(57)【要約】共振周波数が比較的低い場合でも全体に容易に小型化できるようにした共振器、フィルタおよび通信装置を提供する。誘電体層３によって一部が互いに絶縁された状態で導体層４，５を積層し、その積層方向に何れの導体層も形成されていない導体開口部を誘導性領域ＩＡａ，ＩＡｂとして作用させ、誘電体層３を介して互いに対向する導体層４，５の部分を容量性領域ＣＡとして作用させ、これらによりステップインピーダンス構造のスロット共振器として機能させる。この構造により誘導性領域と容量性領域のインピーダンスステップ比を大きくして共振器を小型化する。また、容量性領域への磁界エネルギーの侵入を抑制して共振器の導体損失を低減し、小型でありながらＱｏの高い共振器を得る。
2004114455.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体層と導体層とを備えた共振器であって、
誘電体層によって一部が互いに絶縁された複数の導体層を備え、前記誘電体層と前記導体層の積層方向にいずれの導体層も形成されていない少なくとも２つの導体開口部をそれぞれ誘導性領域として構成し、前記導体層が前記誘電体層を介して積層方向に重なる部分であり且つ前記誘導性領域同士を接続する部分を容量性領域として構成してなる共振器。
【請求項２】
前記誘電体層と前記導体層の積層体に前記誘導性領域と前記容量性領域とをそれぞれ複数個設けるとともに、誘導性領域同士を容量性領域で接続した組を複数組設けた請求項１に記載の共振器。
【請求項３】
複数の前記容量性領域を前記積層方向に近接配置していて、前記積層方向の最も外側に配置される容量性領域の容量を、積層方向の内側に配置される容量性領域の容量よりも大きくしたことを特徴とする請求項１または２に記載の共振器。
【請求項４】
複数の前記容量性領域の容量を、前記積層方向の内側より外側であるほど大きくしたことを特徴とする請求項３に記載の共振器。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の共振器と、該共振器に結合する信号入出力手段とを備えたフィルタ。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれかに記載の共振器または請求項５に記載のフィルタを備えた通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  この発明は、例えばマイクロ波帯やミリ波帯における無線通信や電磁波の送受信に利用される共振器、フィルタおよび通信装置に関するものである。
【背景技術】  従来、スロットラインを用いた共振器において、その小型化のためにスロットラインをステップインピーダンス構造にする設計手法が知られている（例えば、Ｂｈａｒａｔｈｉ  Ｂｈａｔ，Ｓｈｉｂａｎ  Ｋ．Ｋｏｕｌ，“ＡＮＡＬＹＳＩＳ，ＤＥＳＩＧＮ  ＡＮＤ  ＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮＳ  ＯＦ  ＦＩＮ  ＬＩＮＥＳ”，ｐｐ．３１６−３１７．発行所ＡＲＴＥＣＨ  ＨＯＵＳＥ，ＩＮＣ発行国Ｕ．Ｓ．Ａ．発行年１９８７や、小西良弘，“マイクロ波回路の基礎と応用”，総合電子出版社，ｐ．１６９．発行年１９９０（第１版）参照）。これは、スロットラインの両端付近の幅を広くし中央を細くして、スロットラインの両端付近のインピーダンスを誘導性、中央部のインピーダンスを容量性とし、スロットラインに沿った方向でインピーダンスをステップ状に変化させることによって、同じ共振周波数を得るのに要するスロットラインの長さを短縮化するものである。
ここで、この従来のステップインピーダンス化したスロット共振器の典型的な例を図１３に示す。図１３の（Ｂ）はスロット共振器を構成した基板の上面図、（Ａ）は（Ｂ）におけるＡ−Ａ部分の断面図である。誘電体基板１の表面には導体開口部ＡＰａ，ＡＰｂ，ＡＰｃを有する導体膜１０を形成している。導体開口部ＡＰａ，ＡＰｂ，ＡＰｃは、それら全体によって１つのダンベル型の導体開口部を形成していて、両端の導体開口部ＡＰａ，ＡＰｂの幅（この例では円形であるので直径ということもできる。）が相対的に大きく、それに対して中央の導体開口部ＡＰｃの幅は狭い。そのため、両端部が誘導性、中央部が容量性をもつ。
図１３（Ａ）の破線はこのスロット共振器の磁力線を概略的に表している。この磁力線によって、この共振器の磁界分布を示している。このようにステップインピーダンス構造のスロット共振器は、両端部の誘導性領域の一方で磁界ベクトルが上向きとなるとき、他方で磁界ベクトルが下向きとなって、全体で磁気双極子のように振る舞う。共振動作により生じる磁界エネルギーの多くは導体開口部ＡＰａ，ＡＰｂによる誘導性領域に集中し、電界エネルギーの多くは導体開口部ＡＰｃによる容量性領域に分布する。このように磁界エネルギーと電界エネルギーの蓄積領域を分離することによって集中定数回路として作用し、スロット共振器の小型化が可能となる。
前記スロット共振器のサイズは共振周波数に反比例するので、共振周波数が比較的低い場合に共振器を小型化するうえで上述のステップインピーダンス化は有効である。また、容量性領域と誘導性領域のインピーダンスのステップ比が大きいほど小型化のために有効である。
そこで、図１３に示した例では、導体開口部ＡＰｃの線路幅を狭くするとともにその線路長を短縮化すればよいが、導体膜のパターン形成精度の制限があるので、極端にその線路幅を細くすることはできない。また線路幅の寸法ばらつきによる容量性領域の容量値の変化は線路幅が細くなるほど顕著に現れるので、容量性領域の導体開口部ＡＰｃの線路幅を細くする程、所定の共振周波数を高精度に得ることが困難となる。
この発明の目的は、上述の問題を解消して、共振周波数が比較的低い場合でも全体に容易に小型化できるようにした共振器、フィルタおよび通信装置を提供することにある。
【発明の開示】
この発明は、誘電体層と導体層とを備えた共振器であって、誘電体層によって一部が互いに絶縁された複数の導体層を備え、誘電体層と導体層の積層方向にいずれの導体層も形成されていない少なくとも２つの導体開口部をそれぞれ誘導性領域として構成し、導体層が誘電体層を介して積層方向に重なる部分であり且つ前記誘導性領域同士を接続する部分を容量性領域として構成したことを特徴としている。
このように複数の導体層を誘電体層を介して積層し、その導体層によって導体開口部を形成するとともに、誘電体層を介して導体層が積層方向に重なる部分で容量性領域を構成することによって、限られた面積内に所定容量を生じさせて、小型で且つ共振周波数の精度の高い共振器を得る。
また、この発明は、上記誘電体層と導体層の積層体に誘導性領域と容量性領域とをそれぞれ複数個設けるとともに、誘導性領域同士を容量性領域で接続した組を複数組設けたことを特徴としている。この構造により、上記積層体である単一の基板に複数の共振器を構成するとともに、それらを結合させて複数段の共振器から成る共振器装置を構成する。
また、この発明は、上記構成の共振器と、それに結合する信号入出力手段とを備えてフィルタを構成する。この構造により、小型のフィルタを得る。
また、この発明は、上記共振器またはフィルタを備えて通信装置を構成する。これにより、上記共振器またはフィルタを設けた高周波回路部での小型化を図り、小型の通信装置を得る。
【図面の簡単な説明】  図１は第１の実施形態に係る共振器の構成を示す図である。図２は第２の実施形態に係る共振器の構成を示す図である。図３は第３の実施形態に係る共振器の構成を示す図である。図４は第４の実施形態に係る共振器の構成を示す図である。図５は同共振器の各部の寸法をパラメータとして共振周波数と導体Ｑの変化をシミュレーションした結果を示す図である。図６は同共振器の各部の寸法をパラメータとして共振周波数と導体Ｑの変化をシミュレーションした結果を示す図である。図７は第５の実施形態に係るフィルタの構成を示す図である。図８は第６の実施形態に係る共振器の主要部の構成を示す図である。図９は複数の導体線路の積層部分における磁界分布の例を示す断面図である。図１０は複数の容量性領域の積層方向の外側に配置される容量性領域の容量に対する内側に配置される容量性領域の容量の比と導体Ｑとの関係を示す図である。図１１は容量性領域の他の構成例を示す断面図である。図１２は第７の実施形態に係るデュプレクサおよび通信装置の構成を示すブロック図である。図１３は従来の共振器の構成を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】  以下、この発明に係る共振器、フィルタ、デュプレクサおよび通信装置の例を各図を参照して説明する。
第１の実施形態に係る共振器について図１を参照して説明する。
図１の（Ｂ）は共振器の上面図、（Ａ）は（Ｂ）におけるＡ−Ａ部分の断面図である。また（Ｃ）は上面の導体層のパターン、（Ｄ）は下層に設けた導体層のパターンをそれぞれ示している。
矩形板形状の誘電体基板１の上面には（Ｄ）に示すようなパターンの導体層４を形成している。この導体層４を形成した誘電体基板１の上面には全面に誘電体層３を設け、更にその表面に（Ｃ）に示すようなパターンの導体層５を形成している。このようにして導体層４，５が誘電体層３を介して厚み方向に積層された構造を成す。導体層４，５が誘電体層３を介して積層された状態で、（Ｂ）に示すように導体層４，５および誘電体層３の積層方向に何れの導体層も形成されていない導体開口部が構成される。
この例では導体層４のパターンによって形成される導体開口部ＡＰｄの半円形状部分ＳＣと、導体層５のパターンによって形成される導体開口部ＡＰｕの半円形状部分ＳＣとの合成によって、積層方向に何れの導体層も存在しない円形の導体開口部が生じる。この円形の導体開口部が誘導性領域ＩＡａ，ＩＡｂを構成している。
また導体層４，５の積層によって、誘電体層３を介して互いに対向する部分で矩形状の容量性領域ＣＡを構成している。この誘電体層３の厚み方向の間隙は、円形の導体開口部の直径の１／１０以下としている。
このような構造により、２つの誘導性領域ＩＡａ，ＩＡｂと、その間を繋ぐ容量性領域ＣＡとでステップインピーダンス構造のスロット共振器として作用する。この例では、容量性領域ＣＡの間隙と導体開口部の直径との比が１：１０以上であるため、共振動作により生じる磁界エネルギーの約９０％以上が誘導性領域ＩＡａ，ＩＡｂに分布し、電界エネルギーの約９０％以上が容量性領域ＣＡに分布する。
図１の（Ａ）における破線は概略的に表した磁力線であり、この形状によって磁界分布を示している。このように両端部の誘導性領域の一方で磁界ベクトルが上向きとなるとき他方で磁界ベクトルが下向きとなって、略１８０°の点対称で磁界が分布する。電界ベクトルは容量性領域ＣＡの導体層で挟まれた誘電体層で向きを揃えて分布する。
容量性領域ＣＡで集中定数的な強い容量が得られる場合、誘導性領域ＩＡａ，ＩＡｂの周囲には振幅変化の小さな電流が分布して、容量性領域の縁端効果が緩和される。すなわち、図１の（Ａ）に示したように、磁界ベクトルは容量性領域ＣＡ取り巻いて分布するが、誘導性領域ＩＡａ，ＩＡｂを構成する導体開口部の縁に節腹のない電流が流れるので、この電流の影響によって、容量性領域ＣＡを取り巻く磁界の取り巻き方が広がり、その曲率が緩やかになるので縁端効果が緩和される。（縁端効果は磁界の急峻な曲がりによって生じる。）そのため、導体損失が抑えられ、Ｑｏの高い共振器が得られる。
図１３に示した従来のダンベル型のスロット共振器とは異なり、誘電体層３を厚み方向に挟んで対向する２つの導体層４，５の対向部分で容量性領域ＣＡを構成しているので、限られた面積内に所定の容量を構成でき、全体に小型化が可能となる。また、容量性領域ＣＡを積層方向から見たとき開放されておらず、誘電体層３を介して厚み方向に導体層４，５の所定部分が対向しているので、全共振空間に対する容量性領域ＣＡの体積比が小さくでき、その分、磁界エネルギーの侵入が低減できる。すなわち、磁界エネルギー＝体積×磁界エネルギー密度、の関係が成り立つので、容量性領域の体積が小さい程、磁界エネルギー量は小さくなる。容量性領域に磁界エネルギーが存在すると、それを保持するための実電流が流れて導体損失を招くことになるので、容量性領域に存在する磁界エネルギーが小さくなるほど導体損失を低減することができる。従って小型で且つ無負荷Ｑ（Ｑｏ）の高い共振器が得られる。
なお、図１に示した例では誘電体基板１の四側面および底面に遮蔽電極７を設けるとともに、導体層４，５の周辺部分で遮蔽電極７に導通させている。そのため、上述の共振空間の下半分は遮蔽電極７によって遮蔽される。図１の（Ａ）に示した状態からその上部を導電性のキャップで覆うことによって共振空間の上半分も遮蔽し、上記導電性キャップと遮蔽電極７とによって共振空間の全体を遮蔽するような構造をとってもよい。
また、遮蔽電極７は上述の共振器動作には直接影響を与えないので、必須ではなく、必要に応じて誘電体基板１に遮蔽電極７を形成しない構造を採ってもよい。
図２は第２の実施形態に係る共振器の構成を示す図である。ここで（Ｃ）は共振器の上面図、（Ａ）は（Ｃ）におけるＡ−Ａ部分の断面図、（Ｂ）は（Ｃ）におけるＢ−Ｂ部分の断面図である。また（Ｄ）は上層の導電体層５のパターン、（Ｅ）は下層の導電体層４のパターンをそれぞれ示している。図１に示した共振器と異なり、この図２の共振器では、導体層４，５の一部を誘電体基板１の上面で層間短絡部Ｓで導通させている。誘電体層３は層間短絡部Ｓ部分には設けていない。このような構造により、遮蔽電極７のみによって導体層４，５を層間短絡させる場合に比べ、層間短絡部Ｓによって導体開口部の近傍でより確実に層間短絡させることができる。
図３は第３の実施形態に係る共振器の構成を示す図である。（Ｃ）は共振器の上面図、（Ａ）は（Ｃ）におけるＡ−Ａ部分の断面図、（Ｂ）は（Ｃ）におけるＢ−Ｂ部分の断面図である。また（Ｄ）は上層の導電体層５のパターン、（Ｅ）は下層の導電体層５のパターンをそれぞれ示している。
このように、誘電体基板１の上面の所定箇所には導体層６を形成している。その上面には誘電体層３を介して（Ｄ）に示すようなパターンの導体層５を形成している。導体層５の導体開口部は、両端を略円形の導体開口部ＡＰａ，ＡＰｂとし、その間を所定幅のスロット状導体開口部ＡＰｃで繋いだダンベル型を成している。上記導体層６はこのスロット状導体開口部ＡＰｃ付近で且つ誘導性領域となる両端の導体開口部ＡＰａ，ＡＰｂには対向しない位置に形成している。導体層５と６との間は誘電体層３を介して対向し、（Ｂ）に示すようにその間に容量が生じる。この場合、等価回路的に２つの容量が直列に接続された関係となる。そのため、スロット状の開口部ＡＰｃの間隙を極端に狭くすることなく必要な容量を確保できる。その結果、第１・第２の実施形態の場合と同様に小型且つＱｏの高い共振器が得られる。また、導体層５と６を交互に複数組積層することによってさらに大きな容量を得ることができる。
次に、第４に係る実施形態について図４〜図６を基に説明する。
図４の（Ｂ）は上部の遮蔽キャップ１４を取り除いた状態での上面図、（Ａ）は（Ｂ）のＡ−Ａ部分の断面図である。また（Ｃ），（Ｄ）は各層に形成した導体層のパターンを示している。
（Ａ）に示すように、多層基板１２には複数の導体層と誘電体層を交互に積層して成る積層部４５を設けている。各層の導体層は（Ｃ），（Ｄ）に示したように、２種類のパターンからなる導体層４，５を交互に誘電体層を介して積層している。すなわち、この構造は図１に示した導体層４，５と誘電体層３とから成る積層構造を多層化したものに相当する。各導体層４，５は多層基板１２の四側面および底面に形成した遮蔽電極７に導通させている。従って、誘電体層と導体層との積層方向に何れの導体層も形成されていない領域が誘導性領域ＩＡａ，ＩＡｂとして作用する。また誘電体層を介して導体層同士が対向する領域が容量性領域ＣＡとして作用する。このように複数の導体層および誘電体層を積層して容量性領域ＣＡを構成することによって容量性領域のサイズを縮小化でき、より小型な共振器が得られる。
なお、多層基板１２の上部に導電性の遮蔽キャップ１４を取り付けることによって、上部空間Ｓを有する遮蔽構造の共振器を構成している。
上記多層基板１２は、誘電体セラミックグリーンシートに対する導電性ペーストの印刷によるパターン形成およびそのシートの積層・プレス・焼成といった一連の積層多層基板の製造方法によって製造できる。また、基板上に誘電体層と導体層を順に印刷し、焼成することによって製造する方法を採ることもできる。
図５および図６は図４に示した共振器において、各部の寸法パラメータを変化させた時の、共振周波数と導体Ｑのシミュレーション結果を示している。容量性領域ＣＡの幅をＷ、導体層の重なる部分の奥行き寸法をＧ、誘導性領域ＩＡａ，ＩＡｂとなる導体開口部の直径（開口径）をＤで表す。また多層基板１２の横幅をＬ、縦幅をＭで表す。ここで、Ｌ＝２．４ｍｍ、Ｍ＝１．２ｍｍとする。また多層基板１２の厚み寸法を０．５ｍｍ、遮蔽キャップ１４による上部空間Ｓの厚みを０．５ｍｍとする。
図５は、容量性領域ＣＡの幅Ｗを０．４ｍｍに固定し、Ｄ＝０．３，０．４，０．６ｍｍの３つの条件について、Ｇを変化させた場合について示している。（Ａ）は横軸にＧ、縦軸に共振周波数をとっている。（Ｂ）は横軸に共振器周波数、縦軸に導体Ｑをとっている。この導体Ｑによって導体損失の大きさを表している。
図５の（Ａ）に示すように、容量性領域の奥行き寸法Ｇの増大に伴い容量が増大するため、共振周波数はそれに反比例して低下する。また、開口径Ｄが大きいほど共振周波数は低くなる。これは開口径Ｄが大きいほど、その導体開口部を通過する磁束が大きくなって誘導量が増大するためである。
また、図５の（Ｂ）に示すように、開口径Ｄが大きくなるほど、同じ共振周波数での導体Ｑが高くなる。
図６は、導体開口部の直径Ｄを０．６ｍｍに固定し、容量性領域の幅Ｗを０．４，０．５，０．６ｍｍとした場合について、容量性領域の奥行き寸法Ｇを変化させた場合について示している。図５の場合と同様に、（Ａ）は横軸にＧ、縦軸に共振周波数をとり、（Ｂ）は横軸に共振器周波数、縦軸に導体Ｑをとっている。
図６の（Ａ）に示すように、容量性領域の奥行き寸法Ｇの増大に伴って容量が増大するので、共振周波数はそれに反比例して低下する。容量性領域の幅Ｗに対する共振周波数の依存性は小さく見える。これは、容量性領域の幅Ｗの減少による容量値の減少と誘導量の増大がうまくバランスしているためと考えられる。
また、図６の（Ｂ）に示すように、容量性領域の幅Ｗに対する導体Ｑの依存性は顕著ではない。この結果から、容量性領域の幅Ｗを小さくしても導体損失を増すことはなく共振器を小型化できることがわかる。
次に、第５の実施形態としてフィルタの構成例を図７を基に説明する。
図７において、（Ｄ）はフィルタの上面図、（Ａ）は（Ｄ）におけるＡ−Ａ部分の断面図である。（Ｅ）はフィルタの正面図であり、（Ｂ）は（Ｅ）におけるＢ−Ｂ部分の断面図である。また（Ｃ）は上部の遮蔽キャップ１４を取り外した状態での上面図（（Ｅ）におけるＣ−Ｃ部分の平面図）である。多層基板１２には、図４に示した多層基板１２の構造と同様に、２種類のパターンからなる複数の導体層を誘電体層を介して交互に積層している。これにより、３つの誘導性領域ＩＡａ，ＩＡｂ，ＩＡｃおよびそれらの間を繋ぐ２つの容量性領域ＣＡａ，ＣＡｂを設けている。
また、（Ａ）（Ｂ）に示すように、多層基板１２の上記２つの導体層パターンの積層部分から離れた位置に入出力結合用電極８ａ，８ｂを形成している。これらの入出力結合用電極８ａ，８ｂの一方の端部は多層基板１２の側面に形成した遮蔽電極７に導通させていて、他端は入出力端子９ａ，９ｂに導通させている。この構造により、入出力結合用電極８ａ，８ｂと遮蔽電極７とによって結合ループを構成している。
２つの誘導性領域ＩＡａ，ＩＡｂと１つの容量性領域ＣＡａとの組によって１つの（１段の）共振器として作用し、２つの誘導性領域ＩＡｂ，ＩＡｃと１つの容量性領域ＣＡｂとの組によってもう１つの（２段目の）共振器として作用する。この２つの共振器の磁界分布は（Ａ）の破線で示すようになり、入出力結合用電極８ａ，８ｂはそれぞれの共振器と磁界結合する。従って、このフィルタは２段の共振器による帯域通過特性を示すフィルタとして作用する。
図７に示した例では２段の共振器を構成したが、同様にして３段以上の共振器を単一の基板上に構成してもよい。その際、２つの誘導性領域とその間の容量性領域とによって１つの共振器として作用するので、隣接する共振器を構成する２つの誘導性領域のうち、１つずつ兼用することによって、共振器が順に結合した構造をとることができる。
次に、第６の実施形態に係る共振器について図８〜図１１を基に説明する。
第１〜第５の実施形態では、共振器の容量性領域の容量を各層でどのように定めるかについて具体的に示していないが、この第６の実施形態では、各層の容量性領域の容量の大きさを厚み方向で不均等にする。
この第６の実施形態に係る共振器全体の構成は図７に示したものと同様である。多層基板の各誘電体層に形成する導体層のパターンは図７の場合とは異なる。
図８はその多層基板の各誘電体層に形成する導体層のパターンを示す図である。（Ａ）は第１層（最上層）、（Ｂ）は第２層、（Ｃ）は第３層、（Ｄ）は第４層、（Ｅ）は第５層（最下層）の導体層のパターンをそれぞれ示している。ここで、４１，５１，４２，５２，４３は何れも導体層である。
図９の（Ａ）は図８の（Ａ）に示したＡ−Ａ部分での多層基板の断面図である。同様に、図９の（Ｂ）は図８の（Ｂ）部分での断面図である。
図９の（Ｃ），（Ｄ）は後述するように（Ａ），（Ｂ）の比較例である。
図９において破線Ｈは、容量性領域ＣＡａを取り巻く磁界の分布を示している。
ここで、図９の（Ｂ）に示すように、第１層（最上層）である導体層４１と第２層の導体層５１との互いに重なる部分の面積をＳｏ、第２層の導体層５１と第３層の導体層４２との互いに重なる部分の面積をＳｉ、第３層の導体層４２と第４層の導体層５２との互いに重なる部分の面積をＳｉ、第４層の導体層５２と第５層の導体層４３との互いに重なる部分の面積をＳｏで表す。
（Ｂ）の例では、Ｓｏ＞Ｓｉの関係としている。すなわち、積層方向の外側に配置される容量性領域の容量ＣＡｏを、内側に配置される容量性領域の容量ＣＡｉより大きくしている。（Ｄ）の例では、Ｓｏ＝Ｓｉの関係としている。すなわち、各層の容量性領域の容量ＣＡｏ，ＣＡｉを等しくしている。
図１０は複数の容量性領域の積層方向の外側に配置される容量性領域の容量ＣＡｏに対する内側に配置される容量性領域の容量ＣＡｉの比と、導体Ｑとの関係を示す図である。ＣＡｏ／ＣＡｉ＝１、すなわちＣＡｏ＝ＣＡｉのとき、導体Ｑは約２９０であるが、ＣＡｏ／ＣＡｉ＝４のとき、導体Ｑは約３３０にまで向上する。このように、ＣＡｏ／ＣＡｉの比が大きくなる程、導体Ｑ（Ｑｃ）が向上する。
次に、上記Ｑｃ向上の作用効果について図９を用いて説明する。
すでに各実施形態で示したように、誘電体層の積層方向にいずれも導体層が形成されていない導体開口部は誘導性領域として作用し、導体層が誘電体層を介して積層方向に重なり且つ誘導性領域同士を接続する部分は容量性領域として作用する。このように誘導性領域と容量性領域とによって構成した共振器においては、容量性領域の容量が大きいほど誘導性領域に生じる磁界の強度が大きくなる。
図９の（Ａ）（Ｂ）のように、厚み方向の外側（外層）の容量性領域の容量が厚み方向の内側（内層）の容量性領域の容量より大きい場合、５層の導体層４１，５１，４２，５２，４３のうち内層に比べて外層に流れる電流が大きくなるので、内層の電流に起因して生じる磁束より外層の電流に起因して生じる磁束が大きくなる。一方、（Ｃ）（Ｄ）のように、各層の容量性領域の容量が等しい場合、５層の導体層４１，５１，４２，５２，４３には略等しい電流が流れるので、内層と外層の電流に起因して生じる磁束は略等しくなる。したがって、容量性領域ＣＡａを取り囲む磁界の分布は、図９の（Ｃ）に比べて（Ａ）の場合の方が厚み方向に広がることになる。（Ｃ）の場合、局所的に周回する磁界は内層の容量性領域に侵入することになるので、その容量性領域で導体損失が生じる。
ここで、共振器の無負荷Ｑ（Ｑｏ）、導体Ｑ（Ｑｃ）、誘電体Ｑ（Ｑｄ）の関係は次の（１）式で表される。
2004114455.tif 000003
また、このうちＱｃは次の（２）式で表すことができる。
2004114455.tif 000004
（２）式において、Ｑｃ１は積層されている導体線路のうち最外層（最上層と最下層）の導体線路による導体Ｑであり、Ｑｃ２はそれ以外の内層の導体線路による導体Ｑである。Ｗｍ１は最外層に蓄積される磁界エネルギー、Ｗｍ２は内層に蓄積される磁界エネルギーである。ここで、Ｑｃ２はＱｃ１より２桁程度も小さな値であるため、Ｑｃ１に比べてＱｃ２による影響を小さくすればＱｃを向上させることができる。そのためＷｍ２を小さくすればよい。この内層に蓄積される磁界エネルギーＷｍ２を小さくするために、最外層の導体線路２１，２５に流れる電流を内層の導体線路に流れる電流に対して相対的に大きくする。そしてそのためには、最外層の容量性領域の容量を内層の容量性領域の容量より相対的に大きくなるようにすればよい。
図１１はそのための他の２つの構成例を示している。図９の（Ｂ）では導体層の対向面積の設定によって厚み方向の容量分布を定めたが、図１１の（Ａ）の例では、第１の導体層４１と第２の導体層５１とで挟まれる誘電体層の誘電率を、第３の導体層４２と第４の導体層５２とで挟まれる誘電体層の誘電率より大きくしている。同様に第５の導体層４３と第４の導体層５２とで挟まれる誘電体層の誘電率を、第４の導体層５２と第３の導体層４２とで挟まれる誘電体層の誘電率より大きくしている。このことにより、内層に比べて外層の容量性領域の容量を大きくしている。
１１の（Ｂ）の例では、第２の導体層５１と第３の導体層４２とで挟まれる誘電体層の厚みを第１の導体層４１と第２の導体層５１とで挟まれる誘電体層の厚みより厚くしている。同様に第３の導体層４２と第４の導体層５２とで挟まれる誘電体層の厚みを、第４の導体層５２と第５の導体層４３とで挟まれる誘電体層の厚みより大きくしている。
このことにより、内層に比べて外層の容量性領域の容量を大きくしている。
このようにして、容量性領域の内層に侵入する磁界エネルギーを低減して、Ｑｃを向上させることができる。
なお、上述した例では、各層の容量性領域の容量を定めるために、最外層の容量性領域とその他の層の容量性領域とに区分して扱ったが、中央部より外層に近くなるほど容量性領域の容量が次第に大きくなるように、各誘電体層の厚みや誘電率を定めたり、各層の導体層の対向面積を定めたりしてもよい。
次に、第７の実施形態としてデュプレクサと通信装置の構成を示す。
図１２の（Ａ）はデュプレクサのブロック図である。ここで、送信フィルタと受信フィルタは、それぞれ図７に示した構成からなる。送信フィルタＴｘＦＩＬと受信フィルタＲｘＦＩＬの通過帯域は、それぞれの帯域に合わせて設計する。送信フィルタＴｘＦＩＬは送信信号入力端子ＴｘＴから入力した信号のうち送信周波数帯域の信号をアンテナ端子ＡｎｔＴへ通過させる。また、受信フィルタＲｘＦＩＬはアンテナ端子ＡｎｔＴから入力した信号のうち受信周波数帯域の信号を受信信号出力端子ＲｘＴへ通過させる。
送受共用端子としてのアンテナ端子ＡｎｔＴへの送信フィルタＴｘＦＩＬと受信フィルタＲｘＦＩＬの接続は、送信信号の受信フィルタＲｘＦＩＬへの回り込み、および受信信号の送信フィルタＴｘＦＩＬへの回り込みを防止するように位相調整する。
図１２の（Ｂ）は、通信装置の構成を示すブロック図である。ここで、デュプレクサＤＵＰとしては（Ａ）に示した構成のものを用いる。回路基板上には、送信回路Ｔｘ−ＣＩＲと受信回路Ｒｘ−ＣＩＲを構成していて、デュプレクサＤＵＰの送信信号入力端子に送信回路Ｔｘ−ＣＩＲが接続され、デュプレクサＤＵＰの受信信号出力端子に受信回路Ｒｘ−ＣＩＲが接続され、且つアンテナ端子にアンテナＡＮＴが接続されるように、上記回路基板上にデュプレクサＤＵＰを実装する。
【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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【国際調査報告】
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