JP3144744B2 - 積層型誘電体フィルタ - Google Patents
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01P1/00—Auxiliary devices
- H01P1/20—Frequency-selective devices, e.g. filters
- H01P1/201—Filters for transverse electromagnetic waves
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- Physics & Mathematics (AREA)
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は積層型誘電体フィルタに
関し、特に携帯用電話機等の高周波回路無線機器に利用
する高周波回路フィルタや、アンテナデュプレクサ等に
使用される積層型誘電体フィルタに関する。
関し、特に携帯用電話機等の高周波回路無線機器に利用
する高周波回路フィルタや、アンテナデュプレクサ等に
使用される積層型誘電体フィルタに関する。
【０００２】
【従来の技術】図１１、１２は、それぞれ本発明者らが
案出した積層型誘電体フィルタの模式展開図および斜視
図である。
案出した積層型誘電体フィルタの模式展開図および斜視
図である。
【０００３】この積層型誘電体フィルタにおいては、出
力端側の共振素子２３の一部に誘電体層１４を挟んで重
なる出力用電極４２を誘電体層１１上に積層される誘電
体層１３上に形成し、アース電極７０に一端部がそれぞ
れ接続されて１／４波長ストリップライン共振器を構成
する共振素子２１〜２３を誘電体層１４上に形成し、さ
らに一端部がアース電極７０に接続されかつ他端部が共
振素子２１〜２３の開放端から所定の間隔離れて共振素
子２１〜２３とそれぞれ対向する電極３１〜３３を誘電
体層１４上に形成し、誘電体層１５上に、入力端側の共
振素子２１の一部に誘電体層１５を挟んで重なる入力用
電極４１を形成し、誘電体層１５上に、表面にアース電
極７０が形成される誘電体層１７を積層して、誘電体層
１１、１３〜１５および１７を一体に構成し、その後焼
成して、積層体５００を形成する。
力端側の共振素子２３の一部に誘電体層１４を挟んで重
なる出力用電極４２を誘電体層１１上に積層される誘電
体層１３上に形成し、アース電極７０に一端部がそれぞ
れ接続されて１／４波長ストリップライン共振器を構成
する共振素子２１〜２３を誘電体層１４上に形成し、さ
らに一端部がアース電極７０に接続されかつ他端部が共
振素子２１〜２３の開放端から所定の間隔離れて共振素
子２１〜２３とそれぞれ対向する電極３１〜３３を誘電
体層１４上に形成し、誘電体層１５上に、入力端側の共
振素子２１の一部に誘電体層１５を挟んで重なる入力用
電極４１を形成し、誘電体層１５上に、表面にアース電
極７０が形成される誘電体層１７を積層して、誘電体層
１１、１３〜１５および１７を一体に構成し、その後焼
成して、積層体５００を形成する。
【０００４】次に、図１２に示すように、積層体５００
の上下面および入力端子部６１、出力端子部６２を除く
側面にアース電極７０を形成する。さらに、積層体５０
０の一方の側面の入力端子部６１内に、アース電極７０
と絶縁され、かつ入力用電極４１と接続される入力端子
５１を形成し、さらに同様に、積層体５００の他方の側
面の出力端子部６２内に、アース電極７０と絶縁され、
かつ出力用電極４２と接続される出力端子５２を形成す
る。
の上下面および入力端子部６１、出力端子部６２を除く
側面にアース電極７０を形成する。さらに、積層体５０
０の一方の側面の入力端子部６１内に、アース電極７０
と絶縁され、かつ入力用電極４１と接続される入力端子
５１を形成し、さらに同様に、積層体５００の他方の側
面の出力端子部６２内に、アース電極７０と絶縁され、
かつ出力用電極４２と接続される出力端子５２を形成す
る。
【０００５】上述した積層型誘電体フィルタの等価回路
は図１３に示すようになる。図１３において符号１１１
は共振素子２１と入力用電極４１間の静電容量であり、
符号１１２は共振素子２３と出力用電極４２間の静電容
量であり、符号１２１〜１２３はそれぞれ共振素子２１
と電極３１間の静電容量、共振素子２２と電極３２間の
静電容量、共振素子２３と電極３３間の静電容量であ
り、符号１３２は共振素子２１と共振素子２２との間の
誘導結合を示すインダクタンスであり、符号１３３は共
振素子２２と共振素子２３との間の誘導結合を示すイン
ダクタンスであって、バンドパスフィルタを構成してい
る。なお、並列共振回路の静電容量２１１、２２１、２
３１およびインダクタンス２１２、２２２、２３２は、
共振素子２１、２２、２３をそれぞれ等価変換したとき
の静電容量およびインダクタンスである。
は図１３に示すようになる。図１３において符号１１１
は共振素子２１と入力用電極４１間の静電容量であり、
符号１１２は共振素子２３と出力用電極４２間の静電容
量であり、符号１２１〜１２３はそれぞれ共振素子２１
と電極３１間の静電容量、共振素子２２と電極３２間の
静電容量、共振素子２３と電極３３間の静電容量であ
り、符号１３２は共振素子２１と共振素子２２との間の
誘導結合を示すインダクタンスであり、符号１３３は共
振素子２２と共振素子２３との間の誘導結合を示すイン
ダクタンスであって、バンドパスフィルタを構成してい
る。なお、並列共振回路の静電容量２１１、２２１、２
３１およびインダクタンス２１２、２２２、２３２は、
共振素子２１、２２、２３をそれぞれ等価変換したとき
の静電容量およびインダクタンスである。
【０００６】この積層型誘電体フィルタにおいては、共
振素子２１、２２、２３の開放端側とそれぞれ対向する
電極３１、３２、３３を設けている。従って、共振素子
２１、２２、２３の開放端側と電極３１、３２、３３と
の間には静電容量１２１、１２２、１２３がそれぞれ形
成され、この静電容量１２１〜１２３も共振素子２１、
２２、２３を等価変換したときの並列共振回路の静電容
量２１１、２２１、２３１に付加されることになる。従
って、共振周波数を同一とすれば、並列共振回路のイン
ダクタンスは小さくて済むことになり、共振素子２１、
２２、２３の長さもより短くなり、積層型誘電体フィル
タ全体の長さも短くすることができる。
振素子２１、２２、２３の開放端側とそれぞれ対向する
電極３１、３２、３３を設けている。従って、共振素子
２１、２２、２３の開放端側と電極３１、３２、３３と
の間には静電容量１２１、１２２、１２３がそれぞれ形
成され、この静電容量１２１〜１２３も共振素子２１、
２２、２３を等価変換したときの並列共振回路の静電容
量２１１、２２１、２３１に付加されることになる。従
って、共振周波数を同一とすれば、並列共振回路のイン
ダクタンスは小さくて済むことになり、共振素子２１、
２２、２３の長さもより短くなり、積層型誘電体フィル
タ全体の長さも短くすることができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに積層型誘電体フィルタを小型化するために共振素子
の電気長を短くすると、共振素子同士がより強く誘導結
合するようになりフィルタの特性が広帯域化しすぎる傾
向があり、所望の帯域幅を有するフィルタを得ることが
できないという問題があった。
うに積層型誘電体フィルタを小型化するために共振素子
の電気長を短くすると、共振素子同士がより強く誘導結
合するようになりフィルタの特性が広帯域化しすぎる傾
向があり、所望の帯域幅を有するフィルタを得ることが
できないという問題があった。
【０００８】さらに、上述した構造の誘電体フィルタに
おいては、共振素子２１〜２３の短絡部分では共振素子
２１〜２３の電磁界が乱れて誘導結合が強くなるように
作用してフィルタの特性をより広帯域化させてしまい、
やはり、共振素子同士を強く誘導結合させてフィルタの
特性を広帯域化させてしまう傾向があるという問題があ
った。
おいては、共振素子２１〜２３の短絡部分では共振素子
２１〜２３の電磁界が乱れて誘導結合が強くなるように
作用してフィルタの特性をより広帯域化させてしまい、
やはり、共振素子同士を強く誘導結合させてフィルタの
特性を広帯域化させてしまう傾向があるという問題があ
った。
【０００９】従って、本発明の目的は、フィルタの小型
化という要請を満たしながら、共振素子間の誘導結合度
を調整可能として、所望の帯域幅が得られる積層型誘電
体フィルタを提供することにある。
化という要請を満たしながら、共振素子間の誘導結合度
を調整可能として、所望の帯域幅が得られる積層型誘電
体フィルタを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、第１の
アース電極と、第２のアース電極と、前記第１のアース
電極と前記第２のアース電極との間の誘電体層と、前記
誘電体層内に設けられ、かつ、入力電極と電気的に接続
された片側短絡型の第１の共振素子と、前記誘電体層内
に前記第１の共振素子と隣接して設けられ、かつ、出力
電極と電気的に接続された片側短絡型の第２の共振素子
と、前記誘電体層内に設けられ、かつ、前記第１の共振
素子の一部と前記第２の共振素子の一部とに対向し、か
つ、誘電体層を介してこれらに重なり、前記第１の共振
素子との間、および前記第２の共振素子との間にそれぞ
れ容量結合を形成する第１の電極と、前記第１の共振素
子と前記第２の共振素子との間に配置され、前記第１の
電極との間に容量結合を形成し、もってフィルタの周波
数応答特性上の減衰極を該フィルタの通過帯域から離す
第２の電極と、を有することを特徴とする積層型誘電体
フィルタが提供される。
アース電極と、第２のアース電極と、前記第１のアース
電極と前記第２のアース電極との間の誘電体層と、前記
誘電体層内に設けられ、かつ、入力電極と電気的に接続
された片側短絡型の第１の共振素子と、前記誘電体層内
に前記第１の共振素子と隣接して設けられ、かつ、出力
電極と電気的に接続された片側短絡型の第２の共振素子
と、前記誘電体層内に設けられ、かつ、前記第１の共振
素子の一部と前記第２の共振素子の一部とに対向し、か
つ、誘電体層を介してこれらに重なり、前記第１の共振
素子との間、および前記第２の共振素子との間にそれぞ
れ容量結合を形成する第１の電極と、前記第１の共振素
子と前記第２の共振素子との間に配置され、前記第１の
電極との間に容量結合を形成し、もってフィルタの周波
数応答特性上の減衰極を該フィルタの通過帯域から離す
第２の電極と、を有することを特徴とする積層型誘電体
フィルタが提供される。
【００１１】好ましくは、前記第２の電極の少なくとも
一端がアースに短絡されている。
一端がアースに短絡されている。
【００１２】さらに、好ましくは、前記第２の電極の少
なくとも一端がアースに短絡され、前記第２の電極が前
記第１の電極の一部に対向し、かつ、前記第１の共振素
子および前記第２の共振素子が設けられた面内に設けら
れている。
なくとも一端がアースに短絡され、前記第２の電極が前
記第１の電極の一部に対向し、かつ、前記第１の共振素
子および前記第２の共振素子が設けられた面内に設けら
れている。
【００１３】
【作用】本発明においては、片側短絡型の第１の共振素
子および第２の共振素子を隣接して設け、第１の共振素
子の一部と第２の共振素子の一部とに対向する第１の電
極を設けているから、この第１の電極と第１の共振素子
およひ第２の共振素子との間にはそれぞれ容量が形成さ
れる。そしてこれらの容量の合成容量が第１の共振素子
と第２の共振素子との間に形成される誘導結合と並列に
接続されることになるから、これらの容量によって第１
の共振素子と第２の共振素子との間に形成される誘導結
合を相殺することができる。従って、この容量の値を調
整することによって第１の共振素子と第２の共振素子と
の間の結合度を調整することができ、所望の帯域幅を有
するフィルタを得ることができる。なお、この容量の調
整は、第１の共振素子と第１の電極の重なり面積および
これらの間の距離並びに第２の共振素子と第１の電極と
の重なり面積およびこれらの間の距離を変化させること
によって容易に行うことができる。
子および第２の共振素子を隣接して設け、第１の共振素
子の一部と第２の共振素子の一部とに対向する第１の電
極を設けているから、この第１の電極と第１の共振素子
およひ第２の共振素子との間にはそれぞれ容量が形成さ
れる。そしてこれらの容量の合成容量が第１の共振素子
と第２の共振素子との間に形成される誘導結合と並列に
接続されることになるから、これらの容量によって第１
の共振素子と第２の共振素子との間に形成される誘導結
合を相殺することができる。従って、この容量の値を調
整することによって第１の共振素子と第２の共振素子と
の間の結合度を調整することができ、所望の帯域幅を有
するフィルタを得ることができる。なお、この容量の調
整は、第１の共振素子と第１の電極の重なり面積および
これらの間の距離並びに第２の共振素子と第１の電極と
の重なり面積およびこれらの間の距離を変化させること
によって容易に行うことができる。
【００１４】また、上述のように、本発明においては、
隣接する第１および第２の共振素子に共に対向する第１
の電極を設けることにより、第１および第２の共振素子
と第１の電極との間にそれぞれ形成される静電容量の合
成容量が第１および第２の共振素子間に形成される誘導
結合と並列に接続されることになるから、隣接する第１
および第２の共振素子間には静電容量とインダクタンス
とからなる並列共振回路が挿入されたことになる。そし
て、この静電容量とインダクタンスとからなる並列共振
回路のインピーダンスは並列共振点の前後で誘導性から
容量性へと変化するから、隣接する第１および第２の共
振素子と第１の電極との間にそれぞれ形成される静電容
量の値を調整することにより共振素子間の結合を誘導性
にも容量性にもすることができる。いま、共振素子間の
結合を誘導性にした場合を考えると、通過帯域の高周波
側に並列共振点が存在するから通過帯域の高周波側に減
衰極を持ったフィルタが得られ、また、共振素子間の結
合を容量性にすると、通過帯域の低周波側に並列共振点
が存在することになり通過帯域の低周波側に減衰極を持
ったフィルタが得られ、いずれの場合もフィルタの減衰
特性を改善することができる。
隣接する第１および第２の共振素子に共に対向する第１
の電極を設けることにより、第１および第２の共振素子
と第１の電極との間にそれぞれ形成される静電容量の合
成容量が第１および第２の共振素子間に形成される誘導
結合と並列に接続されることになるから、隣接する第１
および第２の共振素子間には静電容量とインダクタンス
とからなる並列共振回路が挿入されたことになる。そし
て、この静電容量とインダクタンスとからなる並列共振
回路のインピーダンスは並列共振点の前後で誘導性から
容量性へと変化するから、隣接する第１および第２の共
振素子と第１の電極との間にそれぞれ形成される静電容
量の値を調整することにより共振素子間の結合を誘導性
にも容量性にもすることができる。いま、共振素子間の
結合を誘導性にした場合を考えると、通過帯域の高周波
側に並列共振点が存在するから通過帯域の高周波側に減
衰極を持ったフィルタが得られ、また、共振素子間の結
合を容量性にすると、通過帯域の低周波側に並列共振点
が存在することになり通過帯域の低周波側に減衰極を持
ったフィルタが得られ、いずれの場合もフィルタの減衰
特性を改善することができる。
【００１５】さらに、また、本発明においては、隣接す
る第１の共振素子と第２の共振素子との間の誘電体層内
に第２の電極を設けているから、この第２の電極によっ
て第１の共振素子と第２の共振素子との間の誘導結合が
弱められる。なお、第１の共振素子と第２の共振素子と
の間の誘導結合は、第１の共振素子と第２の共振素子と
の間隔を大きくすることによっても弱めることができる
が、そうすると積層型誘電体フィルタが大きくなってし
まい、小型化の要請に逆行することになってしまい好ま
しくない。
る第１の共振素子と第２の共振素子との間の誘電体層内
に第２の電極を設けているから、この第２の電極によっ
て第１の共振素子と第２の共振素子との間の誘導結合が
弱められる。なお、第１の共振素子と第２の共振素子と
の間の誘導結合は、第１の共振素子と第２の共振素子と
の間隔を大きくすることによっても弱めることができる
が、そうすると積層型誘電体フィルタが大きくなってし
まい、小型化の要請に逆行することになってしまい好ま
しくない。
【００１６】このように、本発明においては、隣接する
第１の共振素子の一部と第２の共振素子の一部とに対向
する第１の電極を設けたのみならず、隣接する第１の共
振素子と第２の共振素子との間の誘電体層内にも第２の
電極を設けているから、第１および第２の共振素子間に
静電容量とインダクタンスとからなる並列共振回路が挿
入されて第１の共振素子と第２の共振素子間の誘導結合
の強さを静電容量で調整できるだけでなく、第１の共振
素子と第２の共振素子間の誘導結合自体の強さも調整で
きるようになり、その結果、フィルタの帯域幅と減衰極
の位置とを別個に変化させることができるようになり、
所望のフィルタ特性を容易に得ることができる。
第１の共振素子の一部と第２の共振素子の一部とに対向
する第１の電極を設けたのみならず、隣接する第１の共
振素子と第２の共振素子との間の誘電体層内にも第２の
電極を設けているから、第１および第２の共振素子間に
静電容量とインダクタンスとからなる並列共振回路が挿
入されて第１の共振素子と第２の共振素子間の誘導結合
の強さを静電容量で調整できるだけでなく、第１の共振
素子と第２の共振素子間の誘導結合自体の強さも調整で
きるようになり、その結果、フィルタの帯域幅と減衰極
の位置とを別個に変化させることができるようになり、
所望のフィルタ特性を容易に得ることができる。
【００１７】フィルタの帯域幅は、そのフィルタの中心
周波数における第１および第２の共振素子間の結合回路
のアドミタンスの絶対値の大きさによって決定される。
本発明においては、隣接する第１の共振素子の一部と第
２の共振素子の一部とに対向する第１の電極を設けてい
るから、第１および第２の共振素子間に静電容量とイン
ダクタンスとからなる並列共振回路が挿入されることに
なる。従って、第１および第２の共振素子間の結合回路
は、静電容量とインダクタンスとの並列共振回路とな
り、そのアドミタンスｊＹは、 ｊＹ＝ｊ（ωＣ−１／ωＬ） ……（１） （ここで、Ｃは、第１および第２の共振素子間の結合容
量であり、Ｌは、第１および第２の共振素子間の誘導結
合を等価変換したときのインダクタンスである）と表さ
れる。
周波数における第１および第２の共振素子間の結合回路
のアドミタンスの絶対値の大きさによって決定される。
本発明においては、隣接する第１の共振素子の一部と第
２の共振素子の一部とに対向する第１の電極を設けてい
るから、第１および第２の共振素子間に静電容量とイン
ダクタンスとからなる並列共振回路が挿入されることに
なる。従って、第１および第２の共振素子間の結合回路
は、静電容量とインダクタンスとの並列共振回路とな
り、そのアドミタンスｊＹは、 ｊＹ＝ｊ（ωＣ−１／ωＬ） ……（１） （ここで、Ｃは、第１および第２の共振素子間の結合容
量であり、Ｌは、第１および第２の共振素子間の誘導結
合を等価変換したときのインダクタンスである）と表さ
れる。
【００１８】いま、第１および第２の共振素子の開放端
側に静電容量を設ける等により、第１および第２の共振
素子の長さが短くなって、その結果第１および第２の共
振素子間の分布結合による誘導結合が大きく（すなわ
ち、インダクタンスＬが小さく）なれば、それに対応し
て結合容量Ｃを大きくすることにより、第１および第２
の共振素子間のアドミタンスｊＹを所望の値に設定する
ことができ、第１および第２の共振素子間の結合度を所
望の値に設定することが可能となる。
側に静電容量を設ける等により、第１および第２の共振
素子の長さが短くなって、その結果第１および第２の共
振素子間の分布結合による誘導結合が大きく（すなわ
ち、インダクタンスＬが小さく）なれば、それに対応し
て結合容量Ｃを大きくすることにより、第１および第２
の共振素子間のアドミタンスｊＹを所望の値に設定する
ことができ、第１および第２の共振素子間の結合度を所
望の値に設定することが可能となる。
【００１９】このように、結合回路の誘導結合が大きく
なっても、結合回路の結合容量を大きくすることによっ
て、第１および第２の共振素子間の結合度を調整でき、
その結果、所望の帯域幅のフィルタを得ることができ
る。しかしながら、結合回路の誘導結合が大きくなっ
て、インダクタンスＬが小さくなると、静電容量とイン
ダクタンスとの並列共振回路によって生じるフィルタの
減衰極の周波数がフィルタの中心周波数に近づいてく
る。その結果、減衰極に対して通過帯域と反対側の領域
（図７および図８のＥ領域参照）の減衰特性が劣化して
しまう。
なっても、結合回路の結合容量を大きくすることによっ
て、第１および第２の共振素子間の結合度を調整でき、
その結果、所望の帯域幅のフィルタを得ることができ
る。しかしながら、結合回路の誘導結合が大きくなっ
て、インダクタンスＬが小さくなると、静電容量とイン
ダクタンスとの並列共振回路によって生じるフィルタの
減衰極の周波数がフィルタの中心周波数に近づいてく
る。その結果、減衰極に対して通過帯域と反対側の領域
（図７および図８のＥ領域参照）の減衰特性が劣化して
しまう。
【００２０】すなわち、第１および第２の共振素子間の
結合が容量結合性（Ｙ＞０）であって、通過帯域の低周
波側に減衰極が生じる場合に、第１および第２の共振素
子間の誘導結合が強くなって、インダクタンスＬの値が
１／２になったとすると、Ｙの値を一定にして通過帯域
の幅を一定に保つために必要な容量Ｃ’は、（１）式よ
り、 ωＣ’＝２ωＣ−Ｙ ……（２） となり、このときの並列共振周波数ωp は、 ωp ＝１／√｛Ｌ（Ｃ−Ｙ／２ω）｝ ……（３） となり、いまＹ＞０だから、第１および第２の共振素子
間の誘導結合が強くなる前の並列共振周波数ω0 、 ω0 ＝１／√（ＬＣ） ……（４） よりも高くなり、フィルタの通過帯域の中心周波数に近
づいてくる。
結合が容量結合性（Ｙ＞０）であって、通過帯域の低周
波側に減衰極が生じる場合に、第１および第２の共振素
子間の誘導結合が強くなって、インダクタンスＬの値が
１／２になったとすると、Ｙの値を一定にして通過帯域
の幅を一定に保つために必要な容量Ｃ’は、（１）式よ
り、 ωＣ’＝２ωＣ−Ｙ ……（２） となり、このときの並列共振周波数ωp は、 ωp ＝１／√｛Ｌ（Ｃ−Ｙ／２ω）｝ ……（３） となり、いまＹ＞０だから、第１および第２の共振素子
間の誘導結合が強くなる前の並列共振周波数ω0 、 ω0 ＝１／√（ＬＣ） ……（４） よりも高くなり、フィルタの通過帯域の中心周波数に近
づいてくる。
【００２１】また、第１および第２の共振素子間の結合
が誘導結合性（Ｙ＜０）であって、通過帯域の高周波側
に減衰極が生じる場合に、第１および第２の共振素子間
の誘導結合が強くなって、インダクタンスＬの値が１／
２になったとすると、Ｙの値を一定にして通過帯域の幅
を一定に保つために必要な容量Ｃ’は、（１）式より、 ωＣ’＝２ωＣ−Ｙ ……（５） となり、このときの並列共振周波数ωp は、 ωp ＝１／√｛Ｌ（Ｃ−Ｙ／２ω）｝ ……（６） となり、いまＹ＜０だから、第１および第２の共振素子
間の誘導結合が強くなる前の並列共振周波数ω0 、 ω0 ＝１／√（ＬＣ） ……（７） よりも低くなり、やはりフィルタの通過帯域の中心周波
数に近づいてくる。
が誘導結合性（Ｙ＜０）であって、通過帯域の高周波側
に減衰極が生じる場合に、第１および第２の共振素子間
の誘導結合が強くなって、インダクタンスＬの値が１／
２になったとすると、Ｙの値を一定にして通過帯域の幅
を一定に保つために必要な容量Ｃ’は、（１）式より、 ωＣ’＝２ωＣ−Ｙ ……（５） となり、このときの並列共振周波数ωp は、 ωp ＝１／√｛Ｌ（Ｃ−Ｙ／２ω）｝ ……（６） となり、いまＹ＜０だから、第１および第２の共振素子
間の誘導結合が強くなる前の並列共振周波数ω0 、 ω0 ＝１／√（ＬＣ） ……（７） よりも低くなり、やはりフィルタの通過帯域の中心周波
数に近づいてくる。
【００２２】フィルタに要求される周波数特性として
は、通過帯域近傍の周波数特性だけでなく、通過帯域か
ら離れた周波数領域においても所定の減衰量が要求され
るから、減衰極が通過帯域の中心周波数に近づきすぎる
と、規格を満たすフィルタを形成することが困難となる
場合がある。
は、通過帯域近傍の周波数特性だけでなく、通過帯域か
ら離れた周波数領域においても所定の減衰量が要求され
るから、減衰極が通過帯域の中心周波数に近づきすぎる
と、規格を満たすフィルタを形成することが困難となる
場合がある。
【００２３】本発明においては、隣接する第１の共振素
子と第２の共振素子との間の誘電体層内に第２の電極を
さらに設けているから、第１および第２の共振素子間の
誘導結合自体を小さくでき、その結果、減衰極がフィル
タの通過帯域から離れ、減衰極に対して通過帯域と反対
側の領域（図７および図８のＥ領域参照）における減衰
量が大きくなり、減衰特性が改善される。
子と第２の共振素子との間の誘電体層内に第２の電極を
さらに設けているから、第１および第２の共振素子間の
誘導結合自体を小さくでき、その結果、減衰極がフィル
タの通過帯域から離れ、減衰極に対して通過帯域と反対
側の領域（図７および図８のＥ領域参照）における減衰
量が大きくなり、減衰特性が改善される。
【００２４】すなわち、隣接する共振素子間の誘導結合
は、共振素子を構成するストリップラインの偶モードの
特性インピーダンス（Ｚeven）と奇モードの特性インピ
ーダンス（Ｚodd ）と、結合電気長（θ）によって決定
され、その誘導結合を示すインダクタンスをＬc とした
ときに、そのリアクタンスωＬc は、 ωＬc ＝Ｚc ｔａｎθ ……（８） で表される。
は、共振素子を構成するストリップラインの偶モードの
特性インピーダンス（Ｚeven）と奇モードの特性インピ
ーダンス（Ｚodd ）と、結合電気長（θ）によって決定
され、その誘導結合を示すインダクタンスをＬc とした
ときに、そのリアクタンスωＬc は、 ωＬc ＝Ｚc ｔａｎθ ……（８） で表される。
【００２５】なお、ここで、 １／Ｚc ＝（１／Ｚodd −１／Ｚeven）／２ ……（９） である。
【００２６】上述したように、減衰極を通過帯域から離
すためには、第１および第２の共振素子間の誘導結合が
小さく、すなわち、インダクタンスＬc が大きくなけれ
ばならない。Ｌc を大きくするには、Ｚc を大きくする
か、θを大きくするかの方法がある。しかしながら、θ
を大きくすることは、共振素子の長さを長くすることに
なり、フィルタの小型化の要求に反することになる。Ｚ
c を大きくするには、（９）式から、Ｚodd とＺevenと
の差を小さくすればよいことがわかる。
すためには、第１および第２の共振素子間の誘導結合が
小さく、すなわち、インダクタンスＬc が大きくなけれ
ばならない。Ｌc を大きくするには、Ｚc を大きくする
か、θを大きくするかの方法がある。しかしながら、θ
を大きくすることは、共振素子の長さを長くすることに
なり、フィルタの小型化の要求に反することになる。Ｚ
c を大きくするには、（９）式から、Ｚodd とＺevenと
の差を小さくすればよいことがわかる。
【００２７】偶モードは、隣接する共振素子間の中央に
開放面を配置したと仮定した場合の電磁界分布を持つ。
また、奇モードは、隣接する共振素子間に導体壁を配置
したと仮定した場合の電磁界分布を持つ。共振素子を構
成するストリップラインの特性インピーダンスは、スト
リップラインが周囲の導体との間に持つ容量によって決
定されるから、偶モードの電磁界分布と奇モードの電磁
界分布との間の差が小さければ、２つの特性インピーダ
ンスの差、すなわち、ＺｏｄｄとＺｅｖｅｎとの差が小
さくなる。
開放面を配置したと仮定した場合の電磁界分布を持つ。
また、奇モードは、隣接する共振素子間に導体壁を配置
したと仮定した場合の電磁界分布を持つ。共振素子を構
成するストリップラインの特性インピーダンスは、スト
リップラインが周囲の導体との間に持つ容量によって決
定されるから、偶モードの電磁界分布と奇モードの電磁
界分布との間の差が小さければ、２つの特性インピーダ
ンスの差、すなわち、ＺｏｄｄとＺｅｖｅｎとの差が小
さくなる。
【００２８】偶モードにおいては、隣接する共振素子間
に開放面を配置したと仮定されているから、共振素子間
の電磁界分布が小さい。一方、奇モードにおいては、隣
接する共振素子間に導体壁を配置したと仮定されている
から、共振素子間にはこの導体壁を介して電磁界分布が
生じる。従って、偶モードと奇モードとの間の電磁界分
布の差は大きい。しかしながら、隣接する共振素子間に
電極を配置すると、偶モードの場合であっても、この電
極を介して隣接する共振素子間に電磁界分布を生じるか
ら、偶モードの電磁界分布と奇モードの電磁界分布との
差が小さくなり、その結果、Ｚodd とＺevenとの差が小
さくなる。従って、（８）式、（９）式より、Ｌc が大
きくなり、隣接する共振素子間の誘導結合が小さくな
る。そして、誘導結合が小さくなれば、上述したよう
に、減衰極がフィルタの通過帯域から離れ、減衰量が大
きくなる。
に開放面を配置したと仮定されているから、共振素子間
の電磁界分布が小さい。一方、奇モードにおいては、隣
接する共振素子間に導体壁を配置したと仮定されている
から、共振素子間にはこの導体壁を介して電磁界分布が
生じる。従って、偶モードと奇モードとの間の電磁界分
布の差は大きい。しかしながら、隣接する共振素子間に
電極を配置すると、偶モードの場合であっても、この電
極を介して隣接する共振素子間に電磁界分布を生じるか
ら、偶モードの電磁界分布と奇モードの電磁界分布との
差が小さくなり、その結果、Ｚodd とＺevenとの差が小
さくなる。従って、（８）式、（９）式より、Ｌc が大
きくなり、隣接する共振素子間の誘導結合が小さくな
る。そして、誘導結合が小さくなれば、上述したよう
に、減衰極がフィルタの通過帯域から離れ、減衰量が大
きくなる。
【００２９】なお、隣接する第１および第２の共振素子
間に設けられる第２の電極は、その両端が開放された状
態でも、その片端がアースに短絡された状態でも、さら
に、その両端がアースに短絡された状態でも、第１およ
び第２の共振素子間の誘導結合を小さくできるが、この
第２の電極の両端をアースに短絡することによって、第
１の共振素子と第２の共振素子との間の誘導結合を特に
有効に小さくすることができる。
間に設けられる第２の電極は、その両端が開放された状
態でも、その片端がアースに短絡された状態でも、さら
に、その両端がアースに短絡された状態でも、第１およ
び第２の共振素子間の誘導結合を小さくできるが、この
第２の電極の両端をアースに短絡することによって、第
１の共振素子と第２の共振素子との間の誘導結合を特に
有効に小さくすることができる。
【００３０】また、隣接する第１および第２の共振素子
間に設けられる第２の電極の両端をアースに短絡し、そ
して、この第２の電極を、第１の共振素子の一部および
第２の共振素子の一部に共に対向する第１の電極の一部
に対向して誘電体層内に設けることによって、フィルタ
のスプリアス特性を改善することができる。
間に設けられる第２の電極の両端をアースに短絡し、そ
して、この第２の電極を、第１の共振素子の一部および
第２の共振素子の一部に共に対向する第１の電極の一部
に対向して誘電体層内に設けることによって、フィルタ
のスプリアス特性を改善することができる。
【００３１】すなわち、その両端をアースに短絡した電
極は、その電気長が１／２波長以下の場合には、誘導性
の電気特性を持つ。一方、第２の電極を第１の電極の一
部と対向させて誘電体層内に設けることにより、この第
２の電極と第１の電極とが容量結合するようになる。そ
の結果、フィルタ回路に静電容量とインダクタンスとの
直列共振回路が並列に付加されたことになり、この直列
共振回路の共振周波数においては、通過特性に減衰極が
生じる。その結果、フィルタのスプリアス特性を改善す
ることができる。
極は、その電気長が１／２波長以下の場合には、誘導性
の電気特性を持つ。一方、第２の電極を第１の電極の一
部と対向させて誘電体層内に設けることにより、この第
２の電極と第１の電極とが容量結合するようになる。そ
の結果、フィルタ回路に静電容量とインダクタンスとの
直列共振回路が並列に付加されたことになり、この直列
共振回路の共振周波数においては、通過特性に減衰極が
生じる。その結果、フィルタのスプリアス特性を改善す
ることができる。
【００３２】また、第２の電極の電気長が１／４波長以
下の場合には、第２の電極は、その両端をアースに短絡
した場合のみならず、その片端をアースに短絡した場合
にも誘導性の電気特性を持つ。従って、第２の電極の電
気長が１／４波長以下の場合には、その両端をアースに
短絡した場合においても、またその片端をアースに短絡
した場合においても、その第２の電極を第１の電極の一
部と対向させて誘電体層内に設けることにより、フィル
タ回路に静電容量とインダクタンスとの直列共振回路が
並列に付加されたことになる。その結果、この直列共振
回路の共振周波数においては、通過特性に減衰極が生
じ、やはり、フィルタのスプリアス特性を改善すること
ができる。
下の場合には、第２の電極は、その両端をアースに短絡
した場合のみならず、その片端をアースに短絡した場合
にも誘導性の電気特性を持つ。従って、第２の電極の電
気長が１／４波長以下の場合には、その両端をアースに
短絡した場合においても、またその片端をアースに短絡
した場合においても、その第２の電極を第１の電極の一
部と対向させて誘電体層内に設けることにより、フィル
タ回路に静電容量とインダクタンスとの直列共振回路が
並列に付加されたことになる。その結果、この直列共振
回路の共振周波数においては、通過特性に減衰極が生
じ、やはり、フィルタのスプリアス特性を改善すること
ができる。
【００３３】なお、第２の電極の電気長が１／４波長以
下の場合には、その両端をアースに短絡した場合におい
ても、またその片端をアースに短絡した場合においても
減衰極が生じるが、その周波数はフィルタの中心周波数
に近くなる。これに対して、第２の電極の電気長が１／
４波長より大きく、１／２波長以下の場合には、その両
端をアースに短絡したときに減衰極が生じるが、その周
波数をフィルタの中心周波数から離れた値とすることが
でき、より広範囲のスプリアス特性を改善することがで
きる。
下の場合には、その両端をアースに短絡した場合におい
ても、またその片端をアースに短絡した場合においても
減衰極が生じるが、その周波数はフィルタの中心周波数
に近くなる。これに対して、第２の電極の電気長が１／
４波長より大きく、１／２波長以下の場合には、その両
端をアースに短絡したときに減衰極が生じるが、その周
波数をフィルタの中心周波数から離れた値とすることが
でき、より広範囲のスプリアス特性を改善することがで
きる。
【００３４】また、このようにして生じる直列共振回路
の静電容量とインダクタンスの値を調整してその共振周
波数を調整することによって、所望の周波数に減衰極を
生じさせることができる。この直列共振回路のインダク
タンスは第２の電極の幅を変化させることによって容易
に調整でき、また、静電容量は、第２の電極および第１
の電極の重なり面積およびこれらの間の距離を変化させ
ることによって容易に調整できる。
の静電容量とインダクタンスの値を調整してその共振周
波数を調整することによって、所望の周波数に減衰極を
生じさせることができる。この直列共振回路のインダク
タンスは第２の電極の幅を変化させることによって容易
に調整でき、また、静電容量は、第２の電極および第１
の電極の重なり面積およびこれらの間の距離を変化させ
ることによって容易に調整できる。
【００３５】なお、第２の電極の電気長は、問題として
いる周波数における波長に対しての電気長をいい、例え
ば、ある減衰極を問題としている場合には、その減衰極
が生じる周波数における波長に対する１／２波長および
１／４波長をいう。
いる周波数における波長に対しての電気長をいい、例え
ば、ある減衰極を問題としている場合には、その減衰極
が生じる周波数における波長に対する１／２波長および
１／４波長をいう。
【００３６】
【実施例】以下、本発明の実施例を添付の図面を参照し
て説明する。
て説明する。
【００３７】図１は本発明の第１の実施例の積層型誘電
体フィルタの模式展開図であり、図２は本実施例の斜視
図である。
体フィルタの模式展開図であり、図２は本実施例の斜視
図である。
【００３８】共振素子２１、２３の開放端側に誘電体層
１３、１４を挟んで重なり、端部がアース電極７０と接
続される内層アース電極８１を、誘電体層１１上に積層
される誘電体層１２上に形成する。
１３、１４を挟んで重なり、端部がアース電極７０と接
続される内層アース電極８１を、誘電体層１１上に積層
される誘電体層１２上に形成する。
【００３９】誘電体層１３上に、入力端側の共振素子２
１の一部に誘電体層１４を挟んで重なる入力用電極４１
および出力端側の共振素子２３の一部に誘電体層１４を
挟んで重なる出力用電極４２を形成する。
１の一部に誘電体層１４を挟んで重なる入力用電極４１
および出力端側の共振素子２３の一部に誘電体層１４を
挟んで重なる出力用電極４２を形成する。
【００４０】アース電極７０に一端部がそれぞれ接続さ
れて１／４波長型ストリップライン共振器を構成する共
振素子２１、２３を誘電体層１４上に形成してコムライ
ン型のフィルタを形成する。さらに、一端部がアース電
極７０に接続され、かつ他端部が共振素子２１、２３の
開放端から所定の間隔離れて共振素子の開放端とそれぞ
れ対向する電極３１、３３を誘電体層１４上に形成す
る。さらに、また、共振素子２１および共振素子２３の
中間の誘電体層１４上に、両端部がアース電極７０に接
続される誘導結合調整電極１０１を形成する。
れて１／４波長型ストリップライン共振器を構成する共
振素子２１、２３を誘電体層１４上に形成してコムライ
ン型のフィルタを形成する。さらに、一端部がアース電
極７０に接続され、かつ他端部が共振素子２１、２３の
開放端から所定の間隔離れて共振素子の開放端とそれぞ
れ対向する電極３１、３３を誘電体層１４上に形成す
る。さらに、また、共振素子２１および共振素子２３の
中間の誘電体層１４上に、両端部がアース電極７０に接
続される誘導結合調整電極１０１を形成する。
【００４１】共振素子２１の一部および共振素子２３の
一部に誘電体層１５を挟んで共に重なる結合電極９１を
誘電体層１５上に形成する。
一部に誘電体層１５を挟んで共に重なる結合電極９１を
誘電体層１５上に形成する。
【００４２】共振素子２１、２３の開放端側に誘電体層
１５、１６を挟んで重なり、端部がアース電極７０と接
続される内層アース電極８２を誘電体層１６上に形成す
る。
１５、１６を挟んで重なり、端部がアース電極７０と接
続される内層アース電極８２を誘電体層１６上に形成す
る。
【００４３】誘電体層１６上に、表面にアース電極７０
が形成される誘電体層１７を積層して、誘電体層１１〜
１７を一体に構成し、その後焼成して、積層体５００を
形成する。
が形成される誘電体層１７を積層して、誘電体層１１〜
１７を一体に構成し、その後焼成して、積層体５００を
形成する。
【００４４】積層体５００の上下面および入力端子部６
１、出力端子部６２を除く側面に、図２に示すように、
アース電極７０を形成する。さらに、積層体５００の一
方の側面の入力端子部６１内に、アース電極７０と絶縁
され、かつ入力用電極４１と接続される入力端子５１を
形成し、さらに同様に、積層体５００の他方の側面の出
力端子部６２内に、アース電極７０と絶縁され、かつ出
力用電極４２と接続される出力端子５２を形成する。
１、出力端子部６２を除く側面に、図２に示すように、
アース電極７０を形成する。さらに、積層体５００の一
方の側面の入力端子部６１内に、アース電極７０と絶縁
され、かつ入力用電極４１と接続される入力端子５１を
形成し、さらに同様に、積層体５００の他方の側面の出
力端子部６２内に、アース電極７０と絶縁され、かつ出
力用電極４２と接続される出力端子５２を形成する。
【００４５】以上のように構成した本実施例において、
共振素子２１、２３、電極３１、３３、入力用電極４
１、出力用電極４２、内層アース電極８１、８２、結合
電極９１および誘導結合調整電極１０１の空間的な構成
を平面図、そのＸ−Ｘ線断面図およびＹ−Ｙ線断面図で
示せば図３、図４および図５に示すようになる。
共振素子２１、２３、電極３１、３３、入力用電極４
１、出力用電極４２、内層アース電極８１、８２、結合
電極９１および誘導結合調整電極１０１の空間的な構成
を平面図、そのＸ−Ｘ線断面図およびＹ−Ｙ線断面図で
示せば図３、図４および図５に示すようになる。
【００４６】共振素子２１および２３の長さは、それら
の電気長がそれぞれ１／４波長以下であり、共振素子２
１および２３の間は誘導結合されている。インダクタン
ス１３１は、この誘導結合を等価的に表したものであ
る。
の電気長がそれぞれ１／４波長以下であり、共振素子２
１および２３の間は誘導結合されている。インダクタン
ス１３１は、この誘導結合を等価的に表したものであ
る。
【００４７】共振素子２１、２３の開放端と電極３１、
３３との間にはそれぞれ静電容量１２１、１２３が形成
されている。
３３との間にはそれぞれ静電容量１２１、１２３が形成
されている。
【００４８】入力用電極４１と共振素子２１との間には
静電容量１１１が形成され、出力用電極４２と共振素子
２３との間には静電容量１１２が形成されている。
静電容量１１１が形成され、出力用電極４２と共振素子
２３との間には静電容量１１２が形成されている。
【００４９】共振素子２１と結合電極９１との間には静
電容量１５１が形成され、共振素子２３と結合電極９１
との間には静電容量１５２が形成されている。
電容量１５１が形成され、共振素子２３と結合電極９１
との間には静電容量１５２が形成されている。
【００５０】誘導結合調整電極１０１の電気長は、フィ
ルタの中心周波数において、１／２波長以下であり、従
って、誘導結合調整電極１０１は、誘電性の電気特性を
持つ。インダクタンス１６２は、この誘導性の電気特性
を等価的に表したものである。また、誘導結合調整電極
１０１と結合電極９１との間には、静電容量１６１が形
成されている。
ルタの中心周波数において、１／２波長以下であり、従
って、誘導結合調整電極１０１は、誘電性の電気特性を
持つ。インダクタンス１６２は、この誘導性の電気特性
を等価的に表したものである。また、誘導結合調整電極
１０１と結合電極９１との間には、静電容量１６１が形
成されている。
【００５１】共振素子２１の開放端と内層アース電極８
１、８２との間には静電容量１４１、１４２がそれぞれ
形成され、共振素子２３の開放端と内層アース電極８
１、８２との間には静電容量１４５、１４６がそれぞれ
形成されている。
１、８２との間には静電容量１４１、１４２がそれぞれ
形成され、共振素子２３の開放端と内層アース電極８
１、８２との間には静電容量１４５、１４６がそれぞれ
形成されている。
【００５２】上記のようにして構成された積層型誘電体
フィルタの等価回路は図６のようになり、バンドパス特
性を示す。
フィルタの等価回路は図６のようになり、バンドパス特
性を示す。
【００５３】本実施例においては、共振素子２１と共振
素子２３との間に形成されるインダクタンス１３１と並
列に静電容量１５１および１５２が接続されることにな
るから、この静電容量１５１および１５２によって、共
振素子２１と共振素子２３との間に形成されここではイ
ンダクタンス１３１で表わされている誘導結合を抑制す
ることができる。従って、この静電容量１５１および１
５２の値を調整することによって共振素子２１と共振素
子２３との間の誘導結合度を調整することができ、所望
の帯域幅を有するフィルタを得ることができる。なお、
この静電容量１５１および１５２の容量値の調整は、共
振素子２１と結合電極９１の重なり面積およびこれらの
間の距離並びに共振素子２３と結合電極９１との重なり
面積およびこれらの間の距離を変化させることによって
容易に行うことができる。
素子２３との間に形成されるインダクタンス１３１と並
列に静電容量１５１および１５２が接続されることにな
るから、この静電容量１５１および１５２によって、共
振素子２１と共振素子２３との間に形成されここではイ
ンダクタンス１３１で表わされている誘導結合を抑制す
ることができる。従って、この静電容量１５１および１
５２の値を調整することによって共振素子２１と共振素
子２３との間の誘導結合度を調整することができ、所望
の帯域幅を有するフィルタを得ることができる。なお、
この静電容量１５１および１５２の容量値の調整は、共
振素子２１と結合電極９１の重なり面積およびこれらの
間の距離並びに共振素子２３と結合電極９１との重なり
面積およびこれらの間の距離を変化させることによって
容易に行うことができる。
【００５４】また、上述のように、本実施例において
は、共振素子２１、２３に共に対向する結合電極９１を
設けることにより共振素子２１、２３と結合電極９１と
の間にそれぞれ形成される静電容量１５１、１５２が共
振素子２１、２３間に形成されるインダクタンス１３１
と並列に接続されることになるから、共振素子２１、２
３間には静電容量１５１および１５２とインダクタンス
１３１とからなる並列共振回路が挿入されたことにな
る。そして、この静電容量１５１および１５２とインダ
クタンス１３１とからなる並列共振回路のインピーダン
スは、並列共振点の前後で誘導性から容量性へと変化す
るから、共振素子２１、２３と結合電極９１との間にそ
れぞれ形成される静電容量１５１、１５２の容量値を調
整することにより共振素子２１、２３間の結合を誘導性
にも容量性にもすることができる。いま、共振素子２
１、２３間の結合を誘導性にした場合を考えると、通過
帯域の高周波側に並列共振点が存在するから通過帯域の
高周波側に減衰極を持ったフィルタが得られ、また、共
振素子２１、２３間の結合を容量性にすると、通過帯域
の低周波側に並列共振点が存在することになり通過帯域
の低周波側に減衰極を持ったフィルタが得られ、いずれ
の場合もフィルタの減衰特性を改善することができる。
は、共振素子２１、２３に共に対向する結合電極９１を
設けることにより共振素子２１、２３と結合電極９１と
の間にそれぞれ形成される静電容量１５１、１５２が共
振素子２１、２３間に形成されるインダクタンス１３１
と並列に接続されることになるから、共振素子２１、２
３間には静電容量１５１および１５２とインダクタンス
１３１とからなる並列共振回路が挿入されたことにな
る。そして、この静電容量１５１および１５２とインダ
クタンス１３１とからなる並列共振回路のインピーダン
スは、並列共振点の前後で誘導性から容量性へと変化す
るから、共振素子２１、２３と結合電極９１との間にそ
れぞれ形成される静電容量１５１、１５２の容量値を調
整することにより共振素子２１、２３間の結合を誘導性
にも容量性にもすることができる。いま、共振素子２
１、２３間の結合を誘導性にした場合を考えると、通過
帯域の高周波側に並列共振点が存在するから通過帯域の
高周波側に減衰極を持ったフィルタが得られ、また、共
振素子２１、２３間の結合を容量性にすると、通過帯域
の低周波側に並列共振点が存在することになり通過帯域
の低周波側に減衰極を持ったフィルタが得られ、いずれ
の場合もフィルタの減衰特性を改善することができる。
【００５５】さらに、また、本実施例においては、共振
素子２１および共振素子２３の中間に両端部がアース電
極に接続された誘導結合調整電極１０１を設けているか
ら、この誘導結合調整電極１０１によって共振素子２１
と共振素子２３との間の誘導結合が弱められる。
素子２１および共振素子２３の中間に両端部がアース電
極に接続された誘導結合調整電極１０１を設けているか
ら、この誘導結合調整電極１０１によって共振素子２１
と共振素子２３との間の誘導結合が弱められる。
【００５６】このように、本実施例においては、共振素
子２１の一部と共振素子２３の一部とに対向する結合電
極９１を設けたのみならず、共振素子２１および共振素
子２３の中間にも誘導結合調整電極１０１を設けている
から、共振素子２１および共振素子２３間に静電容量１
５１および１５２とインダクタンス１３１とからなる並
列共振回路が挿入されて共振素子２１と共振素子２３間
の誘導結合度を静電容量１５１および１５２で調整でき
るだけでなく、共振素子２１と共振素子２３間の誘導結
合自体の強さも調整できるようになり、その結果、フィ
ルタの帯域幅と減衰極の位置とを別個に変化させること
ができるようになり、所望のフィルタ特性を容易に得る
ことができる。
子２１の一部と共振素子２３の一部とに対向する結合電
極９１を設けたのみならず、共振素子２１および共振素
子２３の中間にも誘導結合調整電極１０１を設けている
から、共振素子２１および共振素子２３間に静電容量１
５１および１５２とインダクタンス１３１とからなる並
列共振回路が挿入されて共振素子２１と共振素子２３間
の誘導結合度を静電容量１５１および１５２で調整でき
るだけでなく、共振素子２１と共振素子２３間の誘導結
合自体の強さも調整できるようになり、その結果、フィ
ルタの帯域幅と減衰極の位置とを別個に変化させること
ができるようになり、所望のフィルタ特性を容易に得る
ことができる。
【００５７】図７は、本実施例の積層型誘電体フィルタ
の周波数特性を示した図であり、図８は、本実施例の構
造の積層型誘電体フィルタにおいて誘導結合調整電極１
０１を設けなかった場合の積層型誘電体フィルタの周波
数特性を示した図である。両構造において、通過帯域Ａ
の帯域幅ＢＷをほぼ同一となるようにしている。この場
合において、本実施例のように誘導結合調整電極１０１
を設けたとき（図７参照）には、誘導結合調整電極１０
１を設けないとき（図８参照）に比較して、減衰極Ｂが
より低周波側に形成され、その結果、減衰極Ｂよりも低
周波側（Ｅ領域）の減衰量が大きくなり、減衰特性が改
善されていることがわかる。
の周波数特性を示した図であり、図８は、本実施例の構
造の積層型誘電体フィルタにおいて誘導結合調整電極１
０１を設けなかった場合の積層型誘電体フィルタの周波
数特性を示した図である。両構造において、通過帯域Ａ
の帯域幅ＢＷをほぼ同一となるようにしている。この場
合において、本実施例のように誘導結合調整電極１０１
を設けたとき（図７参照）には、誘導結合調整電極１０
１を設けないとき（図８参照）に比較して、減衰極Ｂが
より低周波側に形成され、その結果、減衰極Ｂよりも低
周波側（Ｅ領域）の減衰量が大きくなり、減衰特性が改
善されていることがわかる。
【００５８】また、誘導結合調整電極１０１は、その両
端がアースに短絡され、その電気長は、減衰極を生じさ
せたい周波数において、１／４波長より大きく、そして
１／２波長以下であり、インダクタンス１６２で表され
ている誘導性の電気特性を持つ。一方、誘導結合調整電
極１０１は結合電極９１の一部と対向しているから、誘
導結合調整電極１０１と結合電極９１との間には静電容
量１６１が形成されており、その結果、フィルタ回路に
静電容量１６１とインダクタンス１６２との直列共振回
路が並列に付加され、この直列共振回路の共振周波数に
おいては、通過特性に減衰極が生じる。従って、この直
列共振回路の静電容量１６１とインダクタンス１６２の
値を調整してその共振周波数を調整することによって、
所望の周波数に減衰極を生じさせることができ、その結
果、フィルタのスプリアス特性を改善することができ
る。
端がアースに短絡され、その電気長は、減衰極を生じさ
せたい周波数において、１／４波長より大きく、そして
１／２波長以下であり、インダクタンス１６２で表され
ている誘導性の電気特性を持つ。一方、誘導結合調整電
極１０１は結合電極９１の一部と対向しているから、誘
導結合調整電極１０１と結合電極９１との間には静電容
量１６１が形成されており、その結果、フィルタ回路に
静電容量１６１とインダクタンス１６２との直列共振回
路が並列に付加され、この直列共振回路の共振周波数に
おいては、通過特性に減衰極が生じる。従って、この直
列共振回路の静電容量１６１とインダクタンス１６２の
値を調整してその共振周波数を調整することによって、
所望の周波数に減衰極を生じさせることができ、その結
果、フィルタのスプリアス特性を改善することができ
る。
【００５９】図９は、本実施例の積層型誘電体フィルタ
のスプリアス特性を示した図であり、図１０は、本実施
例の構造の積層型誘電体フィルタにおいて誘導結合調整
電極１０１を設けなかった場合の積層型誘電体フィルタ
のスプリアス特性を示した図である。本実施例によれ
ば、減衰極Ｆが形成されてスプリアス特性が改善されて
いることがわかる。
のスプリアス特性を示した図であり、図１０は、本実施
例の構造の積層型誘電体フィルタにおいて誘導結合調整
電極１０１を設けなかった場合の積層型誘電体フィルタ
のスプリアス特性を示した図である。本実施例によれ
ば、減衰極Ｆが形成されてスプリアス特性が改善されて
いることがわかる。
【００６０】なお、この直列共振回路のインダクタンス
１６２は誘導結合調整電極１０１の幅を変化させること
によって容易に調整でき、また、静電容量１６１は、誘
導結合調整電極１０１および結合電極９１の重なり面積
およびこれらの間の距離を変化させることによって容易
に調整できる。
１６２は誘導結合調整電極１０１の幅を変化させること
によって容易に調整でき、また、静電容量１６１は、誘
導結合調整電極１０１および結合電極９１の重なり面積
およびこれらの間の距離を変化させることによって容易
に調整できる。
【００６１】さらに、本実施例においては、共振素子２
１、２３の開放端と対向する内層アース電極８１、８２
を設けているから、共振素子２１の開放端と内層アース
電極８１、８２との間にそれぞれ形成される静電容量１
４１、１４２が共振素子２１を等価変換したときの並列
共振回路の静電容量２１１に付加され、共振素子２３の
開放端と内層アース電極８１、８２との間にそれぞれ形
成される静電容量１４５、１４６も共振素子２３を等価
変換したときの並列共振回路の静電容量２３１に付加さ
れることになるから、共振周波数を同一とすれば、並列
共振回路のインダクタンス２１２、２３２は小さくて済
むことになり、その結果、共振素子２１、２３の長さも
より短くなり、積層型誘電体フィルタ全体の長さも短く
することができる。
１、２３の開放端と対向する内層アース電極８１、８２
を設けているから、共振素子２１の開放端と内層アース
電極８１、８２との間にそれぞれ形成される静電容量１
４１、１４２が共振素子２１を等価変換したときの並列
共振回路の静電容量２１１に付加され、共振素子２３の
開放端と内層アース電極８１、８２との間にそれぞれ形
成される静電容量１４５、１４６も共振素子２３を等価
変換したときの並列共振回路の静電容量２３１に付加さ
れることになるから、共振周波数を同一とすれば、並列
共振回路のインダクタンス２１２、２３２は小さくて済
むことになり、その結果、共振素子２１、２３の長さも
より短くなり、積層型誘電体フィルタ全体の長さも短く
することができる。
【００６２】この場合に、積層型誘電体フィルタを小型
化するために内層アース電極８１、８２と共振素子２
１、２３との対向面積を増加させていくと、共振素子２
１と共振素子２３とがますます強く誘導結合してフィル
タの特性を広帯域化させすぎてしまうという問題が発生
するが、本実施例においては共振素子２１、２３に共に
対向する結合電極９１を設けているから、この結合電極
９１と共振素子２１、２３との間にそれぞれ形成される
静電容量１５１、１５２によって共振素子２１、２３間
に形成される誘導結合を抑制することができるだけでな
く、共振素子２１および共振素子２３の中間にも誘導結
合調整電極１０１を設けているから、共振素子２１と共
振素子２３間の誘導結合自体の強さも小さくできるよう
になり、所望の帯域幅を有するフィルタを容易に得るこ
とができる。
化するために内層アース電極８１、８２と共振素子２
１、２３との対向面積を増加させていくと、共振素子２
１と共振素子２３とがますます強く誘導結合してフィル
タの特性を広帯域化させすぎてしまうという問題が発生
するが、本実施例においては共振素子２１、２３に共に
対向する結合電極９１を設けているから、この結合電極
９１と共振素子２１、２３との間にそれぞれ形成される
静電容量１５１、１５２によって共振素子２１、２３間
に形成される誘導結合を抑制することができるだけでな
く、共振素子２１および共振素子２３の中間にも誘導結
合調整電極１０１を設けているから、共振素子２１と共
振素子２３間の誘導結合自体の強さも小さくできるよう
になり、所望の帯域幅を有するフィルタを容易に得るこ
とができる。
【００６３】次に、第１の実施例の積層型誘電体フィル
タの製造方法について説明する。
タの製造方法について説明する。
【００６４】本実施例の積層型誘電体フィルタは共振素
子２１、２３、電極３１、３３、入力用電極４１、出力
用電極４２、内層アース電極８１、８２、結合電極９１
および誘導結合調整電極１０１を完全に誘電体中に内蔵
することから、共振素子２１、２３、電極３１、３３、
入力用電極４１、出力用電極４２、内層アース電極８
１、８２、結合電極９１および誘導結合調整電極１０１
には損失の少ない比抵抗の低いものを用いることが望ま
しく、低抵抗のＡｇ系、若しくはＣｕ系の導体を用いる
ことが好ましい。
子２１、２３、電極３１、３３、入力用電極４１、出力
用電極４２、内層アース電極８１、８２、結合電極９１
および誘導結合調整電極１０１を完全に誘電体中に内蔵
することから、共振素子２１、２３、電極３１、３３、
入力用電極４１、出力用電極４２、内層アース電極８
１、８２、結合電極９１および誘導結合調整電極１０１
には損失の少ない比抵抗の低いものを用いることが望ま
しく、低抵抗のＡｇ系、若しくはＣｕ系の導体を用いる
ことが好ましい。
【００６５】使用する誘電体としては、信頼性が高く誘
電率εγが大きいために小型化が可能となるセラミック
ス誘電体が好ましい。
電率εγが大きいために小型化が可能となるセラミック
ス誘電体が好ましい。
【００６６】また、製造方法としては、セラミックス粉
末の成形体に導体ペーストを塗布して電極パターンを形
成した後、各々の成形体を積層しさらに焼成して緻密化
し、導体がその内部に積層された状態でセラミックス誘
電体と一体化することが望ましい。
末の成形体に導体ペーストを塗布して電極パターンを形
成した後、各々の成形体を積層しさらに焼成して緻密化
し、導体がその内部に積層された状態でセラミックス誘
電体と一体化することが望ましい。
【００６７】Ａｇ系やＣｕ系の導体を使用する場合に
は、それらの導体の融点が低く、通常の誘電体材料と同
時焼成することは困難であるところから、それらの融点
（１１００℃以下）よりも低い温度で焼成され得る誘電
体材料を用いる必要がある。また、マイクロ波フィルタ
としてのデバイスの性格上、形成される並列共振回路の
共振周波数の温度特性（温度係数）が±５０ｐｐｍ／℃
以下になるような誘電体材料が好ましい。このような誘
電体材料としては、例えば、コージェライト系ガラス粉
末とＴｉＯ2 粉末およびＮｄ2 Ｔｉ2 Ｏ7 粉末との混合
物等のガラス系のものや、ＢａＯ−ＴｉＯ2 −Ｒｅ2 Ｏ
3 −Ｂｉ2 Ｏ3 系組成（Ｒｅ：レアアース成分）に若干
のガラス形成成分やガラス粉末を添加したもの、酸化バ
リウム−酸化チタン−酸化ネオジウム系誘電体磁気組成
物粉末に若干のガラス粉末を添加したものがある。
は、それらの導体の融点が低く、通常の誘電体材料と同
時焼成することは困難であるところから、それらの融点
（１１００℃以下）よりも低い温度で焼成され得る誘電
体材料を用いる必要がある。また、マイクロ波フィルタ
としてのデバイスの性格上、形成される並列共振回路の
共振周波数の温度特性（温度係数）が±５０ｐｐｍ／℃
以下になるような誘電体材料が好ましい。このような誘
電体材料としては、例えば、コージェライト系ガラス粉
末とＴｉＯ2 粉末およびＮｄ2 Ｔｉ2 Ｏ7 粉末との混合
物等のガラス系のものや、ＢａＯ−ＴｉＯ2 −Ｒｅ2 Ｏ
3 −Ｂｉ2 Ｏ3 系組成（Ｒｅ：レアアース成分）に若干
のガラス形成成分やガラス粉末を添加したもの、酸化バ
リウム−酸化チタン−酸化ネオジウム系誘電体磁気組成
物粉末に若干のガラス粉末を添加したものがある。
【００６８】一例として、ＭｇＯ：１８ｗｔ％−Ａｌ2
Ｏ3 ：３７ｗｔ％−ＳｉＯ2 ：３７ｗｔ％−Ｂ2 Ｏ3 ：
５ｗｔ％−ＴｉＯ2 ：３ｗｔ％なる組成のガラス粉末の
７３ｗｔ％と、市販のＴｉＯ2 粉末の１７ｗｔ％と、Ｎ
ｄ2 Ｔｉ2 Ｏ7 粉末の１０ｗｔ％を充分に混合し、混合
粉末を得た。なお、Ｎｄ2 Ｔｉ2 Ｏ7 粉末は、Ｎｄ2Ｏ
3 粉末とＴｉＯ2 粉末を１２００℃で仮焼した後、粉砕
して得たものを使用した。次いで、この混合粉末に、ア
クリル系有機バインダー、可塑剤、トルエンおよびアル
コール系の溶剤を加え、アルミナ玉石で充分に混合して
スラリーとした。そして、このスラリーを用いて、ドク
ターブレード法により、０．２ｍｍ〜０．５ｍｍの厚み
のグリーンシートを作成した。
Ｏ3 ：３７ｗｔ％−ＳｉＯ2 ：３７ｗｔ％−Ｂ2 Ｏ3 ：
５ｗｔ％−ＴｉＯ2 ：３ｗｔ％なる組成のガラス粉末の
７３ｗｔ％と、市販のＴｉＯ2 粉末の１７ｗｔ％と、Ｎ
ｄ2 Ｔｉ2 Ｏ7 粉末の１０ｗｔ％を充分に混合し、混合
粉末を得た。なお、Ｎｄ2 Ｔｉ2 Ｏ7 粉末は、Ｎｄ2Ｏ
3 粉末とＴｉＯ2 粉末を１２００℃で仮焼した後、粉砕
して得たものを使用した。次いで、この混合粉末に、ア
クリル系有機バインダー、可塑剤、トルエンおよびアル
コール系の溶剤を加え、アルミナ玉石で充分に混合して
スラリーとした。そして、このスラリーを用いて、ドク
ターブレード法により、０．２ｍｍ〜０．５ｍｍの厚み
のグリーンシートを作成した。
【００６９】次に、銀ペーストを導体ペーストとして図
１に示した導体パターンをそれぞれ印刷し、次いで、こ
れら導体パターンが印刷されたグリーンシートの厚みを
調整するために必要なグリーンシートを重ねて図１の構
造となるように重ね、積層した後、９００℃で焼成し
て、積層体５００を作成した。
１に示した導体パターンをそれぞれ印刷し、次いで、こ
れら導体パターンが印刷されたグリーンシートの厚みを
調整するために必要なグリーンシートを重ねて図１の構
造となるように重ね、積層した後、９００℃で焼成し
て、積層体５００を作成した。
【００７０】上記のように構成した積層体５００の上
面、下面および入力端子部６１、出力端子部６２を除く
側面に図２に示すように銀電極からなるアース電極７０
を印刷し、さらにアース電極７０から絶縁し、かつ入力
用電極４１、出力用電極４２に各別に接続する銀電極を
入力端子部６１、出力端子部６２内に入力端子５１、出
力端子５２として印刷し、印刷した電極を８５０℃で焼
きつけた。
面、下面および入力端子部６１、出力端子部６２を除く
側面に図２に示すように銀電極からなるアース電極７０
を印刷し、さらにアース電極７０から絶縁し、かつ入力
用電極４１、出力用電極４２に各別に接続する銀電極を
入力端子部６１、出力端子部６２内に入力端子５１、出
力端子５２として印刷し、印刷した電極を８５０℃で焼
きつけた。
【００７１】
【発明の効果】本発明においては、片側短絡型の第１の
共振素子および第２の共振素子を隣接して設け、第１の
共振素子の一部と第２の共振素子の一部とに対向する第
１の電極を設けているから、静電容量が第１の共振素子
と第２の共振素子との間に形成される誘導結合と並列に
接続されることになり、この静電容量によって第１の共
振素子と第２の共振素子との間に形成される誘導結合を
抑制することができ、所望の帯域幅を有するフィルタを
得ることができる。
共振素子および第２の共振素子を隣接して設け、第１の
共振素子の一部と第２の共振素子の一部とに対向する第
１の電極を設けているから、静電容量が第１の共振素子
と第２の共振素子との間に形成される誘導結合と並列に
接続されることになり、この静電容量によって第１の共
振素子と第２の共振素子との間に形成される誘導結合を
抑制することができ、所望の帯域幅を有するフィルタを
得ることができる。
【００７２】また、このように、隣接する第１および第
２の共振素子に共に対向する第１の電極を設けることに
より、隣接する第１および第２の共振素子間には静電容
量とインダクタンスとからなる並列共振回路が挿入さ
れ、その結果、フィルタの通過帯域の高周波側または低
周波側に減衰極が形成され、フィルタの減衰特性が改善
される。
２の共振素子に共に対向する第１の電極を設けることに
より、隣接する第１および第２の共振素子間には静電容
量とインダクタンスとからなる並列共振回路が挿入さ
れ、その結果、フィルタの通過帯域の高周波側または低
周波側に減衰極が形成され、フィルタの減衰特性が改善
される。
【００７３】さらに、また、本発明においては、隣接す
る第１の共振素子と第２の共振素子との間の誘電体層内
に第２の電極を設けているから、第１および第２の共振
素子間に静電容量とインダクタンスとからなる並列共振
回路が挿入されて第１の共振素子と第２の共振素子間の
誘導結合の強さを静電容量で調整できるだけでなく、第
１の共振素子と第２の共振素子間の誘導結合自体の強さ
も調整できるようになり、その結果、フィルタの帯域幅
と減衰極の位置とを別個に変化させることができるよう
になり、所望のフィルタ特性を容易に得ることができ
る。そして、減衰極の位置をフィルタの通過帯域から離
れるように設定することにより、減衰極に対して通過帯
域と反対側の減衰量を大きくすることができ、減衰特性
を一層改善することができる。
る第１の共振素子と第２の共振素子との間の誘電体層内
に第２の電極を設けているから、第１および第２の共振
素子間に静電容量とインダクタンスとからなる並列共振
回路が挿入されて第１の共振素子と第２の共振素子間の
誘導結合の強さを静電容量で調整できるだけでなく、第
１の共振素子と第２の共振素子間の誘導結合自体の強さ
も調整できるようになり、その結果、フィルタの帯域幅
と減衰極の位置とを別個に変化させることができるよう
になり、所望のフィルタ特性を容易に得ることができ
る。そして、減衰極の位置をフィルタの通過帯域から離
れるように設定することにより、減衰極に対して通過帯
域と反対側の減衰量を大きくすることができ、減衰特性
を一層改善することができる。
【００７４】また、この第２の電極の両端をアースに短
絡することによって、第１の共振素子と第２の共振素子
との間の誘導結合を特に有効に小さくすることができ
る。
絡することによって、第１の共振素子と第２の共振素子
との間の誘導結合を特に有効に小さくすることができ
る。
【００７５】さらに、また、隣接する第１および第２の
共振素子間に設けられる第２の電極の両端をアースに短
絡し、その電気長を１／２波長以下とし、そして、この
第２の電極を、第１の共振素子の一部および第２の共振
素子の一部に共に対向する第１の電極の一部に対向して
誘電体層内に設けることによって、フィルタのスプリア
ス特性を効果的に改善することができる。
共振素子間に設けられる第２の電極の両端をアースに短
絡し、その電気長を１／２波長以下とし、そして、この
第２の電極を、第１の共振素子の一部および第２の共振
素子の一部に共に対向する第１の電極の一部に対向して
誘電体層内に設けることによって、フィルタのスプリア
ス特性を効果的に改善することができる。
【図１】本発明の第１の実施例の積層型誘電体フィルタ
の模式展開図である。
の模式展開図である。
【図２】本発明の第１の実施例の積層型誘電体フィルタ
の斜視図である。
の斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施例の積層型誘電体フィルタ
の主要部の平面図である。
の主要部の平面図である。
【図４】図３のＸ−Ｘ線断面図である。
【図５】図３のＹ−Ｙ線断面図である。
【図６】本発明の第１の実施例の積層型誘電体フィルタ
の等価回路図である。
の等価回路図である。
【図７】本発明の第１の実施例の積層型誘電体フィルタ
の周波数特性を説明するための図である。
の周波数特性を説明するための図である。
【図８】本発明の第１の実施例の積層型誘電体フィルタ
の周波数特性を説明するための図である。
の周波数特性を説明するための図である。
【図９】本発明の第１の実施例の積層型誘電体フィルタ
のスプリアス特性を説明するための図である。
のスプリアス特性を説明するための図である。
【図１０】本発明の第１の実施例の積層型誘電体フィル
タのスプリアス特性を説明するための図である。
タのスプリアス特性を説明するための図である。
【図１１】本発明者らが案出した従来の積層型誘電体フ
ィルタの模式展開図である。
ィルタの模式展開図である。
【図１２】本発明者らが案出した従来の積層型誘電体フ
ィルタの斜視図である。
ィルタの斜視図である。
【図１３】本発明者らが案出した従来の積層型誘電体フ
ィルタの等価回路図である。
ィルタの等価回路図である。
１１〜１７…誘電体層、２１〜２３…共振素子、３１〜
３３…電極、４１…入力用電極、４２…出力用電極、５
１…入力端子、５２…出力端子、６１…入力端子部、６
２…出力端子部、７０…アース電極、８１、８２…内層
アース電極、９１…結合電極、１０１…誘導結合調整電
極、１１１、１１２…静電容量、１２１〜１２３…静電
容量、１３１〜１３３…インダクタンス、１４１…静電
容量、１４２…静電容量、１４５…静電容量、１４６…
静電容量、１５１…静電容量、１５２…静電容量、１６
１…静電容量、１６２…インダクタンス、２１１…静電
容量、２１２…インダクタンス、２２１…静電容量、２
２２…インダクタンス、２３１…静電容量、２３２…イ
ンダクタンス、５００…積層体
３３…電極、４１…入力用電極、４２…出力用電極、５
１…入力端子、５２…出力端子、６１…入力端子部、６
２…出力端子部、７０…アース電極、８１、８２…内層
アース電極、９１…結合電極、１０１…誘導結合調整電
極、１１１、１１２…静電容量、１２１〜１２３…静電
容量、１３１〜１３３…インダクタンス、１４１…静電
容量、１４２…静電容量、１４５…静電容量、１４６…
静電容量、１５１…静電容量、１５２…静電容量、１６
１…静電容量、１６２…インダクタンス、２１１…静電
容量、２１２…インダクタンス、２２１…静電容量、２
２２…インダクタンス、２３１…静電容量、２３２…イ
ンダクタンス、５００…積層体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｐ 1/212 Ｈ０１Ｐ 1/212 7/08 7/08 (72)発明者 渡辺 昌彦 東京都大田区中馬込２丁目３番20号 メ ゾンアザレ301号 (56)参考文献 特開 平５−243809（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−212001（ＪＰ，Ａ)
Claims (3)
- 【請求項１】第１のアース電極と、 第２のアース電極と、 前記第１のアース電極と前記第２のアース電極との間の
誘電体層と、 前記誘電体層内に設けられ、かつ、入力電極と電気的に
接続された片側短絡型の第１の共振素子と、 前記誘電体層内に前記第１の共振素子と隣接して設けら
れ、かつ、出力電極と電気的に接続された片側短絡型の
第２の共振素子と、前記誘電体層内に設けられ、かつ、 前記第１の共振素子
の一部と前記第２の共振素子の一部とに対向し、かつ、
誘電体層を介してこれらに重なり、前記第１の共振素子
との間、および前記第２の共振素子との間にそれぞれ容
量結合を形成する第１の電極と、 前記第１の共振素子と前記第２の共振素子との間に配置
され、前記第１の電極との間に容量結合を形成し、もっ
てフィルタの周波数応答特性上の減衰極を該フィルタの
通過帯域から離す第２の電極と、 を有することを特徴とする積層型誘電体フィルタ。 - 【請求項２】前記第２の電極の少なくとも一端がアース
に短絡されていることを特徴とする請求項１記載の積層
型誘電体フィルタ。 - 【請求項３】前記第２の電極の少なくとも一端がアース
に短絡され、前記第２の電極が前記第１の電極の一部に
対向し、かつ、前記第１の共振素子および前記第２の共
振素子が設けられた面内に設けられていることを特徴と
する請求項１記載の積層型誘電体フィルタ。
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|---|---|---|---|
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ID=17544429
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|---|---|---|---|
| JP27463393A Expired - Fee Related JP3144744B2 (ja) | 1993-11-02 | 1993-11-02 | 積層型誘電体フィルタ |
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-
1993
- 1993-11-02 JP JP27463393A patent/JP3144744B2/ja not_active Expired - Fee Related
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1994
- 1994-10-31 US US08/332,390 patent/US5608364A/en not_active Expired - Lifetime
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| JPH07142902A (ja) | 1995-06-02 |
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