に挟んで、前記第１シールド電極と対向させて設けられた調整用容量電極をさらに備えた請求項１９に記載の共用器。
【請求項２８】
前記第１のフィルタと前記第２のフィルタは、シールド電極を介在させて対向して設けられている請求項１６に記載の共用器。
【請求項２９】
前記積層体は、順次積層された、第１誘電体層と、第２誘電体層と、第３誘電体層と、第４誘電体層と、第５誘電体層と、第６誘電体層とを含み、
　前記電極層は、
　前記第１誘電体層の上面に配置された第１シールド電極と、
　前記第１誘電体層と前記第２誘電体層との間に配置された、前記第１のフィルタを構成する、段間結合容量電極及び入出力結合容量電極と、
　前記第２誘電体層と前記第３誘電体層との間に配置された、前記第１のフィルタを構成する複数個の共振器電極と、
　前記第３誘電体層と前記第４誘電体層との間に配置された、第３のシールド電極と、前記整合回路を構成する結合線路電極と、
　前記第４誘電体層と前記第５誘電体層との間に配置された、前記第２のフィルタを構成する、複数個の共振器電極及び当該共振器電極に接続された入出力線路電極と、
　前記第５誘電体層と前記第６誘電体層との間に配置された、前記第２のフィルタを構成する段間結合容量電極と、
　前記第６誘電体層の下面に配置された第２シールド電極と、
　前記第１誘電体層、第２誘電体層、第３誘電体層、第４誘電体層、第５誘電体層及び第６誘電体層の側面に設けられ、前記入出力結合容量電極と前記入出力線路電極と前記結合線路電極のそれぞれに接続された少なくとも３つの端子電極と、
　前記第１シールド電極と前記第２シールド電極と前記第３シールド電極とを接続する端面電極とを含む請求項２８に記載の共用器。
【請求項３０】
誘電体層と電極層が交互に積層された積層体からなる共用器であって、
　前記積層体内に設けられ、互いに通過帯域周波数の異なる、送信用の第１のフィルタと受信用の第２のフィルタと、
　前記第１のフィルタと前記第２のフィルタとの間に設けられ、結合線路からなる整合回路とを備え、
　前記第１及び第２のフィルタのうちの少なくとも一方は、帯域阻止特性を有する、一端が短絡したストリップ線路共振器と伝送線路とからなるフィルタであり、
　前記伝送線路と前記結合線路が電磁界結合によって結合されていることを特徴とする共用器。
【請求項３１】
前記積層体は、順次積層された、第１誘電体層と、第２誘電体層と、第３誘電体層と、第４誘電体層と、第５誘電体層とを含み、
　前記電極層は、
　前記第１誘電体層の上面に配置された第１シールド電極と、
　前記第１誘電体層と前記第２誘電体層との間に配置された、前記第１のフィルタを構成する段間結合容量電極と、
　前記第２誘電体層と前記第３誘電体層との間に配置された、前記第１のフィルタを構成する複数個の共振器電極と、前記整合回路を構成する結合線路電極と、
　前記第３誘電体層と前記第４誘電体層との間に配置された、前記第１のフィルタを構成する入出力結合容量電極と、帯域阻止特性を有する前記第２フィルタを構成する伝送線路電極と、整合回路を構成する結合線路電極と、
　前記第４誘電体層と前記第５誘電体層との間に配置された、前記第２のフィルタを構成する共振器電極と、
　前記第５の誘電体層の下面に配置された第２のシールド電極と、
　前記第１誘電体層、第２誘電体層、第３誘電体層、第４誘電体層及び第５誘電体層の側面に設けられ、前記入出力結合容量電極と前記伝送線路電極と前記結合線路電極にそれぞれ接続された少なくとも３つの端子電極と、
　前記第１シールド電極と第２シールド電極とを接続する端面電極とを含む請求項３０に記載の共用器。
【請求項３２】
前記積層体は、順次積層された、第１誘電体層と、第２誘電体層と、第３誘電体層と、第４誘電体層と、第５誘電体層とを含み、
　前記電極層は、
　前記第１誘電体層の上面に配置された第１シールド電極と、
　前記第１誘電体層と前記第２誘電体層との間に配置された、前記第１のフィルタを構成する段間結合容量電極と、
　前記第２誘電体層と前記第３誘電体層との間に配置された、前記第１のフィルタを構成する複数個の共振器電極と、前記整合回路を構成する結合線路電極と、
　前記第３誘電体層と前記第４誘電体層との間に配置された、前記第１のフィルタを構成する入出力結合容量電極と、帯域阻止特性を有する前記第２フィルタを構成する伝送線路電極と、
　前記第４誘電体層と前記第５誘電体層との間に配置された、前記第２のフィルタを構成する共振器電極と、
　前記第５の誘電体層の下面に配置された第２のシールド電極と、
　前記第１誘電体層、第２誘電体層、第３誘電体層、第４誘電体層及び第５誘電体層の側面に設けられ、前記入出力結合容量電極と前記伝送線路電極と前記結合線路電極にそれぞれ接続された少なくとも３つの端子電極と、
　前記第１シールド電極と第２シールド電極とを接続する端面電極とを含み、
　前記伝送線路電極の一部分は、積層方向への投影において、前記第３誘電体層を介在させて前記結合線路電極と重なっており、
　前記積層方向への投影において、前記伝送線路電極の前記一部分の幅は、前記結合線路電極の幅と同一であるか又は異なっている請求項３０に記載の共用器。
【請求項３３】
誘電体層と電極層が交互に積層された積層体からなる共用器と、
　前記積層体の上面に実装された半導体チップ及び/又は弾性表面波デバイスとを備えた積層型高周波デバイスであって、
　前記共用器として請求項１〜３２のいずれかに記載の共用器を用いたことを特徴とする積層型高周波デバイス。
【請求項３４】
アンテナと、
　送信回路から出た周波数成分を前記アンテナに送り、かつ、前記アンテナから受信した周波数成分を受信回路に送る、誘電体層と電極層が交互に積層された積層体からなる共用器とを備えた通信機器であって、
　前記共用器として請求項１〜３２のいずれかに記載の共用器を用いたことを特徴とする通信機器。
【請求項３５】
前記積層体の上面に実装された半導体チップ及び/又は弾性表面波デバイスとをさらに備えた請求項３４に記載の通信機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は、共用器、並びにそれを備えた積層型高周波デバイス及び通信機器に関し、さらに詳細には、１つのアンテナを送信側と受信側とで共用し、送信信号と受信信号とを分離する機能を有するアンテナ共用器、並びにそれを備えた積層型高周波デバイス及び通信機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
　１つのアンテナを送信側と受信側とで共用し、送信信号と受信信号とを分離する機能を有するアンテナ共用器においては、中心周波数の異なる２つのフィルタが接続される。従って、これら２つのフィルタのいずれか一方のフィルタの中心周波数において、これら２つのフィルタが共用する入出力端子であるアンテナから見た他方のフィルタのインピーダンスが無限大となるようにして、当該フィルタの伝達特性が妨げられないようにする必要がある。
【０００３】
　この目的のために、図２４に示すような共用器が提案されている（例えば、特許文献１参照）。図２４は従来技術における共用器を示す分解斜視図である。
【０００４】
　図２４に示すように、誘電体層１１ｐの下面には、第１の端部アース電極（図示せず）が設けられている。また、誘電体層１１ｐには、前記第１の端部アース電極と後述する伝送線路７０ｐの先端部とを接続するためのスルーホール９１ｐが形成されている。
【０００５】
　誘電体層１４ｐの上面には、その一端がそれぞれ前記第１の端部アース電極に接続されて１/４波長型ストリップ線路共振器を構成する共振素子２１ｐ、２２ｐ、２３ｐ、２４ｐ、２５ｐが設けられている。また、誘電体層１４ｐの上面には、その一端がそれぞれ前記第１の端部アース電極に接続され、かつ、その他端がそれぞれ共振素子２１ｐ、２２ｐ、２３ｐ、２４ｐ、２５ｐの開放端と所定の間隔をもって対向する電極３１ｐ、３２ｐ、３３ｐ、３４ｐ、３５ｐが設けられている。そして、共振素子２１ｐ、２２ｐが分布結合されることを利用してコムライン形のフィルタ５００ｐが構成され、共振素子２３ｐ、２４ｐ、２５ｐが分布結合されることを利用してコムライン形のフィルタ６００ｐが構成されている。また、誘電体層１４ｐの上面には、共振素子２２ｐと共振素子２３ｐとの間にインダクタを構成するための伝送線路７０ｐが設けられている。伝送線路７０ｐの先端部には、前記第１の端部アース電極と接続するためのスルーホール９４ｐが形成されている。
【０００６】
　誘電体層１２ｐの上面には、共振素子２１ｐ、２２ｐの開放端側に位置して前記第１の端部アース電極と接続される内層アース電極８１ｐが設けられており、内層アース電極８１ｐと共振素子２１ｐ、２２ｐの開放端側との間には誘電体層１３ｐ、１４ｐが介在されている。また、誘電体層１２ｐの上面には、共振素子２３ｐ、２４ｐ、２５ｐの開放端側に位置して前記第１の端部アース電極と接続される内層アース電極８３ｐが設けられており、内層アース電極８３ｐと共振素子２３ｐ、２４ｐ、２５ｐの開放端側との間には誘電体層１３ｐ、１４ｐが介在されている。また、誘電体層１２ｐには、前記第１の端部アース電極と伝送線路７０ｐの先端部とを接続するためのスルーホール９２ｐが形成されている。
【０００７】
　誘電体層１３ｐの上面には、その一端部５１ｐが伝送線路７０ｐの一部に誘電体層１４ｐを挟んで重なり、かつ、その他端部５２ｐが共振素子２３ｐの一部に誘電体層１４ｐを挟んで重なる容量結合電極５０ｐと、共振素子２５ｐの一部に誘電体層１４ｐを挟んで重なる入出力電極４２ｐとが設けられている。また、誘電体層１３ｐには、前記第１の端部アース電極と伝送線路７０ｐの先端部とを接続するためのスルーホール９３ｐが形成されている。
【０００８】
　伝送線路７０ｐの先端部は、スルーホール９４ｐ、９３ｐ、９２ｐ、９１ｐを介して誘電体層１１ｐの下面に設けられた前記第１の端部アース電極に短絡される。スルーホール９４ｐは、伝送線路７０ｐの電気長が９０度以下の所定の長さとなるような位置に設けられている。このため、伝送線路７０ｐはインダクタを構成する。
【０００９】
　誘電体層１５ｐの上面には、その一端部６１ｐが伝送線路７０ｐの一部に誘電体層１５ｐを挟んで重なり、かつ、その他端部６２ｐが共振素子２２ｐの一部に誘電体層１５ｐを挟んで重なる容量電極６０ｐが設けられている。また、誘電体層１５ｐの上面には、その一部が共振素子２１ｐの一部に誘電体層１５ｐを挟んで重なる入出力電極４１ｐが設けられている。
【００１０】
　誘電体層１７ｐの上面には、第２の端部アース電極１１０ｐが設けられている。
【００１１】
　誘電体層１６ｐの上面には、共振素子２１ｐ、２２ｐの開放端側に位置して第２の端部アース電極１１０ｐと接続される内層アース電極８２ｐが設けられており、内層アース電極８２ｐと共振素子２１ｐ、２２ｐの開放端側との間には誘電体層１５ｐ、１６ｐが介在されている。また、誘電体層１６ｐの上面には、共振素子２３ｐ、２４ｐ、２５ｐの開放端側に位置して第２の端部アース電極１１０ｐと接続される内層アース電極８４ｐが設けられており、内層アース電極８４ｐと共振素子２３ｐ、２４ｐ、２５ｐの開放端側との間には誘電体層１５ｐ、１６ｐが介在されている。
【００１２】
　以上のような構成を有する誘電体層１１ｐ、１２ｐ、１３ｐ、１４ｐ、１５ｐ、１６ｐ、１７ｐを積層して一体化した後、焼成することにより、誘電体層と電極層が交互に積層された積層体からなる共用器が得られる。
【００１３】
　図２５に、上記のような構成を有する共用器の等価回路を示す。図２４、図２５に示すように、共振素子２１ｐ、２２ｐによってバンドパスフィルタ５００ｐが構成され、共振素子２３ｐ、２４ｐ、２５ｐによってバンドパスフィルタ６００ｐが構成されている。静電容量４０１ｐは、容量電極６０ｐと伝送線路７０ｐとの間に形成される静電容量であり、静電容量４０２ｐは、容量電極５０ｐと伝送線路７０ｐとの間に形成される静電容量である。インダクタ４０３ｐは、伝送線路７０ｐによって構成されるインダクタである。インダクタ４０３ｐは、フィルタ５００ｐ、６００ｐと並列に接続され、静電容量４０１ｐは、アンテナ７００ｐとフィルタ５００ｐとの間に直列に接続され、静電容量４０２ｐは、アンテナ７００ｐとフィルタ６００ｐとの間に直列に接続されている。これらのインダクタ４０３ｐ、静電容量４０１ｐ、４０２ｐによって分波回路４００ｐが構成されている。
【００１４】
　図２６に、上記のような構成を有する共用器の伝達特性を示す。図２６に示すように、分波回路４００ｐは、１つのアンテナを送信側と受信側とで共用し、送信信号と受信信号とを分離する機能を有することが分かる。
【特許文献１】特許第３２０４７５３号公報（第４〜５頁、図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
　以上のように、従来技術における共用器は、共振素子が誘電体基板中に一体的に設けられて構成されたトリプレート形の２つのフィルタ間に設けられた分波回路を具備している。そして、分波回路は、２つのフィルタにそれぞれ直列に接続された静電容量と、並列に接続されたインダクタとを用いて構成されている。
【００１６】
　しかし、上記した構造では、回路構成が複雑となるために、分波回路での損失が増加すると共に、配置スペースが必然的に大きくなるという問題点があった。また、２つのフィルタにそれぞれ並列に接続されているインダクタは、大きなＬ値を得ることが困難であるため、設計の自由度が狭くなるという問題点があった。
【００１７】
　本発明は、従来技術における前記課題を解決するためになされたものであり、非常に簡単な構造によって実現することができ、大幅な低損失化が可能で、容易に小型化を図ることのできる共用器、並びにそれを用いた積層型高周波デバイス及び通信機器を提供することを目的とする。また、本発明は、設計の自由度を十分にとることができるように改良された共用器、並びにそれを用いた積層型高周波デバイス及び通信機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
　前記目的を達成するため、本発明に係る共用器の第１の構成は、誘電体層と電極層が交互に積層された積層体からなる共用器であって、
　前記積層体内に設けられ、互いに通過帯域周波数の異なる、送信用の第１のフィルタと受信用の第２のフィルタと、
　前記第１のフィルタと前記第２のフィルタとの間に設けられ、一端が短絡し、他端が外部端子に接続された結合線路からなる整合回路とを備え、
　前記第１のフィルタは、一端が短絡した第１ストリップ線路共振器を少なくとも１つ含み、
　前記第２のフィルタは、一端が短絡した第２ストリップ線路共振器を少なくとも１つ含み、
　前記第１ストリップ線路共振器と前記第２ストリップ線路共振器は、それぞれ前記結合線路と電磁界結合によって結合されていることを特徴とする。
【００１９】
　この共用器の第１の構成によれば、インダクタやコンデンサなどの集中定数素子を用いることなく、第１ストリップ線路共振器と第２ストリップ線路共振器のそれぞれを結合線路と電磁界結合によって結合する、という簡単な構造により、共用器を実現することができるので、大幅な低損失化が可能となる。
【００２０】
　前記本発明の共用器の第１の構成においては、前記第１ストリップ線路共振器と前記第２ストリップ線路共振器の少なくとも一方は、開放端側で広く、短絡端側で狭い線路幅を有するのが好ましい。この好ましい例によれば、第１及び第２ストリップ線路共振器と結合線路との結合度を、それぞれ任意に変化させることが可能となるので、設計の自由度が大幅に向上する。
【００２１】
　前記本発明の共用器の第１の構成においては、前記積層体は、順次積層された、第１誘電体層と、第２誘電体層と、第３誘電体層と、第４誘電体層とを含み、
　前記電極層は、
　前記第１誘電体層の上面に配置された第１シールド電極と、
　前記第１誘電体層と前記第２誘電体層との間に配置された、前記第１のフィルタを構成する段間結合容量電極と、前記第２のフィルタを構成する入出力結合容量電極と、
　前記第２誘電体層と前記第３誘電体層との間に配置された、前記第１のフィルタを構成する第１共振器電極と、前記第２のフィルタを構成する第２共振器電極と、前記整合回路を構成する結合線路電極と、
　前記第３誘電体層と前記第４誘電体層との間に配置された、前記第１のフィルタを構成する入出力結合容量電極と、前記第２のフィルタを構成する段間結合容量電極と、
　前記第４誘電体層の下面に配置された第２シールド電極と、
　前記第１誘電体層、第２誘電体層、第３誘電体層及び第４誘電体層の側面に設けられ、前記第１のフィルタを構成する前記入出力結合容量電極と前記第２のフィルタを構成する前記入出力結合容量電極と前記結合線路電極のそれぞれに接続された少なくとも３つの端子電極と、
　前記第１シールド電極と前記第２シールド電極とを接続する端面電極とを含むのが好ましい。
【００２２】
　この好ましい例によれば、非常に簡単な構造によって共用器を実現することができるので、大幅な低損失化と小型化が可能となる。
【００２３】
　また、この場合には、前記第１誘電体層、第２誘電体層、第３誘電体層及び第４誘電体層の少なくとも一層は、他の誘電体層と異なる誘電率を有するのが好ましい。この好ましい例によれば、コンデンサの容量を調節することができる。
【００２４】
　また、この場合には、前記第１誘電体層を間に挟んで、前記第１シールド電極と対向させて設けられた調整用容量電極をさらに備えているのが好ましい。アンテナは、送信と受信の双方に用いられるが、この好ましい例によれば、送信と受信の整合を最適化することができる。
【００２５】
　前記本発明の共用器の第１の構成においては、前記第１ストリップ線路共振器と前記第２ストリップ線路共振器の少なくとも一方は、前記結合線路が形成された誘電体層とは異なる誘電体層に形成されているのが好ましい。この好ましい例によれば、設計の自由度、融通性を持たせることができる。
【００２６】
　前記本発明の共用器の第１の構成においては、前記結合線路は、互いに連結された、線路幅の異なる少なくとも２つのストリップ線路からなるのが好ましい。この好ましい例によれば、電磁界結合の強さを任意に変更することができる。
【００２７】
　前記本発明の共用器の第１の構成においては、前記結合線路が複数本のストリップ線路からなり、前記複数本のストリップ線路は、それぞれ異なる誘電体層に設けられているのが好ましい。この好ましい例によれば、電位の安定化を図ることができる。また、この場合には、前記複数本のストリップ線路のうち少なくとも１つは、他のストリップ線路と異なる線路幅を有するのが好ましい。この好ましい例によれば、より強い電磁界結合を得ることが可能となる。また、この場合には、前記複数本のストリップ線路が、ビアホールによって互いに接続されているのが好ましい。この好ましい例によれば、ビアホールのシールド効果により、第１ストリップ線路共振器と第２ストリップ線路共振器を分離することができるので、送信時に、受信側へ周波数成分が行くのを防止し、受信時に、送信側へ周波数成分が行くのを防止することができる。
【００２８】
　前記本発明の共用器の第１の構成においては、誘電体層を介在させて前記結合線路及び前記ストリップ線路共振器と重なるように設けられた結合コンデンサをさらに備えているのが好ましい。この好ましい例によれば、結合コンデンサによって生じる電界結合と、ストリップ線路共振器と結合線路との間に生じる電磁界結合とが組み合わされる。ストリップ線路共振器と結合線路との間に生じる結合は、磁界成分が支配的であるが、結合コンデンサを設けることにより、電界容量成分を増やすことができる。
【００２９】
　前記本発明の共用器の第１の構成においては、前記第１のフィルタと前記第２のフィルタは、シールド電極を介在させて対向して設けられているのが好ましい。この好ましい例によれば、送信用の第１のフィルタと受信用の第２のフィルタを縦方向に並べることができるので、共用器の占有面積を小さくすることができる。
【００３０】
　また、この場合には、前記積層体は、順次積層された、第１誘電体層と、第２誘電体層と、第３誘電体層と、第４誘電体層と、第５誘電体層と、第６誘電体層とを含み、
　前記電極層は、
　前記第１誘電体層の上面に配置された第１シールド電極と、
　前記第１誘電体層と前記第２誘電体層との間に配置された、前記第１のフィルタを構成する、段間結合容量電極及び入出力結合容量電極と、
　前記第２誘電体層と前記第３誘電体層との間に配置された、前記第１のフィルタを構成する複数個の共振器電極と、
　前記第３誘電体層と前記第４誘電体層との間に配置された、第３のシールド電極と、前記整合回路を構成する結合線路電極と、
　前記第４誘電体層と前記第５誘電体層との間に配置された、前記第２のフィルタを構成する、複数個の共振器電極及び当該共振器電極に接続された入出力線路電極と、
　前記第５誘電体層と前記第６誘電体層との間に配置された、前記第２のフィルタを構成する段間結合容量電極と、
　前記第６誘電体層の下面に配置された第２シールド電極と、
　前記第１誘電体層、第２誘電体層、第３誘電体層、第４誘電体層、第５誘電体層及び第６誘電体層の側面に設けられ、前記入出力結合容量電極と前記入出力線路電極と前記結合線路電極のそれぞれに接続された少なくとも３つの端子電極と、
　前記第１シールド電極と前記第２シールド電極と前記第３シールド電極とを接続する端面電極とを含むのが好ましい。
【００３１】
　この好ましい例によれば、第１のフィルタと第２のフィルタを縦方向に並べることができるので、共用器の占有面積を小さくすることができる。
【００３２】
　本発明に係る共用器の第２の構成は、誘電体層と電極層が交互に積層された積層体からなる共用器であって、
　前記積層体内に積層方向に並んで配置された第１シールド電極、第２シールド電極、第３シールド電極及び第４シールド電極と、
　前記第１シールド電極と第２シールド電極との間に配置され、一端が短絡したストリップ線路共振器が複数個平行に近接して構成された第１のフィルタと、
　前記第２シールド電極と第３シールド電極との間に配置され、結合線路からなる整合回路と、
　前記第３シールド電極と前記第４シールド電極との間に配置され、一端が短絡したストリップ線路共振器が複数個平行に近接して構成され、前記第１のフィルタと通過帯域周波数の異なる第２のフィルタとを備え、
　前記第２及び第３シールド電極には結合窓が設けられ、
　前記第１及び第２のフィルタを構成する前記ストリップ線路共振器と前記結合線路とが、それぞれ前記結合窓を介して、電磁界結合によって結合されていることを特徴とする。
【００３３】
　この共用器の第２の構成によれば、電磁界結合の強さの融通性を、簡単に図ることができる。
【００３４】
　前記本発明の共用器の第２の構成においては、前記積層体は、順次積層された、第１誘電体層と、第２誘電体層と、第３誘電体層と、第４誘電体層と、第５誘電体層と、第６誘電体層と、第７誘電体層と、第８誘電体層とを含み、
　前記電極層は、
　前記第１誘電体層の上面に配置された第１シールド電極と、
　前記第１誘電体層と前記第２誘電体層との間に配置された、前記第１のフィルタを構成する、段間結合容量電極及び入出力結合容量電極と、
　前記第２誘電体層と前記第３誘電体層との間に配置された、前記第１のフィルタを構成する複数個の共振器電極と、
　前記第３誘電体層と前記第４誘電体層との間に配置され、一部に前記結合窓が設けられた第３のシールド電極と、
　前記第４誘電体層と前記第５誘電体層との間に配置された、前記整合回路を構成する結合線路電極と、
　前記第５誘電体層と前記第６誘電体層との間に配置され、一部に前記結合窓が設けられた第４シールド電極と、
　前記第６誘電体層と前記第７誘電体層との間に配置され、前記第２のフィルタを構成する、複数個の共振器電極及び当該共振器電極に接続された入出力線路電極と、
　前記第７誘電体層と前記第８誘電体層との間に配置された、前記第２のフィルタを構成する段間結合容量電極と、
　前記第８の誘電体層の下面に配置された第２のシールド電極と、
　前記第１誘電体層、第２誘電体層、第３誘電体層、第４誘電体層、第５誘電体層、第６誘電体層、第７誘電体層及び第８誘電体層の側面に設けられ、前記入出力結合容量電極と前記入出力線路電極と前記結合線路電極のそれぞれに接続された少なくとも３つの端子電極と、
　前記第１シールド電極と前記第２シールド電極と前記第３シールド電極と前記第４シールド電極とを接続する端面電極とを含んでいるのが好ましい。
【００３５】
　この好ましい例によれば、誘電体層の上にシールド電極を印刷するときに、その一部を印刷せずに結合窓を設ける、という簡単な方法により、電磁界結合の強さを容易に変えることができる。
【００３６】
　本発明に係る共用器の第３の構成は、誘電体層と電極層が交互に積層された積層体からなる共用器であって、
　前記積層体内に設けられ、互いに通過帯域周波数の異なる、送信用の第１のフィルタと受信用の第２のフィルタと、
　前記第１のフィルタと前記第２のフィルタとの間に設けられ、一端が開放し、他端が外部端子に接続された結合線路からなる整合回路とを備え、
　前記第１のフィルタは、一端が短絡した第１ストリップ線路共振器を少なくとも１つ含み、
　前記第２のフィルタは、一端が短絡した第２ストリップ線路共振器を少なくとも１つ含み、
　前記第１ストリップ線路共振器と前記第２ストリップ線路共振器は、それぞれ前記結合線路と電磁界結合によって結合されていることを特徴とする。
【００３７】
　この共用器の第３の構成によれば、一端が開放し、他端が外部端子に接続された結合線路を用いることによっても、共用器として動作させることができる。
【００３８】
　前記本発明の共用器の第３の構成においては、前記結合線路の開放端側に、誘電体層を介在させて整合用容量電極が接続されているのが好ましい。結合線路９一端を開放した場合には、開放端に浮遊容量が生じ、ばらつきの要因となるが、この好ましい例によれば、安定化させることができる。また、容量値を変えることにより、設計の自由度を得ることができる。
【００３９】
　前記本発明の共用器の第３の構成においては、前記第１ストリップ線路共振器と前記第２ストリップ線路共振器の少なくとも一方は、開放端側で広く、短絡端側で狭い線路幅を有するのが好ましい。
【００４０】
　前記本発明の共用器の第３の構成においては、前記積層体は、順次積層された、第１誘電体層と、第２誘電体層と、第３誘電体層と、第４誘電体層とを含み、
　前記電極層は、
　前記第１誘電体層の上面に配置された第１シールド電極と、
　前記第１誘電体層と前記第２誘電体層との間に配置された、前記第１のフィルタを構成する段間結合容量電極と、前記第２のフィルタを構成する入出力結合容量電極と、
　前記第２誘電体層と前記第３誘電体層との間に配置された、前記第１のフィルタを構成する第１共振器電極と、前記第２のフィルタを構成する第２共振器電極と、前記整合回路を構成する結合線路電極と、
　前記第３誘電体層と前記第４誘電体層との間に配置された、前記第１のフィルタを構成する入出力結合容量電極と、前記第２のフィルタを構成する段間結合容量電極と、
　前記第４誘電体層の下面に配置された第２シールド電極と、
　前記第１誘電体層、第２誘電体層、第３誘電体層及び第４誘電体層の側面に設けられ、前記第１のフィルタを構成する前記入出力結合容量電極と前記第２のフィルタを構成する前記入出力結合容量電極と前記結合線路電極のそれぞれに接続された少なくとも３つの端子電極と、
　前記第１シールド電極と前記第２シールド電極とを接続する端面電極とを含むのが好ましい。
【００４１】
　また、この場合には、前記第１誘電体層、第２誘電体層、第３誘電体層及び第４誘電体層の少なくとも一層は、他の誘電体層と異なる誘電率を有するのが好ましい。
【００４２】
　また、この場合には、前記第１誘電体層を間に挟んで、前記第１シールド電極と対向させて設けられた調整用容量電極をさらに備えているのが好ましい。
【００４３】
　前記本発明の共用器の第３の構成においては、前記第１ストリップ線路共振器と前記第２ストリップ線路共振器の少なくとも一方は、前記結合線路が形成された誘電体層とは異なる誘電体層に形成されているのが好ましい。
【００４４】
　前記本発明の共用器の第３の構成においては、前記結合線路は、互いに連結された、線路幅の異なる少なくとも２つのストリップ線路からなるのが好ましい。
【００４５】
　前記本発明の共用器の第３の構成においては、前記結合線路が複数本のストリップ線路からなり、前記複数本のストリップ線路は、それぞれ異なる誘電体層に設けられているのが好ましい。また、この場合には、前記複数本のストリップ線路のうち少なくとも１つは、他のストリップ線路と異なる線路幅を有するのが好ましい。また、この場合には、前記複数本のストリップ線路が、ビアホールによって互いに接続されているのが好ましい。
【００４６】
　前記本発明の共用器の第３の構成においては、誘電体層を介在させて前記結合線路及び前記ストリップ線路共振器と重なるように設けられた結合コンデンサをさらに備えているのが好ましい。
【００４７】
　前記本発明の共用器の第３の構成においては、前記第１のフィルタと前記第２のフィルタは、シールド電極を介在させて対向して設けられているのが好ましい。
【００４８】
　また、この場合には、前記積層体は、順次積層された、第１誘電体層と、第２誘電体層と、第３誘電体層と、第４誘電体層と、第５誘電体層と、第６誘電体層とを含み、
　前記電極層は、
　前記第１誘電体層の上面に配置された第１シールド電極と、
　前記第１誘電体層と前記第２誘電体層との間に配置された、前記第１のフィルタを構成する、段間結合容量電極及び入出力結合容量電極と、
　前記第２誘電体層と前記第３誘電体層との間に配置された、前記第１のフィルタを構成する複数個の共振器電極と、
　前記第３誘電体層と前記第４誘電体層との間に配置された、第３のシールド電極と、前記整合回路を構成する結合線路電極と、
　前記第４誘電体層と前記第５誘電体層との間に配置された、前記第２のフィルタを構成する、複数個の共振器電極及び当該共振器電極に接続された入出力線路電極と、
　前記第５誘電体層と前記第６誘電体層との間に配置された、前記第２のフィルタを構成する段間結合容量電極と、
　前記第６誘電体層の下面に配置された第２シールド電極と、
　前記第１誘電体層、第２誘電体層、第３誘電体層、第４誘電体層、第５誘電体層及び第６誘電体層の側面に設けられ、前記入出力結合容量電極と前記入出力線路電極と前記結合線路電極のそれぞれに接続された少なくとも３つの端子電極と、
　前記第１シールド電極と前記第２シールド電極と前記第３シールド電極とを接続する端面電極とを含むのが好ましい。
【００４９】
　本発明に係る共用器の第４の構成は、誘電体層と電極層が交互に積層された積層体からなる共用器であって、
　前記積層体内に設けられ、互いに通過帯域周波数の異なる、送信用の第１のフィルタと受信用の第２のフィルタと、
　前記第１のフィルタと前記第２のフィルタとの間に設けられ、結合線路からなる整合回路とを備え、
　前記第１及び第２のフィルタのうちの少なくとも一方は、帯域阻止特性を有する、一端が短絡したストリップ線路共振器と伝送線路とからなるフィルタであり、
　前記伝送線路と前記結合線路が電磁界結合によって結合されていることを特徴とする。
【００５０】
　この共用器の第４の構成によれば、特定の高周波成分のみを阻止するフィルタとなる。帯域阻止特性を有するフィルタは、帯域通過特性を有するフィルタに比べて、低損失化を図ることができるので、送信フィルタの損失を低減することが可能となる。
【００５１】
　前記本発明の共用器の第４の構成においては、前記積層体は、順次積層された、第１誘電体層と、第２誘電体層と、第３誘電体層と、第４誘電体層と、第５誘電体層とを含み、
　前記電極層は、
　前記第１誘電体層の上面に配置された第１シールド電極と、
　前記第１誘電体層と前記第２誘電体層との間に配置された、前記第１のフィルタを構成する段間結合容量電極と、
　前記第２誘電体層と前記第３誘電体層との間に配置された、前記第１のフィルタを構成する複数個の共振器電極と、前記整合回路を構成する結合線路電極と、
　前記第３誘電体層と前記第４誘電体層との間に配置された、前記第１のフィルタを構成する入出力結合容量電極と、帯域阻止特性を有する前記第２フィルタを構成する伝送線路電極と、整合回路を構成する結合線路電極と、
　前記第４誘電体層と前記第５誘電体層との間に配置された、前記第２のフィルタを構成する共振器電極と、
　前記第５の誘電体層の下面に配置された第２のシールド電極と、
　前記第１誘電体層、第２誘電体層、第３誘電体層、第４誘電体層及び第５誘電体層の側面に設けられ、前記入出力結合容量電極と前記伝送線路電極と前記結合線路電極にそれぞれ接続された少なくとも３つの端子電極と、
　前記第１シールド電極と第２シールド電極とを接続する端面電極とを含んでいるのが好ましい。
【００５２】
　この好ましい例によれば、上記のような積層構造とすることにより、帯域阻止特性を有するフィルタを、容易に形成することができる。
【００５３】
　前記本発明の共用器の第４の構成においては、前記積層体は、順次積層された、第１誘電体層と、第２誘電体層と、第３誘電体層と、第４誘電体層と、第５誘電体層とを含み、
　前記電極層は、
　前記第１誘電体層の上面に配置された第１シールド電極と、
　前記第１誘電体層と前記第２誘電体層との間に配置された、前記第１のフィルタを構成する段間結合容量電極と、
　前記第２誘電体層と前記第３誘電体層との間に配置された、前記第１のフィルタを構成する複数個の共振器電極と、前記整合回路を構成する結合線路電極と、
　前記第３誘電体層と前記第４誘電体層との間に配置された、前記第１のフィルタを構成する入出力結合容量電極と、帯域阻止特性を有する前記第２フィルタを構成する伝送線路電極と、
　前記第４誘電体層と前記第５誘電体層との間に配置された、前記第２のフィルタを構成する共振器電極と、
　前記第５の誘電体層の下面に配置された第２のシールド電極と、
　前記第１誘電体層、第２誘電体層、第３誘電体層、第４誘電体層及び第５誘電体層の側面に設けられ、前記入出力結合容量電極と前記伝送線路電極と前記結合線路電極にそれぞれ接続された少なくとも３つの端子電極と、
　前記第１シールド電極と第２シールド電極とを接続する端面電極とを含み、
　前記伝送線路電極の一部分は、積層方向への投影において、前記第３誘電体層を介在させて前記結合線路電極と重なっており、
　前記積層方向への投影において、前記伝送線路電極の前記一部分の幅は、前記結合線路電極の幅と同一であるか又は異なっているのが好ましい。
【００５４】
　この好ましい例によれば、結合線路電極と伝送線路電極を縦方向に上下に配置しているので、電磁界結合がより強くなる。また、伝送線路電極の一部分の幅を、結合線路電極の幅と異ならせることにより、積層時に重なり合いのずれに対して余裕を持たせることができる。
【００５５】
　本発明に係る積層型高周波デバイスの構成は、誘電体層と電極層が交互に積層された積層体からなる共用器と、
　前記積層体の上面に実装された半導体チップ及び/又は弾性表面波デバイスとを備えた積層型高周波デバイスであって、
　前記共用器として前記本発明の共用器を用いたことを特徴とする。
【００５６】
　この積層型高周波デバイスの構成によれば、共用器を非常に簡単な構造で実現することができるので、大幅な低損失化が可能な、半導体チップ及び／又は弾性表面波デバイスを備えた、積層型高周波デバイスを得ることができる。
【００５７】
　本発明に係る通信機器の構成は、アンテナと、
　送信回路から出た周波数成分を前記アンテナに送り、かつ、前記アンテナから受信した周波数成分を受信回路に送る、誘電体層と電極層が交互に積層された積層体からなる共用器とを備えた通信機器であって、
　前記共用器として前記本発明の共用器を用いたことを特徴とする。
【００５８】
　この通信機器の構成によれば、共用器を非常に簡単な構造で実現することができるので、大幅な低損失化が可能な通信機器を得ることができる。
【００５９】
　前記本発明の通信機器の構成においては、前記積層体の上面に実装された半導体チップ及び/又は弾性表面波デバイスとをさらに備えているのが好ましい。この好ましい例によれば、大幅な低損失化が可能な、半導体チップ及び／又は弾性表面波デバイスを備えた、積層型高周波デバイスを含む通信機器を得ることができる。
【発明の効果】
【００６０】
　本発明によれば、非常に簡単な構造によって実現することができ、大幅な低損失化が可能で、容易に小型化を図ることのできる共用器、並びにそれを用いた積層型高周波デバイス及び通信機器を得ることができる。また、本発明によれば、設計の自由度を十分にとることができるように改良された共用器、並びにそれを用いた積層型高周波デバイス及び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】
【００６１】
　以下、実施の形態を用いて本発明をさらに具体的に説明する。
【００６２】
　図１は本発明の実施の形態における共用器を示す概念図である。図１に示すように、本実施の形態の共用器においては、共振器と結合線路が、誘電体基板中に一体的に設けられている。送信、受信用の２つのフィルタは、トリプレート形に構成されている。送信フィルタと受信フィルタとの間には、結合線路からなる整合回路が設けられている。結合線路は、アンテナ端子（ＡＮＴ）に接続されている。送信フィルタは、送信回路の端子（ＴＸ）に接続され、受信フィルタは、受信回路の端子（ＲＸ）に接続されている。送信フィルタ及び受信フィルタの、結合線路に最も近い共振器と、結合線路とは、直接、電磁界結合（Ｍ）によって結合されている。すなわち、送受各フィルタの共振器と結合線路を、磁界結合と電界結合の組み合わせによって高周波的に結合することにより、所望の共用器特性が実現されている。このように、本実施の形態によれば、非常に簡単な構造によって共用器を実現することができるので、大幅な低損失化が可能となる。
【００６３】
　［第１の実施の形態］
　図２は本発明の第１の実施の形態における共用器を示す分解斜視図である。
【００６４】
　図２に示すように、本実施の形態における共用器は、誘電体層と電極層が交互に積層された積層体により構成されている。積層体内には、互いに通過帯域周波数の異なる、送信用の第１のフィルタと受信用の第２のフィルタとが設けられている。また、第１のフィルタと第２のフィルタとの間には、一端が短絡し、他端が外部端子に接続された結合線路９からなる整合回路が設けられている。
【００６５】
　第１のフィルタは、一端が短絡した２つの第１ストリップ線路共振器３ａ、３ｂを含んでいる。また、第２のフィルタは、一端が短絡した２つの第２ストリップ線路共振器４ａ、４ｂを含んでいる。結合線路９と、当該結合線路９に近接する第１ストリップ線路共振器３ｂとは、電磁界結合によって結合されている。また、結合線路９と、当該結合線路９に近接する第２ストリップ線路共振器４ａとは、電磁界結合によって結合されている。
【００６６】
　本実施の形態において、第１ストリップ線路共振器３ａ、３ｂと第２ストリップ線路共振器４ａ、４ｂは、開放端側で広く、短絡端側で狭い線路幅を有している（幅広部と幅狭部）。このように、ストリップ線路共振器の線路幅に、開放端側と短絡端側とで差を持たせる構成を採用することにより、第１及び第２ストリップ線路共振器３ｂ、４ａと結合線路９との結合度を、それぞれ任意に変化させることが可能となり、設計の自由度が大幅に向上する。
【００６７】
　次に、本実施の形態における共用器の実際の構造について、さらに詳細に説明する。
【００６８】
　前記積層体は、順次積層された、第１誘電体層１ａと、第２誘電体層１ｂと、第３誘電体層１ｃと、第４誘電体層１ｄとを含んでいる。ここで、各誘電体層は、ガラスセラミックにより形成されている。
【００６９】
　前記電極層は、以下のような構成となっている。すなわち、第１誘電体層１ａの上面には、第１シールド電極２ａが配置されている。第１誘電体層１ａと第２誘電体層１ｂとの間には、第１のフィルタを構成する段間結合容量電極５と、第２のフィルタを構成する入出力結合容量電極８とが配置されている。第２誘電体層１ｂと第３誘電体層１ｃとの間には、第１のフィルタを構成する第１共振器電極３ａ、３ｂと、第２のフィルタを構成する第２共振器電極４ａ、４ｂと、整合回路を構成する結合線路電極９とが配置されている。第３誘電体層１ｃと第４誘電体層１ｄとの間には、第１のフィルタを構成する入出力結合容量電極７と、第２のフィルタを構成する段間結合容量電極６とが配置されている。第４誘電体層１ｄの下面には、第２シールド電極２ｂが配置されている。第１誘電体層１ａ、第２誘電体層１ｂ、第３誘電体層１ｃ及び第４誘電体層１ｄの側面には、入出力結合容量電極７、８と結合線路電極９のそれぞれに接続される少なくとも３つの端子電極（外部端子）１０ａ、１０ｂ（入出力結合容量電極７に対応する端子電極（外部端子）は図示せず）が設けられている。第１シールド電極２ａと第２シールド電極２ｂは、端面電極１１ａ、１１ｂによって接続されている。ここで、各電極は、銀を主成分とする導電性材料により形成されている。
【００７０】
　本実施の形態の構成によれば、インダクタやコンデンサなどの集中定数素子を用いることなく、第１共振器電極（第１ストリップ線路共振器）３ｂと第２共振器電極（第２ストリップ線路共振器）４ａのそれぞれを結合線路電極（結合線路）９と電磁界結合によって結合する、という非常に簡単な構造により、共用器を実現することができるので、大幅な低損失化が可能となる。
【００７１】
　本実施の形態の共用器においては、第１誘電体層１ａ、第２誘電体層１ｂ、第３誘電体層１ｃ及び第４誘電体層１ｄのうちの少なくとも一層が、他の誘電体層と異なる誘電率を有しているのが望ましい。誘電率は、ガラスセラミックの組成を変えることによって調整することができる。このように複数の誘電体層のうちの少なくとも一層の誘電率を他の誘電体層の誘電率と異ならせることにより、コンデンサの容量を調節することができる。
【００７２】
　図３に、上記のような構成を有する共用器の等価回路を示す。図３に示すように、本実施の形態の共用器は、段間結合容量２３、２４と、入出力結合容量２５、２６と、結合線路２７と、共振器２１ａ、２１ｂ、２２ａ、２２ｂとを含んでいる。ここで、結合線路２７と、当該結合線路２７に近接する共振器２１ｂの幅広部とは、電磁界結合Ｍ１によって結合されている。また、結合線路２７と共振器２１ｂの幅狭部とは、電磁界結合Ｍ２によって結合されている。結合線路２７と、当該結合線路２７に近接する共振器２２ａの幅広部とは、電磁界結合Ｍ３によって結合されている。また、結合線路２７と共振器２２ｂの幅狭部とは、電磁界結合Ｍ４によって結合されている。
【００７３】
　図４に、上記のような構成を有する共用器の伝達特性を示す。図４中、ＴＸ→ＡＮＴは送信フィルタの特性を表わし、ＡＮＴ→ＲＸは受信フィルタの特性を表わしている。図４に示すように、本実施の形態の共用器は、送信時において、必要な周波数成分のみを透過し、不要な周波数成分は透過させないことが分かる。また、本実施の形態の共用器は、受信時において、必要な周波数成分のみを透過し、不要な周波数成分は透過させないことが分かる。従って、本実施の形態の共用器を用いれば、送信時に、受信側へ周波数成分が行くのを防止し、受信時に、送信側へ周波数成分が行くのを防止することができる。
【００７４】
　本実施の形態の変形として、図５に示すように、誘電体層１ｂを介在させて結合線路９及びストリップ線路共振器３ｂ、４ａと重なるように結合コンデンサ１８を設けるのも望ましい。この構成によれば、結合コンデンサ１８によって生じる電界結合と、ストリップ線路共振器３ｂ、４ａと結合線路９との間に生じる電磁界結合とが組み合わされる。ストリップ線路共振器３ｂ、４ａと結合線路９との間に生じる電磁界結合は、磁界成分が支配的であるが、結合コンデンサ１８を設けることにより、電界容量成分を増やすことができる。
【００７５】
　尚、本実施の形態においては、第１のフィルタが、一端が短絡した２つの第１ストリップ線路共振器３ａ、３ｂを含むように構成され、第２のフィルタが、一端が短絡した２つの第２ストリップ線路共振器４ａ、４ｂを含むように構成されているが、必ずしもこの構成に限定されるものではない。第１のフィルタは、一端が短絡した第１ストリップ線路共振器を少なくとも１つ含んでいれば足り、第２のフィルタは、一端が短絡した第２ストリップ線路共振器を少なくとも１つ含んでいれば足りる。
【００７６】
　また、本実施の形態においては、第１ストリップ線路共振器３ａ、３ｂと第２ストリップ線路共振器４ａ、４ｂの双方とも、開放端側で広く、短絡端側で狭い線路幅を有するように構成されているが、必ずしもこの構成に限定されるものではなく、第１ストリップ線路共振器と第２ストリップ線路共振器の少なくとも一方が、開放端側で広く、短絡端側で狭い線路幅を有していればよい。
【００７７】
　［第２の実施の形態］
　図６は本発明の第２の実施の形態における共用器を示す分解斜視図である。本実施の形態の共用器は、以下の点を除いて、上記第１の実施の形態の共用器と同一であるため、同一又は相当する部分には同一の参照番号を付して、その説明は省略する。
【００７８】
　図６に示すように、本実施の形態の共用器においては、第１ストリップ線路共振器３ａ、３ｂと第２ストリップ線路共振器４ａ、４ｂが、それぞれ、結合線路９が形成された誘電体層１ｄとは異なる誘電体層１ｃ、１ｅに形成されている。このように、第１ストリップ線路共振器３ａ、３ｂと第２ストリップ線路共振器４ａ、４ｂを、それぞれ、結合線路９が形成された誘電体層１ｄとは異なる誘電体層１ｃ、１ｅに形成することにより、設計の自由度、融通性を持たせることができる。
【００７９】
　また、結合線路９は、互いに連結された、線路幅の異なる２つのストリップ線路（幅広部と幅狭部）により構成されている。このように、結合線路９を、線路幅の異なる２つのストリップ線路を用いて構成することにより、電磁界結合の強さを任意に変更することができる。
【００８０】
　尚、本実施の形態においては、第１ストリップ線路共振器３ａ、３ｂと第２ストリップ線路共振器４ａ、４ｂのそれぞれが、結合線路９が形成された誘電体層１ｄとは異なる誘電体層１ｃ、１ｅに形成されているが、必ずしもこの構成に限定されるものではない。第１ストリップ線路共振器と第２ストリップ線路共振器の少なくとも一方が、結合線路が形成された誘電体層とは異なる誘電体層に形成されていればよい。
【００８１】
　また、本実施の形態においては、結合線路９が、互いに連結された、線路幅の異なる２つのストリップ線路により構成されているが、必ずしもこの構成に限定されるものではない。結合線路は、互いに連結された、線路幅の異なる３つ以上のストリップ線路により構成されていてもよい。
【００８２】
　［第３の実施の形態］
　図７は本発明の第３の実施の形態における共用器を示す分解斜視図である。本実施の形態の共用器は、以下の点を除いて、上記第２の実施の形態の共用器と同一であるため、同一又は相当する部分には同一の参照番号を付して、その説明は省略する。
【００８３】
　図７に示すように、本実施の形態の共用器においては、結合線路が、３本のストリップ線路９ａ、９ｂ、９ｃからなり、３本のストリップ線路９ａ、９ｂ、９ｃは、それぞれ異なる誘電体層１ｃ、１ｄ、１ｅに設けられている。ストリップ線路が１本だけの場合には、電位がふらつくが、３本のストリップ線路を用いることにより、電位の安定化を図ることができる。
【００８４】
　３本のストリップ線路９ａ、９ｂ、９ｃのうち少なくとも１つは、他のストリップ線路と異なる線路幅を有しているのが望ましい。本実施の形態においては、全てのストリップ線路９ａ、９ｂ、９ｃの線路幅が異なるように構成されている。電磁界結合は、結合線路の線路幅によっても変わるので、結合線路の線路幅を異ならせることにより、より強い電磁界結合を得ることが可能となる。
【００８５】
　尚、本実施の形態においては、結合線路が、３本のストリップ線路９ａ、９ｂ、９ｃにより構成されているが、必ずしもこの構成に限定されるものではなく、結合線路は複数本のストリップ線路により構成されていればよい。
【００８６】
　［第４の実施の形態］
　図８は本発明の第４の実施の形態における共用器を示す分解斜視図である。本実施の形態の共用器は、以下の点を除いて、上記第３の実施の形態の共用器と同一であるため、同一又は相当する部分には同一の参照番号を付して、その説明は省略する。
【００８７】
　図８に示すように、本実施の形態の共用器においては、３本のストリップ線路９ａ、９ｂ、９ｃが、ビアホール１２によって互いに接続されている。
【００８８】
　本実施の形態の構成によれば、ビアホール１２のシールド効果により、第１ストリップ線路共振器３ａ、３ｂと第２ストリップ線路共振器４ａ、４ｂを分離することができるので、送信時に、受信側へ周波数成分が行くのを防止し、受信時に、送信側へ周波数成分が行くのを防止することができる。
【００８９】
　［第５の実施の形態］
　図９は本発明の第５の実施の形態における共用器を示す分解斜視図である。
【００９０】
　図９に示すように、本実施の形態における共用器は、誘電体層と電極層が交互に積層された積層体により構成されている。積層体内には、第３シールド電極３２ｃを介在させて、互いに通過帯域周波数の異なる、送信用の第１のフィルタと受信用の第２のフィルタとが対向して設けられている。また、第１のフィルタと第２のフィルタとの間には、一端が短絡し、他端が外部端子に接続された結合線路３９からなる整合回路が設けられている。
【００９１】
　第１のフィルタは、一端が短絡した２つの第１ストリップ線路共振器３３ａ、３３ｂを含んでいる。また、第２のフィルタは、一端が短絡した２つの第２ストリップ線路共振器３４ａ、３４ｂを含んでいる。結合線路３９と第１ストリップ線路共振器３３ｂとは、電磁界結合によって結合されている。また、結合線路３９と第２ストリップ線路共振器３４ｂとは、電磁界結合によって結合されている。
【００９２】
　次に、本実施の形態における共用器の実際の構造について、さらに詳細に説明する。
【００９３】
　前記積層体は、順次積層された、第１誘電体層３１ａと、第２誘電体層３１ｂと、第３誘電体層３１ｃと、第４誘電体層３１ｄと、第５誘電体層３１ｅと、第６誘電体層３１ｆとを含んでいる。
【００９４】
　前記電極層は、以下のような構成となっている。すなわち、第１誘電体層３１ａの上面には、第１シールド電極３２ａが配置されている。第１誘電体層３１ａと第２誘電体層３１ｂとの間には、第１のフィルタを構成する、段間結合容量電極３５及び入出力結合容量電極３７が配置されている。第２誘電体層３１ｂと第３誘電体層３１ｃとの間には、第１のフィルタを構成する第１共振器電極３３ａ、３３ｂが配置されている。第３誘電体層３１ｃと第４誘電体層３１ｄとの間には、第３のシールド電極３２ｃと、整合回路を構成する結合線路電極３９とが配置されている。第４誘電体層３１ｄと第５誘電体層３１ｅとの間には、第２のフィルタを構成する、第２共振器電極３４ａ、３４ｂ及び共振器電極３４ａに接続された入出力線路電極３８が配置されている。第５誘電体層３１ｅと第６誘電体層３１ｆとの間には、第２のフィルタを構成する段間結合容量電極３６が配置されている。第６誘電体層３１ｆの下面には、第２シールド電極３２ｂが配置されている。第１誘電体層３１ａ、第２誘電体層３１ｂ、第３誘電体層３１ｃ、第４誘電体層３１ｄ、第５誘電体層３１ｅ及び第６誘電体層３１ｆの側面には、入出力結合容量電極３７と入出力線路電極３８と結合線路電極３９のそれぞれに接続される少なくとも３つの端子電極４０ａ、４０ｂ（入出力結合容量電極３７、入出力線路電極３８に対応する端子電極は図示せず）が設けられている。第１シールド電極３２ａと第２シールド電極３２ｂと第３シールド電極３２ｃは、端面電極４１によって接続されている。
【００９５】
　本実施の形態の構成によれば、送信用の第１のフィルタと受信用の第２のフィルタを縦方向（積層方向）に並べることができるので、共用器の占有面積を小さくすることができる。本実施の形態の共用器は、積層構造ゆえに、このような縦積みが可能となる。
【００９６】
　尚、本実施の形態においては、第１のフィルタが、一端が短絡した２つの第１ストリップ線路共振器３３ａ、３３ｂを含むように構成され、第２のフィルタが、一端が短絡した２つの第２ストリップ線路共振器３４ａ、３４ｂを含むように構成されているが、必ずしもこの構成に限定されるものではない。第１のフィルタは、一端が短絡した第１ストリップ線路共振器を３つ以上含んでいてもよく、第２のフィルタは、一端が短絡した第２ストリップ線路共振器を３つ以上含んでいてもよい。
【００９７】
　［第６の実施の形態］
　図１０は本発明の第６の実施の形態における共用器を示す分解斜視図である。
【００９８】
　図１０に示すように、本実施の形態における共用器は、誘電体層と電極層が交互に積層された積層体により構成されている。積層体内には、第１シールド電極３２ａ、第３シールド電極３２ｃ、第４シールド電極３２ｄ及び第２シールド電極３２ｂが積層方向に並んで配置されている。第１シールド電極３２ａと第３シールド電極３２ｃとの間には、一端が短絡した２つの第１ストリップ線路共振器３３ａ、３３ｂが平行に近接して構成された第１のフィルタが設けられている。第３シールド電極３２ｃと第４シールド電極３２ｄとの間には、一端が短絡し、他端が外部端子に接続された結合線路３９からなる整合回路が設けられている。第４シールド電極３２ｄと第２シールド電極３２ｂとの間には、一端が短絡した２つの第２ストリップ線路共振器３４ａ、３４ｂが平行に近接して構成され、前記第１のフィルタと通過帯域周波数の異なる第２のフィルタが設けられている。第３シールド電極３２ｃと第４シールド電極３２ｄには、それぞれ結合窓４２ａ、４２ｂが設けられている。そして、第１のフィルタを構成する第１ストリップ線路共振器３３ｂと結合線路３９とが、結合窓４２ａを介して、電磁界結合によって結合されている。また、第２のフィルタを構成する第２ストリップ線路共振器３４ｂと結合線路３９とが、結合窓４２ｂを介して、電磁界結合によって結合されている。
【００９９】
　結合窓４２ａ、４２ｂはシールド電極が印刷されていない部分であり、このような結合窓４２ａ、４２ｂを設けることにより、電磁界結合の強さの融通性を、簡単に図ることができる。
【０１００】
　次に、本実施の形態における共用器の実際の構造について、さらに詳細に説明する。
【０１０１】
　前記積層体は、順次積層された、第１誘電体層３１ａと、第２誘電体層３１ｂと、第３誘電体層３１ｃと、第４誘電体層３１ｇと、第５誘電体層３１ｈと、第６誘電体層３１ｄと、第７誘電体層３１ｅと、第８誘電体層３１ｆとを含んでいる。
【０１０２】
　前記電極層は、以下のような構成となっている。すなわち、第１誘電体層３１ａの上面には、第１シールド電極３２ａが配置されている。第１誘電体層３１ａと第２誘電体層３１ｂとの間には、第１のフィルタを構成する、段間結合容量電極３５及び入出力結合容量電極３７とが配置されている。また、第２誘電体層３１ｂと第３誘電体層３１ｃとの間には、第１のフィルタを構成する第１共振器電極３３ａ、３３ｂが配置されている。第３誘電体層３１ｃと第４誘電体層３１ｇとの間には、一部に結合窓４２ａが設けられた第３シールド電極３２ｃが配置されている。第４誘電体層３１ｇと第５誘電体層３１ｈとの間には、一端が短絡し、他端が外部端子に接続された、整合回路を構成する結合線路電極３９が配置されている。第５誘電体層３１ｈと第６誘電体層３１ｄとの間には、一部に結合窓４２ｂが設けられた第４シールド電極３２ｄが配置されている。第６誘電体層３１ｄと第７誘電体層３１ｅとの間には、第２のフィルタを構成する、第２共振器電極３４ａ、３４ｂ及び共振器電極３４ａに接続された入出力線路電極３８が配置されている。また、第７誘電体層３１ｅと第８誘電体層３１ｆとの間には、第２のフィルタを構成する段間結合容量電極３６が配置されている。第８誘電体層３１ｆの下面には、第２シールド電極３２ｂが配置されている。第１誘電体層３１ａ、第２誘電体層３１ｂ、第３誘電体層３１ｃ、第４誘電体層３１ｇ、第５誘電体層３１ｈ、第６誘電体層３１ｄ、第７誘電体層３１ｅ及び第８誘電体層３１ｆの側面には、入出力結合容量電極３７と入出力線路電極３８と結合線路電極３９のそれぞれに接続される少なくとも３つの端子電極４０ａ、４０ｂが設けられている（入出力結合容量電極３７、入出力線路電極３８に対応する端子電極は図示せず）。第１シールド電極３２ａと第３シールド電極３２ｃと第４シールド電極３２ｄと第２シールド電極３２ｂは、端面電極４１によって接続されている。
【０１０３】
　本実施の形態の構成によれば、誘電体層の上にシールド電極を印刷するときに、その一部を印刷せずに結合窓４２ａ、４２ｂを設ける、という簡単な方法により、電磁界結合の強さを容易に変えることができる。
【０１０４】
　図１１に、上記のような構成を有する共用器の等価回路を示す。本実施の形態における共用器の等価回路は、以下の点を除いて、図３に示す等価回路と同一であるため、同一又は相当する部分には同一の参照番号を付して、その説明は省略する。
【０１０５】
　本実施の形態における共用器の等価回路が図３に示す等価回路と異なる点は、誘電体層を介在させて結合線路２７及びストリップ線路共振器２１ｂと重なるように結合コンデンサ２８ａが設けられ、誘電体層を介在させて結合線路２７及びストリップ線路共振器２２ａと重なるように結合コンデンサ２８ｂが設けられている点である。これにより、結合コンデンサ２８ａ、２８ｂによって生じる電界結合と、ストリップ線路共振器２２ａ、２１ｂと結合線路２７との間に生じる電磁界結合とが組み合わされる。ストリップ線路共振器２２ａ、２１ｂと結合線路２７との間に生じる電磁界結合は、磁界成分が支配的であるが、結合コンデンサ２８ａ、２８ｂを設けることにより、電界容量成分を増やすことができる。
【０１０６】
　［第７の実施の形態］
　図１２は本発明の第７の実施の形態における共用器を示す分解斜視図である。本実施の形態における共用器は、以下の点を除いて、図２に示す上記第１の実施の形態の共用器と同一であるため、同一又は相当する部分には同一の参照番号を付して、その説明は省略する。
【０１０７】
　図１２に示すように、本実施の形態の共用器においては、第１誘電体層１ａを間に挟んで、第１シールド電極２ａと対向させて調整用容量電極１３が設けられている。アンテナは、送信と受信の双方に用いられるが、調整用容量電極１３を設けることにより、送信と受信の整合を最適化することができる。
【０１０８】
　［第８の実施の形態］
　図１３は本発明の第８の実施の形態における共用器を示す分解斜視図である。本実施の形態における共用器は、以下の点を除いて、図２に示す上記第１の実施の形態の共用器と同一であるため、同一又は相当する部分には同一の参照番号を付して、その説明は省略する。
【０１０９】
　図１３に示すように、本実施の形態の共用器においては、第１のフィルタと第２のフィルタとの間に、一端が開放し、他端が外部端子に接続された結合線路９からなる整合回路が設けられている。このように、一端が開放し、他端が外部端子に接続された結合線路９を用いることによっても、共用器として動作させることができる。
【０１１０】
　本実施の形態の変形として、図１４に示すように、結合線路９の開放端側に、第３誘電体層１ｃを介在させて整合用容量電極１４を設けるのも望ましい。結合線路９の一端を開放した場合には、開放端に浮遊容量が生じ、容量のばらつきの要因となるが、結合線路９の開放端側に、第３誘電体層１ｃを介在させて整合用容量電極１４を設けることにより、容量値を安定化させることができる。また、整合用容量の容量値を変えることにより、設計の自由度を得ることができる。
【０１１１】
　図１５に、図１４に示す共用器の等価回路を示す。図１５に示す等価回路は、以下の点を除いて、図３に示す等価回路と同一であるため、同一又は相当する部分には同一の参照番号を付して、その説明は省略する。
【０１１２】
　図１５に示す等価回路が図３に示す等価回路と異なる点は、結合線路２７の開放端側に整合用容量２９が設けられている点である。
【０１１３】
　また、本実施の形態の変形として、上記第２〜第５又は第７の実施の形態に示した構成とするのも望ましい。
【０１１４】
　［第９の実施の形態］
　図１６は本発明の第９の実施の形態における共用器を示す分解斜視図である。
【０１１５】
　図１６に示すように、本実施の形態における共用器は、誘電体層と電極層が交互に積層された積層体により構成されている。積層体内には、互いに通過帯域周波数の異なる、送信用の第１のフィルタと受信用の第２のフィルタとが設けられている。第１及び第２のフィルタのうちの少なくとも一方（本実施の形態においては、第２のフィルタ）は、帯域阻止特性を有する、一端が短絡した第２ストリップ線路共振器５４ａ、５４ｂと伝送線路５７とからなるフィルタである。第１のフィルタと第２のフィルタとの間には、一端が短絡し、他端が外部端子に接続された、結合線路５８ａ、５８ｂからなる整合回路が設けられている。伝送線路５７と結合線路５８ｂは、電磁界結合によって結合されている。
【０１１６】
　次に、本実施の形態における共用器の実際の構造について、さらに詳細に説明する。
【０１１７】
　前記積層体は、順次積層された、第１誘電体層５１ａと、第２誘電体層５１ｂと、第３誘電体層５１ｃと、第４誘電体層５１ｄと、第５誘電体層５１ｅとを含んでいる。
【０１１８】
　前記電極層は、以下のような構成となっている。すなわち、第１誘電体層５１ａの上面には、第１シールド電極５２ａが配置されている。第１誘電体層５１ａと第２誘電体層５１ｂとの間には、第１のフィルタを構成する段間結合容量電極５５が配置されている。第２誘電体層５１ｂと第３誘電体層５１ｃとの間には、第１のフィルタを構成する第１共振器電極５３ａ、５３ｂと、整合回路を構成する結合線路電極５８ａとが配置されている。第３誘電体層５１ｃと第４誘電体層５１ｄとの間には、第１のフィルタを構成する入出力結合容量電極５６と、帯域阻止特性を有する第２フィルタを構成する伝送線路電極５７と、整合回路を構成する結合線路電極５８ｂとが配置されている。第４誘電体層５１ｄと第５誘電体層５１ｅとの間には、第２のフィルタを構成する第２共振器電極５４ａ、５４ｂが配置されている。第５の誘電体層５１ｅの下面には、第２のシールド電極５２ｂが配置されている。第１誘電体層５１ａ、第２誘電体層５１ｂ、第３誘電体層５１ｃ、第４誘電体層５１ｄ及び第５誘電体層５１ｅの側面には、入出力結合容量電極５６と伝送線路電極５７と結合線路電極５８ａ、５８ｂのそれぞれに接続される少なくとも３つの端子電極５９ａ、５９ｂ（入出力結合容量電極５６に対応する端子電極は図示せず）が設けられている。第１シールド電極５２ａと第２シールド電極５２ｂは、端面電極６０ａ、６０ｂによって接続されている。
【０１１９】
　本実施の形態の構成によれば、上記のような積層構造とすることにより、帯域阻止特性を有するフィルタを、容易に形成することができる。
【０１２０】
　図１７に、上記のような構成を有する共用器の等価回路を示す。図１７に示すように、本実施の形態の共用器は、段間結合容量６３と、入出力結合容量６４と、伝送線路６５とを含んでいる。第１のフィルタは、共振器６１ａ、６１ｂを含んでいる。共振器６２ａはノッチ容量６６ａを介して伝送線路６５に接続され、共振器６２ｂはノッチ容量６６ｂを介して伝送線路６５に接続されている。
【０１２１】
　図１８に、上記のような構成を有する共用器の伝達特性を示す。本実施の形態においては、送信用の第２のフィルタが、帯域阻止特性を有する、一端が短絡した第２ストリップ線路共振器５４ａ、５４ｂと伝送線路５７とにより構成されているので、特定の高周波成分のみを阻止するフィルタとなる。帯域阻止特性を有するフィルタは、帯域通過特性を有するフィルタに比べて、低損失化を図ることができるので、送信フィルタの損失を低減することが可能となる。
【０１２２】
　本実施の形態の変形として、図１９に示すように、第１のフィルタと第２のフィルタとの間に、一端が開放し、他端が外部端子に接続された、結合線路５８ａ、５８ｂからなる整合回路を設けることによっても、同様の効果が得られる。
【０１２３】
　図２０に、図１９に示す共用器の等価回路を示す。
【０１２４】
　尚、本実施の形態においては、第１のフィルタが、一端が短絡した２つの第１ストリップ線路共振器５３ａ、５３ｂを含むように構成され、第２のフィルタが、一端が短絡した２つの第２ストリップ線路共振器５４ａ、５４ｂを含むように構成されているが、必ずしもこの構成に限定されるものではない。第１のフィルタは、一端が短絡した第１ストリップ線路共振器を３つ以上含んでいてもよく、第２のフィルタは、一端が短絡した第２ストリップ線路共振器を３つ以上含んでいてもよい。
【０１２５】
　［第１０の実施の形態］
　図２１は本発明の第１０の実施の形態における共用器を示す分解斜視図である。本実施の形態における共用器は、上記第９の実施の形態における共用器の変形例である。
【０１２６】
　図２１に示すように、積層体は、順次積層された、第１誘電体層５１ａと、第２誘電体５１ｂと、第３誘電体層５１ｃと、第４誘電体層５１ｄと、第５誘電体層５１ｅとを含んでいる。
【０１２７】
　電極層は、以下のような構成となっている。すなわち、第１誘電体層５１ａの上面には、第１シールド電極５２ａが配置されている。第１誘電体層５１ａと第２誘電体層５１ｂとの間には、第１のフィルタを構成する段間結合容量電極５５が配置されている。第２誘電体層５１ｂと第３誘電体層５１ｃとの間には、第１のフィルタを構成する第１共振器電極５３ａ、５３ｂと、整合回路を構成する結合線路電極５８ｃとが配置されている。また、第３誘電体層５１ｃと第４誘電体層５１ｄとの間には、第１のフィルタを構成する入出力結合容量電極５６と、帯域阻止特性を有する第２フィルタを構成する伝送線路電極５７とが配置されている。第４誘電体層５１ｄと第５誘電体層５１ｅとの間には、第２のフィルタを構成する第２共振器電極５４ａ、５４ｂが配置されている。第５の誘電体層５１ｅの下面には、第２のシールド電極５２ｂが配置されている。第１誘電体層５１ａ、第２誘電体層５１ｂ、第３誘電体層５１ｃ、第４誘電体層５１ｄ及び第５誘電体層５１ｅの側面には、入出力結合容量電極５６と伝送線路電極５７と結合線路電極５８ｃにそれぞれ接続される少なくとも３つの端子電極５９ａ、５９ｂ（入出力結合容量電極５６に対応する端子電極は図示せず）が設けられている。第１シールド電極５２ａと第２シールド電極５２ｂは、端面電極６０ａ、６０ｂによって接続されている。
【０１２８】
　伝送線路電極５７の一部分５７ａは、積層方向への投影において、第３誘電体層５１ｃを介在させて結合線路電極５８ｃと重なっており、積層方向への投影において、伝送線路電極５７の一部分５７ａの幅は、結合線路電極５８ｃの幅と異なっている。
【０１２９】
　本実施の形態の構成によれば、結合線路電極５８ｃと伝送線路電極５７を縦方向に上下に配置しているので、電磁界結合がより強くなる。また、伝送線路電極５７の一部分５７ａの幅を、結合線路電極５８ｃの幅と異ならせることにより、積層時に重なり合いのずれに対して余裕を持たせることができる。尚、伝送線路電極５７の一部分５７ａの幅は、結合線路電極５８ｃの幅と同一であってもよい。
【０１３０】
　［第１１の実施の形態］
　図２２は本発明の第１１の実施の形態における積層型高周波デバイスを示す概略斜視図である。図２２に示すように、本実施の形態の積層型高周波デバイスは、誘電体層と電極層が交互に積層された積層体７１からなる共用器を備えている。積層体７１の上面には、半導体チップ７２、弾性表面波デバイス７３、ＰＩＮダイオード７４、チップコンデンサ７５及びチップ抵抗７６が実装されている。
【０１３１】
　前記共用器としては、上記各実施の形態で説明した構造を有する共用器が用いられている。例えば、積層体７１内には、互いに通過帯域周波数の異なる、送信用の第１のフィルタと受信用の第２のフィルタとが設けられている。第１のフィルタと第２のフィルタとの間には、一端が短絡し、他端が外部端子に接続された結合線路からなる整合回路が設けられている。第１のフィルタは、一端が短絡した第１ストリップ線路共振器を少なくとも１つ含んでいる。第２のフィルタは、一端が短絡した第２ストリップ線路共振器を少なくとも１つ含んでいる。第１ストリップ線路共振器と第２ストリップ線路共振器は、それぞれ前記結合線路と電磁界結合によって結合されている。
【０１３２】
　本実施の形態の構成によれば、共用器を非常に簡単な構造で実現することができるので、大幅な低損失化が可能な、半導体チップ及び／又は弾性表面波デバイスを備えた、積層型高周波デバイスを得ることができる。
【０１３３】
　［第１２の実施の形態］
　図２３は本発明の第１２の実施の形態における通信機器を示す模式図である。
【０１３４】
　図２３に示すように、本実施の形態における通信機器は、アンテナ８５と、送信回路から出た周波数成分をアンテナ８５に送り、かつ、アンテナ８５から受信した周波数成分を受信回路に送る、誘電体層と電極層が交互に積層された積層体からなる共用器８４を備えている。共用器８４は、送信回路部８２及び受信回路部８３に接続され、送信回路部８２と受信回路部８３は、ベースバンド部８１に接続されている。
【０１３５】
　共用器８４としては、上記各実施の形態で説明した構造を有する共用器が用いられている。例えば、積層体内には、互いに通過帯域周波数の異なる、送信用の第１のフィルタと受信用の第２のフィルタとが設けられている。第１のフィルタと第２のフィルタとの間には、一端が短絡し、他端が外部端子に接続された結合線路からなる整合回路が設けられている。第１のフィルタは、一端が短絡した第１ストリップ線路共振器を少なくとも１つ含んでいる。第２のフィルタは、一端が短絡した第２ストリップ線路共振器を少なくとも１つ含んでいる。第１ストリップ線路共振器と第２ストリップ線路共振器は、それぞれ前記結合線路と電磁界結合によって結合されている。
【０１３６】
　本実施の形態の構成によれば、共用器を非常に簡単な構造で実現することができるので、大幅な低損失化が可能な通信機器を得ることができる。
【０１３７】
　尚、本実施の形態の変形として、前記積層体の上面に、半導体チップ及び/又は弾性表面波デバイスが実装されていてもよい。この構成によれば、大幅な低損失化が可能な、半導体チップ及び／又は弾性表面波デバイスを備えた、積層型高周波デバイスを含む通信機器を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１３８】
【図１】本発明の実施の形態における共用器を示す概念図
【図２】本発明の第１の実施の形態における共用器を示す分解斜視図
【図３】本発明の第１の実施の形態における共用器の等価回路図
【図４】本発明の第１の実施の形態における共用器の伝達特性図
【図５】本発明の実施の形態における共用器の他の例を示す分解斜視図
【図６】本発明の第２の実施の形態における共用器を示す分解斜視図
【図７】本発明の第３の実施の形態における共用器を示す分解斜視図
【図８】本発明の第４の実施の形態における共用器を示す分解斜視図
【図９】本発明の第５の実施の形態における共用器を示す分解斜視図
【図１０】本発明の第６の実施の形態における共用器を示す分解斜視図
【図１１】本発明の第６の実施の形態における共用器の等価回路図
【図１２】本発明の第７の実施の形態における共用器を示す分解斜視図
【図１３】本発明の第８の実施の形態における共用器を示す分解斜視図
【図１４】本発明の第８の実施の形態における共用器の他の例を示す分解斜視図
【図１５】本発明の第８の実施の形態における共用器の他の例の等価回路図
【図１６】本発明の第９の実施の形態における共用器を示す分解斜視図
【図１７】本発明の第９の実施の形態における共用器の等価回路図
【図１８】本発明の第９の実施の形態における共用器の伝達特性図
【図１９】本発明の第９の実施の形態における共用器の他の例を示す分解斜視図
【図２０】本発明の第９の実施の形態における共用器の他の例の等価回路図
【図２１】本発明の第１０の実施の形態における共用器を示す分解斜視図
【図２２】本発明の第１１の実施の形態における積層型高周波デバイスを示す概略斜視図
【図２３】本発明の第１２の実施の形態における通信機器を示す模式図
【図２４】従来技術における共用器を示す分解斜視図
【図２５】従来技術における共用器の等価回路図
【図２６】分波回路の機能を説明するための図
【符号の説明】
【０１３９】
　１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ　誘電体層
　３ａ、３ｂ　第１ストリップ線路共振器
　４ａ、４ｂ　第２第１ストリップ線路共振器
　９　結合線路
【図１】
2004147300.tif 000003
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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