JPH05243810A - 積層型誘電体フィルタ - Google Patents

積層型誘電体フィルタ

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JPH05243810A
JPH05243810A JP4379292A JP4379292A JPH05243810A JP H05243810 A JPH05243810 A JP H05243810A JP 4379292 A JP4379292 A JP 4379292A JP 4379292 A JP4379292 A JP 4379292A JP H05243810 A JPH05243810 A JP H05243810A
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JP
Japan
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electrode
resonance
dielectric filter
resonant
dielectric layer
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JP4379292A
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English (en)
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Takami Hirai
隆己 平井
Shinsuke Yano
信介 矢野
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NGK Insulators Ltd
Original Assignee
NGK Insulators Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】共振素子同士を極端に近づけることなく共振素
子同士の結合を強化して広帯域化させるとともに、より
小型化した積層型誘電体フィルタを提供する。 【構成】アース電極７０と共振素子２１〜２３との間の
誘電体層中に、共振素子２１〜２３の開放端側において
共振素子２１〜２３の一部と重なる内部アース電極８
１、８２を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【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１２、１３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。この積層型誘電体フィルタにおいては、図１
２に示すように、まず、誘電体層１１の表面に一端部が
後記のアース電極７０に電気的に接続される１／４波長
ストリップライン共振器からなる共振素子２１〜２３を
所定間隔で形成し、さらに、一端部がアース電極７０に
電気的に接続され、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１１の表面に形
成して、共振素子２１〜２３各々の間を誘導結合させ、
誘電体層１１上に積層される誘電体層１２の表面に、誘
電体層１２を挟んで入力側の共振素子２１の一部に重な
る入力用電極４１および誘電体層１２を挟んで出力側の
共振素子２３の一部に重なる出力用電極４２を形成し、
誘電体層１２上に誘電体層１３を積層して積層型誘電体
フィルタ本体を構成し、次に、図１３に示すように、積
層型誘電体フィルタ本体の表面、裏面、および入力端子
部６１と出力端子部６２を除いた側面にアース電極７０
を形成し、積層型誘電体フィルタ本体の側面に形成した
入力端子部６１内にアース電極７０から電気的に絶縁さ
れ、かつ入力用電極４１に電気的に接続される入力端子
５１と、同様に積層型誘電体フィルタ本体の側面に形成
した出力端子部６２内に出力用電極４２に電気的に接続
される出力端子５２を形成して構成されている。
【０００３】上記した従来例の積層型誘電体フィルタの
電気的な等価回路は図１４に示す如くである。図１４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２
２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１３１は共振素子２１と共振素
子２２との間に形成されるインダクタンスであり、符号
１３２は共振素子２２と共振素子２３との間に形成され
る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。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、上述した従
来例のバンドパスフィルタを、携帯用電話機端末等の高
周波回路フィルタやアンテナデュプレクサ用のフィルタ
として用いるには帯域幅が十分ではなかった。かかる従
来の積層型誘電体フィルタにおいて、広帯域化するため
には、隣接する共振素子同士を極端に近づけることによ
り共振素子同士の結合を強くする以外に方法はなかっ
た。しかし、このように共振素子同士を近接させると、
共振素子特性が製造ばらつき（例えば、印刷ばらつき）
等に対して極端に敏感になり、一定の特性を持つバンド
パスフィルタを安定して供給することは困難であった。
【０００５】また、携帯用電話機端末においては、小型
化の要求が強まっており、それにつれてその内部に用い
られるバンドパスフィルタも小型化することが強く要求
されるようになっているが、上述した従来の構造の積層
型誘電体フィルタにおいては、その小型化にも限度があ
った。
【０００６】従って、本発明の一目的は、共振素子同士
を極端に近づけることなく共振素子同士の結合を強化し
て広帯域化させた積層型誘電体フィルタを提供すること
にある。
【０００７】本発明の他の目的は、より小型化された積
層型誘電体フィルタを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、共振素
子と、前記共振素子と結合または接続された入力電極
と、前記共振素子と結合または接続された出力電極と、
前記共振素子の第１の主面の全面に対向し前記共振素子
との間に第１の誘電体層を挟んで設けられた第１のアー
ス電極と、前記共振素子と前記第１のアース電極との間
の前記第１の誘電体層中に前記共振素子の前記第１の主
面の一部と対向して設けられた第１の内部アース電極と
を有することを特徴とする積層型誘電体フィルタが得ら
れる。
【０００９】好ましくは、前記共振素子の前記第１の主
面とは反対側の第２の主面の全面に対向し、前記共振素
子との間に第２の誘電体層を挟んで第２のアース電極が
さらに設けられる。
【００１０】また、好ましくは、前記共振素子と前記第
２のアース電極との間の前記第２の誘電体層中に前記共
振素子の前記第２の主面の一部と対向して第２の内部ア
ース電極がさらに設けられる。
【００１１】さらに好ましくは、前記共振素子は複数の
共振素子であり、前記複数の共振素子のうち入力端側共
振素子に前記入力電極が結合または接続され、前記複数
の共振素子のうち出力端側共振素子に前記出力電極が結
合または接続される。
【００１２】また好ましくは、前記共振素子の一端が前
記第１のアース電極と電気的に接続され、前記第１およ
び第２の内部アース電極が前記共振素子の他端である開
放端側において前記第１および第２の主面の一部とそれ
ぞれ対向して設けられる。
【００１３】より好ましくは、前記積層型誘電体フィル
タはコムライン型の誘電体フィルタである。
【００１４】
【作用】本発明においては、誘電体層を挟んで共振素子
の全面と対向して設けられたアース電極と前記共振素子
との間の誘電体層中に、共振素子の一部と対向して内部
アース電極を設けている。従って、内部アース電極と対
向している共振素子の部分は、よりアースに近くなり、
共振素子と内部アース電極との間には静電容量が形成さ
れ、この静電容量も共振素子を等価変換したときの並列
共振回路の静電容量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な
る。
【００１５】また、共振素子が複数ある場合には、内部
アース電極と対向している共振素子の部分はよりアース
に近くなり、アースとの結合が強くなるから、内部アー
ス電極と対向している部分の共振素子同士の結合が弱く
なる。従って、共振素子同士の結合は内部アース電極と
重ならない部分で主として結合するようになる。このこ
とは、実質的に共振素子の電気長が短くなったことを意
味する。このように電気長が短くなると、共振素子同士
を結合する分布定数素子のリアクタンスも小さくなり、
共振素子同士が強く結合するようになり、フィルタの特
性が広帯域化する。
【００１６】
【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。
【００１７】図１は本発明の第１の実施例の模式展開図
であり、図２は本実施例の斜視図であり、図３、図４は
それぞれ本実施例の主要部の構成を示す平面図および断
面図である。
【００１８】後記する共振素子２１、２２、２３の開放
端側の一部に誘電体層１５を挟んで重なり、端部が後記
するアース電極７０と電気的に接続される内部アース電
極８１を誘電体層１４の表面上に形成する。なお、誘電
体層１４の裏面にもアース電極７０が後に形成される。
【００１９】後記する出力端側の共振素子２３の一部に
誘電体層１１を挟んで重なる出力用電極４２を、誘電体
層１５の表面上に形成する。
【００２０】後記するアース電極７０に一端部がそれぞ
れ電気的に接続されて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１５上に積
層される誘電体層１１の表面上に形成し、さらに、一端
部が後記するアース電極７０に電気的に接続され、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１１の表面上に形成して、共振素子２１
〜２３各々が結合されることを利用してコムライン型の
フィルタを構成する。共振素子２１が入力端側の共振素
子であり、共振素子２３が出力端側の共振素子である。
また、インダクタンス１３１、１３２は、共振素子間の
誘導結合を等価表現したものである。
【００２１】誘電体層１１上に積層される誘電体層１６
の表面に、入力端側の共振素子２１の一部に誘電体層１
６を挟んで重なる入力用電極４１を形成する。共振素子
２１、２２、２３の開放端側の一部に誘電体層１７を挟
んで重なり、端部が後記するアース電極７０と電気的に
接続される内部アース電極８２を誘電体層１７の表面上
に形成する。
【００２２】誘電体層１７上に、表面にアース電極７０
が形成される誘電体層１３を積層して、誘電体層１４、
１５、１１、１６、１７、１３を一体に構成する。
【００２３】図２に示すように、一体に構成した誘電体
層１４、１５、１１、１６、１７、１３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、一体に構成した誘電体層１
４、１５、１１、１６、１７、１３の一方の側面の入力
端子部６１内に、アース電極７０と電気的に絶縁され、
かつ入力用電極４１と電気的に接続される入力端子５１
を形成し、さらに同様に、一体に構成した誘電体層１
４、１５、１１、１６、１７、１３の他方の側面の出力
端子部６２内に、アース電極７０と電気的に絶縁され、
かつ出力用電極４２と電気的に接続される出力端子５２
を形成する。
【００２４】ここで、共振素子２１〜２３、入力用電極
４１、出力用電極４２、内部アース電極８１、８２およ
びアース電極７０の空間的な構成を平面図および断面図
で示せば図３および図４に示す如くであって、共振素子
２１と入力用電極４１との間に相互に重なり部分があっ
て、この間に誘電体層が存在するから静電容量１１１に
よって静電結合された状態となっている。出力側につい
ても同様であって、共振素子２３および出力用電極４２
の重なり部分により静電容量１１２が形成されている。
また、共振素子２１、２２、２３の開放端と電極３
１、３２、３３の間にはそれぞれ静電容量１２１、１２
２、１２３が形成されている。
【００２５】さらに、共振素子２１と内部アース電極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２２と内部アース電極８１、８２と
の間には静電容量１４３、１４４がそれぞれ形成され、
共振素子２３と内部アース電極８１、８２との間には静
電容量１４５、１４６がそれぞれ形成されている。
【００２６】そして、これらの静電容量１２１、１２
３、１４１〜１４６が存在することにより、共振素子２
１、２２、２３はインダクタンス１３１、１３２でそれ
ぞれ結合されてコムライン型のフィルタが構成されてい
る。
【００２７】図５には、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を示す。
【００２８】次に、本実施例において用いられた内部ア
ース電極の作用効果について説明する。
【００２９】先ず、図６に示すように、コムライン型の
２つの共振素子３２１、３２２が存在する場合を考え
る。共振素子３２１、３２２の電気長はともにθであ
る。図７は図６のコムライン型の配線の等価回路図であ
る。ここで共振素子３２１、３２２の偶モードのインピ
ーダンスをＺe とし、奇モードのインピーダンスをＺ0
とすると、共振素子３２１、３２２を分布定数的に結合
する分布定数素子３２３の特性インピーダンスＺC は
【００３０】
【数１】
【００３１】となる。さらにこの特性インピーダンスＺ
C のラインの開放側からみたインピーダンスＺは、Ｚ＝
ｊＺC tan θと表される。
【００３２】図８はこのインピーダンスＺのリアクタン
スＺC tan θと電気長θとの関係を示したものである。
θ＝９０°（すなわち、１／４波長）では分布定数素子
３２３のリアクタンスＺC tan θが∞となり、共振素子
３２１、３２２の間には、結合が存在しないことがわか
る。次に、電気長θが１／４波長よりも短くなれば、す
なわち、０＜θ＜９０°の場合においては、tan θが有
限の値となり、分布定数素子３２３のリアクタンスＺC
tan θも有限の値となり、共振素子３２１、３２２が結
合するようになり、θの値が小さいほどリアクタンスＺ
C tan θが小さくなり、強く結合するようになる。そし
て、この場合、すなわち、０＜θ＜９０°の場合はＺC
tan θの値が正だから、分布定数素子３２３はインダク
タンスとして表されることになる。
【００３３】ここで、もう一度図３、４、５を参照すれ
ば、内部アース電極８１、８２を部分的に共振素子２１
〜２３の開放端側に追加したことにより、共振素子２１
〜２３の開放端側であって、内部アース電極８１、８２
と重なった部分はよりアースに近くなり、アースとの結
合が強くなるから、内部アース電極８１、８２と重なっ
た部分の共振素子２１〜２３同士の結合が弱くなる。従
って、共振素子２１〜２３同士の結合は内部アース電極
８１、８２と重ならない部分で主として結合するように
なる。このことは、共振素子２１〜２３の結合する電気
長θが、実質的には内部アース電極８１、８２と重なら
ない部分の長さと等しくなることを意味する。このよう
に共振素子２１〜２３の電気長θが短くなれば、共振素
子２１〜２３同士を結合する分布定数素子３２３のリア
クタンスＺC tan θも小さくなるから、共振素子２１〜
２３同士がより強く結合するようになり、フィルタ特性
の広帯域化が図られるようになる。
【００３４】また、電極３１〜３３を設けているから共
振素子２１〜２３とアースとの間には静電容量１２１〜
１２３がそれぞれ加わっているが、さらに、内部アース
電極８１、８２を設けることにより、共振素子２１〜２
３と内部アース電極８１、８２との間には静電容量１４
１および１４２、１４３および１４４、１４５および１
４６がそれぞれ形成され、これらの静電容量も共振素子
２１〜２３とアースとの間に付加されることになる。従
って、図５に示す並列共振回路の静電容量は共振素子２
１〜２３を等価交換したときの静電容量２１１、２２
１、２３１と、これらの付加された静電容量との和から
なる合成静電容量となって、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
になる。従って、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の全体の長さも短くなる。
また、入力用電極４１と出力用電極４２とは共振素子
２１〜２３が形成された面に対して、誘電体層をそれぞ
れ各別に挟んで位置することになって入力用電極４１と
出力用電極４２とは共振素子２１〜２３によって静電的
に遮蔽された状態となって、入力用電極４１と出力用電
極４２との間の浮遊容量は殆どなくなる。この結果、バ
ンドパスフィルタの周波数特性の急峻度も向上する。
【００３５】次に、本発明の第２の実施例について説明
する。
【００３６】図９は本実施例の模式展開図である。
【００３７】内部アース電極は共振素子２１〜２３の下
側の誘電体層１４の表面に設けられた内部アース電極８
１のみである点、および出力用電極４１、出力用電極４
２については、共振素子の上下側に別々に設けるのでは
なく、共振素子２１〜２３の上側の誘電体層１２の表面
上のみに両者が設けられている点が第１の実施例と異な
るが、他の構成は上記した第１の実施例と同様である。
【００３８】従って、本実施例においても、内部アース
電極８１と共振素子２１〜２３との関係は上記の第１の
実施例と同様であるから、共振素子２１〜２３同士が強
く結合するようになりフィルタ特性を広帯域化できると
ともに、図４、５に示した静電容量１４１、１４３、１
４５も付加されるから、共振素子２１〜２３の長さも短
くなり、積層型誘電体フィルタの全体の長さも短くな
る。但し、内部アース電極８１は共振素子２１〜２３の
下側のみにしか存在しないから、共振素子２１〜２３の
上下に存在する第１の実施例の場合と比べれば、第１の
実施例の方がより広帯域化、フィルタの小型化を図るこ
とができる。
【００３９】次に、本発明の第３の実施例について説明
する。
【００４０】図１０は、本実施例の模式展開図であり、
図１１は、本実施例の斜視図である。
【００４１】共振素子２１、２３とそれぞれ静電結合さ
れていた入力用電極４１、出力用電極４２に代えて、共
振素子２１、２２をそれぞれ直接接続された入力電極９
１、出力電極９２が共振素子２１〜２３と同じ誘電体層
１１上であって、共振素子２１〜２３とアース電極７０
との接続側に形成されており、それに応じて入力端子部
６１、６２および入力端子５１、出力端子５２が共振素
子２１〜２３の開放端側ではなく、アース電極７０との
接続側に形成されている点が第１の実施例と異なるが、
他の構成は上記した第１の実施例と同様である。
【００４２】従って、本実施例においても、内部アース
電極８１、８２と共振電極２１〜２３との関係は、上記
の第１の実施例と同様であるから、共振素子２１〜２３
同士が強く結合するようになり、フィルタ特定を広帯域
化できるとともに、図４、図５に示した静電容量１４１
〜１４６も付加されるから共振素子２１〜２３の長さも
短くなり、積層型誘電体フィルタの全体の長さも短くな
る。
【００４３】次に、第１乃至第３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。本積層型誘電
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および内部アース電極８
１、８２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および
出力用電極４２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。
【００４４】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、小型化が可能となるセラミック
ス誘電体が好ましい。
【００４５】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、導体が積層された構造でセラミックス誘電体と一体
化することが望ましい。
【００４６】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。
【００４７】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
のグリーンテープを作製した。
【００４８】次に、上記第１の実施例の場合は、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
れたグリーンテープの厚みを調整するため必要なグリー
ンテープを重ねて図１の構造となるように重ね、積層し
た後、９００℃で焼成した。
【００４９】上記のように構成した積層型誘電体フィル
タ本体の両主面すなわち誘電体層１４の全裏面対応面、
誘電体層１３の表面対応面、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から電気
的に絶縁し、かつ入力用電極４１、出力用電極４２に各
別に電気的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。
【００５０】上記の積層型誘電体フィルタにおいて、各
共振素子２１〜２３の幅ｗ1 を０．８ｍｍ、かつ共振素
子２１〜２３間の間隔ｓ1 を１．２ｍｍ、共振素子２１
〜２３の長さｌ1 を４．５ｍｍ、電極３１〜３３の幅ｗ
2 を０．８ｍｍ、電極３１、３３の長さｌ2 を０．５ｍ
ｍ、電極３２の長さを０．７ｍｍ、電極３１〜３３の間
隔ｓ2 を１．２ｍｍ、共振素子２１、２３とそれぞれ対
向する電極３１、３３との間隔ｓ3 を０．３ｍｍとし、
共振素子２２と対向する電極３２の間隔を０．１ｍｍと
し、入力用電極４１と共振素子２１との対向面積を０．
９ｍｍ2 、出力用電極４２と共振素子２３との対向面積
を０．９ｍｍ2 、誘電体層１４、１５、１１、１６、１
７、１３の厚さをそれぞれ１．１ｍｍ、０．２ｍｍ、
０．２ｍｍ、０．２ｍｍ、０．２ｍｍ、１．１ｍｍと
し、内部アース電極８１、８２の幅ｗ 3 を５．２ｍｍ、
内部アース電極８１、８２の長さｌ3 を１．８ｍｍ、内
部アース電極８１と各共振素子２１〜２３との対向面積
をそれぞれ０．８ｍｍ2 、内部アース電極８２と各共振
素子２１〜２３との対向面積をそれぞれ０．８ｍｍ2 、
各共振素子２１〜２３が内部アース電極８１、８２より
露出する長さｌ4 を３．５ｍｍとしたとき、外形形状は
６．４ｍｍ×５．３ｍｍ×３ｍｍであり、中心周波数は
９００ＭＨｚ、帯域幅は３０ＭＨｚ、挿入損失は２．３
ｄＢ以下であった。また、中心周波数から３５ＭＨｚ高
い周波数点での減衰量は１４ｄＢであった。
【００５１】比較のために、この第１の実施例において
使用したグリーンテープを用いて、誘電体層１４の表面
上には内部アース電極８１を設けず、誘電体層１７の表
面上にも内部アース電極８２を設けず、共振素子２１〜
２３の長さｌ1 および積層型誘電体フィルタ自体の長さ
ｌ5 を長くし、他は第１の実施例と同様に構成した場
合、中心周波数を第１の実施例と同じ９００ＭＨｚにす
るには共振素子２１〜２３の長さｌ1 を７．５ｍｍとす
る必要があり、積層型誘電体フィルタ自体の長さｌ5 も
第１の実施例が５．３ｍｍであったのに比べて８．３ｍ
ｍと長くなった。そして、帯域幅も２０ＭＨｚであり、
第１の実施例よりも狭かった。このように、第１の実施
例によって帯域幅が大幅に改善され、積層型誘電体フィ
ルタ自体の寸法も小さくなっていることがわかる。
【００５２】次に、第２の実施例の場合は、第１の実施
例において使用したグリーンテープを用いて、図９に示
す導体パターンを印刷し、次いで、これら導体パターン
が印刷されたグリーンテープの厚みを調整するために必
要なグリーンテープを重ねて図９の構造となるように重
ね、積層した後、９００℃で焼成した。次に、アース電
極７０および入力端子５１、出力端子５２を銀電極で構
成して８５０℃で焼きつけた。
【００５３】このようにして製造した積層型誘電体フィ
ルタにおいて、誘電体層１４、１１、１２、１３の厚さ
をそれぞれ１．３ｍｍ、０．２ｍｍ、０．２ｍｍ、１．
３ｍｍとし、共振素子２１〜２３の長さｌ1 を５ｍｍと
し、積層型誘電体フィルタ自体の長さｌ5 を５．８ｍｍ
とし、他は第１の実施例と同じ方法で製造した場合、中
心周波数が９００ＭＨｚ、帯域幅は２８ＭＨｚ、挿入損
失は２．２ｄＢ以下であった。
【００５４】比較のために、この第２の実施例において
使用したグリーンテープを用いて、誘電体層１４の表面
上には内部アース電極８１を設けず、共振素子２１〜２
３の長さｌ1 および積層型誘電体フィルタ自体の長さｌ
5 を長くし、他は第２の実施例と同様に構成した場合、
中心周波数を第２の実施例と同じ９００ＭＨｚにするに
は共振素子の長さｌ1 を７．５ｍｍとする必要があり、
積層型誘電体フィルタ自体の長さｌ5 も第２の実施例が
５．８ｍｍであったのに比べて８．３ｍｍと長くなっ
た。そして、帯域幅も２０ＭＨｚであり、第２の実施例
よりも狭かった。このように、第２の実施例によっても
帯域幅が大幅に改善され、積層型誘電体フィルタ自体の
寸法も小さくなっていることがわかる。
【００５５】次に、第３の実施例の場合は、第１の実施
例において使用したグリーンテープを用いて、図１０に
示す導体パターンを印刷し、次いで、これら導体パター
ンが印刷されたグリーンテープの厚みを調整するために
必要なグリーンテープを重ねて図１０の構造となるよう
に重ね、積層した後、９００℃で焼成した。次に、アー
ス電極７０および入力端子５１、出力端子５２を銀電極
で構成して８５０℃で焼きつけた。
【００５６】このようにして製造した積層型誘電体フィ
ルタにおいて、誘電体層１４、１１、１２、１３の厚さ
をそれぞれ１．３ｍｍ、０．２ｍｍ、０．２ｍｍ、１．
３ｍｍとし、共振素子２１〜２３の長さｌ1 を４．５ｍ
ｍとし、積層型誘電体フィルタ自体の長さｌ5 を５．３
ｍｍとし、入力電極９１、出力電極９２の長さｌ6 、幅
ｗ3 をそれぞれ０．２ｍｍ、０．２ｍｍとし、電極３１
〜３３の長さを０．５ｍｍとし、共振素子２１〜２３と
の間隔を０．３ｍｍとし、他は第１の実施例と同じ方法
で製造した場合、中心周波数が９００ＭＨｚ、帯域幅は
３１ＭＨｚ、挿入損失は２．１ｄＢ以下であった。
【００５７】比較のために、この第３の実施例において
使用したグリーンテープを用いて、誘電体層１４の表面
上には内部アース電極８１を設けず、誘電体層１７の表
面上にも内部アース電極８２を設けず、共振素子２１〜
２３の長さｌ1 および積層型誘電体フィルタ自体の長さ
ｌ5 を長くし、他は第３の実施例と同様に構成した場
合、中心周波数を第３の実施例と同じ９００ＭＨｚにす
るには共振素子の長さｌ 1 を７．５ｍｍとする必要があ
り、積層型誘電体フィルタ自体の長さｌ5 も第３の実施
例が５．３ｍｍであったのに比べて８．３ｍｍと長くな
った。そして、帯域幅も２０ＭＨｚであり、第３の実施
例よりも狭かった。このように、第３の実施例によっ
て、帯域幅が大幅に改善され、積層型誘電体フィルタ自
体の寸法も小さくなっていることがわかる。
【００５８】
【発明の効果】本発明においては、誘電体層を挟んで共
振素子の全面と対向して設けられたアース電極と共振素
子との間の誘電体層中に共振素子の一部と対向して内部
アース電極を設けているから、積層型誘電体フィルタを
広帯域化できるとともに小型化できる。
【図面の簡単な説明】
【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。
【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。
【図３】本発明の第１の実施例の積層型誘電体フィルタ
の主要部の構成を示す平面図である。
【図４】本発明の第１の実施例の積層型誘電体フィルタ
の主要部の構成を示す断面図である。
【図５】本発明の第１の実施例の積層型誘電体フィルタ
の主要部の等価回路図である。
【図６】コムライン型の共振素子を説明するための図で
ある。
【図７】図６の配線の等価回路図である。
【図８】図７の等価回路図における分布定数素子３２３
の特性インピーダンスのリアクタンスと電気長との関係
を示す図である。
【図９】本発明の第２の実施例の積層型誘電体フィルタ
の模式展開図である。
【図１０】本発明の第３の実施例の積層型誘電体フィル
タの模式展開図である。
【図１１】本発明の第３の実施例の積層型誘電体フィル
タの斜視図である。
【図１２】本発明者らが案出した従来の積層型誘電体フ
ィルタの模式展開図である。
【図１３】本発明者らが案出した従来の積層型誘電体フ
ィルタの斜視図である。
【図１４】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。
【符号の説明】
１１〜１７…誘電体層 ２１〜２３…共振素子 ３１〜３３…電極 ４１、９１…入力用電極 ４２、９２…出力用電極 ５１…入力端子 ５２…出力端子 ６１…入力端子部 ６２…出力端子部 ７０…アース電極 ８１、８２…内部アース電極
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成５年５月２７日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の詳細な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【発明の詳細な説明】
【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１３、図１４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。この積層型誘電体フィルタにおいては、図
１３に示すように、まず、誘電体層１１の表面に一端部
が後記のアース電極７０に電気的に接続される１／４波
長ストリップライン共振器からなる共振素子２１〜２３
を所定間隔で形成し、さらに、一端部がアース電極７０
に電気的に接続され、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１１の表面に
形成して、共振素子２１〜２３各々の間を誘導結合さ
せ、誘電体層１１上に積層される誘電体層１２の表面
に、誘電体層１２を挟んで入力側の共振素子２１の一部
に重なる入力用電極４１および誘電体層１２を挟んで出
力側の共振素子２３の一部に重なる出力用電極４２を形
成し、誘電体層１２上に誘電体層１３を積層して積層型
誘電体フィルタ本体を構成し、次に、図１４に示すよう
に、積層型誘電体フィルタ本体の表面、裏面、および入
力端子部６１と出力端子部６２を除いた側面にアース電
極７０を形成し、積層型誘電体フィルタ本体の側面に形
成した入力端子部６１内にアース電極７０から電気的に
絶縁され、かつ入力用電極４１に電気的に接続される入
力端子５１と、同様に積層型誘電体フィルタ本体の側面
に形成した出力端子部６２内に出力用電極４２に電気的
に接続される出力端子５２を形成して構成されている。
【０００３】上記した従来例の積層型誘電体フィルタの
電気的な等価回路は図１５に示す如くである。図１５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２
２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１３１は共振素子２１と共振素
子２２との間に形成されるインダクタンスであり、符号
１３２は共振素子２２と共振素子２３との間に形成され
る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。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、上述した従
来例のバンドパスフィルタを、携帯用電話機端末等の高
周波回路フィルタやアンテナデュプレクサ用のフィルタ
として用いるには帯域幅が十分ではなかった。かかる従
来の積層型誘電体フィルタにおいて、広帯域化するため
には、隣接する共振素子同士を極端に近づけることによ
り共振素子同士の結合を強くする以外に方法はなかっ
た。しかし、このように共振素子同士を近接させると、
共振素子特性が製造ばらつき（例えば、印刷ばらつき）
等に対して極端に敏感になり、一定の特性を持つバンド
パスフィルタを安定して供給することは困難であった。
【０００５】また、携帯用電話機端末においては、小型
化の要求が強まっており、それにつれてその内部に用い
られるバンドパスフィルタも小型化することが強く要求
されるようになっているが、上述した従来の構造の積層
型誘電体フィルタにおいては、その小型化にも限度があ
った。
【０００６】従って、本発明の一目的は、共振素子同士
を極端に近づけることなく共振素子同士の結合を強化し
て広帯域化させた積層型誘電体フィルタを提供すること
にある。
【０００７】本発明の他の目的は、より小型化された積
層型誘電体フィルタを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、共振素
子と、前記共振素子と結合または接続された入力電極
と、前記共振素子と結合または接続された出力電極と、
前記共振素子の第１の主面の全面に対向し前記共振素子
との間に第１の誘電体層を挟んで設けられた第１のアー
ス電極と、前記共振素子と前記第１のアース電極との間
の前記第１の誘電体層中に前記共振素子の前記第１の主
面の一部と対向して設けられた第１の内部アース電極と
を有することを特徴とする積層型誘電体フィルタが得ら
れる。
【０００９】好ましくは、前記共振素子の前記第１の主
面とは反対側の第２の主面の全面に対向し、前記共振素
子との間に第２の誘電体層を挟んで第２のアース電極が
さらに設けられる。
【００１０】また、好ましくは、前記共振素子と前記第
２のアース電極との間の前記第２の誘電体層中に前記共
振素子の前記第２の主面の一部と対向して第２の内部ア
ース電極がさらに設けられる。
【００１１】さらに好ましくは、前記共振素子は複数の
共振素子であり、前記複数の共振素子のうち入力端側共
振素子に前記入力電極が結合または接続され、前記複数
の共振素子のうち出力端側共振素子に前記出力電極が結
合または接続される。
【００１２】また好ましくは、前記共振素子の一端が前
記第１のアース電極と電気的に接続され、前記第１およ
び第２の内部アース電極が前記共振素子の他端である開
放端側において前記第１および第２の主面の一部とそれ
ぞれ対向して設けられる。
【００１３】より好ましくは、前記積層型誘電体フィル
タはコムライン型の誘電体フィルタである。
【００１４】
【作用】本発明においては、誘電体層を挟んで共振素子
の全面と対向して設けられたアース電極と前記共振素子
との間の誘電体層中に、共振素子の一部と対向して内部
アース電極を設けている。従って、内部アース電極と対
向している共振素子の部分は、よりアースに近くなり、
共振素子と内部アース電極との間には静電容量が形成さ
れ、この静電容量も共振素子を等価変換したときの並列
共振回路の静電容量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な
る。
【００１５】また、共振素子が複数ある場合には、内部
アース電極と対向している共振素子の部分はよりアース
に近くなり、アースとの結合が強くなるから、内部アー
ス電極と対向している部分の共振素子同士の結合が弱く
なる。従って、共振素子同士の結合は内部アース電極と
重ならない部分で主として結合するようになる。このこ
とは、実質的に共振素子の電気長が短くなったことを意
味する。このように電気長が短くなると、共振素子同士
を結合する分布定数素子のリアクタンスも小さくなり、
共振素子同士が強く結合するようになり、フィルタの特
性が広帯域化する。
【００１６】
【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。
【００１７】図１は本発明の第１の実施例の模式展開図
であり、図２は本実施例の斜視図であり、図３、図４は
それぞれ本実施例の主要部の構成を示す平面図および断
面図である。
【００１８】後記する共振素子２１、２２、２３の開放
端側の一部に誘電体層１５を挟んで重なり、端部が後記
するアース電極７０と電気的に接続される内部アース電
極８１を誘電体層１４の表面上に形成する。なお、誘電
体層１４の裏面にもアース電極７０が後に形成される。
【００１９】後記する出力端側の共振素子２３の一部に
誘電体層１１を挟んで重なる出力用電極４２を、誘電体
層１５の表面上に形成する。
【００２０】後記するアース電極７０に一端部がそれぞ
れ電気的に接続されて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１５上に積
層される誘電体層１１の表面上に形成し、さらに、一端
部が後記するアース電極７０に電気的に接続され、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１１の表面上に形成して、共振素子２１
〜２３各々が結合されることを利用してコムライン型の
フィルタを構成する。共振素子２１が入力端側の共振素
子であり、共振素子２３が出力端側の共振素子である。
また、インダクタンス１３１、１３２は、共振素子間の
誘導結合を等価表現したものである。
【００２１】誘電体層１１上に積層される誘電体層１６
の表面に、入力端側の共振素子２１の一部に誘電体層１
６を挟んで重なる入力用電極４１を形成する。共振素子
２１、２２、２３の開放端側の一部に誘電体層１７を挟
んで重なり、端部が後記するアース電極７０と電気的に
接続される内部アース電極８２を誘電体層１７の表面上
に形成する。
【００２２】誘電体層１７上に、表面にアース電極７０
が形成される誘電体層１３を積層して、誘電体層１４、
１５、１１、１６、１７、１３を一体に構成する。
【００２３】図２に示すように、一体に構成した誘電体
層１４、１５、１１、１６、１７、１３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、一体に構成した誘電体層１
４、１５、１１、１６、１７、１３の一方の側面の入力
端子部６１内に、アース電極７０と電気的に絶縁され、
かつ入力用電極４１と電気的に接続される入力端子５１
を形成し、さらに同様に、一体に構成した誘電体層１
４、１５、１１、１６、１７、１３の他方の側面の出力
端子部６２内に、アース電極７０と電気的に絶縁され、
かつ出力用電極４２と電気的に接続される出力端子５２
を形成する。
【００２４】ここで、共振素子２１〜２３、入力用電極
４１、出力用電極４２、内部アース電極８１、８２およ
びアース電極７０の空間的な構成を平面図および断面図
で示せば図３および図４に示す如くであって、共振素子
２１と入力用電極４１との間に相互に重なり部分があっ
て、この間に誘電体層が存在するから静電容量１１１に
よって静電結合された状態となっている。出力側につい
ても同様であって、共振素子２３および出力用電極４２
の重なり部分により静電容量１１２が形成されている。
また、共振素子２１、２２、２３の開放端と電極３
１、３２、３３の間にはそれぞれ静電容量１２１、１２
２、１２３が形成されている。
【００２５】さらに、共振素子２１と内部アース電極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２２と内部アース電極８１、８２と
の間には静電容量１４３、１４４がそれぞれ形成され、
共振素子２３と内部アース電極８１、８２との間には静
電容量１４５、１４６がそれぞれ形成されている。
【００２６】そして、これらの静電容量１２１、１２
３、１４１〜１４６が存在することにより、共振素子２
１、２２、２３はインダクタンス１３１、１３２でそれ
ぞれ結合されてコムライン型のフィルタが構成されてい
る。
【００２７】図５には、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を示す。
【００２８】次に、本実施例において用いられた内部ア
ース電極の作用効果について説明する。
【００２９】先ず、図６に示すように、コムライン型の
２つの共振素子３２１、３２２が存在する場合を考え
る。共振素子３２１、３２２の電気長はともにθであ
る。図７は図６のコムライン型の配線の等価回路図であ
る。ここで共振素子３２１、３２２の偶モードのインピ
ーダンスをＺe とし、奇モードのインピーダンスをＺ0
とすると、共振素子３２１、３２２を分布定数的に結合
する分布定数素子３２３の特性インピーダンスＺC は
【００３０】
【数１】
【００３１】となる。さらにこの特性インピーダンスＺ
C のラインの開放側からみたインピーダンスＺは、Ｚ＝
ｊＺC tan θと表される。
【００３２】図８はこのインピーダンスＺのリアクタン
スＺC tan θと電気長θとの関係を示したものである。
θ＝９０°（すなわち、１／４波長）では分布定数素子
３２３のリアクタンスＺC tan θが∞となり、共振素子
３２１、３２２の間には、結合が存在しないことがわか
る。次に、電気長θが１／４波長よりも短くなれば、す
なわち、０＜θ＜９０°の場合においては、tan θが有
限の値となり、分布定数素子３２３のリアクタンスＺC
tan θも有限の値となり、共振素子３２１、３２２が結
合するようになり、θの値が小さいほどリアクタンスＺ
C tan θが小さくなり、強く結合するようになる。そし
て、この場合、すなわち、０＜θ＜９０°の場合はＺC
tan θの値が正だから、分布定数素子３２３はインダク
タンスとして表されることになる。
【００３３】ここで、もう一度図３、４、５を参照すれ
ば、内部アース電極８１、８２を部分的に共振素子２１
〜２３の開放端側に追加したことにより、共振素子２１
〜２３の開放端側であって、内部アース電極８１、８２
と重なった部分はよりアースに近くなり、アースとの結
合が強くなるから、内部アース電極８１、８２と重なっ
た部分の共振素子２１〜２３同士の結合が弱くなる。従
って、共振素子２１〜２３同士の結合は内部アース電極
８１、８２と重ならない部分で主として結合するように
なる。このことは、共振素子２１〜２３の結合する電気
長θが、実質的には内部アース電極８１、８２と重なら
ない部分の長さと等しくなることを意味する。このよう
に共振素子２１〜２３の電気長θが短くなれば、共振素
子２１〜２３同士を結合する分布定数素子３２３のリア
クタンスＺC tan θも小さくなるから、共振素子２１〜
２３同士がより強く結合するようになり、フィルタ特性
の広帯域化が図られるようになる。
【００３４】また、電極３１〜３３を設けているから共
振素子２１〜２３とアースとの間には静電容量１２１〜
１２３がそれぞれ加わっているが、さらに、内部アース
電極８１、８２を設けることにより、共振素子２１〜２
３と内部アース電極８１、８２との間には静電容量１４
１および１４２、１４３および１４４、１４５および１
４６がそれぞれ形成され、これらの静電容量も共振素子
２１〜２３とアースとの間に付加されることになる。従
って、図５に示す並列共振回路の静電容量は共振素子２
１〜２３を等価交換したときの静電容量２１１、２２
１、２３１と、これらの付加された静電容量との和から
なる合成静電容量となって、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
になる。従って、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の全体の長さも短くなる。
【００３５】また、入力用電極４１と出力用電極４２と
は共振素子２１〜２３が形成された面に対して、誘電体
層をそれぞれ各別に挟んで位置することになって入力用
電極４１と出力用電極４２とは共振素子２１〜２３によ
って静電的に遮蔽された状態となって、入力用電極４１
と出力用電極４２との間の浮遊容量は殆どなくなる。こ
の結果、バンドパスフィルタの周波数特性の急峻度も向
上する。
【００３６】次に、本発明の第２の実施例について説明
する。
【００３７】図９は本実施例の模式展開図である。
【００３８】内部アース電極は共振素子２１〜２３の下
側の誘電体層１４の表面に設けられた内部アース電極８
１のみである点、および出力用電極４１、出力用電極４
２については、共振素子の上下側に別々に設けるのでは
なく、共振素子２１〜２３の上側の誘電体層１２の表面
上のみに両者が設けられている点が第１の実施例と異な
るが、他の構成は上記した第１の実施例と同様である。
【００３９】従って、本実施例においても、内部アース
電極８１と共振素子２１〜２３との関係は上記の第１の
実施例と同様であるから、共振素子２１〜２３同士が強
く結合するようになりフィルタ特性を広帯域化できると
ともに、図４、５に示した静電容量１４１、１４３、１
４５も付加されるから、共振素子２１〜２３の長さも短
くなり、積層型誘電体フィルタの全体の長さも短くな
る。但し、内部アース電極８１は共振素子２１〜２３の
下側のみにしか存在しないから、共振素子２１〜２３の
上下に存在する第１の実施例の場合と比べれば、第１の
実施例の方がより広帯域化、フィルタの小型化を図るこ
とができる。
【００４０】次に、本発明の第３の実施例について説明
する。
【００４１】図１０は、本実施例の模式展開図であり、
図１１は、本実施例の斜視図である。
【００４２】共振素子２１、２３とそれぞれ静電結合さ
れていた入力用電極４１、出力用電極４２に代えて、共
振素子２１、２２をそれぞれ直接接続された入力電極９
１、出力電極９２が共振素子２１〜２３と同じ誘電体層
１１上であって、共振素子２１〜２３とアース電極７０
との接続側に形成されており、それに応じて入力端子部
６１、６２および入力端子５１、出力端子５２が共振素
子２１〜２３の開放端側ではなく、アース電極７０との
接続側に形成されている点が第１の実施例と異なるが、
他の構成は上記した第１の実施例と同様である。
【００４３】従って、本実施例においても、内部アース
電極８１、８２と共振電極２１〜２３との関係は、上記
の第１の実施例と同様であるから、共振素子２１〜２３
同士が強く結合するようになり、フィルタ特定を広帯域
化できるとともに、図４、図５に示した静電容量１４１
〜１４６も付加されるから共振素子２１〜２３の長さも
短くなり、積層型誘電体フィルタの全体の長さも短くな
る。
【００４４】次に、第１乃至第３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。本積層型誘電
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および内部アース電極８
１、８２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および
出力用電極４２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。
【００４５】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、小型化が可能となるセラミック
ス誘電体が好ましい。
【００４６】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、導体が積層された構造でセラミックス誘電体と一体
化することが望ましい。
【００４７】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。
【００４８】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
のグリーンテープを作製した。
【００４９】次に、上記第１の実施例の場合は、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
れたグリーンテープの厚みを調整するため必要なグリー
ンテープを重ねて図１の構造となるように重ね、積層し
た後、９００℃で焼成した。
【００５０】上記のように構成した積層型誘電体フィル
タ本体の両主面すなわち誘電体層１４の全裏面対応面、
誘電体層１３の表面対応面、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から電気
的に絶縁し、かつ入力用電極４１、出力用電極４２に各
別に電気的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。
【００５１】上記の積層型誘電体フィルタにおいて、各
共振素子２１〜２３の幅ｗ1 を０．８ｍｍ、かつ共振素
子２１〜２３間の間隔ｓ1 を１．２ｍｍ、共振素子２１
〜２３の長さｌ1 を４．５ｍｍ、電極３１〜３３の幅ｗ
2 を０．８ｍｍ、電極３１、３３の長さｌ2 を０．５ｍ
ｍ、電極３２の長さを０．７ｍｍ、電極３１〜３３の間
隔ｓ2 を１．２ｍｍ、共振素子２１、２３とそれぞれ対
向する電極３１、３３との間隔ｓ3 を０．３ｍｍとし、
共振素子２２と対向する電極３２の間隔を０．１ｍｍと
し、入力用電極４１と共振素子２１との対向面積を０．
９ｍｍ2 、出力用電極４２と共振素子２３との対向面積
を０．９ｍｍ2 、誘電体層１４、１５、１１、１６、１
７、１３の厚さをそれぞれ１．１ｍｍ、０．２ｍｍ、
０．２ｍｍ、０．２ｍｍ、０．２ｍｍ、１．１ｍｍと
し、内部アース電極８１、８２の幅ｗ 3 を５．２ｍｍ、
内部アース電極８１、８２の長さｌ3 を１．８ｍｍ、内
部アース電極８１と各共振素子２１〜２３との対向面積
をそれぞれ０．８ｍｍ2 、内部アース電極８２と各共振
素子２１〜２３との対向面積をそれぞれ０．８ｍｍ2 、
各共振素子２１〜２３が内部アース電極８１、８２より
露出する長さｌ4 を３．５ｍｍとしたとき、外形形状は
６．４ｍｍ×５．３ｍｍ×３ｍｍであり、中心周波数は
９００ＭＨｚ、帯域幅は３０ＭＨｚ、挿入損失は２．３
ｄＢ以下であった。また、中心周波数から３５ＭＨｚ高
い周波数点での減衰量は１４ｄＢであった。
【００５２】比較のために、この第１の実施例において
使用したグリーンテープを用いて、誘電体層１４の表面
上には内部アース電極８１を設けず、誘電体層１７の表
面上にも内部アース電極８２を設けず、共振素子２１〜
２３の長さｌ1 および積層型誘電体フィルタ自体の長さ
ｌ5 を長くし、他は第１の実施例と同様に構成した場
合、中心周波数を第１の実施例と同じ９００ＭＨｚにす
るには共振素子２１〜２３の長さｌ1 を７．５ｍｍとす
る必要があり、積層型誘電体フィルタ自体の長さｌ5 も
第１の実施例が５．３ｍｍであったのに比べて８．３ｍ
ｍと長くなった。そして、帯域幅も２０ＭＨｚであり、
第１の実施例よりも狭かった。このように、第１の実施
例によって帯域幅が大幅に改善され、積層型誘電体フィ
ルタ自体の寸法も小さくなっていることがわかる。
【００５３】次に、第２の実施例の場合は、第１の実施
例において使用したグリーンテープを用いて、図９に示
す導体パターンを印刷し、次いで、これら導体パターン
が印刷されたグリーンテープの厚みを調整するために必
要なグリーンテープを重ねて図９の構造となるように重
ね、積層した後、９００℃で焼成した。次に、アース電
極７０および入力端子５１、出力端子５２を銀電極で構
成して８５０℃で焼きつけた。
【００５４】このようにして製造した積層型誘電体フィ
ルタにおいて、誘電体層１４、１１、１２、１３の厚さ
をそれぞれ１．３ｍｍ、０．２ｍｍ、０．２ｍｍ、１．
３ｍｍとし、共振素子２１〜２３の長さｌ1 を５ｍｍと
し、積層型誘電体フィルタ自体の長さｌ5 を５．８ｍｍ
とし、他は第１の実施例と同じ方法で製造した場合、中
心周波数が９００ＭＨｚ、帯域幅は２８ＭＨｚ、挿入損
失は２．２ｄＢ以下であった。
【００５５】比較のために、この第２の実施例において
使用したグリーンテープを用いて、誘電体層１４の表面
上には内部アース電極８１を設けず、共振素子２１〜２
３の長さｌ1 および積層型誘電体フィルタ自体の長さｌ
5 を長くし、他は第２の実施例と同様に構成した場合、
中心周波数を第２の実施例と同じ９００ＭＨｚにするに
は共振素子の長さｌ1 を７．５ｍｍとする必要があり、
積層型誘電体フィルタ自体の長さｌ5 も第２の実施例が
５．８ｍｍであったのに比べて８．３ｍｍと長くなっ
た。そして、帯域幅も２０ＭＨｚであり、第２の実施例
よりも狭かった。このように、第２の実施例によっても
帯域幅が大幅に改善され、積層型誘電体フィルタ自体の
寸法も小さくなっていることがわかる。
【００５６】次に、第３の実施例の場合は、第１の実施
例において使用したグリーンテープを用いて、図１０に
示す導体パターンを印刷し、次いで、これら導体パター
ンが印刷されたグリーンテープの厚みを調整するために
必要なグリーンテープを重ねて図１０の構造となるよう
に重ね、積層した後、９００℃で焼成した。次に、アー
ス電極７０および入力端子５１、出力端子５２を銀電極
で構成して８５０℃で焼きつけた。
【００５７】このようにして製造した積層型誘電体フィ
ルタにおいて、誘電体層１４、１１、１２、１３の厚さ
をそれぞれ１．３ｍｍ、０．２ｍｍ、０．２ｍｍ、１．
３ｍｍとし、共振素子２１〜２３の長さｌ1 を４．５ｍ
ｍとし、積層型誘電体フィルタ自体の長さｌ5 を５．３
ｍｍとし、入力電極９１、出力電極９２の長さｌ6 、幅
ｗ3 をそれぞれ０．２ｍｍ、０．２ｍｍとし、電極３１
〜３３の長さを０．５ｍｍとし、共振素子２１〜２３と
の間隔を０．３ｍｍとし、他は第１の実施例と同じ方法
で製造した場合、中心周波数が９００ＭＨｚ、帯域幅は
３１ＭＨｚ、挿入損失は２．１ｄＢ以下であった。
【００５８】比較のために、この第３の実施例において
使用したグリーンテープを用いて、誘電体層１４の表面
上には内部アース電極８１を設けず、誘電体層１７の表
面上にも内部アース電極８２を設けず、共振素子２１〜
２３の長さｌ1 および積層型誘電体フィルタ自体の長さ
ｌ5 を長くし、他は第３の実施例と同様に構成した場
合、中心周波数を第３の実施例と同じ９００ＭＨｚにす
るには共振素子の長さｌ 1 を７．５ｍｍとする必要があ
り、積層型誘電体フィルタ自体の長さｌ5 も第３の実施
例が５．３ｍｍであったのに比べて８．３ｍｍと長くな
った。そして、帯域幅も２０ＭＨｚであり、第３の実施
例よりも狭かった。このように、第３の実施例によっ
て、帯域幅が大幅に改善され、積層型誘電体フィルタ自
体の寸法も小さくなっていることがわかる。
【００５９】次に、本発明の第４の実施例について説明
する。
【００６０】図１２は本実施例の模式展開図である。
【００６１】誘電体層１４上に、共振素子２１〜２３の
開放端側の一部に誘電体層１１を挟んで重なり、前端が
アース電極７０と接続される内部アース電極８１、およ
び出力端側の共振素子２３の一部に誘電体層１１を挟ん
で重なる出力用電極４２が形成されている。誘電体層１
４の下面には、アース電極７０（図示せず）が形成され
ている。
【００６２】誘電体層１１上に、アース電極７０に後端
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が形成されている。
共振素子２１〜２３の前方の開放端が側面に露出してい
る。
【００６３】誘電体層１７上に、共振素子２１〜２３の
開放端側の一部に誘電体層１７を挟んで重なり、前端が
アース電極７０と接続される内部アース電極８２、およ
び入力端側の共振素子２１の一部に誘電体層１７を挟ん
で重なる出力用電極４１が形成されている。
【００６４】誘電体層１３上にはアース電極７０、およ
びトリミング電極８〜１０が形成されている。
【００６５】誘電体層１４、１１、１７および１３が一
体的に構成されて積層体５００が形成されている。
【００６６】積層体５００の上面に形成されたトリミン
グ電極８〜１０と、共振素子２１〜２３の開放端とは、
積層体５００の前側面に形成された側面電極５〜７によ
ってそれぞれ接続されている。なお、内部アース電極８
１、８２には側面電極５〜８と接触しないように、切り
欠き部８１５〜８１７、８２５〜８２７がそれぞれ設け
られている。また、積層体５００の前側面にもアース電
極７０が形成されているが、このアース電極７０は、側
面電極５〜８と接触しないように側面電極５〜８の両側
とそれぞれ所定の間隔離れて設けられている。
【００６７】積層体５００の後側面および下面にもアー
ス電極７０（図示せず）が設けられている。積層体５０
０の左右の側面には、入力用電極４１、出力用電極４２
とそれぞれ接続される入力端子（図示せず）および出力
端子（図示せず）が設けられる入力端子部および出力端
子部を除いた領域に、アース電極７０（図示せず）が設
けられている。
【００６８】本実施例の積層型誘電体フィルタの等価回
路は図５に示した第１の実施例の等価回路と同様である
が、積層体５００の表面に設けられたトリミング用電極
８〜１０とアース電極７０との間には、これらの間に露
出する誘電体層によって静電容量が形成され、この静電
容量は図５に示した静電容量１２１〜１２３にそれぞれ
相当する。
【００６９】本実施例においては、積層体５００の表面
に設けられたトリミング電極８〜１０をトリミングする
ことにより、この静電容量の値を変化させることがで
き、それによって共振素子の特性を変化させることがで
きる。
【００７０】
【発明の効果】本発明においては、誘電体層を挟んで共
振素子の全面と対向して設けられたアース電極と共振素
子との間の誘電体層中に共振素子の一部と対向して内部
アース電極を設けているから、積層型誘電体フィルタを
広帯域化できるとともに小型化できる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図１２
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１２】本発明の第４の実施例の積層型誘電体フィル
タの模式展開図である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図１３
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１３】本発明者らが案出した従来の積層型誘電体フ
ィルタの模式展開図である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図１４
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１４】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。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図１５
【補正方法】追加
【補正内容】
【図１５】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。
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１２
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１２】
【手続補正７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１３
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１３】
【手続補正８】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１４
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１４】
【手続補正９】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１５
【補正方法】追加
【補正内容】
【図１５】

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】共振素子と、前記共振素子と結合または接
    続された入力電極と、前記共振素子と結合または接続さ
    れた出力電極と、前記共振素子の第１の主面の全面に対
    向し前記共振素子との間に第１の誘電体層を挟んで設け
    られた第１のアース電極と、前記共振素子と前記第１の
    アース電極との間の前記第１の誘電体層中に前記共振素
    子の前記第１の主面の一部と対向して設けられた第１の
    内部アース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。
  2. 【請求項２】請求項１記載の積層型誘電体フィルタにお
    いて、前記共振素子の前記第１の主面とは反対側の第２
    の主面の全面に対向し、前記共振素子との間に第２の誘
    電体層を挟んで設けられた第２のアース電極をさらに有
    することを特徴とする積層型誘電体フィルタ。
  3. 【請求項３】請求項２記載の積層型誘電体フィルタにお
    いて、前記共振素子と前記第２のアース電極との間の前
    記第２の誘電体層中に前記共振素子の前記第２の主面の
    一部と対向して設けられた第２の内部アース電極をさら
    に有することを特徴とする積層型誘電体フィルタ。
  4. 【請求項４】請求項１または２記載の積層型誘電体フィ
    ルタにおいて、前記共振素子は複数の共振素子であり、
    前記複数の共振素子のうち入力端側共振素子に前記入力
    電極が結合または接続され、前記複数の共振素子のうち
    出力端側共振素子に前記出力電極が結合または接続され
    ていることを特徴とする積層型誘電体フィルタ。
  5. 【請求項５】請求項３記載の積層型誘電体フィルタにお
    いて、前記共振素子は複数の共振素子であり、前記複数
    の共振素子のうち入力端側共振素子に前記入力電極が結
    合または接続され、前記複数の共振素子のうち出力端側
    共振素子に前記出力電極が結合または接続されているこ
    とを特徴とする積層型誘電体フィルタ。
  6. 【請求項６】請求項１、２、４のいずれかに記載の積層
    型誘電体フィルタにおいて、前記共振素子の一端が前記
    第１のアース電極と電気的に接続され、前記第１の内部
    アース電極が前記共振素子の他端である開放端側におい
    て前記共振素子の前記第１の主面の一部と対向して設け
    られていることを特徴とする積層型誘電体フィルタ。
  7. 【請求項７】請求項３または５記載の積層型誘電体フィ
    ルタにおいて、前記共振素子の一端が前記第１のアース
    電極と電気的に接続され、前記第１および第２の内部ア
    ース電極が前記共振素子の他端である開放端側において
    前記第１および第２の主面の一部とそれぞれ対向して設
    けられていることを特徴とする積層型誘電体フィルタ
  8. 【請求項８】請求項１乃至７のいずれかに記載の積層型
    誘電体フィルタにおいて、前記積層型誘電体フィルタは
    コムライン型の誘電体フィルタであることを特徴とする
    積層型誘電体フィルタ。
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