(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
グランド電極と、
前記グランド電極に主面が対向するように配置された平板状の第１高インピーダンス配線と、
前記第１高インピーダンス配線の主面に主面が対向するように配置された平板状の第２高インピーダンス配線と、
前記第１高インピーダンス配線と前記第２高インピーダンス配線とを電気的に接続する第１柱状導体と、
前記第１高インピーダンス配線と前記第２高インピーダンス配線との間に配置された平板状の第１低インピーダンス配線と、
前記第１高インピーダンス配線と前記第１低インピーダンス配線とを電気的に接続する第２柱状導体と、
前記第１低インピーダンス配線と前記第２高インピーダンス配線との間に配置された平板状の第２低インピーダンス配線と、
前記第２高インピーダンス配線と前記第２低インピーダンス配線とを電気的に接続する第３柱状導体とを有し、
前記第１低インピーダンス配線の線路幅は、前記第１高インピーダンス配線の線路幅よりも広く、
前記第２低インピーダンス配線の線路幅は、前記第２高インピーダンス配線の線路幅よりも広く、
前記第１高インピーダンス配線の主面と前記第１低インピーダンス配線の主面とが対向し、
前記第２高インピーダンス配線の主面と前記第２低インピーダンス配線の主面とが対向し、
前記第１低インピーダンス配線の主面と前記第２低インピーダンス配線の主面とが対向した共振器。
【請求項２】
前記第１柱状導体は前記第１高インピーダンス配線の一端側に接続するとともに
前記第２柱状導体は前記第１高インピーダンス配線の他端側に接続した
請求項１に記載の共振器。
【請求項３】
前記第１柱状導体は前記第２高インピーダンス配線の一端側に接続するとともに
前記第３柱状導体は前記第２高インピーダンス配線の他端側に接続した
請求項２に記載の共振器。
【請求項４】
前記第２柱状導体の長さと前記第３柱状導体の長さとを略等しくした
請求項１に記載の共振器。
【請求項５】
前記第２柱状導体と前記第３柱状導体とを略同一直線上に配置した
請求項１に記載の共振器。
【請求項６】
前記第１柱状導体の長さを
前記第２柱状導体の長さと前記第３柱状導体の長さとの和よりも長くした
請求項１に記載の共振器。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６に記載の共振器の内
少なくともいずれか１つを用いて構成されるフィルタ。
【請求項８】
請求項７に記載のフィルタが実装された電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話等の各種電子機器に用いられる共振器とそれを用いたフィルタおよび電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種の共振器は、図１２に示すごとく、略平板状の低インピーダンス配線部１ａ、１ｂと略平板状の高インピーダンス配線部２ａ、２ｂとを略同一平面において配置し、低インピーダンス配線部１ａの一端側と高インピーダンス配線部２ａの一端側、低インピーダンス配線部１ｂの一端側と高インピーダンス配線部２ｂの一端側、高インピーダンス配線部２ａの他端側と高インピーダンス配線部２ｂの他端側のそれぞれが、電気的に接続された状態となるよう構成されていた。
【０００３】
なお、この出願に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【特許文献１】特開平２−２４９３０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような従来の共振器では、小面積化が難しいことが問題となっていた。
【０００５】
すなわち、上記従来の構成においては、略平板状の低インピーダンス配線部１ａ、１ｂと略平板状の高インピーダンス配線部２ａ、２ｂとを略同一平面において配置する構成としているため、この共振器の面積をこれら４つの配線部１ａ、１ｂ、２ａ、２ｂの面積の和未満にすることができず、その結果として小面積化が難しくなってしまっていた。
【０００６】
そこで本発明は、共振器の小面積化を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そして、この目的を達成するために本発明は、グランド電極と、前記グランド電極に主面が対向するように配置された平板状の第１高インピーダンス配線と、前記第１高インピーダンス配線の主面に主面が対向するように配置された平板状の第２高インピーダンス配線と、前記第１高インピーダンス配線と前記第２高インピーダンス配線とを電気的に接続する第１柱状導体と、前記第１高インピーダンス配線と前記第２高インピーダンス配線との間に配置された平板状の第１低インピーダンス配線と、前記第１高インピーダンス配線と前記第１低インピーダンス配線とを電気的に接続する第２柱状導体と、前記第１低インピーダンス配線と前記第２高インピーダンス配線との間に配置された平板状の第２低インピーダンス配線と、前記第２高インピーダンス配線と前記第２低インピーダンス配線とを電気的に接続する第３柱状導体とを有し、前記第１低インピーダンス配線の線路幅は、前記第１高インピーダンス配線の線路幅よりも広く、前記第２低インピーダンス配線の線路幅は、前記第２高インピーダンス配線の線路幅よりも広く、前記第１高インピーダンス配線の主面と前記第１低インピーダンス配線の主面とが対向し、前記第２高インピーダンス配線の主面と前記第２低インピーダンス配線の主面とが対向し、前記第１低インピーダンス配線の主面と前記第２低インピーダンス配線の主面とが対向した共振器としたものである。
【発明の効果】
【０００８】
この構成により、３次元的に共振器を構成することができるため、共振器の面積を第１高インピーダンス配線、第２高インピーダンス配線、第１低インピーダンス配線、第２低インピーダンス配線の面積の和よりも小さくすることができ、その結果として、共振器の小面積化を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１における共振器について図面を参照しながら説明する。
【００１０】
図１に示すごとく、本実施の形態における共振器は、誘電体積層基板３の上面と下面にグランド電極４、５が対向するように配置されている。そして、この対向するグランド電極４、５間で且つ誘電体積層基板３の内部には、第１高インピーダンス配線７ａ、第２高インピーダンス配線７ｂと、第１低インピーダンス配線８ａ、第２低インピーダンス配線８ｂ、そしてそれらを接続する第１柱状導体９ａ、第２柱状導体９ｂ、第３柱状導体９ｃが内蔵されている。ここで、第１高インピーダンス配線７ａ、第２高インピーダンス配線７ｂと前記第１低インピーダンス配線８ａ、第２低インピーダンス配線８ｂは前記上下面グランド電極４、５と対向するように配置されている。
【００１１】
続いて、本構成を具体的に説明する。前記第１高インピーダンス配線７ａは上面グランド電極４寄りに上面グランド電極４と平行に配置されており、前記第２高インピーダンス配線７ｂは下面グランド電極５寄りに下面グランド電極５と平行に配置されている。これらの第１高インピーダンス配線７ａと第２高インピーダンス配線７ｂはちょうど対向するような配置である。そして、これらの第１高インピーダンス配線７ａと第２高インピーダンス配線７ｂの同一端側に第１柱状導体９ａが接続されている。
【００１２】
前記第１高インピーダンス配線７ａの他端側は、この第１高インピーダンス配線７ａと対向するように配置された第１低インピーダンス配線８ａの一端側と第２柱状導体９ｂで接続されている。この第１低インピーダンス配線８ａの他端側は、何も接続されておらず、開放端となっている。
【００１３】
前記第２低インピーダンス配線８ｂは前記第１低インピーダンス配線８ａと対向するように配置されている。この第２低インピーダンス配線８ｂの一端側は何も接続されておらず、開放端になっている。そして、この第２低インピーダンス配線８ｂの他端側は、前記第２高インピーダンス配線７ｂの他端側と第３柱状導体９ｃで接続されている。
【００１４】
つまり、本構造は図８に示すように第１低インピーダンス配線８ａ、第２低インピーダンス配線８ｂの対向距離の中心を境として、仮想的なグランド面２２が存在しているように考える事が出来る。したがって、第１低インピーダンス配線８ａ、第２低インピーダンス配線８ｂの電気力線は仮想グランド面２２に対して生じるので、第１低インピーダンス配線８ａ、第２低インピーダンス配線８ｂのインピーダンスはこの仮想グランド面２２との距離により決定されると考えられる。一方、第１高インピーダンス配線７ａと第２高インピーダンス配線７ｂは、図１に示した上下面グランド電極４、５方向に向けて電気力線が生じるので、第１高インピーダンス配線７ａと第２高インピーダンス配線７ｂのインピーダンスはそれぞれ、第１高インピーダンス配線７ａと上面グランド電極４との距離、第２高インピーダンス配線７ｂと下面グランド電極５との距離により決定されると考えられる。
【００１５】
磁力線は第１高インピーダンス配線７ａと第１低インピーダンス配線８ａ、第２高インピーダンス配線７ｂと第２低インピーダンス配線８ｂでそれぞれ互いに流れる電流の向きが反対となるが、線路幅の差により完全に打ち消し合うわけではないので、互いのインピーダンスに影響を与えると考えられる。
【００１６】
したがって、前記第１高インピーダンス配線７ａと第２高インピーダンス配線７ｂのインピーダンスはそれぞれ上下面グランド電極４、５との距離、すなわち前記第１柱状導体９ａの導体長により決定されるので、共振周波数を制御する事が出来る。さらに前記仮想グランド面２２からの距離は第２柱状導体９ｂ、第３柱状導体９ｃの導体長により決定されるので、共振周波数を制御する事ができる。
【００１７】
このような構成により、３次元的に半波長共振器を構成することができるため、共振器の面積を第１高インピーダンス配線７ａ、第２高インピーダンス配線７ｂ、第１低インピーダンス配線８ａ、第２低インピーダンス配線８ｂの面積の和よりも小さくすることができ、その結果として、共振器の小面積化を実現することができる。
【００１８】
例えば、図１に示す誘電体積層基板３の比誘電率を５７とし、誘電体積層基板３の面積を２５００μｍ×２０００μｍ、誘電体積層基板３の厚みを５００μｍとする。上面グランド電極４、下面グランド電極５の電極厚みを１０μｍとする。前記第１高インピーダンス配線７ａ、第２高インピーダンス配線７ｂの線路幅を２００μｍ、線路長を７７５μｍ、線路厚みを１０μｍとする。前記第１低インピーダンス配線８ａ、第２低インピーダンス配線８ｂの線路幅を６００μｍ、線路長を１０２５μｍ、線路厚みを１０μｍとする。この第１低インピーダンス配線８ａ、第２低インピーダンス配線８ｂ間の距離の中心を誘電体積層基板厚みの中心と一致させる。第１柱状導体９ａ、第２柱状導体９ｂ、第３柱状導体９ｃの直径をすべて１００μｍとする。そして、共振特性を調べるために、下面グランド電極５側に設けた入出力端子１０ａ、１０ｂから柱状導体１１ａ、１１ｂを介して、入出力配線１２ａ、１２ｂを設け、前記第１低インピーダンス配線８ａ、第２低インピーダンス配線８ｂの開放端側とそれぞれ２０μｍ間隔、面積２００μｍ×１００μｍで容量結合するように構成した図２に示すような場合において、第１柱状導体９ａの導体長を１４０、２６０、３８０μｍと可変した場合、図３に示す共振特性が得られる。１４０μｍは実線に、２６０μｍは破線に、３８０μｍは二点鎖線に対応する。
【００１９】
同構造において、第１柱状導体９ａの導体長を３８０μｍと固定して、第２柱状導体９ｂ、第３柱状導体９ｃの導体長をそれぞれ１１０μｍ、１４０μｍと可変した場合、図４に示す共振特性が得られる。１１０μｍは点線に、１４０μｍは一点鎖線に対応する。
【００２０】
図３、図４からも分かるように第１柱状導体９ａ、第２柱状導体９ｂ、第３柱状導体９ｃの導体長を調整することで共振周波数を制御する事が出来る事が言える。
【００２１】
なお、本構造において、図５に示すように第１低インピーダンス配線８ａ、第２低インピーダンス配線８ｂと第１高インピーダンス配線７ａ、第２高インピーダンス配線７ｂとの間に、第１低インピーダンス配線８ａ、第２低インピーダンス配線８ｂの開放端にローディング容量２０ａ、２０ｂを設ければ、共振周波数をさらに低周波側へシフトする事が出来る。
【００２２】
また、本構造では他の電子機器との電磁界結合を避けるために、グランド電極４、５が側面グランド電極６ａ、６ｂにより電気的に接続されていることが望ましい。
【００２３】
なお、側面グランド電極６ａ、６ｂの代わりに、柱状導体を用いて上下面グランド電極４、５を電気的に接続しても同等の効果が得られる。
【００２４】
なお、本構造は第１高インピーダンス配線７ａと第２高インピーダンス配線７ｂ、第１低インピーダンス配線８ａと第２低インピーダンス配線８ｂはそれぞれ、ともに非同一形状である事、また第２柱状導体９ｂ、第３柱状導体９ｃの導体長も非同一である事により入出力結合や段間結合などの結合素子をより容易に設ける事が出来る。
【００２５】
すなわち、このように非対称な構造を取ることで、結合素子によって生じた共振器のインピーダンスの変動を補正することが出来る。
【００２６】
また、図９に示すように下面グランド電極５の形状を広くすることでより安定した接地面を構成する事が出来る。
【００２７】
さらに図１０に示すように本共振器を２つ以上用い、それらを段間結合素子２３で電磁界結合させて接続し、入力結合素子２４ａ、２４ｂと出力結合素子２５ａ、２５ｂで電磁界結合させることで従来よりも小型のフィルタを構成する事が出来る。そのフィルタを搭載することで携帯電話等に搭載する電子機器をさらに小型にする事が出来る。
【００２８】
（実施の形態２）
以下、本発明の実施の形態２における共振器について図面を参照しながら説明する。
【００２９】
本発明の実施の形態２を図６に示す。誘電体積層基板１３の上面と下面にグランド電極１４、１５が対向するように配置されている。この対向するグランド電極１４、１５間で且つ誘電体積層基板１３の内部には、第１高インピーダンス配線１７ａ、第２高インピーダンス配線１７ｂと第１低インピーダンス配線１８ａ、第２低インピーダンス配線１８ｂ、そしてそれらを接続する第１柱状導体１９ａ、第２柱状導体１９ｂ、第３柱状導体１９ｃが内蔵されていることを示している。前記第１高インピーダンス配線１７ａ、前記第２高インピーダンス配線１７ｂと前記第１低インピーダンス配線１８ａ、前記第２低インピーダンス配線１８ｂは前記上下面グランド電極１４、１５と対向するように配置されている。
【００３０】
続いて、本構成を具体的に説明する。前記第１高インピーダンス配線１７ａは上面グランド電極１４寄りに上面グランド電極１４と平行に配置されており、前記第２高インピーダンス配線１７ｂは下面グランド電極１５寄りに下面グランド電極１５と平行に配置されている。これらの第１高インピーダンス配線１７ａ、第２高インピーダンス配線１７ｂはちょうど対向するような配置である。そして、これらの第１高インピーダンス配線１７ａ、第２高インピーダンス配線１７ｂの同一端側に第１柱状導体１９ａが接続されている。
【００３１】
前記第１高インピーダンス配線１７ａの他端側は、この第１高インピーダンス配線１７ａと平行に配置された第１低インピーダンス配線１８ａのある一端側と第２柱状導体１９ｂで接続されている。この第１低インピーダンス配線１８ａの他端側は、何も接続されておらず、開放端となっている。
【００３２】
前記第２低インピーダンス配線１８ｂは前記第１低インピーダンス配線１８ａと対向するように配置されている。この第２低インピーダンス配線１８ｂのある一端側は何も接続されておらず、開放端となっている。そして、この第２低インピーダンス配線１８ｂの他端側は、前記第２高インピーダンス配線１７ｂのある端側と第３柱状導体１９ｃで接続されている。
【００３３】
動作原理は実施の形態１と同じであると考えられるので、実施の形態１と同様に第１柱状導体１９ａ、第２柱状導体１９ｂ、第３柱状導体１９ｃの導体長を調整することで共振周波数を調整することが出来る。
【００３４】
このような構成により、３次元的に半波長共振器を構成する事ができるので、その共振器面積を小型化する事が出来る。
【００３５】
ただし、実施の形態１における図１、２、５に示した構造、即ち、第１高インピーダンス配線７ａと第１低インピーダンス配線８ａとを対向させるとともに、第２高インピーダンス配線７ｂと第２低インピーダンス配線８ｂとを対向させる構成とする方が、より小型化、小面積化を図ることができ望ましい。
【００３６】
なお、本構造において、図７に示すように低インピーダンス配線１８ａ、１８ｂと高インピーダンス配線１７ａ、１７ｂとの間に、低インピーダンス配線１８ａ、１８ｂの開放端側にローディング容量２１ａ、２１ｂを設ければ、共振周波数をさらに低周波側へシフトする事が出来る。
【００３７】
なお、本構造では他の電子機器との電磁界結合を避けるために側面グランド電極１６ａ、１６ｂで電気的に接続されていることが望ましい。
【００３８】
ただし、側面グランド電極１６ａ、１６ｂの代わりに、柱状導体を用いて上下面グランド電極１４、１５を電気的に接続しても同等の効果が得られる。
【００３９】
なお、本構造は第１高インピーダンス配線１７ａと第２高インピーダンス配線１７ｂ、第１低インピーダンス配線１８ａと第２低インピーダンス配線１８ｂはそれぞれ、ともに非同一形状である事、また第２柱状導体１９ｂ、第３柱状導体１９ｃの導体長も非同一である事により入出力結合や段間結合などの結合素子をより容易に設ける事が出来る。
【００４０】
また、図１１に示すように下面グランド電極１５の形状を広くすることでより安定した接地面を構成する事が出来る。
【００４１】
さらに実施の形態１と同様に本共振器を２つ以上用い、それらを電磁界結合させることで従来よりも小型のフィルタを構成する事が出来る。そのフィルタを搭載することで携帯電話等に搭載する電子機器をさらに小型にする事が出来る。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明の共振器は、小面積化を実現することができるという効果を有し、携帯電話等の各種電子機器において有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施の形態１における共振器の斜視図
【図２】本発明の実施の形態１における共振器の特性評価用構成の一例を示す斜視図
【図３】本発明の実施の形態１における特性図
【図４】本発明の実施の形態１における特性図
【図５】本発明の実施の形態１における共振器の他の実施形態を示す斜視図
【図６】本発明の実施の形態２における共振器の斜視図
【図７】本発明の実施の形態２における共振器の他の実施形態を示す斜視図
【図８】本発明の実施の形態２における動作原理図
【図９】本発明の実施の形態１における共振器の他の実施形態を示す斜視図
【図１０】本発明の実施の形態１における共振器を用いたフィルタを示す斜視図
【図１１】本発明の実施の形態２における共振器の他の実施形態を示す斜視図
【図１２】従来の共振器の上面図
【符号の説明】
【００４４】
３、１３  誘電体積層基板
４、５、６ａ、６ｂ、１４、１５、１６ａ、１６ｂ  グランド電極
７ａ、１７ａ  第１高インピーダンス配線
７ｂ、１７ｂ  第２高インピーダンス配線
８ａ、１８ａ  第１低インピーダンス配線
８ｂ、１８ｂ  第２低インピーダンス配線
９ａ、１９ａ  第１柱状導体
９ｂ、１９ｂ  第２柱状導体
９ｃ、１９ｃ  第３柱状導体
１０ａ  入力端子
１０ｂ  出力端子
１１ａ、１１ｂ  柱状導体
１２ａ  入力配線
１２ｂ  出力配線
２０ａ、２０ｂ、２１ａ、２１ｂ  ローディング容量
２２  仮想グランド面
２３  段間結合素子
２４ａ、２４ｂ  入力結合素子
２５ａ、２５ｂ  出力結合素子
【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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