(57)【要約】  【課題】  ２つの共振周波数をある程度任意に設定することが可能な複合共振器を提供する。  【解決手段】  複数の誘電体層11が積層されてなる積層体の下面に配置された接地電極21と、積層体の上面または内部に配置された、一方端が接地される基部27および基部27の他方端に各々の一方端が接続されて横並びに配置された帯状の複数の突起部28ａ，28ｂによって構成され、基部27および突起部28ａ，28ｂを合わせた全体が第１の周波数で共振する共振器として機能するとともに、突起部28ａ，28ｂが第１の周波数よりも高い第２の周波数で共振する共振器として機能する複合共振電極26とを備えることを特徴とする複合共振器である。ある程度任意に設定することが可能な２つの共振周波数を有する複合共振器である。【選択図】  図１
2009206546.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接地電極と、
前記積層体の上面または内部に配置された、一方端が接地される基部および該基部の他方端に各々の一方端が接続されて横並びに配置された帯状の複数の突起部によって前記基部の前記一方端が一方端となり前記突起部の他方端が他方端となるように構成されており、前記一方端が接地されることによって、前記基部および前記突起部を合わせた全体が第１の周波数で共振する共振器として機能するとともに、前記突起部が前記第１の周波数よりも高い第２の周波数で共振する共振器として機能する複合共振電極とを備えることを特徴とする複合共振器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルタ回路や発振回路等に用いられる共振器に関するものであり、特に、広帯域のバンドパスフィルタを容易に実現することが可能な、複数の共振周波数を有する複合共振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になっている。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。
【０００３】
一方、従来よく使用されるバンドパスフィルタとして、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ものが知られている（例えば、特許文献１を参照。）。
【特許文献１】特開2004−180032号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、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％〜50％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。
【０００５】
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、非常に広く且つ所望の幅の通過帯域を有するバンドパスフィルタを容易に構成することが可能な、２つの共振周波数をある程度任意に設定することが可能な複合共振器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１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接地電極と、前記積層体の上面または内部に配置された、一方端が接地される基部および該基部の他方端に各々の一方端が接続されて横並びに配置された帯状の複数の突起部によって前記基部の前記一方端が一方端となり前記突起部の他方端が他方端となるように構成されており、前記一方端が接地されることによって、前記基部および前記突起部を合わせた全体が第１の周波数で共振する共振器として機能するとともに、前記突起部が前記第１の周波数よりも高い第２の周波数で共振する共振器として機能する複合共振電極とを備えることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の複合共振器は、一方端が接地されることによって、基部および突起部を合わせた全体が第１の周波数で共振する共振器として機能するとともに、突起部が第１の周波数よりも高い第２の周波数で共振する共振器として機能する複合共振電極を備えていることから、第１の周波数と第２の周波数との周波数差を突起部の長さによって容易にコントロールすることができるので、２つの共振周波数をある程度任意に設定することが可能な複合共振器を得ることができる。よって、本発明の複合共振器を用いることによって、広く且つ所望の幅の通過帯域を有するバンドパスフィルタ等を容易に構成することが可能となる。
【０００８】
また、本発明の複合共振器によれば、複数の突起部が横並びに配置されていることから、複数の複合共振電極を横並びに並べて相互に電磁界結合させることができるので、複数の複合共振器を相互に容易かつ小型に電磁界結合させることが可能となる。よって、本発明の複合共振器を用いることにより、小型のバンドパスフィルタを容易に構成することが可能となる。
【０００９】
さらに、本発明の複合共振器によれば、突起部に対して幅が広い基部の一方端が接地されることから、１／４波長共振器において電流密度が最大となる接地端の幅が、突起部と同一の幅を有する普通の帯状の１／４波長共振器と比較して広いため、電流の集中が緩和されてＱ値が高い複合共振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】
【００１０】
以下、本発明の複合共振器を添付の図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１１】
（実施の形態の第１の例）
図１は本発明の複合共振器の一例を模式的に示す分解斜視図である。図２は図１に示す複合共振器の上下面および層間を模式的に示す平面図である。
【００１２】
本例の複合共振器は、図１および図２に示すように、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の接地電極21および上面に配置された第２の接地電極22と、積層体の第１の層間に配置された、一方端が接地される基部27および基部27の他方端に各々の一方端が接続されて横並びに配置された帯状の複数の突起部28ａ，28ｂによって基部27の一方端が一方端となり突起部28ａ，28ｂの他方端が他方端となるように構成され、一方端が接地されることによって、基部27および突起部28ａ，28ｂを合わせた全体が第１の周波数で共振する共振器として機能するとともに、突起部28ａ，28ｂが第１の周波数よりも高い第２の周波数で共振する共振器として機能する複合共振電極26とを備えている。また、積層体の第１の層間には複合共振電極26の周囲を取り囲むように環状接地電極25が配置されており、複合共振電極26の一方端が環状接地電極25に接続されている。さらに、積層体の第１の層間とは異なる層間Ａに、入力段の突起部28ａと対向して電磁界結合する入力用結合電極48ａおよび出力段の突起部28ｂと対向して電磁界結合する出力用結合電極48ｂが配置されている。そして、入力用結合電極48ａおよび出力用結合電極48ｂは貫通導体50を介して積層体の上面に第２の接地電極22から離間して配置された入力端子電極60ａおよび出力端子電極60ｄにそれぞれ接続されている。
【００１３】
このような構造を備える複合共振器は、一方端が接地されることによって、基部27および突起部28ａ，28ｂを合わせた全体が第１の周波数で共振する共振器として機能するとともに、突起部28ａ，28ｂが第１の周波数よりも高い第２の周波数で共振する共振器として機能する複合共振電極26を備えていることから、２つの共振周波数を有する共振器として機能する。このとき、第１の周波数においては、複合共振電極26の一方端が短絡端となり複合共振電極26の他方端が開放端となって複合共振電極26の全体が１／４波長共振器として機能し、第２の周波数においては、突起部28ａ，28ｂの一方端がほぼ短絡端となり突起部28ａ，28ｂの他方端が開放端となって突起部28ａ，28ｂが１／４波長共振器として機能すると考えられる。
【００１４】
そして、このような構造を有する本例の複合共振器によれば、アース電位に接続される一方端が必然的に幅広になるため、Ｑ値の高い共振器を得ることができる。また、第１の周波数と第２の周波数との周波数差を突起部28ａ，28ｂの長さによってある程度任意にコントロールすることができるので、第１の周波数と第２の周波数との周波数差を所望の値に容易に設定することができる。このため、例えば、この複合共振器を用いることによって、例えば、所望の通過帯域幅を有するバンドパスフィルタや所望の２つの周波数で発振するデュアルモード発振回路等を容易に構成することができる。よって、例えば従来の１／４波長共振器を用いたバンドパスフィルタで得ることが困難だった非常に広い通過帯域幅を有するバンドパスフィルタを容易に構成することが可能になる。さらに、複数の突起部28ａ，28ｂが横並びに配置されていることから、複数の複合共振電極26を横並びに並べて相互に電磁界結合させることができるため、複数の複合共振器を相互に容易かつ小型に電磁界結合させることができ、小型のバンドパスフィルタを容易に構成することが可能となる。
【００１５】
図３は図１および図２に示した構造を有する本例の複合共振器の電気特性のシミュレーション結果を示すグラフである。グラフにおいて、横軸は周波数，縦軸は減衰量を表しており、入力端子電極60ａをポート１、出力端子電極60ｄをポート２としたときの、複合共振器の通過特性（Ｓ21）および反射特性（Ｓ11）を示している。図３に示すグラフによれば、6.6ＧＨｚ付近および9.6ＧＨｚ付近の２カ所に共振ピークが存在し、２つの共振周波数を有する複合共振器として機能していることがわかる。
【００１６】
このシミュレーションにおいて、複合共振電極26は、幅が1.15ｍｍで長さが1.05ｍｍの矩形状の基部27の他方端に幅が0.25ｍｍで長さが2.0ｍｍの矩形状の入力段の突起部28ａおよび出力段の突起部28ｂが0.65ｍｍの間隔を隔てて配置される構造とした。入力用結合電極48ａおよび出力用結合電極48ｂは、幅が0.25ｍｍで長さが1.0ｍｍの矩形状とし、長さ0.2ｍｍ分だけ入力段の突起部28ａおよび出力段の突起部28ｂにそれぞれ対向するようにした。入力端子電極60ａおよび出力端子電極60ｄは一辺が0.3ｍｍの正方形とした。第１の接地電極21，第２の接地電極22，および環状接地電極25の外形は長さが5.0ｍｍで幅が3.5ｍｍの矩形状とし、環状接地電極25の開口部は幅が2.7ｍｍで長さが3.75ｍｍの矩形状とした。全体の形状は幅が5.0ｍｍで長さが3.5ｍｍで厚みが0.98ｍｍの直方体状とした。複合共振電極26が配置された層間と入力用結合電極48ａおよび出力用結合電極48ｂが配置された層間との間隔（それぞれの層間に配置された各種電極同士の間隔）は0.065ｍｍとした。各種電極の厚みは0.01ｍｍとし、貫通導体50の直径は0.1ｍｍとした。誘電体層11の比誘電率は9.45とした。
【００１７】
なお、図１および図２に示した本例の複合共振器においては、積層体の第１の層間に複合共振電極26および環状接地電極25が配置されて積層体の上面及び下面に第１の接地電極21および第２の接地電極22が配置された例を示したが、第２の接地電極22および環状接地電極25は必ずしも必要ではなく、複合共振電極26は積層体の上面に配置されても構わない。また、入力用結合電極48ａおよび出力用結合電極48ｂは、複合共振電極と同じ層間に配置されてもよく、複数の複合共振器が結合する場合等においては入力段および出力段の複合共振器に対してどちらかがあればよい。入力端子電極60ａおよび出力端子電極60ｄも必ず必要なものではない。
【００１８】
（本発明の複合共振器を用いて構成したバンドパスフィルタの第１の例）
図４は本発明の複合共振器を用いて構成したバンドパスフィルタの一例を模式的に示す分解斜視図であり、図５は図４に示すバンドパスフィルタの上下面および層間を模式的に示す平面図である。
【００１９】
本例のバンドパスフィルタは、図４および図５に示すように、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の接地電極21および上面に配置された第２の接地電極22と、積層体の第１の層間に配置された、一方端が接地される基部27および基部27の他方端に各々の一方端が接続されて横並びに配置された帯状の複数の突起部28ａ，28ｂによって基部27の一方端が一方端となり、突起部28ａ，28ｂの他方端が他方端となるように構成され、一方端が接地されることによって、基部27および突起部28ａ，28ｂを合わせた全体が第１の周波数で共振する共振器として機能するとともに、突起部28ａ，28ｂが第１の周波数よりも高い第２の周波数で共振する共振器として機能する複合共振電極26とを備えている。
【００２０】
また、本例のバンドパスフィルタは、積層体の第１の層間とは異なる層間Ａに配置された、複合共振電極26における複数の突起部28ａ，28ｂのうちの入力段の突起部28ａと対向して電磁界結合するとともに、電気信号が入力される電気信号入力点45ａを有する帯状の入力結合電極40ａと、複合共振電極26における複数の突起部28ａ，28ｂのうちの出力段の突起部28ｂと対向して電磁界結合するとともに、電気信号が出力される電気信号出力点45ｄを有する帯状の出力結合電極40ｄとを備えている。
【００２１】
さらに、本例のバンドパスフィルタは、積層体の第１の層間に複合共振電極26の周囲を取り囲むように環状接地電極25が配置されており、複合共振電極26の一方端が環状接地電極25に接続されている。さらに、積層体の第１の層間とは異なる層間Ａに、入力段の突起部28ａと対向して電磁界結合する入力結合電極40ａおよび出力段の突起部28ｂと対向して電磁界結合する出力結合電極40ｄが配置されている。そして、入力結合電極40ａおよび出力結合電極40ｄは貫通導体50を介して積層体の上面に第２の接地電極22から離間して配置された入力端子電極60ａおよび出力端子電極60ｄにそれぞれ接続されている。よって、入力結合電極40ａの電気信号入力点45ａは入力結合電極40ａと貫通導体50との接続点であり、出力結合電極40ｄの電気信号出力点45ｄは出力結合電極40ｄと貫通導体50との接続点である。
【００２２】
またさらに、本例のバンドパスフィルタにおいては、電気信号入力点45ａは、入力結合電極40ａにおいて、複合共振電極26との対向部の中央よりも複合共振電極26の他方端に近い側に位置しており、電気信号出力点45ｄは、出力結合電極40ｄにおいて、複合共振電極26との対向部の中央よりも複合共振電極26の他方端に近い側に位置している。
【００２３】
このような構造を有する本例のバンドパスフィルタは、入力端子電極60ａおよび貫通導体50を介して入力結合電極40ａの電気信号入力点45ａに外部回路からの電気信号が入力されると、入力結合電極40ａと電磁界結合する複合共振電極26が共振し、複合共振電極26と電磁界結合する出力結合電極40ｄの電気信号出力点45ｄから貫通導体50および出力端子電極60ｄを介して外部回路に電気信号が出力される。このとき、複合共振電極26が共振する第１の周波数および第２の周波数を含む周波数帯域の信号が選択的に通過するため、バンドパスフィルタとして機能する。
【００２４】
本例のバンドパスフィルタによれば、一方端が接地される基部27および基部27の他方端に各々の一方端が接続されて横並びに配置された帯状の複数の突起部28ａ，28ｂによって基部27の一方端が一方端となり突起部28ａ，28ｂの他方端が他方端となるように構成され、一方端が接地されることによって、基部27および突起部28ａ，28ｂを合わせた全体が第１の周波数で共振する共振器として機能するとともに、突起部28ａ，28ｂが第１の周波数よりも高い第２の周波数で共振する共振器として機能する複合共振電極26を備えることから、第１の周波数と第２の周波数との周波数差を突起部28ａ，28ｂの長さによってある程度任意にコントロールすることができるので、広く且つ所望の幅の通過帯域を有するバンドパスフィルタを容易に得ることができる。
【００２５】
また、本例のバンドパスフィルタによれば、積層体の複合共振電極26が配置された層間とは異なる層間に配置された、複合共振電極26における入力段の突起部28ａと対向して電磁界結合する帯状の入力結合電極40ａと、積層体の複合共振電極26が配置された層間とは異なる層間に配置された、複合共振電極26における出力段の突起部28ｂと対向して電磁界結合する帯状の出力結合電極40ｄとを備えることから、入力結合電極40ａおよび出力結合電極40ｄと複合共振電極26とがブロードサイド結合によって強く電磁界結合するので、広い通過帯域の全体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。
【００２６】
さらに、本例のバンドパスフィルタによれば、電気信号入力点45ａは、入力結合電極40ａにおいて、複合共振電極26との対向部の中央よりも複合共振電極26の他方端に近い側に位置しており、電気信号出力点45ｄは、出力結合電極40ｄにおいて、複合共振電極26との対向部の中央よりも複合共振電極26の他方端に近い側に位置していることから、入力結合電極40ａおよび出力結合電極40ｄと複合共振電極26とがインターデジタル型に電磁界結合されることによって、磁界による結合と電界による結合とが加算されて相互に強く電磁界結合するので、広い通過帯域の全体に渡ってより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。
【００２７】
図６は図４および図５に示した構造を有する本例のバンドパスフィルタの電気特性のシミュレーション結果を示すグラフである。グラフにおいて、横軸は周波数，縦軸は減衰量を表しており、入力端子電極60ａをポート１、出力端子電極60ｄをポート２としたときの、バンドパスフィルタの通過特性（Ｓ21）および反射特性（Ｓ11）を示している。図６に示すグラフによれば、７ＧＨｚ付近から11ＧＨｚ付近にかけての比帯域で40％を超えるような非常に広い通過帯域の全体において平坦で低損失な通過特性が得られており、本発明の複合共振器の有効性が確認できた。
【００２８】
このシミュレーションにおいて、複合共振電極26は、幅が1.15ｍｍで長さが1.05ｍｍの矩形状の基部27の他方端に幅が0.25ｍｍで長さが2.0ｍｍの矩形状の入力段の突起部28ａおよび出力段の突起部28ｂが0.65ｍｍの間隔を隔てて配置される構造とした。入力結合電極40ａおよび出力結合電極40ｄは、幅が0.25ｍｍで長さが3.0ｍｍの矩形状とした。入力端子電極60ａおよび出力端子電極60ｄは一辺が0.3ｍｍの正方形とした。第１の接地電極21，第２の接地電極22，および環状接地電極25の外形は長さが5.0ｍｍで幅が3.5ｍｍの矩形状とし、環状接地電極25の開口部は幅が2.7ｍｍで長さが3.75ｍｍの矩形状とした。バンドパスフィルタ全体の形状は幅が5.0ｍｍで長さが3.5ｍｍで厚みが0.98ｍｍの直方体状とし、厚み方向の中央に複合共振電極26が位置するようにした。複合共振電極26が配置された層間と入力結合電極40ａおよび出力結合電極40ｄが配置された層間との間隔（それぞれの層間に配置された各種電極同士の間隔）は0.065ｍｍとした。各種電極の厚みは0.01ｍｍとし、貫通導体50の直径は0.1ｍｍとした。誘電体層11の比誘電率は9.45とした。
【００２９】
なお、図４および図５に示した本例のバンドパスフィルタにおいては、入力結合電極40ａおよび出力結合電極40ｄと複合共振電極26とがインターデジタル型に電磁界結合するよう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40ｄと複合共振電極26とがコムライン型に結合するように配置されても構わない。
【００３０】
（本発明の複合共振器を用いて構成したバンドパスフィルタの第２の例）
図７は本発明の複合共振器を用いて構成したバンドパスフィルタの第２の例を模式的に示す分解斜視図であり、図８は図７に示すバンドパスフィルタの上下面および層間を模式的に示す平面図である。
【００３１】
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。
【００３２】
本例のバンドパスフィルタは、図７および図８に示すように、第１の例の複合共振電極26と同じ構造および機能を備える入力段の複合共振電極29および出力段の複合共振電極30が積層体の第１の層間に一方端と他方端とが互い違いになるように横並びに配置されて相互に電磁界結合しており、入力段の複合共振電極29における入力段の突起部28ａと対向して電磁界結合するように入力結合電極40ａが配置され、出力段の複合共振電極30における出力段の突起部28ｂと対向して電磁界結合するように出力結合電極40ｄが配置されている。
【００３３】
また、本例のバンドパスフィルタにおいては、電気信号入力点45ａは、入力結合電極40ａにおいて、入力段の複合共振電極29との対向部の中央よりも入力段の複合共振電極29の他方端に近い側に位置しており、電気信号出力点45ｄは、出力結合電極40ｄにおいて、出力段の複合共振電極30との対向部の中央よりも出力段の複合共振電極30の他方端に近い側に位置している。
【００３４】
このような構造を有する本例のバンドパスフィルタは、入力端子電極60ａおよび貫通導体50を介して入力結合電極40ａの電気信号入力点45ａに外部回路からの電気信号が入力されると、入力結合電極40ａと電磁界結合する入力段の複合共振電極29およびこれと電磁界結合する出力段の複合共振電極30が共振し、出力段の複合共振電極30と電磁界結合する出力結合電極40ｄの電気信号出力点45ｄから貫通導体50および出力端子電極60ｄを介して外部回路に電気信号が出力される。このとき、入力段の複合共振電極29および出力段の複合共振電極30が共振する第１の周波数および第２の周波数を含む周波数帯域の信号が選択的に通過するため、バンドパスフィルタとして機能する。
【００３５】
本例のバンドパスフィルタによれば、積層体の第１の層間に一方端と他方端とが互い違いになるように横並びに配置されて相互に電磁界結合する複数の複合共振電極29，30を備えることから、複合共振電極の数に応じて多数の共振ピークを得ることができるとともに、複合共振電極29，30が相互にインターデジタル型に電磁界結合されることによって、磁界による結合と電界による結合とが加算されて相互に強く電磁界結合するため、それぞれの共振ピークの間の周波数間隔を大きくすることができるので、非常に広い通過帯域を有するバンドパスフィルタを容易に得ることができる。
【００３６】
また、本例のバンドパスフィルタによれば、積層体の複合共振電極29，30が配置された層間とは異なる層間に配置された、入力段の複合共振電極29における入力段の突起部28ａと対向して電磁界結合する帯状の入力結合電極40ａと、積層体の複合共振電極29，30が配置された層間とは異なる層間に配置された、出力段の複合共振電極30における出力段の突起部28ｂと対向して電磁界結合する帯状の出力結合電極40ｄとを備えることから、入力結合電極40ａと入力段の複合共振電極29とがブロードサイド結合によって強く電磁界結合し、出力結合電極40ｄと出力段の複合共振電極30とがブロードサイド結合によって強く電磁界結合するので、非常に広い通過帯域の全体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。
【００３７】
さらに、本例のバンドパスフィルタによれば、電気信号入力点45ａは、入力結合電極40ａにおいて、入力段の複合共振電極29との対向部の中央よりも入力段の複合共振電極29の他方端に近い側に位置しており、電気信号出力点45ｄは、出力結合電極40ｄにおいて、出力段の複合共振電極30との対向部の中央よりも出力段の複合共振電極30の他方端に近い側に位置しているときには、入力結合電極40ａと入力段の複合共振電極29とがインターデジタル型に電磁界結合されることによって、磁界による結合と電界による結合とが加算されて相互に強く電磁界結合し、出力結合電極40ｄと出力段の複合共振電極30とがインターデジタル型に電磁界結合されることによって、磁界による結合と電界による結合とが加算されて相互に強く電磁界結合するので、非常に広い通過帯域の全体に渡ってより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。
【００３８】
（本発明の複合共振器を用いて構成したバンドパスフィルタの第３の例）
図９は本発明の複合共振器を用いて構成したバンドパスフィルタの第３の例のバンドパスフィルタの上下面および層間を模式的に示す平面図である。
【００３９】
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。
【００４０】
本例のバンドパスフィルタは、図９に示すように、入力段の複合共振電極29および出力段の複合共振電極30における入力段の突起部28ａおよび出力段の突起部28ｂの間に位置する部分に、積層体を貫通するように配置されて両端が第１の接地電極21及び第２の接地電極22に接続された複数の貫通導体50が配置された構造を備えている。
【００４１】
このような構造を備える本例のバンドパスフィルタによれば、入力結合電極40ａと出力結合電極40ｄとの間の直接的な電磁界結合をこれらの接地された貫通導体50によって大きく低減することができるので、通過帯域以外の周波数領域における減衰量が増大した優れた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。
【００４２】
図10は図７および図８に示した構造を有する第２の例のバンドパスフィルタ（ＢＰＦ２）ならびに図９に示した構造を備える第３の例のバンドパスフィルタ（ＢＰＦ３）の電気特性のシミュレーション結果を示すグラフである。グラフにおいて、横軸は周波数，縦軸は減衰量を表しており、入力端子電極60ａをポート１、出力端子電極60ｄをポート２としたときの、バンドパスフィルタの通過特性（Ｓ21）を示している。図10に示すグラフによれば、両方のバンドパスフィルタにおいて、６ＧＨｚ付近から10ＧＨｚ付近にかけての比帯域で50％程度の非常に広い通過帯域の全体において平坦で低損失な通過特性が得られており、本発明の有効性が確認できた。また、第２構造を備える第３の例のバンドパスフィルタは、第１構造を備える第２の例のバンドパスフィルタと比較して通過帯域よりも高周波側の周波数領域において最大20ｄＢ程度も減衰量が増加していることから、入力段の突起部28ａおよび出力段の突起部28ｂの間に位置する部分に、積層体を貫通するように配置されて両端が第１の接地電極21及び第２の接地電極22に接続された複数の貫通導体50によってバンドパスフィルタの通過特性が改善されることを確認できた。
【００４３】
このシミュレーションにおいて、入力段の複合共振電極29および出力段の複合共振電極30は、幅が1.05ｍｍで長さが0.9ｍｍの矩形状の基部27の他方端に幅が0.25ｍｍで長さが2.15ｍｍの矩形状の入力段の突起部28ａおよび出力段の突起部28ｂが0.6ｍｍの間隔を隔てて配置される構造とし、各々の一方端と他方端とが互い違いになるように0.21ｍｍの間隔を隔てて横並びに配置した。入力結合電極40ａおよび出力結合電極40ｄは、幅が0.25ｍｍで長さが3.0ｍｍの矩形状とした。入力端子電極60ａおよび出力端子電極60ｄは一辺が0.3ｍｍの正方形とした。第１の接地電極21，第２の接地電極22および環状接地電極25の外形は長さが5.0ｍｍで幅が4.5ｍｍの矩形状とし、環状接地電極25の開口部は幅が3.7ｍｍで長さが3.25ｍｍの矩形状とした。バンドパスフィルタ全体の形状は長さが5.0ｍｍで幅が4.5ｍｍで厚みが0.98ｍｍの直方体状とし、厚み方向の中央に複合共振電極29，30が位置するようにした。複合共振電極29，30が配置された層間と入力結合電極40ａおよび出力結合電極40ｄが配置された層間との間隔（それぞれの層間に配置された各種電極同士の間隔）は0.065ｍｍとした。各種電極の厚みは0.01ｍｍとし、貫通導体50の直径は0.1ｍｍとした。誘電体層11の比誘電率は9.45とした。
【００４４】
なお、図７〜図９に示した第２の例および第３の例のバンドパスフィルタにおいては、入力段の複合共振電極29および出力段の複合共振電極30の２つの複合共振電極を備えた例を示したが、入力段の複合共振電極29および出力段の複合共振電極30の間に他の複合共振電極が配置されるようにしても構わない。但し、複合共振電極の数が多すぎるとバンドパスフィルタが大型化するとともに通過する信号の損失が大きくなるため、現実的には、複合共振電極の数は10個程度以下に設定される。また、入力結合電極40ａおよび出力結合電極40ｄと入力段の複合共振電極29および出力段の複合共振電極30とがそれぞれインターデジタル型に電磁界結合するように配置された例を示したが、入力結合電極40ａと入力段の複合共振電極29とがコムライン型に結合するように配置されてもよく、出力結合電極40ｄと出力段の複合共振電極30とがコムライン型に結合するように配置されて構わない。
【００４５】
また、前述した第１〜第３の例のバンドパスフィルタにおいては、積層体の第１の層間に環状接地電極25が配置された例を示したが、環状接地電極25は必ずしも必要ではない。また、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には入力端子電極60ａおよび出力端子電極60ｄは必ずしも必要なく、例えば、モジュール基板内の外部回路からの配線導体が、入力結合電極40ａおよび出力結合電極40ｄに直接接続するようにしても構わない。この場合は、入力結合電極40ａおよび出力結合電極40ｄと配線導体との接続点が、入力結合電極40ａの電気信号入力点45ａおよび出力結合電極40ｄの電気信号出力点45ｄとなる。さらに、入力結合電極40ａと出力結合電極40ｄとが積層体の異なる層間に配置されても構わない。
【００４６】
本発明の複合共振器およびそれを用いて構成した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等の誘電体セラミック材料と、Ｂ２Ｏ３，ＳｉＯ２，Ａｌ２Ｏ３，ＺｎＯ等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0.01〜0.1ｍｍ程度に設定される。
【００４７】
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0.001〜0.2ｍｍに設定される。
【００４８】
本発明の複合共振器およびそれを用いて構成したバンドパスフィルタは、例えば次のようにして作製することができる。まず、セラミック原料粉末に適当な有機溶剤等を添加・混合して泥漿を作製するとともに、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を形成するための貫通孔を形成し、Ａｇ，Ａｇ−Ｐｄ，Ａｕ，Ｃｕ等の導体を含む導体ペーストを充填するとともにセラミックグリーンシートの表面に印刷法を用いて前述したのと同様の導体ペーストを塗布して導体ペースト付きセラミックグリーンシートを作製する。次に、これらの導体ペースト付きセラミックグリーンシートを積層し、ホットプレス装置を用いて圧着し、800℃〜1050℃程度のピーク温度で焼成することにより作製される。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の複合共振器の構造の一例を模式的に示す分解斜視図である。
【図２】図１に示す複合共振器の上下面および層間を模式的に示す平面図である。
【図３】図１に示す複合共振器の電気特性のシミュレーション結果を示す図である。
【図４】本発明の複合共振器を用いて構成したバンドパスフィルタの第１の例を模式的に示す分解斜視図である。
【図５】図４に示すバンドパスフィルタの上下面および層間を模式的に示す平面図である。
【図６】本発明の複合共振器を用いて構成したバンドパスフィルタの第１の例の電気特性のシミュレーション結果を示す図である。
【図７】本発明の複合共振器を用いて構成したバンドパスフィルタの第２の例を模式的に示す分解斜視図である。
【図８】図７に示すバンドパスフィルタの上下面および層間を模式的に示す平面図である。
【図９】本発明の複合共振器を用いて構成したバンドパスフィルタの第３の例における上下面および層間を模式的に示す平面図である。
【図１０】本発明の複合共振器を用いて構成したバンドパスフィルタの第３の例の電気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】
【００５０】
11：誘電体層
21：第１の接地電極
27：基部
28ａ：入力段の突起部
28ｂ：出力段の突起部
26：複合共振電極
【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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