(57)【要約】【課題】積層ストリップラインフィルタにおいて、入力の貫通導体および出力の貫通導体の位置を変更するだけで、減衰極を容易に調整することのできる積層ストリップラインフィルタを提供する。【解決手段】順次積層された第１〜第３の誘電体層内４０〜４２に、第１および第２の共振器が第２の誘電体層４１を挟んでそれぞれの少なくとも一部が積層方向から見て重なるように平行に配され、第１および第３の誘電体層に入力または出力の電極端子に接続されている貫通導体を有している積層ストリップラインフィルタである。【選択図】  図１
2004282676.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の誘電体層と、該第１の誘電体層の上に積層された第２の誘電体層と、該第２の誘電体層の上に積層された第３の誘電体層と、前記第１の誘電体層の下面に配された第１の接地電極と、前記第１および第２の誘電体層の間に配された第１の片端開放矩形状共振電極および第１の片端短絡矩形状共振電極と、前記第２および第３の誘電体層の間に配された第２の片端開放矩形状共振電極および第２の片端短絡矩形状共振電極と、前記第３の誘電体層の上面に配された第２の接地電極と、前記第１の誘電体層を貫通する第１の貫通導体と、前記第３の誘電体層を貫通する第２の貫通導体とから成り、
前記第１および第２の片端開放矩形状共振電極は前記第２の誘電体層を挟んでそれぞれの少なくとも一部が積層方向から見て重なるように平行に配されるとともに、前記第１および第２の片端短絡矩形状共振電極は前記第２の誘電体層を挟んでそれぞれの少なくとも一部が積層方向から見て重なるように平行に配され、前記第１および第２の接地電極は積層方向から見て前記第１および第２の片端開放矩形状共振電極ならびに前記第１および第２の片端短絡矩形状共振電極を覆うように配され、
前記第１の片端開放矩形状共振電極の開放端と反対側の端部と、前記第１の片端短絡矩形状共振電極の短絡端と反対側の端部とを電気的に接続し、前記第１の貫通導体をその接続部に接続するとともに前記第１の接地電極と絶縁して前記第１の誘電体層の下面に導出し、
前記第２の片端開放矩形状共振電極の開放端と反対側の端部と、前記第２の片端短絡矩形状共振電極の短絡端と反対側の端部とを電気的に接続し、前記第２の貫通導体をその接続部に接続するとともに前記第２の接地電極と絶縁して前記第３の誘電体層の上面に導出したことを特徴とする積層ストリップラインフィルタ。
【請求項２】
前記各接地電極が、または前記各片端短絡矩形状共振電極の前記短絡端および前記各接地電極が、前記誘電体層の内部に形成された貫通導体および／または側面に形成された側面導体により積層方向に電気的に接続されていることを特徴とする請求項１記載の積層ストリップラインフィルタ。
【請求項３】
前記第１および第２の片端開放矩形状共振電極の幅が同じであるとともに、前記第１および第２の片端短絡矩形状共振電極の幅が同じであり、前記第１および第２の片端開放矩形状共振電極の前記第２の誘電体層を挟んで積層方向から見た重なり幅の中心と、前記第１および第２の片端短絡矩形状共振電極の前記第２の誘電体層を挟んで積層方向から見た重なり幅の中心とが積層方向から見て一直線上にあり、前記第１および第２の貫通導体が積層方向から見て前記一直線上に、または前記一直線に対して対称な位置にあることを特徴とする請求項１記載の積層ストリップラインフィルタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば携帯電話や無線ＬＡＮ等の無線通信機器その他の各種通信機器等において使用される積層ストリップラインフィルタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電話機等の移動体通信機器等に使用されるフィルタは、移動体通信機器等の薄型化・小型化の要求に伴い、誘電体同軸型共振器を用いたフィルタから分布定数回路を共振器に用いた積層ストリップラインフィルタへと進展してきている。
【０００３】
この積層ストリップラインフィルタは、特許文献１に、図４に透視斜視図、および図５に透視平面図、図６に図５におけるｂ−ｂ’線断面図で示す構成のものが提案されている。
【０００４】
図４〜図６において、１０は第１の誘電体層、１１は第１の誘電体層１０の上に積層された第２の誘電体層、１２は第２の誘電体層１１の上に積層された第３の誘電体層、２０は第１の誘電体層１０の下面に配された第１の接地電極、２１は第３の誘電体層１２の上面に配された第２の接地電極、２２および２３は第１および第２の誘電体層１０・１１の間に配した第１の片端開放矩形状共振電極および第１の片端短絡矩形状共振電極、２４および２５は第２および第３の誘電体層１１・１２の間に配した第２の片端開放矩形状共振電極および第２の片端短絡矩形状共振電極、２６は第１および第２の片端開放矩形状共振電極２２・２４のそれぞれの開放端、２７は第１および第２の片端短絡矩形状共振電極２３・２５のそれぞれの短絡端、２８は第１の片端開放矩形状共振電極２２に接続された入力（出力）電極、２９は第２の片端開放矩形状共振電極２４に接続された入力（出力）電極である。
【０００５】
そして、図５および図６のＷＡおよびＷＢに示すように、第１および第２の片端開放矩形状共振電極２２・２４は第２の誘電体層１１を挟んでそれぞれの少なくとも一部が積層方向から見て重なるように平行に配されており、第１および第２の片端短絡矩形状共振電極２３・２５は第２の誘電体層１１を挟んでそれぞれの少なくとも一部が積層方向から見て重なるように平行に配されている。また、第１および第２の接地電極２０・２１は積層方向から見て第１および第２の片端開放矩形状共振電極２２・２４ならびに第１および２の片端短絡矩形状共振電極２３・２５を覆うように配されている。
【０００６】
そして、第１の片端開放矩形状共振電極２２の開放端２６と反対側の端部と、第１の片端短絡矩形状共振電極２３の短絡端２７と反対側の端部とを電気的に接続して第１の共振器を形成し、
第２の片端開放矩形状共振電極２４の開放端２６と反対側の端部と、第２の片端短絡矩形状共振電極２５の短絡端２７と反対側の端部とを電気的に接続して第２の共振器を形成している。
【０００７】
そして、第１および第２の片端開放矩形状共振電極２２・２４の幅Ｗ２２・Ｗ２４、第１および第２の片端短絡矩形状共振電極２３・２５の幅Ｗ２３・Ｗ２５、第１の片端開放矩形状共振電極２２と第２の片端開放矩形状共振電極２４とが第２の誘電体層１１を挟んで互いに重なる幅ＷＡ、第１の片端短絡矩形状共振電極２３と第２の片端開放矩形状共振電極２５とが第２の誘電体層１１を挟んで互いに重なる幅ＷＢを調整することにより、異なる減衰極のフィルタ特性が得られる積層ストリップラインフィルタを実現していた。
【０００８】
【特許文献１】
特開平９−３３１２０１号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の積層ストリップラインフィルタにおいては、減衰極の周波数を調整する場合、第１および第２の片端開放矩形状共振電極２２・２４の幅Ｗ２２・Ｗ２４、第１および第２の片端短絡矩形状共振電極２３・２５の幅Ｗ２３・Ｗ２５などの各電極の形状、および第１の片端開放矩形状共振電極２２と第２の片端開放矩形状共振電極２４とが第２の誘電体層１１を挟んで互いに重なる幅ＷＡ、第１の片端短絡矩形状共振電極２３と第２の片端開放矩形状共振電極２５とが第２の誘電体層１１を挟んで互いに重なる幅ＷＢを変更しなければならず、設計上多くの手間がかかるという問題があった。
【００１０】
本発明は上記問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的は、入力端子に接続された貫通導体および出力端子に接続された貫通導体の位置を調整するだけで、減衰極の位置を容易に調整することのできる積層ストリップラインフィルタを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の積層ストリップラインフィルタは、第１の誘電体層と、この第１の誘電体層の上に積層された第２の誘電体層と、この第２の誘電体層の上に積層された第３の誘電体層と、前記第１の誘電体層の下面に配された第１の接地電極と、前記第１および第２の誘電体層の間に配された第１の片端開放矩形状共振電極および第１の片端短絡矩形状共振電極と、前記第２および第３の誘電体層の間に配された第２の片端開放矩形状共振電極および第２の片端短絡矩形状共振電極と、前記第３の誘電体層の上面に配された第２の接地電極と、前記第１の誘電体層を貫通する第１の貫通導体と、前記第３の誘電体層を貫通する第２の貫通導体とから成り、
前記第１および第２の片端開放矩形状共振電極は前記第２の誘電体層を挟んでそれぞれの少なくとも一部が積層方向から見て重なるように平行に配されるとともに、前記第１および第２の片端短絡矩形状共振電極は前記第２の誘電体層を挟んでそれぞれの少なくとも一部が積層方向から見て重なるように平行に配され、前記第１および第２の接地電極は積層方向から見て前記第１および第２の片端開放矩形状共振電極ならびに前記第１および第２の片端短絡矩形状共振電極を覆うように配され、
前記第１の片端開放矩形状共振電極の開放端と反対側の端部と、前記第１の片端短絡矩形状共振電極の短絡端と反対側の端部とを電気的に接続し、前記第１の貫通導体をその接続部に接続するとともに前記第１の接地電極と絶縁して前記第１の誘電体層の下面に導出し、
前記第２の片端開放矩形状共振電極の開放端と反対側の端部と、前記第２の片端短絡矩形状共振電極の短絡端と反対側の端部とを電気的に接続し、前記第２の貫通導体をその接続部に接続するとともに前記第２の設置電極と絶縁して前記第３の誘電体層の上面に導出したことを特徴とするものである。
【００１２】
本発明の積層ストリップラインフィルタによれば、第１の片端開放矩形状共振電極の開放端と反対側の端部と、第１の片端短絡矩形状共振電極の短絡端と反対側の端部とを電気的に接続した部分および、第２の片端開放矩形状共振電極の開放端と反対側の端部と、前記第２の片端短絡矩形状共振電極の短絡端と反対側の端部とを電気的に接続した部分に第１および第２の貫通導体が接続され、またこの第１および第２の貫通導体の位置を調整することにより、第１の片端開放矩形状共振電極の開放端と反対側の端部と、第１の片端短絡矩形状共振電極の短絡端と反対側の端部とを電気的に接続して構成される電極と、第２の片端開放矩形状共振電極の開放端と反対側の端部と、前記第２の片端短絡矩形状共振電極の短絡端と反対側の端部とを電気的に接続して構成される電極との間で形成される分布定数的なリアクタンスとキャパシタンスの値を変化させることができ、この結果、入力（出力）の貫通導体の位置を変更するだけで容易に異なる減衰極のフィルタ特性を実現することができる。
【００１３】
また、本発明の積層ストリップラインフィルタは、上記構成において、前記各接地電極が、または前記各片端短絡矩形状共振電極の前記短絡端および前記各接地電極が、前記誘電体層の内部に形成された貫通導体および／または側面に形成された側面導体により積層方向に電気的に接続されていることを特徴とするものである。
【００１４】
これにより、積層された複数の誘電体層の内部に形成する積層ストリップラインフィルタの設計自由度が向上するとともに、小型で高性能な積層ストリップラインフィルタを提供することができる。
【００１５】
また、本発明の積層ストリップラインフィルタは、上記構成において、前記第１および第２の片端開放矩形状共振電極の幅が同じであるとともに、前記第１および第２の片端短絡矩形状共振電極の幅が同じであり、前記第１および第２の片端開放矩形状共振電極の前記第２の誘電体層を挟んで積層方向から見た重なり幅の中心と、前記第１および第２の片端短絡矩形状共振電極の前記第２の誘電体層を挟んで積層方向から見た重なり幅の中心とが積層方向から見て一直線上にあり、前記第１および第２の貫通導体が積層方向から見て前記一直線上に、または前記一直線に対して対称な位置にあることを特徴とするものである。
【００１６】
これにより、積層ストリップラインフィルタの形状が、積層方向から見た一直線を中心軸とし、この中心軸に対して対称になるため、中心軸の両側において、第１の片端開放矩形状共振電極で形成される分布定数的なキャパシタンスＣおよび第２の片端開放矩形状共振電極で形成される分布定数的なキャパシタンスＣの値が同じになり、さらに第１の片端短絡矩形状共振電極で形成される分布定数的なインダクタンスＬおよび第２の片端短絡矩形状共振電極で形成される分布定数的なインダクタンスＬの値が同じになるため、入力側端子および出力側端子（第１の貫通導体および第２の貫通導体）からみた積層ストリップラインフィルタのインピーダンスがそれぞれ同じになり、入出力両端側からインピーダンス整合のとれたフィルタ回路を実現することができる。これにより、高周波信号の反射を抑える積層ストリップラインフィルタを構成することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の積層ストリップラインフィルタを図面を参照しつつ説明する。
【００１８】
図１は本発明の積層ストリップラインフィルタの実施の形態の一例を示す透視斜視図であり、図２は図１を積層方向から見た透視平面図、図３は図２におけるａ−ａ’線断面図である。図１〜図３において、４０は第１の誘電体層、４１は第１の誘電体層４０の上に積層された第２の誘電体層、４２は第２の誘電体層４１の上に積層された第３の誘電体層、５０は第１の誘電体層４０の下面に配された第１の接地電極、５１は第３の誘電体層４２の上面に配された第２の接地電極、５２および５３は第１および第２の誘電体層４０・４１の間に配した第１の片端開放矩形状共振電極および第１の片端短絡矩形状共振電極、５４および５５は第２および第３の誘電体層４１・４２の間に配した第２の片端開放矩形状共振電極および第２の片端短絡矩形状共振電極、５６は第１の誘電体層４０を貫通し、第１の片端開放矩形状共振電極５２と第１の片端短絡矩形状共振電極５３の接続部に接続され、第１の接地電極５０とは絶縁して導出された第１の貫通導体、５７は第３の誘電体層４２を貫通し、第２の片端開放矩形状共振電極５４と第２の片端短絡矩形状共振電極５５の接続部に接続され、第２の接地電極５１とは絶縁して導出された第２の貫通導体、５８は第１の貫通導体５６に接続され、第１の接地電極とは絶縁された第１の入力または出力の端子電極、５９は第２の貫通導体５７に接続され、第２の接地電極とは絶縁された第２の出力または入力の端子電極、６０は第１および第２の片端開放矩形状共振電極５２・５４のそれぞれの開放端、６１は第１および第２の片端短絡矩形状共振電極５３・５５のそれぞれの短絡端である。片端短絡矩形状共振電極５３・５５の短絡端６１は、第１の接地電極５０および第２の接地電極５１に電気的に接続されて短絡されている（図示せず）。
【００１９】
さらに、このような構成の本発明の積層ストリップラインフィルタは、第１および第２の接地電極５０・５１が、または第１および第２の接地電極５０・５１と第１および第２の片端短絡矩形状共振電極５３・５５の短絡端６１とが誘電体層の側面に形成された側面導体（図示せず）により、または誘電体層の内部に形成された貫通導体（図示せず）により、またはこれらの側面導体および貫通導体により積層方向に電気的に接続されることにより３次元的な配線設計が可能となり、積層された複数の誘電体層の内部に形成する積層ストリップラインフィルタの設計自由度が向上するので、小型で高性能な積層ストリップラインフィルタを提供することができる。
【００２０】
そして、図２および図３のＷＡ・ＷＢに示すように、第１および第２の片端開放矩形状共振電極５２・５４は第２の誘電体層４１を挟んでそれぞれの少なくとも一部が積層方向から見て重なるように平行に配されるとともに、第１および第２の片端短絡矩形状共振電極５３・５５は第２の誘電体層４１を挟んでそれぞれの少なくとも一部が積層方向から見て重なるように平行に配されている。また、第１および第２の接地電極５０・５１は積層方向から見て第１および第２の片端開放矩形状共振電極５２・５４ならびに第１および第２の片端短絡矩形状共振電極５３・５５を覆うように配されている。
【００２１】
そして、第１の片端開放矩形状共振電極５２の開放端６０と反対側の端部と、第１の片端短絡矩形状共振電極５３の短絡端６１と反対側の端部とを電気的に接続して第１の共振器を形成し、第２の片端開放矩形状共振電極５４の開放端６０と反対側の端部と、第２の片端短絡矩形状共振電極５５の短絡端６１と反対側の端部とを電気的に接続して第２の共振器を形成している。
【００２２】
そして、さらに、第２の共振器に第２の貫通導体５７を介して入力（出力）端子電極５９が接続され、第１の共振器に第１の貫通導体５６を介して出力（入力）端子電極５８が接続されている。
【００２３】
本発明の積層ストリップラインフィルタを形成するに当たり、第１〜第３の誘電体層４０〜４２、第１および第２の接地電極５０・５１、第１および第２の片端開放矩形状共振電極５２・５４、第１および第２の片端短絡矩形状共振電極５３・５５は、周知の高周波用配線基板に使用される種々の材料・形態のものを使用することができる。
【００２４】
本発明の積層ストリップラインフィルタに用いる第１〜第３の誘電体層４０〜４２としては、例えばアルミナセラミックス・ムライトセラミックス等のセラミックス材料やガラスセラミックス等の無機系材料、あるいは四ふっ化エチレン樹脂（ポリテトラフルオロエチレン；ＰＴＦＥ）・四ふっ化エチレン−エチレン共重合樹脂（テトラフルオロエチレン−エチレン共重合樹脂；ＥＴＦＥ）・四ふっ化エチレン−パーフルオロアルコキシエチレン共重合樹脂（テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合樹脂；ＰＦＡ）等のフッ素樹脂やガラスエポキシ樹脂・ポリイミド等の樹脂系材料等が用いられる。これらの材料による第１〜第３の誘電体層４０〜４２の形状や寸法（厚みや幅・長さ）は、使用される周波数や用途等に応じて設定される。
【００２５】
本発明の積層ストリップラインフィルタにおける第１および第２の接地電極５０・５１、第１および第２の片端開放矩形状共振電極５２・５４、第１および第２の片端短絡矩形状共振電極５３・５５、第１および第２の貫通導体５６・５７、入出力のための第１および第２の端子電極５８・５９、側面導体は、高周波信号伝送用の金属材料の導体層、例えばＣｕ層・Ｍｏ−Ｍｎのメタライズ層上にＮｉメッキ層およびＡｕメッキ層を被着させたもの・Ｗのメタライズ層上にＮｉメッキ層およびＡｕメッキ層を被着させたもの・Ｃｒ−Ｃｕ合金層・Ｃｒ−Ｃｕ合金層上にＮｉメッキ層およびＡｕメッキ層を被着させたもの・Ｔａ２Ｎ層上にＮｉ−Ｃｒ合金層およびＡｕメッキ層を被着させたもの・Ｔｉ層上にＰｔ層およびＡｕメッキ層を被着させたもの、またはＮｉ−Ｃｒ合金層上にＰｔ層およびＡｕメッキ層を被着させたもの等を用いて、厚膜印刷法あるいは各種の薄膜形成方法やメッキ法等により形成される。その厚みや幅も、伝送される高周波信号の周波数や用途等に応じて設定される。
【００２６】
本発明の積層ストリップラインフィルタに用いる第１〜第３の誘電体層４０〜４２の作製にあたっては、例えば誘電体層がガラスセラミックスから成る場合であれば、まず誘電体層となるガラスセラミックスのグリーンシートを準備し、これに所定の打ち抜き加工を施して貫通導体となる貫通孔を形成した後、スクリーン印刷法によりＣｕ等の導体ペーストを貫通孔に充填するとともに、所定の伝送線路パターンおよびその他の導体層のパターンを印刷塗布する。次に、８５０〜１０００℃で焼成を行ない、最後に外表面に露出している導体層上にＮｉメッキおよびＡｕメッキを施す。
【００２７】
図１０は、図１〜図３に示す構成の本発明の積層ストリップラインフィルタの等価フィルタ回路を説明する回路図である。本発明の積層ストリップラインフィルタによれば、第１および第２の片端開放矩形状共振電極５２・５４において、積層方向から見て重なっている部分ＷＡが電磁界結合して生じるキャパシタンス成分が図１０に示す等価回路図のＣｆｒに相当し、この電磁界結合に寄与しない積層方向からみて重なっていない部分が第１および第２の接地電極５０・５１との間で生じるキャパシタンス成分がＣＢに相当し、第１および第２の片端開放矩形状共振電極５２・５４側でキャパシタンスによるπ型共振回路が形成される。また、第１および第２の片端短絡矩形状共振電極５３・５５において、積層方向からみて重なっている部分ＷＢが電磁界結合して生じるリアクタンス成分が図１０に示す等価回路図のＬｆｒに相当し、この電磁界結合に寄与しない積層方向から見て重なっていない部分が短絡端６１で短絡されて生じるリアクタンス成分がＬＢに相当し、片端短絡矩形状共振電極５３・５５側でリアクタンスによるπ型共振回路が形成される。このキャパシタンスによるπ型共振回路とリアクタンスによるπ型共振回路が並列に接続されていることにより、図１０に示すπ型共振回路が構成されて、フィルタ機能を果たす。
【００２８】
上記のように、図１０におけるリアクタンスＬｆｒとキャパシタンスＣｆｒは第１の共振器および第２の共振器間で形成される電磁界結合によって、分布定数的に形成される。そして、フィルタ特性の減衰極は、図１０における分布定数的なリアクタンスＬｆｒとキャパシタンスＣｆｒで構成される並列共振部によって形成されて、減衰極の位置（周波数）ｆｒは以下に示す式によって決定される。
【００２９】
【数１】
2004282676.tif 000003
【００３０】
図７は、図１〜図３に示す構成の本発明の積層ストリップラインフィルタによる代表的なフィルタ特性を示したものである。図７において横軸は周波数（単位：ＧＨｚ）を、縦軸は挿入損失（単位：ｄＢ）を表す。第１および第２の共振器が積層方向から見て重なっている部分間で形成される電磁界結合によって減衰極ｆｒが発生する。
【００３１】
そして、第１および第２の貫通導体５６・５７の位置を変化させることにより、第１の共振器および第２の共振器間の電磁界結合の状態が変化することとなり、第１の共振器および第２の共振器間で形成される分布定数的なＬｆｒとＣｆｒの値が変化するので、その結果共振周波数を上記の式に従って変化させることができる。すなわち、従来の積層ストリップラインフィルタに対して、本発明の積層ストリップラインフィルタでは、入力および出力の第１および第２の貫通導体５６・５７の位置を、それぞれ第１の片端開放矩形状共振電極５２と第１の片端短絡矩形状共振電極５３の接続部ならびに第２の片端開放矩形状共振電極５４と第２の片端短絡矩形状共振電極５５の接続部において調整するだけで容易に共振周波数をコントロールすることができる。
【００３２】
そして、さらに、第１および第２の片端開放矩形状共振電極５２・５４の幅Ｗ５２・Ｗ５４が同じで、第１および第２の片端短絡矩形状共振電極５３・５５の幅Ｗ５３・Ｗ５５が同じであり、第１および第２の片端開放矩形状共振電極５２・５４の第２の誘電体層４１を挟んで積層方向から見た重なり幅ＷＡの中心線Ｃｏｐｅｎと、第１および第２の片端短絡矩形状共振電極５３・５５の第２の誘電体層４１を挟んで積層方向から見た重なり幅ＷＢの中心線Ｃｓｈｏｒｔとが積層方向から見て一直線上にあり、さらに第１および第２の貫通導体５６・５７が第１の片端開放矩形状共振電極５２と第１の片端短絡矩形状共振電極５３の接続部および第２の片端開放矩形状共振電極５４と第２の片端短絡矩形状共振電極５５の接続部の積層方向から見て一直線上または一直線に対して対称な位置に接続されている場合は、積層方向からみた積層ストリップラインフィルタの形状が、積層方向から見た一直線、すなわち中心線Ｃｏｐｅｎ・Ｃｓｈｏｒｔの位置にある一直線に対して対称な構造になるので、中心線の両側において、第１の片端開放矩形状共振電極５２で形成される分布定数的なキャパシタンスＣおよび第２の片端開放矩形状共振電極５４で形成される分布定数的なキャパシタンスＣの値が同じになり、さらに第１の片端短絡矩形状共振電極５３で形成される分布定数的なインダクタンスＬおよび第２の片端短絡矩形状共振電極５５で形成される分布定数的なインダクタンスＬの値が同じになる。その結果、第１の端子電極５８および第２の端子電極５９から積層ストリップラインフィルタの内側を見た積層ストリップラインフィルタのインピーダンスがそれぞれ同じになることから、入出力側でインピーダンス整合のとれたフィルタ回路を実現することができ、入出力信号の反射を抑える積層ストリップラインフィルタを構成することができる。
【００３３】
例えば、図１１に示す本発明の積層ストリップラインフィルタの一般的な構造の例の様に、第１および第２の片端開放矩形状共振電極５２・５４側の重なり部分の中心軸Ｃｏｐｅｎと、第１および第２の片端短絡矩形状共振電極５３・５５側の重なり部分の中心軸Ｃｓｈｏｒｔをずらした構造では、積層ストリップラインフィルタの中心線（ＣｏｐｅｎとＣｓｈｏｒｔの中央）に対して積層ストリップラインフィルタの構造が対称ではなくなるため、第１の共振器と第２の共振器で電磁界分布の状態が異なり、第１および第２の片端短絡矩形状共振電極５３・５５で形成される分布定数的なインダクタンスＬ、ならびに第１および第２の片端開放矩形状共振電極５２・５４で形成される分布定数的なキャパシタンスＣの値が変化し、入力側からみたインピーダンスと出力側から見たインピーダンスが異なり、インピーダンスの整合のとれていない特性が得られる。
【００３４】
従って、図１〜図３に示すように、第１および第２の片端開放矩形状共振電極５２・５４が第２の誘電体層４１を挟んで積層方向から見て重なる部分ＷＡの幅方向における中心線Ｃｏｐｅｎと、第１および第２の片端短絡矩形状共振電極５３・５５が第２の誘電体層４１を挟んで積層方向から見て重なる部分ＷＢの幅方向における中心線Ｃｓｈｏｒｔが積層方向から見て重なる様に構成することで、インピーダンス整合のとれたフィルタ回路を実現することができ、高周波信号の反射を抑える積層ストリップラインフィルタを構成することができる。
【００３５】
通常、本発明の積層ストリップラインフィルタは、ある特性インピーダンスを有して整合されている伝送線路の途中に挿入して使用されるため、本発明の積層ストリップラインフィルタを入力端子側および出力端子側から見たインピーダンスが同じで、かつ伝送線路の特性インピーダンスと整合されたインピーダンスとすることは回路設計を容易とする上で大変好ましいものである。
【００３６】
なお、図１１において、図３と対応する同じ部分には同じ符合を付した。
【００３７】
【実施例】
実施例として、図１〜図３に示す構成の本発明の積層ストリップラインフィルタの構造モデルを３次元電磁界解析シミュレータで作製し、貫通導体の位置を第１の片端開放矩形状共振電極５２および第１の片端短絡矩形状共振電極５３との接続部上および第２の片端開放矩形状共振電極５４および第２の片端短絡矩形状共振電極５５との接続部上で変化させた場合のシミュレーション解析を行なった。
【００３８】
例えば、図１〜図３に示す構成の本発明の積層ストリップラインフィルタにおけるシミュレーションの場合、第１〜第３の誘電体層４０〜４２の厚みをそれぞれ第１の誘電体層の厚みｈ１＝０．２ｍｍ、第２の誘電体層の厚みｈ２＝０．２ｍｍ、第３の誘電体層の厚みｈ３＝０．２ｍｍとし、
第１および第２の片端開放矩形状共振電極５２・５４の各共振電極の幅Ｗ５２・Ｗ５４ならびに各共振電極の長さＬ５２・Ｌ５４をそれぞれ、Ｗ５２＝Ｗ５４＝２．３５ｍｍ、Ｌ５２＝Ｌ５４＝２．３１ｍｍとし、第１および第２の片端短絡矩形状共振電極５３・５５の各共振電極の幅Ｗ５３・Ｗ５５ならびに各共振電極の長さＬ５３・Ｌ５５をそれぞれ、Ｗ５３＝Ｗ５５＝２．４５ｍｍ、Ｌ５３＝Ｌ５５＝２．３１ｍｍとし、
第１および第２の片端開放矩形状共振電極５２・５４が積層方向から見て重なる部分の幅ＷＡ＝１．１６ｍｍ、第１および第２の片端短絡矩形状共振電極５３・５５が積層方向から見て重なる部分の幅ＷＢ＝０．６６ｍｍとしている。
【００３９】
そして、入力または出力端子電極に接続されている第１および第２の貫通導体５６・５７の位置を図８に示すＡ〜Ｃ・Ａ’〜Ｃ’のように変化させてシミュレーションを行なった。なお、図８は、第１および第２の貫通導体５６・５７の位置Ａ〜Ｃ・Ａ’〜Ｃ’を説明するために、図３と同じ断面図の主要部分に第１および第２の貫通導体５６・５７の位置を記した図、および図２と同じ本発明のストリップラインフィルタの実施の形態の一例の透視平面図の主要部分に第１および第２の貫通導体５６・５７の位置を記した図を並べて示した図である。
【００４０】
ここで第１および第２の貫通導体５６・５７の位置は、第１の片端開放矩形状共振電極５２および第１の片端短絡矩形状共振電極５３との接続部上および第２の片端開放矩形状共振電極５４および第２の片端短絡矩形状共振電極５７との接続部上で、積層方向から見て第１の共振器と第２の共振器の電極が重なっていない領域の中点の位置（ＡおよびＡ’）、第１の共振器と第２の共振器の電極が重なっている領域の中点の位置（ＢおよびＢ’）、第１の共振器と第２の共振器の電極が重なっている領域の第１の片端開放矩形状電極５２および第２の片端開放矩形状電極５４の端点の位置（ＣおよびＣ’）にそれぞれ設定した。各シミュレーションの際に用いた各誘電体層の比誘電率は９．５に設定した。そして、第１および第２の貫通導体５６・５７が図８に示すＡ〜Ｃ・Ａ’〜Ｃ’の位置に設けた結果の相違を比較した。
【００４１】
図９は、同一の構成のシミュレーションモデルにおいて、第１および第２の貫通導体５６・５７の位置だけを上記３タイプに変化させ、その位置ごとの結果を１つのグラフに重ねて示した線図である。図９において、横軸は周波数（単位：ＧＨｚ）を、縦軸は挿入損失（単位：ｄＢ）を表し、各特性曲線はＡが第１および第２の貫通導体５６・５７の位置ＡおよびＡ’の場合の結果を、Ｂが第１および第２の貫通導体５６・５７の位置ＢおよびＢ’の場合の結果を、Ｃが第１および第２の貫通導体５６・５７の位置ＣおよびＣ’の場合の結果を示している。
【００４２】
図９に示す結果から明らかなように、本発明の積層ストリップラインフィルタによれば、第１および第２の貫通導体５６・５７の位置を変化させることで異なる減衰極の特性を実現できることが分かる。
【００４３】
実施例において第１および第２の貫通電極５６・５７の設定位置は、積層方向から見て、第１の共振器と第２の共振器の電極が重なっていない領域の中点の位置Ａ
・Ａ’、第１の共振器と第２の共振器の電極が重なっている領域の中点の位置Ｂ
・Ｂ’、第１の共振器と第２の共振器の電極が重なっている領域の端点の位置Ｃ
・Ｃ’を代表例として示したが、設定位置を細かく設定することで様々な周波数での減衰極を同様に実現することができる。
【００４４】
図１２は、図１〜図３に示す構造の積層ストリップラインフィルタについてシミュレーションを行った場合の反射特性（Ｓ１１およびＳ２２）を示すスミスチャートである。Ｓ１１およびＳ２２ともに通過帯域においてスミスチャートの中心にあり、入力端および出力端双方から見た場合のインピーダンスの整合がとれた結果になっている。
【００４５】
図１３は、図１〜図３に示す構造の積層ストリップラインフィルタを図１１のように変形してシミュレーションを行なった場合の反射特性（Ｓ１１およびＳ２２）を示すスミスチャートである。図１１に示すシミュレーションモデルは、図１〜図３に示す対称な構造の積層ストリップラインフィルタにおいて、第１および第２の片端短絡矩形状共振電極５３・５５の幅方向の位置を変化させ、意図的に片端短絡矩形状共振電極の重なり部分の中心線Ｃｓｈｏｒｔと片端開放矩形状共振電極の重なり部分の中心線Ｃｏｐｅｎをずらした構成にしたものである。
【００４６】
図１３に示す結果から明らかなように、Ｓ１１およびＳ２２ともに通過帯域においてスミスチャートの中心からはずれており、入力端および出力端双方から見たインピーダンスの整合が取れていないことが判る。
【００４７】
これらの結果から、片端短絡矩形状共振電極の重なり部分の中心線Ｃｓｈｏｒｔと片端開放矩形状共振電極の重なり部分の中心線Ｃｏｐｅｎが一直線上になるように構成することにより、高周波信号の反射を抑えた積層ストリップラインフィルタを構成することができる。
【００４８】
なお、本発明は以上の実施の形態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で種々の変更・改良を加えることは何ら差し支えない。
【００４９】
【発明の効果】
本発明の積層ストリップラインフィルタによれば、第１の片端開放矩形状共振電極の開放端と反対側の端部と、第１の片端短絡矩形状共振電極の短絡端と反対側の端部とを電気的に接続した部分および、第２の片端開放矩形状共振電極の開放端と反対側の端部と、前記第２の片端短絡矩形状共振電極の短絡端と反対側の端部を電気的に接続した部分において、第１および第２の貫通導体の位置を調整することにより、第１の片端開放矩形状共振電極の開放端と反対側の端部と、第１の片端短絡矩形状共振電極の短絡端と反対側の端部とを電気的に接続して構成される第１の共振器および第２の片端開放矩形状共振電極の開放端と反対側の端部と、第２の片端短絡矩形状共振電極の短絡端と反対側の端部とを電気的に接続して構成される第２の共振器が積層方向から見て重なる部分で形成される分布定数的なリアクタンスＬｆｒとキャパシタンスＣｆｒの値を変化させることができ、この結果、入力（出力）の第１および第２の貫通導体の位置を調整するだけで、異なる減衰極を有する積層ストリップラインフィルタの特性を容易に実現することができる。
【００５０】
また、本発明の積層ストリップラインフィルタは、上記構成において、各接地電極が、または各片端短絡矩形状共振電極の短絡端および各接地電極が、誘電体層の内部に形成された貫通導体および／または側面に形成された側面導体により積層方向に電気的に接続されているときには、積層された複数の誘電体層の内部に形成する積層ストリップラインフィルタの設計自由度が向上するとともに、小型で高性能な積層ストリップラインを提供することができる。
【００５１】
また、本発明の積層ストリップラインフィルタは、上記構成において、第１および第２の片端開放矩形状共振電極の幅が同じであるとともに、第１および第２の片端短絡矩形状共振電極の幅が同じであり、第１および第２の片端開放矩形状共振電極の第２の誘電体層を挟んで積層方向から見た重なり幅の中心と、第１および第２の片端短絡矩形状共振電極の第２の誘電体層を挟んで積層方向から見た重なり幅の中心とが積層方向から見て一直線上にあり、第１のおよび第２の貫通導体が積層方向から見て上記一直線上に、または一直線に対して対称な位置にあるときには、積層方向からみた積層ストリップラインフィルタの形状が一直線を中心軸とし、この中心軸に対して対称になるため、中心軸の両側において、第１の片端開放矩形状共振電極で形成される分布定数的なキャパシタンスＣおよび第２の片端開放矩形状共振電極で形成される分布定数的なキャパシタンスＣの値が同じになり、さらに第１の片端短絡矩形状共振電極で形成される分布定数的なインダクタンスＬおよび第２の片端短絡矩形状共振電極で形成される分布定数的なインダクタンスＬの値が同じになり、入力側端子および出力側端子（第１の貫通導体および第２の貫通導体）からみた積層ストリップラインフィルタのインピーダンスがそれぞれ同じになることから、入出力両端側からインピーダンス整合のとれたフィルタ回路を実現することができ、高周波信号の反射を抑える積層ストリップラインフィルタを構成することができる。
【００５２】
以上のように、本発明によれば、入力端子に接続された貫通導体および出力端子に接続された貫通導体の位置を調整するだけで、減衰極の位置を容易に調整することのできる積層ストリップラインフィルタを提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の積層ストリップラインフィルタの実施の形態の一例を示す透視斜視図である。
【図２】本発明の積層ストリップラインフィルタの実施の形態の一例を示す透視平面図である。
【図３】本発明の積層ストリップラインフィルタの実施の形態の一例を示す図２におけるａ−ａ’線断面図である。
【図４】従来の積層ストリップラインフィルタの例を示す透視斜視図である。
【図５】従来の積層ストリップラインフィルタを示す透視平面図である。
【図６】従来の積層ストリップラインフィルタを示す図５におけるｂ−ｂ’線断面図である。
【図７】本発明の積層ストリップラインフィルタの実施の形態の一例において、代表的なフィルタ特性を表す線図である。
【図８】本発明の積層ストリップラインフィルタの実施の形態の一例において、貫通導体の位置を説明する透視平面図および断面図である。
【図９】本発明の積層ストリップラインフィルタの実施の形態の一例において、貫通導体の位置の変化に伴うフィルタ特性の変化を示した線図である。
【図１０】本発明の実施の形態の一例における等価回路を説明する回路図である。
【図１１】本発明の積層ストリップラインフィルタの実施の形態の他の例を示す透視平面図である。
【図１２】本発明の積層ストリップラインフィルタの実施の形態の一例における反射特性を示す線図である。
【図１３】本発明の積層ストリップラインフィルタの実施の形態の他の例における反射特性を示す線図である。
【符号の説明】
４０・・・第１の誘電体層
４１・・・第２の誘電体層
４２・・・第３の誘電体層
５０・・・第１の接地電極
５１・・・第２の接地電極
５２・・・第１の片端開放矩形状共振電極
５３・・・第１の片端短絡矩形状共振電極
５４・・・第２の片端開放矩形状共振電極
５５・・・第２の片端短絡矩形状共振電極
５６・・・第１の貫通導体
５７・・・第２の貫通導体
５８・・・第１の端子電極
５９・・・第２の端子電極
６０・・・開放端
６１・・・短絡端
【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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【図１２】
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【図１３】
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