ストリップ線路共振器およびフィルタ
【課題】 ＵＨＦ帯以上の周波数で使用され、多層基板の内層に形成されたストリップ線路共振器およびフィルタにおいて、基板作成後に外部から共振周波数または周波数特性を調整可能なストリップ線路共振器およびフィルタを提供することを目的とする。
【解決手段】 導体層２と誘電体層３を備えた多層基板において、ストリップ線路共振器１と電磁界結合し、接地導体と接続しない結合導体４を導体層２ｃに形成し、その結合導体をトリミングすることで、多層基板の内層に形成されたストリップ線路共振器の共振周波数を外部から調整することを可能にする。
【解決手段】 導体層２と誘電体層３を備えた多層基板において、ストリップ線路共振器１と電磁界結合し、接地導体と接続しない結合導体４を導体層２ｃに形成し、その結合導体をトリミングすることで、多層基板の内層に形成されたストリップ線路共振器の共振周波数を外部から調整することを可能にする。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＵＨＦ帯以上の周波数で使用されるストリップ線路共振器およびフィルタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、移動体通信等の分野で用いられる無線端末には、小型化、軽量化が求められている。またＵＨＦ帯以上の周波数領域では、分布定数回路の必要性が高く、その回路の大きさが問題となる。そこで、分布定数回路で構成されるストリップ線路共振器やフィルタ等を多層基板の内層に設けることで小型化した基板が広く用いられてきている。
【０００３】以下、従来のストリップ線路共振器について説明する。図７は従来のストリップ線路共振器で、図７（ａ）は積層前の斜視図を、図７（ｂ）はストリップ線路共振器を含む面での断面図を示す。図７において、２ａ、２ｂ、２ｃは導体層、３ａ、３ｂ誘電体層であり、導体層２ａ、２ｃを接地とすることで、ストリップ線路共振器１を形成している。
【０００４】以上のように構成されたストリップ線路共振器について、以下その動作について説明する。両端開放のストリップ線路共振器1では、共振線路の長さが電磁波の電気長の１/２となる周波数で共振現象を生じる。誘電体層３ａおよび３ｂの比誘電率がεｒのトリプレート構造中のストリップ線路共振器１では、電磁波の波長は自然波長の１/√εｒに短縮されており、その波長が共振器長の１／２となる周波数で共振現象を生じる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従来のストリップ線路共振器では、トリプレート構造を形成する際の製造上の理由から、ストリップ線路共振器の共振周波数にばらつきが生じ、さらにその周波数調整が困難であるといった課題があった。ばらつきは、基板積層時の圧力が一定でないために発生する誘電体厚のばらつき、導体パターンのエッチング精度のばらつき等によるものである。
【０００６】以上の共振周波数のばらつきを調整するために、ストリップ線路共振器の１部を露出させストリップ線路共振器を切削する方法（特開平05-129810号公報）や、ストリップ線路共振器と誘電体、および接地導体を同時に切削する方法（特開平05-283916号公報）が知られている。
【０００７】しかしながら、ストリップ線路共振器自体をトリミングするこれらの調整方法には、周波数調整時に優れた加工精度を必要とし、周波数の微調整が困難という課題があった。また、ストリップ線路共振器と重なる位置にトリミング用のグランドパターンを設けグランドパターンを切削する方法（特開平05-136612）も知られているが、この方法では多層基板が完全なトリプレート構造とならないため、設計が困難という欠点がある。
【０００８】そこで本発明は共振器と結合する開放端線路を設け、その線路をトリミングすることで、共振周波数の調整を可能としたストリップ線路共振器を提案する。本発明は前記従来技術の課題を解決するもので、設計が容易で、かつストリップ線路共振器の共振周波数をより容易に微調整することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前記目的のために、本発明の多層基板は、接地導体を有し、ストリップ線路共振器を内部に配置したものであって、接地導体と分離した構造で前記ストリップ線路共振器と電磁界結合する結合導体を形成し、前記結合導体の導体面積をトリミングにより調節することで、共振周波数の調整を可能としたことを特徴とする。
【００１０】前記の構成により、結合導体を切削することで、多層基板の内層に設けたストリップ線路共振器の電気長を間接的に調整することが可能となり、ストリップ線路共振器の共振周波数の調整が可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明は、接地導体を有し、ストリップ線路共振器を内部に配置したものであって、接地導体と分離した構造で前記ストリップ線路共振器と電磁界結合する結合導体を形成し、前記結合導体の導体面積をトリミングにより調節することで、共振周波数の調整を可能としたことを特徴とする。
【００１２】本発明の請求項２に記載の発明は、３つの導体層と２つの誘電体層が交互に積層された多層基板と、ストリップ線路共振器を具備し、前記多層基板の外表面たる第１と第３の導体層を接地導体としたトリプレート構造が形成され、前記多層基板の内層たる第２の導体層に前記ストリップ線路共振器が形成され、前記多層基板の第１の導体層にトリミングにより長さが調節可能で接地導体と接続しないトリミング用線路が形成され、前記トリミング用線路が前記ストリップ線路共振器と電磁界結合していることを特徴とするものである。前記構成にすることで、ストリップ線路共振器に電磁界結合する可変長の開放端線路が存在することになる。即ち、ストリップ線路共振器に可変リアクタンス成分を接続することとなり、ストリップ線路共振器の共振周波数を外部から調整することが可能になる。
【００１３】本発明の請求項２、３に記載の発明は、４つの導体層と３つの誘電体層が交互に積層された多層基板と、ストリップ線路共振器を具備し、前記多層基板の外表面たる第１の導体層にトリミングにより長さが調節可能なトリミング用線路が形成され、前記多層基板の内層たる第３の導体層に前記ストリップ線路共振器が形成され、前記多層基板の第２と第４の導体層を接地導体としたトリプレート構造が形成され、前記多層基板の内層たる第２の導体層に接地導体と接続しない結合導体が形成され、前記トリミング用線路は前記結合導体と電気的に接続され、前記結合導体と前記ストリップ線路共振器が電磁界結合あるいは電気的に接続することを特徴とするものである。
【００１４】表層に形成したトリミング用線路を切削することにより、ストリップ線路共振器と容量結合するリアクタンスが変化し、請求項１の実施の形態と同様の効果が得られる。また、第１の導体層を接地としないことから、マイクロストリップ線路等を設置することができ、回路の小型化に有効である。
【００１５】本発明の請求項４に記載の発明は、導体層を５層以上とした請求項１〜３のいずれかに記載のストリップ線路共振器で、導体層５層以上の多層基板で構成した場合でも、共振周波数を外部より調整することが可能となる。
【００１６】本発明の請求項５に記載の発明は、結合導体をストリップ線路共振器の開放端と重なる位置に形成したことを特徴とするもので、結合導体とストリップ線路共振器の電界結合の結合を強くできるという利点がある。また、結合導体とストリップ線路共振器の重なる面積を変えて形成することで、所望の調整感度を得ることができる。
【００１７】本発明の請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれかに記載の少なくとも１つのストリップ線路共振器と、前記ストリップ線路共振器と外部回路を接続する入出力線路を備えたフィルタであり、多層基板表層の結合導体あるいはトリミング用線路をトリミングすることにより、フィルタの周波数特性を調整することが可能となる。
【００１８】本発明の請求項７に記載の発明は、１つ以上のストリップ線路共振器と、前記ストリップ線路と外部回路を接続する入出力線路と、トリミングにより長さが調節可能で先端を開放端としたスタブを具備し、前記スタブと入出力線路が電気的に接続することを特徴としたフィルタであり、スタブをトリミングすることにより、フィルタの周波数特性を調整することが可能となる。
【００１９】本発明の請求項８に記載の発明は、複数のトリミング用線路の開放端の方向をそろえ、平行に近接して配置したことを特徴とするもので、２つ以上のトリミング用線路を同じ長さだけトリミングすることが容易になる。
【００２０】本発明の請求項９に記載の発明は、第１の誘電体基板と、第２の誘電体基板を具備し、前記第１の誘電体基板の一方の面に接地となる導体層が形成され、前記第１の誘電体基板の他方の面にストリップ線路共振器が形成され、前記第２の誘電体基板の一方の面に結合導体が形成され、前記第２の誘電体基板の他方の面にトリミングにより長さを調整可能な開放端スタブが形成され、前記第１と第２の誘電体基板が前記ストリップ線路共振器と前記結合導体が対向するようフリップチップ実装され、前記ストリップ線路と前記結合導体が電気的に接続することを特徴とするものである。本発明によって従来困難であった、フリップチップ実装した２枚の誘電体の張り合わせ面に存在するストリップ線路共振器の共振周波数調整が容易になる。
【００２１】本発明の請求項１０に記載の発明は、請求項１〜９のいずれかに記載のストリップ線路共振器またはフィルタを用いて構成したハイブリッド集積回路であり、前記ストリップ線路共振器により構成可能で、本発明の特徴が生かせるデバイスの具体例を示したものである。
【００２２】本発明の請求項１１に記載の発明は、請求項１〜９のいずれかに記載のストリップ線路共振器またはフィルタを用いて構成した無線装置であり、前記ストリップ線路共振器の特徴を生かし、小型で高性能な無線装置を構成できるという作用を有する。
【００２３】以下、本発明の実施の形態について図１から図７を用いて説明する。
【００２４】（実施の形態１）以下、本発明の実施の形態１について、図１を参照しながら説明する。図１は本発明の実施の形態１におけるストリップ線路共振器で、図１（ａ）は斜視図を、図１（ｂ）はストリップ線路共振器を含む面で切断した場合の断面図を示す。図１（ａ）、（ｂ）において、１はストリップ線路共振器、２ａ、２ｃは接地導体層、２ｂは接地でない導体層、３ａ、３ｂは誘電体層、４は導体層２ｃと同じ層に形成した接地導体と分離した結合導体である。
【００２５】以上のように構成されたストリップ線路共振器について、以下その動作について説明する。導体層２ａ、２ｂ、２ｃ、誘電体層３ａ、３ｂで構成されるストリップ線路共振器１と結合導体４を形成することにより、ストリップ線路共振器１と結合導体４が容量結合し、結合導体のリアクタンス成分がストリップ線路共振器に加味される。結合導体をトリミングすることによりリアクタンス成分を調整することができ、その結果ストリップ線路共振器の共振周波数を調整することが可能となる。
【００２６】また前記構成とすることにより、生産ライン等において、共振周波数を測定しながら、レーザトリマなどで基板の外表面に存在する結合導体を切削できるため、ストリップ線路共振器の共振周波数を高域側へ自動調整することが可能となる。
【００２７】結合導体４とストリップ線路共振器１が重なる部分の面積を小さく設計すると、結合導体４とストリップ線路共振器１の容量結合が弱くなり、調整感度を下げることができる。また、重なる部分の面積を大きくすることにより、容量結合が強くなり、調整感度を上げることができる。また、結合導体４とストリップ線路共振器１の重なる位置をストリップ線路共振器1の開放端を含む位置にすることにより、結合導体４とストリップ線路共振器１の容量結合を強くすることができ、調整感度を上げることができる。
【００２８】以上のように本発明の実施の形態１によれば、結合導体４の導体面積をトリミングにより調節することで多層基板の内層に存在するストリップ線路共振器の共振周波数を外部から調整することが可能となる。
【００２９】なお、本実施の形態ではストリップ線路共振器が両端開放のものを示したが、一端接地他端開放、若しくは両端接地のストリップ線路共振器でも共振周波数の調整を実現できることは言うまでもない。
【００３０】（実施の形態２）以下、本発明の実施の形態２について、図２を参照しながら説明する。図２は本発明の実施の形態２におけるストリップ線路共振器で、図２（ａ）は斜視図を、図２（ｂ）はストリップ線路共振器を含む面で切断した場合の断面図を示す。図２に示す実施の形態２は、実施の形態１で用いた図１のストリップ線路共振器に導体層２ｄ、誘電体層３ｃ、結合導体４とスルーホール６により電気的に接続する伝送線路５を加えたものである。
【００３１】以上のように構成されたストリップ線路共振器について、以下その動作について説明する。多層基板としての厚さは増大するが、共振器の基本的構造が同じなので、結合導体の代わりに伝送線路を切削することで、実施の形態１で述べた導体３層誘電体２層のストリップ線路共振器と同様の特徴、作用、効果が得られる。
【００３２】また、誘電体層３ｃ上に、集中定数回路の搭載や分布定数回路の形成が可能となるため、ストリップ線路共振器を有する多機能基板の面積の小型化が図れる。また、誘電体層３ｃの誘電率、伝送線路５の幅を変える事で伝送線路のインピーダンスを変えることができ、共振周波数の調整感度を変えることができる。また、結合導体４とストリップ線路共振器１の重なる面積と位置を変えることで、結合の強度を変えることができ、共振周波数の調整感度を変えることができる。
【００３３】なお、本実施の形態ではストリップ線路共振器１を結合導体と容量結合させたものを示したが、スルーホールにより電気的に接続した場合でも、共振周波数の調整を実現できることは言うまでもない。
【００３４】（実施の形態３）以下、本発明の実施の形態３について、図３を参照しながら説明する。図３は本発明の実施の形態３におけるフィルタで、図３（ａ）は斜視図を、図３（ｂ）はフィルタを形成するストリップ線路共振器と入出力線路を含む面で切断した場合の断面図を示す。
【００３５】図３（ａ）、（ｂ）において、１はストリップ線路共振器、２ａ、２ｃは接地導体層、２ｂ、２ｄは接地でない導体層、３ａ、３ｂ、３ｃは誘電体層、４はストリップ線路共振器１と重なるように導体層２ｃと同じ層に形成し、接地導体と分離した結合導体、５は導体層２ｄに形成した伝送線路、６は結合導体４と伝送線路５、および入出力回路７、８とフィルタを電気的に接続するスルーホール、７、８は外部回路とフィルタを電気的に接続する入出力回路である。
【００３６】以上のように構成されたフィルタについて、以下その動作について説明する。フィルタを構成するストリップ線路共振器１は、図２に示した導体４層、誘電体３層のストリップ線路共振器と基本構造が同じなので、実施の形態２で述べた導体４層誘電体３層のストリップ線路共振器と同様に共振周波数の調整が可能である。また、伝送線路５をトリミングにより切削することで、ストリップ線路共振器１の共振周波数を調整することができ、その結果フィルタの周波数特性を調整することが可能となる。
【００３７】（実施の形態４）以下、本発明の実施に形態４について、図４を参照しながら説明する。図４は本発明の実施の形態４におけるフィルタで、図４（ａ）は斜視図を、図４（ｂ）はフィルタを形成するストリップ線路共振器とその入出力線路を含む面で切断した場合の断面図を示す。
【００３８】図４（ａ）、（ｂ）において、１はストリップ線路共振器、２ａ、２ｃは接地導体層、２ｂ、２ｄは接地でない導体層、３ａ、３ｂ、３ｃは誘電体層、５は伝送線路、６は入出力回路7、８とフィルタを電気的に接続するスルーホール、７、８は外部回路とフィルタを電気的に接続する入出力回路である。フィルタを構成する一つ一つのストリップ線路共振器１は、従来のストリップ線路共振器である。
【００３９】以上のように構成されたフィルタについて、以下その動作について説明する。入出力回路７と電気的に接続した伝送線路５をトリミングにより短くすることで、フィルタの周波数特性を高域側へ変えることが可能となる。さらに、伝送線路５の開放端の方向をそろえ、平行に近接して配置することにより、複数の伝送線路を同じ長さだけトリミングすることができ、周波数調整がより容易になる。
【００４０】なお、実施の形態１〜４では導体層２層誘電体層３層もしくは導体層３層誘電体層４層の多層基板を示したが、前記多層基板を含み、より導体層の数が多い多層基板でもストリップ線路共振器の共振周波数を調整できることは言うまでもない。
【００４１】（実施の形態５）以下、本発明の実施の形態５について、図５を参照しながら説明する。図５は本発明の実施の形態５におけるマイクロストリップ線路共振器で、マイクロストリップ線路を形成した第１の誘電体基板を第２の誘電体基板上にフリップチップ実装した際の、マイクロストリップ線路共振器および結合導体を含む面での断面図である。図５において１はマイクロストリップ線路共振器、２は接地導体層、４は結合導体、５は伝送線路、６は結合導体４と伝送線路５を電気的に接続するスルーホール、９は第１の誘電体基板、１０は第２の誘電体基板、１１は第１の誘電体基板９と第２の誘電体基板１０を接合するフリップチップ実装用のバンプである。
【００４２】以上のような構成にすることにより、従来実装後に周波数を調整することが困難であったフリップチップ実装のマイクロストリップ線路共振器において、実装側の誘電体基板の裏面に形成した伝送線路をトリミング調整することで、周波数調整が可能となる。
【００４３】なお、本実施の形態では第１の誘電体基板としてマイクロストリップ線路共振器を表層に備えた誘電体基板の例を示したが、表層にストリップ線路共振器を設けたＭＭＩＣやＨＩＣにおいても、実現可能であることは言うまでもない。
【００４４】（実施の形態６）以下、本発明の実施の形態６について、図６を参照しながら説明する。図６は本発明の実施の形態６における無線装置で、無線装置の一般的な回路構成を示している。１１はフィルタ、１２は増幅器、１３は電力増幅器、１４はミキサ、１５は局部発振器、１６はアンテナ切替スイッチ、１７はアンテナ、１８は無線部、１９は信号処理部である。
【００４５】受信時には、アンテナより受信したRF信号を増幅し、局部発振器で作成したLO信号を用いて、ミキサでダウンコンバートしIF信号として信号処理部に受け渡している。また、送信時には、信号処理部より受け取ったIF信号を、LO信号を用いてミキサにてアップコンバートしてRF信号とし、増幅器、および電力増幅器にて増幅し、アンテナより放射している。
【００４６】この構成において、フィルタとして分布定数線路が用いられる場合に、実施の形態１〜４に示したストリップ線路共振器およびフィルタを用いて無線回路をハイブリットIC化することにより、能動素子やチップ部品を表層に配置し、分布定数回路を基板内層に配置することができ、高密度実装が可能となる。その結果、無線部の小型化を実現すると同時に、基板の寄生成分の影響を小さくすることができ、小型で高性能な無線装置が実現できる。
【００４７】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、ＵＨＦ帯以上で用いられ、共振周波数および周波数特性調整が比較的容易にできるようなストリップ線路共振器、フィルタの提供が可能となり、より小型な回路が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）本発明の実施の形態１におけるストリップ線路共振器の斜視図
（ｂ）本発明の実施の形態１におけるストリップ線路共振器を含む面で切断した断面図
【図２】（ａ）本発明の実施の形態２におけるストリップ線路共振器の斜視図
（ｂ）本発明の実施の形態２におけるストリップ線路共振器を含む面で切断した断面図
【図３】（ａ）本発明の実施の形態３におけるフィルタの斜視図
（ｂ）本発明の実施の形態３におけるフィルタのストリップ線路共振器を含む面で切断した断面図
【図４】（ａ）本発明の実施の形態４におけるフィルタの斜視図
（ｂ）本発明の実施の形態４におけるフィルタのストリップ線路共振器を含む面で切断した断面図
【図５】本発明の実施の形態５における誘電体基板のストリップ線路共振器を含む面で切断した断面図
【図６】本発明の実施の形態６における無線装置の構成図
【図７】従来のストリップ線路共振器の斜視図
【符号の説明】
１ ストリップ線路共振器
２ 導体層
３ 誘電体層
４ 結合導体
５ 伝送線路
６ スルーホール
７ 入出力回路
８ 第１の誘電体基板
９ 第２の誘電体基板
１０ バンプ
１１ フィルタ
１２ 増幅器
１３ 電力増幅器
１４ ミキサ
１５ 局部発振器
１６ アンテナ切替スイッチ
１７ アンテナ
１８ 無線部
１９ 信号処理部
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＵＨＦ帯以上の周波数で使用されるストリップ線路共振器およびフィルタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、移動体通信等の分野で用いられる無線端末には、小型化、軽量化が求められている。またＵＨＦ帯以上の周波数領域では、分布定数回路の必要性が高く、その回路の大きさが問題となる。そこで、分布定数回路で構成されるストリップ線路共振器やフィルタ等を多層基板の内層に設けることで小型化した基板が広く用いられてきている。
【０００３】以下、従来のストリップ線路共振器について説明する。図７は従来のストリップ線路共振器で、図７（ａ）は積層前の斜視図を、図７（ｂ）はストリップ線路共振器を含む面での断面図を示す。図７において、２ａ、２ｂ、２ｃは導体層、３ａ、３ｂ誘電体層であり、導体層２ａ、２ｃを接地とすることで、ストリップ線路共振器１を形成している。
【０００４】以上のように構成されたストリップ線路共振器について、以下その動作について説明する。両端開放のストリップ線路共振器1では、共振線路の長さが電磁波の電気長の１/２となる周波数で共振現象を生じる。誘電体層３ａおよび３ｂの比誘電率がεｒのトリプレート構造中のストリップ線路共振器１では、電磁波の波長は自然波長の１/√εｒに短縮されており、その波長が共振器長の１／２となる周波数で共振現象を生じる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従来のストリップ線路共振器では、トリプレート構造を形成する際の製造上の理由から、ストリップ線路共振器の共振周波数にばらつきが生じ、さらにその周波数調整が困難であるといった課題があった。ばらつきは、基板積層時の圧力が一定でないために発生する誘電体厚のばらつき、導体パターンのエッチング精度のばらつき等によるものである。
【０００６】以上の共振周波数のばらつきを調整するために、ストリップ線路共振器の１部を露出させストリップ線路共振器を切削する方法（特開平05-129810号公報）や、ストリップ線路共振器と誘電体、および接地導体を同時に切削する方法（特開平05-283916号公報）が知られている。
【０００７】しかしながら、ストリップ線路共振器自体をトリミングするこれらの調整方法には、周波数調整時に優れた加工精度を必要とし、周波数の微調整が困難という課題があった。また、ストリップ線路共振器と重なる位置にトリミング用のグランドパターンを設けグランドパターンを切削する方法（特開平05-136612）も知られているが、この方法では多層基板が完全なトリプレート構造とならないため、設計が困難という欠点がある。
【０００８】そこで本発明は共振器と結合する開放端線路を設け、その線路をトリミングすることで、共振周波数の調整を可能としたストリップ線路共振器を提案する。本発明は前記従来技術の課題を解決するもので、設計が容易で、かつストリップ線路共振器の共振周波数をより容易に微調整することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前記目的のために、本発明の多層基板は、接地導体を有し、ストリップ線路共振器を内部に配置したものであって、接地導体と分離した構造で前記ストリップ線路共振器と電磁界結合する結合導体を形成し、前記結合導体の導体面積をトリミングにより調節することで、共振周波数の調整を可能としたことを特徴とする。
【００１０】前記の構成により、結合導体を切削することで、多層基板の内層に設けたストリップ線路共振器の電気長を間接的に調整することが可能となり、ストリップ線路共振器の共振周波数の調整が可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明は、接地導体を有し、ストリップ線路共振器を内部に配置したものであって、接地導体と分離した構造で前記ストリップ線路共振器と電磁界結合する結合導体を形成し、前記結合導体の導体面積をトリミングにより調節することで、共振周波数の調整を可能としたことを特徴とする。
【００１２】本発明の請求項２に記載の発明は、３つの導体層と２つの誘電体層が交互に積層された多層基板と、ストリップ線路共振器を具備し、前記多層基板の外表面たる第１と第３の導体層を接地導体としたトリプレート構造が形成され、前記多層基板の内層たる第２の導体層に前記ストリップ線路共振器が形成され、前記多層基板の第１の導体層にトリミングにより長さが調節可能で接地導体と接続しないトリミング用線路が形成され、前記トリミング用線路が前記ストリップ線路共振器と電磁界結合していることを特徴とするものである。前記構成にすることで、ストリップ線路共振器に電磁界結合する可変長の開放端線路が存在することになる。即ち、ストリップ線路共振器に可変リアクタンス成分を接続することとなり、ストリップ線路共振器の共振周波数を外部から調整することが可能になる。
【００１３】本発明の請求項２、３に記載の発明は、４つの導体層と３つの誘電体層が交互に積層された多層基板と、ストリップ線路共振器を具備し、前記多層基板の外表面たる第１の導体層にトリミングにより長さが調節可能なトリミング用線路が形成され、前記多層基板の内層たる第３の導体層に前記ストリップ線路共振器が形成され、前記多層基板の第２と第４の導体層を接地導体としたトリプレート構造が形成され、前記多層基板の内層たる第２の導体層に接地導体と接続しない結合導体が形成され、前記トリミング用線路は前記結合導体と電気的に接続され、前記結合導体と前記ストリップ線路共振器が電磁界結合あるいは電気的に接続することを特徴とするものである。
【００１４】表層に形成したトリミング用線路を切削することにより、ストリップ線路共振器と容量結合するリアクタンスが変化し、請求項１の実施の形態と同様の効果が得られる。また、第１の導体層を接地としないことから、マイクロストリップ線路等を設置することができ、回路の小型化に有効である。
【００１５】本発明の請求項４に記載の発明は、導体層を５層以上とした請求項１〜３のいずれかに記載のストリップ線路共振器で、導体層５層以上の多層基板で構成した場合でも、共振周波数を外部より調整することが可能となる。
【００１６】本発明の請求項５に記載の発明は、結合導体をストリップ線路共振器の開放端と重なる位置に形成したことを特徴とするもので、結合導体とストリップ線路共振器の電界結合の結合を強くできるという利点がある。また、結合導体とストリップ線路共振器の重なる面積を変えて形成することで、所望の調整感度を得ることができる。
【００１７】本発明の請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれかに記載の少なくとも１つのストリップ線路共振器と、前記ストリップ線路共振器と外部回路を接続する入出力線路を備えたフィルタであり、多層基板表層の結合導体あるいはトリミング用線路をトリミングすることにより、フィルタの周波数特性を調整することが可能となる。
【００１８】本発明の請求項７に記載の発明は、１つ以上のストリップ線路共振器と、前記ストリップ線路と外部回路を接続する入出力線路と、トリミングにより長さが調節可能で先端を開放端としたスタブを具備し、前記スタブと入出力線路が電気的に接続することを特徴としたフィルタであり、スタブをトリミングすることにより、フィルタの周波数特性を調整することが可能となる。
【００１９】本発明の請求項８に記載の発明は、複数のトリミング用線路の開放端の方向をそろえ、平行に近接して配置したことを特徴とするもので、２つ以上のトリミング用線路を同じ長さだけトリミングすることが容易になる。
【００２０】本発明の請求項９に記載の発明は、第１の誘電体基板と、第２の誘電体基板を具備し、前記第１の誘電体基板の一方の面に接地となる導体層が形成され、前記第１の誘電体基板の他方の面にストリップ線路共振器が形成され、前記第２の誘電体基板の一方の面に結合導体が形成され、前記第２の誘電体基板の他方の面にトリミングにより長さを調整可能な開放端スタブが形成され、前記第１と第２の誘電体基板が前記ストリップ線路共振器と前記結合導体が対向するようフリップチップ実装され、前記ストリップ線路と前記結合導体が電気的に接続することを特徴とするものである。本発明によって従来困難であった、フリップチップ実装した２枚の誘電体の張り合わせ面に存在するストリップ線路共振器の共振周波数調整が容易になる。
【００２１】本発明の請求項１０に記載の発明は、請求項１〜９のいずれかに記載のストリップ線路共振器またはフィルタを用いて構成したハイブリッド集積回路であり、前記ストリップ線路共振器により構成可能で、本発明の特徴が生かせるデバイスの具体例を示したものである。
【００２２】本発明の請求項１１に記載の発明は、請求項１〜９のいずれかに記載のストリップ線路共振器またはフィルタを用いて構成した無線装置であり、前記ストリップ線路共振器の特徴を生かし、小型で高性能な無線装置を構成できるという作用を有する。
【００２３】以下、本発明の実施の形態について図１から図７を用いて説明する。
【００２４】（実施の形態１）以下、本発明の実施の形態１について、図１を参照しながら説明する。図１は本発明の実施の形態１におけるストリップ線路共振器で、図１（ａ）は斜視図を、図１（ｂ）はストリップ線路共振器を含む面で切断した場合の断面図を示す。図１（ａ）、（ｂ）において、１はストリップ線路共振器、２ａ、２ｃは接地導体層、２ｂは接地でない導体層、３ａ、３ｂは誘電体層、４は導体層２ｃと同じ層に形成した接地導体と分離した結合導体である。
【００２５】以上のように構成されたストリップ線路共振器について、以下その動作について説明する。導体層２ａ、２ｂ、２ｃ、誘電体層３ａ、３ｂで構成されるストリップ線路共振器１と結合導体４を形成することにより、ストリップ線路共振器１と結合導体４が容量結合し、結合導体のリアクタンス成分がストリップ線路共振器に加味される。結合導体をトリミングすることによりリアクタンス成分を調整することができ、その結果ストリップ線路共振器の共振周波数を調整することが可能となる。
【００２６】また前記構成とすることにより、生産ライン等において、共振周波数を測定しながら、レーザトリマなどで基板の外表面に存在する結合導体を切削できるため、ストリップ線路共振器の共振周波数を高域側へ自動調整することが可能となる。
【００２７】結合導体４とストリップ線路共振器１が重なる部分の面積を小さく設計すると、結合導体４とストリップ線路共振器１の容量結合が弱くなり、調整感度を下げることができる。また、重なる部分の面積を大きくすることにより、容量結合が強くなり、調整感度を上げることができる。また、結合導体４とストリップ線路共振器１の重なる位置をストリップ線路共振器1の開放端を含む位置にすることにより、結合導体４とストリップ線路共振器１の容量結合を強くすることができ、調整感度を上げることができる。
【００２８】以上のように本発明の実施の形態１によれば、結合導体４の導体面積をトリミングにより調節することで多層基板の内層に存在するストリップ線路共振器の共振周波数を外部から調整することが可能となる。
【００２９】なお、本実施の形態ではストリップ線路共振器が両端開放のものを示したが、一端接地他端開放、若しくは両端接地のストリップ線路共振器でも共振周波数の調整を実現できることは言うまでもない。
【００３０】（実施の形態２）以下、本発明の実施の形態２について、図２を参照しながら説明する。図２は本発明の実施の形態２におけるストリップ線路共振器で、図２（ａ）は斜視図を、図２（ｂ）はストリップ線路共振器を含む面で切断した場合の断面図を示す。図２に示す実施の形態２は、実施の形態１で用いた図１のストリップ線路共振器に導体層２ｄ、誘電体層３ｃ、結合導体４とスルーホール６により電気的に接続する伝送線路５を加えたものである。
【００３１】以上のように構成されたストリップ線路共振器について、以下その動作について説明する。多層基板としての厚さは増大するが、共振器の基本的構造が同じなので、結合導体の代わりに伝送線路を切削することで、実施の形態１で述べた導体３層誘電体２層のストリップ線路共振器と同様の特徴、作用、効果が得られる。
【００３２】また、誘電体層３ｃ上に、集中定数回路の搭載や分布定数回路の形成が可能となるため、ストリップ線路共振器を有する多機能基板の面積の小型化が図れる。また、誘電体層３ｃの誘電率、伝送線路５の幅を変える事で伝送線路のインピーダンスを変えることができ、共振周波数の調整感度を変えることができる。また、結合導体４とストリップ線路共振器１の重なる面積と位置を変えることで、結合の強度を変えることができ、共振周波数の調整感度を変えることができる。
【００３３】なお、本実施の形態ではストリップ線路共振器１を結合導体と容量結合させたものを示したが、スルーホールにより電気的に接続した場合でも、共振周波数の調整を実現できることは言うまでもない。
【００３４】（実施の形態３）以下、本発明の実施の形態３について、図３を参照しながら説明する。図３は本発明の実施の形態３におけるフィルタで、図３（ａ）は斜視図を、図３（ｂ）はフィルタを形成するストリップ線路共振器と入出力線路を含む面で切断した場合の断面図を示す。
【００３５】図３（ａ）、（ｂ）において、１はストリップ線路共振器、２ａ、２ｃは接地導体層、２ｂ、２ｄは接地でない導体層、３ａ、３ｂ、３ｃは誘電体層、４はストリップ線路共振器１と重なるように導体層２ｃと同じ層に形成し、接地導体と分離した結合導体、５は導体層２ｄに形成した伝送線路、６は結合導体４と伝送線路５、および入出力回路７、８とフィルタを電気的に接続するスルーホール、７、８は外部回路とフィルタを電気的に接続する入出力回路である。
【００３６】以上のように構成されたフィルタについて、以下その動作について説明する。フィルタを構成するストリップ線路共振器１は、図２に示した導体４層、誘電体３層のストリップ線路共振器と基本構造が同じなので、実施の形態２で述べた導体４層誘電体３層のストリップ線路共振器と同様に共振周波数の調整が可能である。また、伝送線路５をトリミングにより切削することで、ストリップ線路共振器１の共振周波数を調整することができ、その結果フィルタの周波数特性を調整することが可能となる。
【００３７】（実施の形態４）以下、本発明の実施に形態４について、図４を参照しながら説明する。図４は本発明の実施の形態４におけるフィルタで、図４（ａ）は斜視図を、図４（ｂ）はフィルタを形成するストリップ線路共振器とその入出力線路を含む面で切断した場合の断面図を示す。
【００３８】図４（ａ）、（ｂ）において、１はストリップ線路共振器、２ａ、２ｃは接地導体層、２ｂ、２ｄは接地でない導体層、３ａ、３ｂ、３ｃは誘電体層、５は伝送線路、６は入出力回路7、８とフィルタを電気的に接続するスルーホール、７、８は外部回路とフィルタを電気的に接続する入出力回路である。フィルタを構成する一つ一つのストリップ線路共振器１は、従来のストリップ線路共振器である。
【００３９】以上のように構成されたフィルタについて、以下その動作について説明する。入出力回路７と電気的に接続した伝送線路５をトリミングにより短くすることで、フィルタの周波数特性を高域側へ変えることが可能となる。さらに、伝送線路５の開放端の方向をそろえ、平行に近接して配置することにより、複数の伝送線路を同じ長さだけトリミングすることができ、周波数調整がより容易になる。
【００４０】なお、実施の形態１〜４では導体層２層誘電体層３層もしくは導体層３層誘電体層４層の多層基板を示したが、前記多層基板を含み、より導体層の数が多い多層基板でもストリップ線路共振器の共振周波数を調整できることは言うまでもない。
【００４１】（実施の形態５）以下、本発明の実施の形態５について、図５を参照しながら説明する。図５は本発明の実施の形態５におけるマイクロストリップ線路共振器で、マイクロストリップ線路を形成した第１の誘電体基板を第２の誘電体基板上にフリップチップ実装した際の、マイクロストリップ線路共振器および結合導体を含む面での断面図である。図５において１はマイクロストリップ線路共振器、２は接地導体層、４は結合導体、５は伝送線路、６は結合導体４と伝送線路５を電気的に接続するスルーホール、９は第１の誘電体基板、１０は第２の誘電体基板、１１は第１の誘電体基板９と第２の誘電体基板１０を接合するフリップチップ実装用のバンプである。
【００４２】以上のような構成にすることにより、従来実装後に周波数を調整することが困難であったフリップチップ実装のマイクロストリップ線路共振器において、実装側の誘電体基板の裏面に形成した伝送線路をトリミング調整することで、周波数調整が可能となる。
【００４３】なお、本実施の形態では第１の誘電体基板としてマイクロストリップ線路共振器を表層に備えた誘電体基板の例を示したが、表層にストリップ線路共振器を設けたＭＭＩＣやＨＩＣにおいても、実現可能であることは言うまでもない。
【００４４】（実施の形態６）以下、本発明の実施の形態６について、図６を参照しながら説明する。図６は本発明の実施の形態６における無線装置で、無線装置の一般的な回路構成を示している。１１はフィルタ、１２は増幅器、１３は電力増幅器、１４はミキサ、１５は局部発振器、１６はアンテナ切替スイッチ、１７はアンテナ、１８は無線部、１９は信号処理部である。
【００４５】受信時には、アンテナより受信したRF信号を増幅し、局部発振器で作成したLO信号を用いて、ミキサでダウンコンバートしIF信号として信号処理部に受け渡している。また、送信時には、信号処理部より受け取ったIF信号を、LO信号を用いてミキサにてアップコンバートしてRF信号とし、増幅器、および電力増幅器にて増幅し、アンテナより放射している。
【００４６】この構成において、フィルタとして分布定数線路が用いられる場合に、実施の形態１〜４に示したストリップ線路共振器およびフィルタを用いて無線回路をハイブリットIC化することにより、能動素子やチップ部品を表層に配置し、分布定数回路を基板内層に配置することができ、高密度実装が可能となる。その結果、無線部の小型化を実現すると同時に、基板の寄生成分の影響を小さくすることができ、小型で高性能な無線装置が実現できる。
【００４７】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、ＵＨＦ帯以上で用いられ、共振周波数および周波数特性調整が比較的容易にできるようなストリップ線路共振器、フィルタの提供が可能となり、より小型な回路が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）本発明の実施の形態１におけるストリップ線路共振器の斜視図
（ｂ）本発明の実施の形態１におけるストリップ線路共振器を含む面で切断した断面図
【図２】（ａ）本発明の実施の形態２におけるストリップ線路共振器の斜視図
（ｂ）本発明の実施の形態２におけるストリップ線路共振器を含む面で切断した断面図
【図３】（ａ）本発明の実施の形態３におけるフィルタの斜視図
（ｂ）本発明の実施の形態３におけるフィルタのストリップ線路共振器を含む面で切断した断面図
【図４】（ａ）本発明の実施の形態４におけるフィルタの斜視図
（ｂ）本発明の実施の形態４におけるフィルタのストリップ線路共振器を含む面で切断した断面図
【図５】本発明の実施の形態５における誘電体基板のストリップ線路共振器を含む面で切断した断面図
【図６】本発明の実施の形態６における無線装置の構成図
【図７】従来のストリップ線路共振器の斜視図
【符号の説明】
１ ストリップ線路共振器
２ 導体層
３ 誘電体層
４ 結合導体
５ 伝送線路
６ スルーホール
７ 入出力回路
８ 第１の誘電体基板
９ 第２の誘電体基板
１０ バンプ
１１ フィルタ
１２ 増幅器
１３ 電力増幅器
１４ ミキサ
１５ 局部発振器
１６ アンテナ切替スイッチ
１７ アンテナ
１８ 無線部
１９ 信号処理部
【特許請求の範囲】
【請求項１】 接地導体を有し、ストリップ線路共振器を内部に配置した多層基板であって、接地導体と分離した構造で前記ストリップ線路共振器と電磁界結合する結合導体を形成し、前記結合導体の導体面積をトリミングにより調節することで、共振周波数の調整を可能としたことを特徴とするストリップ線路共振器。
【請求項２】 導体層３層と誘電体層２層を交互に積層した基板の外表面である第１と第３の導体層を接地導体とし、内層である第２の導体層にトリプレート構造でストリップ線路共振器を構成した多層基板において、前記多層基板の第１の接地導体層に、接地導体と分離した構造で前記ストリップ線路共振器と電磁界結合する結合導体を形成し、前記結合導体の導体面積をトリミングにより調節することで、共振周波数の調整を可能としたことを特徴とするストリップ線路共振器。
【請求項３】 導体層４層と誘電体層３層を交互に積層した基板の第２と第４の導体層を接地導体とし、第３の導体層にトリプレート構造でストリップ線路共振器を構成した多層基板において、前記多層基板の第２の接地導体層に、接地導体と分離した構造で前記ストリップ線路共振器と電磁界結合する結合導体を、第１の導体層に伝送線路を形成し、前記結合導体と前記伝送線路をスルーホールを介して電気的に接続するとともに、前記伝送線路の線路長をトリミングにより調節することで、共振周波数の調整を可能としたことを特徴とするストリップ線路共振器。
【請求項４】 導体層を５層以上、誘電体層を４層以上としたことを特徴とする請求項２〜３に記載のストリップ線路共振器。
【請求項５】 結合導体をストリップ線路共振器の端面と重なる位置に形成したことを特徴とする請求項２〜４に記載のストリップ線路共振器。
【請求項６】 ストリップ線路共振器と外部回路と接続する入出力回路で構成される多層基板構成のフィルタにおいて、多層基板の表面層に前記ストリップ線路共振器と電磁界結合する周波数調整用の結合導体、あるいは伝送線路を形成することで、周波数特性の調整を可能としたことを特徴とするフィルタ。
【請求項７】 周波数特性の調整手段として、請求項１〜５に記載のストリップ線路共振器を用いたことを特徴とするフィルタ。
【請求項８】 導体層４層と誘電体層３層を交互に積層した多層基板の第２と第４の導体層を接地導体とし、第３の導体層にトリプレート構造でストリップ線路共振器を形成し、前記ストリップ線路と外部回路と接続する入出力回路で構成されるフィルタにおいて、前記入出力回路にトリミングにより線路長の調節が可能な伝送線路を付加することで、周波数特性の調整を可能としたことを特徴とするフィルタ。
【請求項９】 複数の伝送線路の開放端の方向をそろえるとともに、近接して平行に配置したことを特徴とする請求項６〜８に記載のフィルタ。
【請求項１０】 マイクロストリップ線路を形成した第１の誘電体基板と、一方の面に導体を、他方の面に伝送線路を形成し、前記導体と伝送線路がスルーホールを介して接続された第２の誘電体基板を、前記マイクロストリップ線路共振器と導体が電磁界結合する配置でフリップチップ実装し、前記第２の誘電体基板上に形成した前記伝送線路の線路長をトリミングにより調節することで、共振周波数の調整を可能としたことを特徴とするマイクロストリップ線路共振器。
【請求項１１】 請求項１〜１０のいずれかに記載の共振器またはフィルタを用いて構成したハイブリッド集積回路。
【請求項１２】 請求項１〜１０のいずれかに記載の共振器またはフィルタを用いて構成した無線装置。
【請求項１】 接地導体を有し、ストリップ線路共振器を内部に配置した多層基板であって、接地導体と分離した構造で前記ストリップ線路共振器と電磁界結合する結合導体を形成し、前記結合導体の導体面積をトリミングにより調節することで、共振周波数の調整を可能としたことを特徴とするストリップ線路共振器。
【請求項２】 導体層３層と誘電体層２層を交互に積層した基板の外表面である第１と第３の導体層を接地導体とし、内層である第２の導体層にトリプレート構造でストリップ線路共振器を構成した多層基板において、前記多層基板の第１の接地導体層に、接地導体と分離した構造で前記ストリップ線路共振器と電磁界結合する結合導体を形成し、前記結合導体の導体面積をトリミングにより調節することで、共振周波数の調整を可能としたことを特徴とするストリップ線路共振器。
【請求項３】 導体層４層と誘電体層３層を交互に積層した基板の第２と第４の導体層を接地導体とし、第３の導体層にトリプレート構造でストリップ線路共振器を構成した多層基板において、前記多層基板の第２の接地導体層に、接地導体と分離した構造で前記ストリップ線路共振器と電磁界結合する結合導体を、第１の導体層に伝送線路を形成し、前記結合導体と前記伝送線路をスルーホールを介して電気的に接続するとともに、前記伝送線路の線路長をトリミングにより調節することで、共振周波数の調整を可能としたことを特徴とするストリップ線路共振器。
【請求項４】 導体層を５層以上、誘電体層を４層以上としたことを特徴とする請求項２〜３に記載のストリップ線路共振器。
【請求項５】 結合導体をストリップ線路共振器の端面と重なる位置に形成したことを特徴とする請求項２〜４に記載のストリップ線路共振器。
【請求項６】 ストリップ線路共振器と外部回路と接続する入出力回路で構成される多層基板構成のフィルタにおいて、多層基板の表面層に前記ストリップ線路共振器と電磁界結合する周波数調整用の結合導体、あるいは伝送線路を形成することで、周波数特性の調整を可能としたことを特徴とするフィルタ。
【請求項７】 周波数特性の調整手段として、請求項１〜５に記載のストリップ線路共振器を用いたことを特徴とするフィルタ。
【請求項８】 導体層４層と誘電体層３層を交互に積層した多層基板の第２と第４の導体層を接地導体とし、第３の導体層にトリプレート構造でストリップ線路共振器を形成し、前記ストリップ線路と外部回路と接続する入出力回路で構成されるフィルタにおいて、前記入出力回路にトリミングにより線路長の調節が可能な伝送線路を付加することで、周波数特性の調整を可能としたことを特徴とするフィルタ。
【請求項９】 複数の伝送線路の開放端の方向をそろえるとともに、近接して平行に配置したことを特徴とする請求項６〜８に記載のフィルタ。
【請求項１０】 マイクロストリップ線路を形成した第１の誘電体基板と、一方の面に導体を、他方の面に伝送線路を形成し、前記導体と伝送線路がスルーホールを介して接続された第２の誘電体基板を、前記マイクロストリップ線路共振器と導体が電磁界結合する配置でフリップチップ実装し、前記第２の誘電体基板上に形成した前記伝送線路の線路長をトリミングにより調節することで、共振周波数の調整を可能としたことを特徴とするマイクロストリップ線路共振器。
【請求項１１】 請求項１〜１０のいずれかに記載の共振器またはフィルタを用いて構成したハイブリッド集積回路。
【請求項１２】 請求項１〜１０のいずれかに記載の共振器またはフィルタを用いて構成した無線装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図７】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図７】
【図６】
【公開番号】特開２００２−２４６８１５（Ｐ２００２−２４６８１５Ａ）
【公開日】平成１４年８月３０日（２００２．８．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００１−４３０３７（Ｐ２００１−４３０３７）
【出願日】平成１３年２月２０日（２００１．２．２０）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１４年８月３０日（２００２．８．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１３年２月２０日（２００１．２．２０）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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