フィルタモジュールおよび通信装置
【課題】通信装置等に用いられる複数のフィルタに係る部分を、全体として小型化可能な構成を提供する。
【解決手段】フィルタモジュールであって、周波数帯域の異なる複数の通信帯域毎に複数のフィルタを備え、前記フィルタは誘電体層を積層した積層基板に構成され、同じ通信帯域の前記複数のフィルタはグランド電極を挟んで積層方向に積み重なるように配置され、異なる通信帯域のフィルタ同士は積層方向に垂直な方向の別々の領域に配置されていることを特徴とする。
【解決手段】フィルタモジュールであって、周波数帯域の異なる複数の通信帯域毎に複数のフィルタを備え、前記フィルタは誘電体層を積層した積層基板に構成され、同じ通信帯域の前記複数のフィルタはグランド電極を挟んで積層方向に積み重なるように配置され、異なる通信帯域のフィルタ同士は積層方向に垂直な方向の別々の領域に配置されていることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子電気機器間における無線伝送を行なう通信装置、及びその通信装置に用いられる高周波部品であって、特に高周波信号のフィルタを積層基板に集積したフィルタモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えば携帯電話、無線ＬＡＮ通信、近距離無線規格ブルートゥース（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ：登録商標）など、電子電気機器間における無線伝送を行なう通信装置の発展は止まることがない。これらの通信装置は、複合化、多機能化が進み、複数の通信システムを１つにまとめたマルチバンド対応の製品や、伝送量の大きい通信システム製品など、種々の開発、製品化が進んでいる。
【０００３】
そのなかで、夫々の通信システム用の送信回路には高周波信号を所定の出力まで増幅する増幅器、ならびに他の通信システムへの干渉を低減するためのフィルタが用いられる。また、夫々の通信システム用の受信回路には微弱な受信信号を増幅する増幅器、ならびに他の通信システムからの干渉を抑制するためのフィルタが用いられる。増幅器としてはＧａＡｓ、ＳｉＧｅ、Ｃ−ＭＯＳなどの半導体部品が用いられる。フィルタとしてはＬＴＣＣ（Ｌｏｗ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏ−ｆｉｒｅｄ Ｃｅｒａｍｉｃｓ）を用いた誘電体フィルタが低コストかつ良好なフィルタ特性を有するため一般的に使用される。例えば特許文献１には１／４波長ストリップライン共振器を誘電体層内に配置した誘電体フィルタが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１８７２２２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、通信装置が扱う通信システムの種類が増えるほど通信装置内には多くのフィルタが必要となる。必要とされるフィルタを、特許文献１に開示されたような単体の誘電体フィルタで充足しようとすると通信装置が大型化してしまう。
【０００６】
そこで、本発明はかかる問題に鑑み、通信装置等に用いられる複数のフィルタに係る部分を、全体として小型化可能な構成を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のフィルタモジュールは、周波数帯域の異なる複数の通信帯域毎に複数のフィルタを備え、前記フィルタは誘電体層を積層した積層基板に構成され、同じ通信帯域の前記複数のフィルタはグランド電極を挟んで積層方向に積み重なるように配置され、異なる通信帯域のフィルタ同士は積層方向に垂直な方向の別々の領域に配置されていることを特徴とする。かかる構成によって、バンドパスフィルタ同士の干渉を防ぎつつ、複数のフィルタを一体化したフィルタモジュールの小型化が可能となる。
【０００８】
また、前記フィルタモジュールにおいて、前記フィルタの少なくとも一部として帯状の共振線路を備えた複数のバンドパスフィルタを備え、前記バンドパスフィルタ全ての共振線路の延設方向が同じであることが好ましい。かかる構成は複数のバンドパスフィルタを一体化する際の空間ロスを低減して、フィルタモジュールを小型化しやすい。また、共振線路をスクリーン印刷にて形成する際にスキージの移動方向と共振線路の方向を揃えることが可能となり、印刷品質の安定化を図ることができる。
【０００９】
さらに、前記バンドパスフィルタの配置において、周波数帯域の異なるバンドパスフィルタ同士は共振線路の延設方向に並べて配置されていることが好ましい。かかる構成によれば、周波数帯域の異なる共振線路間の不要な結合を抑制することができる。
【００１０】
さらに、前記バンドパスフィルタの配置において、周波数帯域が隣接するバンドパスフィルタの間に他の周波数帯域のバンドパスフィルタが配置されていることが好ましい。かかる構成によれば、周波数帯域が隣接する経路間のアイソレーションを高めることができる。
【００１１】
さらに、前記フィルタモジュールにおいて、前記各フィルタの外部接続用の入力端子および出力端子は前記積層基板の矩形の裏面の各辺に沿って形成され、前記入力端子および出力端子はそれぞれビア電極を介して、前記積層基板に構成された前記各フィルタに接続され、前記各フィルタの入力端子と出力端子はそれぞれ裏面の異なる辺側に配置されていることが好ましい。かかる構成は、バンドパスフィルタの入出力端子間のアイソレーション向上に寄与する。
【００１２】
本発明の通信装置は、前記いずれかのフィルタモジュールを用いたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のフィルタモジュールによれば、通信装置等に用いられる複数のフィルタに係る部分を、全体として小型化することが可能である。また、かかるフィルタモジュールを用いることで通信装置の小型化を図ることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係るフィルタモジュールの実施形態の回路ブロック図である。
【図２】本発明に係るフィルタモジュールの実施形態におけるフィルタの配置を示す図である。
【図３】本発明に係るフィルタモジュールの実施形態に用いるバンドパスフィルタの一例を示す等価回路図である。
【図４】本発明に係るフィルタモジュールの実施形態に用いるバンドパスフィルタ等の一例を示す等価回路図である。
【図５】本発明に係るフィルタモジュールの実施形態に用いるバンドパスフィルタの一例を示す等価回路図である。
【図６】本発明に係るフィルタモジュールの実施形態に用いるバンドパスフィルタ等の一例を示す等価回路図である。
【図７】本発明に係るフィルタモジュールの実施形態に用いるバンドパスフィルタの一例を示す等価回路図である。
【図８】本発明に係るフィルタモジュールを構成する積層基板のシート展開図の一部を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明のフィルタモジュールの実施形態について図面を参照しつつ、以下具体的に説明するが本発明がこれに限定されるものではない。図１には本発明に係るフィルタモジュールの一実施形態の回路ブロックを示す。本発明に係るフィルタモジュールは、周波数帯域の異なる複数の通信帯域毎に複数のフィルタを備える。図１に示す実施形態では、２ＧＨｚおよび３ＧＨｚの周波数帯域の信号経路に用いるフィルタが、誘電体層を積層した一つの積層基板に構成されている。２ＧＨｚ帯に対しては、送信経路に配置されて用いられるバンドパスフィルタＢＰＦ１と、受信経路に配置されて用いられるバンドパスフィルタＢＰＦ２を備える。また、３ＧＨｚ帯に対しては、送信経路に配置されて用いられるバンドパスフィルタＢＰＦ５と、受信経路に配置されて用いられるバンドパスフィルタＢＰＦ４を備える。なお、図１に示す実施形態では、５ＧＨｚ帯の送信経路に配置されて用いられるバンドパスフィルタＢＰＦ３も備えている。なお、フィルタ全てがバンドパスフィルタである必要はない。また、他のフィルタ等を含んでもよい。このように、本発明に係るフィルタモジュールのフィルタ配置の構成は、周波数帯域の異なる複数の通信帯域毎に有する複数のフィルタに係るものであり、従来の分波回路を構成する各フィルタの配置に係るものとは異なる。
【００１６】
上述の各バンドパスフィルタに接続される入力端子および出力端子は、フィルタモジュールにおいて、それぞれ独立形成されている。すなわち、外部回路から入力端子２Ｇ＿Ｔｘ＿ｉｎに入力された２ＧＨｚ帯の送信信号はバンドパスフィルタＢＰＦ１を通過して、出力端子２Ｇ＿Ｔｘ＿ｏｕｔから外部回路に出力される。同様に、外部回路から入力端子５Ｇ＿Ｔｘ＿ｉｎに入力された５ＧＨｚ帯の送信信号はバンドパスフィルタＢＰＦ３を通過して、出力端子５Ｇ＿Ｔｘ＿ｏｕｔから外部回路に出力され、外部回路から入力端子３Ｇ＿Ｔｘ＿ｉｎに入力された３ＧＨｚ帯の送信信号はバンドパスフィルタＢＰＦ５を通過して、出力端子３Ｇ＿Ｔｘ＿ｏｕｔから外部回路に出力される。一方、外部回路から入力端子２Ｇ＿Ｒｘ＿ｉｎに入力された２ＧＨｚ帯の受信信号はバンドパスフィルタＢＰＦ２を通過して、出力端子２Ｇ＿Ｒｘ＿ｏｕｔ（Ｎ，Ｐ）から外部回路に出力される。ここでは、出力を平衡出力とするため、バンドパスフィルタ２と出力端子２Ｇ＿Ｒｘ＿ｏｕｔ（Ｎ，Ｐ）との間にはバランＢＡＬ１が接続されている。同様に、外部回路から入力端子３Ｇ＿Ｒｘ＿ｉｎに入力された３ＧＨｚ帯の受信信号はバンドパスフィルタＢＰＦ４を通過して、出力端子３Ｇ＿Ｒｘ＿ｏｕｔ（Ｎ，Ｐ）から外部回路に出力される。ここでも、出力を平衡出力とするため、バンドパスフィルタ４と出力端子３Ｇ＿Ｒｘ＿ｏｕｔ（Ｎ，Ｐ）との間にはバランＢＡＬ２が接続されている。これらのバランは省略してもよい。
【００１７】
上述の各バンドパスフィルタは誘電体層を積層した積層基板に構成される。なお、以下の構成は全てのフィルタをバンドパスフィルタで構成したフィルタモジュールだけに適用されるものではない。フィルタの少なくとも一部として帯状の共振線路を備えた複数のバンドパスフィルタを備え、かかるバンドパスフィルタに関して以下の構成が備えられていればよい。図２には、基板面に垂直な方向（積層方向）から見た、積層基板における、各フィルタの平面配置を示す。積層基板の内部には、誘電体層のほぼ全体に渡って形成されたグランド電極（図示せず）が配置されており、図２（ａ）は該グランド電極よりも上層側、図２（ｂ）は該グランド電極よりも下層側（実装面側）におけるフィルタ配置を示してある。図２に示すように、同じ２ＧＨｚの通信帯域の複数のバンドパスフィルタＢＰＦ１、ＢＰＦ２はグランド電極を挟んで積層方向に積み重なるように配置される。同様に、同じ３ＧＨｚの通信帯域の複数のバンドパスフィルタＢＰＦ４、ＢＰＦ５はグランド電極を挟んで積層方向に積み重なるように配置される。一方、異なる通信帯域のバンドパスフィルタＢＰＦ２、ＢＰＦ４同士は積層方向に垂直な方向の別々の領域に配置されている（図２（ａ））。同様に、異なる通信帯域のバンドパスフィルタＢＰＦ１、ＢＰＦ５同士は積層方向に垂直な方向の別々の領域に配置されている（図２（ｂ））。また、グランド電極よりも下層側（実装面側）においては、バンドパスフィルタＢＰＦ１、ＢＰＦ３およびＢＰＦ５以外に、バランＢＡＬ１およびＢＡＬ２も積層方向に垂直な方向の別々の領域に配置されている。なお、後述するように、積層方向に垂直な方向の別々の領域に配置されているバンドパスフィルタ、バランの間には帯状に並んだグランドビア列が配置されていて、バンドパスフィルタ間、バラン間、バンドパスフィルタ／バラン間のシールドが図られている。
【００１８】
図３〜図７には上記バンドパスフィルタＢＰＦ１〜ＢＰＦ５の等価回路を示した。図３に示すバンドパスフィルタＢＰＦ１は三本の共振線路ｌｐｌｔ１〜３が電磁気的に結合する三段のバンドパスフィルタである。共振線路に接続された接地容量ｃｐｌｔ１〜ｃｐｌｔ３のうち、中央の共振線路ｌｐｌｔ２に接続されたｃｐｌｔ２の接続位置が、その両側の共振線路の場合と異なる。すなわち、共振線路と接地容量で構成される共振器の向きが、中央と両側とで異なる。
【００１９】
図４に示すバンドパスフィルタＢＰＦ２は三本の共振線路ｌｐｌｒ１〜３が電磁気的に結合する三段のバンドパスフィルタであり、その構成は図３に示すバンドパスフィルタＢＰＦ１と同様であるので説明を省略する。図４にはバンドパスフィルタＢＰＦ２に接続したバランＢＡＬ１の等価回路も併せて示した。バランＢＡＬ１はバンドパスフィルタＢＰＦ２に接続された第１の線路ｌｂｌ７〜１１、該第１の線路に接続された第２の線路ｌｂｌ１１〜１５と、第１の線路と結合する第３の線路ｌｂｌ４〜６、第２の線路ｌｂｌ１１〜１５と結合する第４の線路ｌｂｌ１〜３を備える。第１〜第４の線路は複数の誘電体層に渡って形成されている。第３の線路ｌｂｌ４〜６の一端は容量ｃｂｌ２を介して平衡出力端子２Ｇ＿Ｒｘ＿ｏｕｔ（Ｐ）に接続され、第４の線路ｌｂｌ１〜３の一端は容量ｃｂｌ１を介して平衡出力端子２Ｇ＿Ｒｘ＿ｏｕｔ（Ｎ）に接続されている。第３の線路ｌｂｌ４〜６の他端と第４の線路ｌｂｌ１〜３の他端同士は接続されて接地されている。
【００２０】
図５に示すバンドパスフィルタＢＰＦ３は三本の共振線路ｌｐａｔ１〜３が電磁気的に結合する三段のバンドパスフィルタであるが、端の共振線路ｌｐａｔ１に接続された接地容量ｃｐａｔ２の接続位置が、他の共振線路ｌｐａｔ２、ｌｐａｔ３の接地容量ｃｐａｔ３、ｃｐａｔ４と異なる点で図３に示すバンドパスフィルタＢＰＦ１と異なる。
【００２１】
図６に示すバンドパスフィルタＢＰＦ４は三本の共振線路ｌｐｈｒ１〜３が電磁気的に結合する三段のバンドパスフィルタである。その構成は図３に示すバンドパスフィルタＢＰＦ１と同様であるので説明を省略する。図６にはバンドパスフィルタＢＰＦ４に接続したバランＢＡＬ２の等価回路も併せて示した。バランＢＡＬ２はバンドパスフィルタＢＰＦ４に接続された第１の線路ｌｂｈ７〜９、該第１の線路に接続された第２の線路ｌｂｈ９〜１３と、第１の線路と結合する第３の線路ｌｂｈ０、４〜６、第２の線路ｌｂｈ９〜１３と結合する第４の線路ｌｂｈ１〜３を備える。第３の線路ｌｂｈ０、４〜６の一端は平衡出力端子３Ｇ＿Ｒｘ＿ｏｕｔ（Ｎ）に接続され、第４の線路ｌｂｈ１〜３の一端は平衡出力端子３Ｇ＿Ｒｘ＿ｏｕｔ（Ｐ）に接続されている。第３の線路ｌｂｈ０、４〜６の他端と第４の線路ｌｂｈ１〜３の他端同士は接続され、容量ｃｂｈ１〜３を介して接地されている。また、第４の線路ｌｂｈ１〜３の他端と平衡出力端子３Ｇ＿Ｒｘ＿ｏｕｔ（Ｐ）との間には接地容量ｃｂｈ４が接続されている。
【００２２】
図７に示すバンドパスフィルタＢＰＦ５は三本の共振線路ｌｐｈｔ１〜３が電磁気的に結合する三段のバンドパスフィルタであり、その構成は図３に示すバンドパスフィルタＢＰＦ１と同様であるので説明を省略する。
【００２３】
図１に示された回路ブロックが積層基板に形成されてフィルタモジュールが構成される。図８には上記フィルタモジュールを構成する積層基板のシート展開図を示す。フィルタモジュールは２８層の誘電体層で構成されるが、便宜上図８にはその一部を示す。なお、導体パターンの符号は等価回路における符号と同じものを用いている。また、図中の微小な正方形はビア電極を示している。第３層には、２ＧＨｚ帯の受信信号が通過するバンドパスフィルタＢＰＦ２の帯状の共振線路の導体パターンｌｐｌｒ１〜３と３ＧＨｚ帯の受信信号が通過するバンドパスフィルタＢＰＦ４の帯状の共振線路の導体パターンｌｐｈｒ１〜３が形成されている。バンドパスフィルタＢＰＦ２、ＢＰＦ４のこれらの帯状（直線状）の共振線路の導体パターンは、その延設方向が同じである。すなわち、その向きは矩形の誘電体層の長手方向である。また、周波数帯域の異なるバンドパスフィルタＢＰＦ２、ＢＰＦ４は、グランドに接続されるグランドビア列を介して、矩形の誘電体層の長手方向に離間して（積層方向に垂直な方向の別々の領域に）、共振線路の延設方向に並べて配置されている。なお、図８に示す実施形態では図１に示すバンドパスフィルタ以外にもバンドパスフィルタを備えているが、該バンドパスフィルタも含めて帯状（直線状）の共振線路の導体パターンは、その延設方向が同じになっている。
【００２４】
バンドパスフィルタＢＰＦ２、ＢＰＦ４の共振線路の導体パターンは第４層、第５層にも同形状で形成されており、その端部同士がビア電極で接続されて、並列線路を構成している。バンドパスフィルタＢＰＦ２、ＢＰＦ４の接地容量は共振線路よりも下層（例えば第１２層）に形成されている。第１３層には誘電体層のほぼ全体に渡って形成された平面状のグランド電極ＧＮＤが配置され、上層と下層のアイソレーションが図られている。
【００２５】
第１６層には、２ＧＨｚ帯の送信信号が通過するバンドパスフィルタＢＰＦ１の帯状の共振線路の導体パターンｌｐｌｔ１〜３と、３ＧＨｚ帯の送信信号が通過するバンドパスフィルタＢＰＦ５の帯状の共振線路の導体パターンｌｐｈｔ１〜３と、５ＧＨｚ帯の送信信号が通過するバンドパスフィルタＢＰＦ３の帯状の共振線路の導体パターンｌｐａｔ１〜３とが形成されている。バンドパスフィルタＢＰＦ１、ＢＰＦ５、ＢＰＦ３のこれらの帯状（直線状）の共振線路の導体パターンは、その延設方向が同じである。すなわち、その向きは矩形の誘電体層の長手方向である。したがって、図８に示すフィルタモジュールでは、全てのバンドパスフィルタの共振線路の延設方向が同じになっている。このように、バンドパスフィルタ全ての共振線路の延設方向が同じであることによって、共振線路をスクリーン印刷にて形成する際にスキージの移動方向と共振線路の方向を揃えることが可能となり、印刷品質の安定化を図ることができる。また、複数のバンドパスフィルタを一体化する際の、配置に係る空間ロスを低減して、フィルタモジュールを小型化しやすい。また、共振線路の幅は周波数帯域の異なる各バンドパスフィルタで異なっている。この幅を設定することで、必要とされる特性への調整が可能である。周波数帯域の異なる各バンドパスフィルタは、グランドに接続されるグランドビア列を介して、矩形の誘電体層の長手方向に離間して（積層方向に垂直な方向の別々の領域に）、共振線路の延設方向に並べて配置されている。かかる配置によって、周波数帯域の異なる共振線路間の不要な結合を抑制することができる。また、各バンドパスフィルタを他の回路素子を介さずに並置することがフィルタモジュールの小型化に寄与している。５ＧＨｚ帯の送信信号が通過するバンドパスフィルタＢＰＦ３は、２ＧＨｚ帯の送信信号が通過するバンドパスフィルタＢＰＦ１と３ＧＨｚ帯の送信信号が通過するバンドパスフィルタＢＰＦ５の間に配置されている。このように、バンドパスフィルタの配置において、周波数帯域が隣接するバンドパスフィルタの間に他の周波数帯域のバンドパスフィルタが配置されていることで、周波数帯域が隣接する経路間のアイソレーションを高めることができる。
【００２６】
図２および図８に示すように、異なる通信帯域のフィルタ同士は積層方向に垂直な方向の別々の領域に配置されているが、同じ通信帯域の複数のフィルタはグランド電極を挟んで積層方向に積み重なるように配置されている。例えば、矩形の角の部分に配置された２ＧＨｚ帯のバンドパスフィルタＢＰＦ２とバンドパスフィルタＢＰＦ１はグランド電極ＧＮＤを介して積層方向に重なるよう配置されている。同様に、矩形の角の部分に配置された３ＧＨｚ帯のバンドパスフィルタＢＰＦ４とバンドパスフィルタＢＰＦ５はグランド電極ＧＮＤを介して積層方向に重なるよう配置されている。これによって、同じ周波数帯域のバンドパスフィルタ同士の干渉を防ぎつつ、フィルタモジュールの小型化が図られている。また、各通信帯域のバンドパスフィルタのうち、受信信号が通過するバンドパスフィルタ（ＢＰＦ２、ＢＰＦ４）はグランド電極ＧＮＤを境にして積層基板の上方（実装面とは反対側）に、送信信号が通過するバンドパスフィルタ（ＢＰＦ１、ＢＰＦ３、ＢＰＦ５）は積層基板の下方（実装面側）に配置されている。グランドに近い下層に配置したフィルタの方が良好なフィルタ特性を得やすい。送信回路では高周波増幅器から多くの高調波が発生するため通信機器の外部に高調波が漏洩するのを低減するためには送信側に良好な特性のフィルタを配置する必要がある。そのため送信信号が通過するバンドパスフィルタを下層に配置することが好ましい。
【００２７】
受信信号が通過するバンドパスフィルタＢＰＦ２、ＢＰＦ４に接続されたバランＢＡＬ１、ＢＡＬ２は送信信号が通過するバンドパスフィルタＢＰＦ１等が形成された誘電体層も用いて形成されているが、バンドパスフィルタＢＰＦ１、ＢＰＦ３、ＢＰＦ５とバランＢＡＬ１、ＢＡＬ２との間にはグランドに接続されるシールドビア列が配置されており、これらの間の干渉が抑制されている。
【００２８】
図８に示すように各フィルタの外部接続用の入力端子および出力端子並びにグランド端子は、矩形の実装面（裏面）の各辺に沿って形成されている。これらの端子の内側の、矩形の中央部分には端子に比べて大きな平面状のグランド電極ＧＮＤが形成されている。入力端子および出力端子はそれぞれビア電極を介して、積層基板に構成された各フィルタに接続されている。各フィルタの入力端子と出力端子はそれぞれ裏面の異なる辺側に配置されている。このように、各フィルタの入力端子と出力端子を、対辺または隣接する二辺に、離して配置することによって、入出力端子間のアイソレーションが向上する。
【００２９】
図８に示すような導体パターンをセラミック積層基板に構成したフィルタモジュールは、例えば１０００℃以下で低温焼結が可能なセラミック誘電体材料ＬＴＣＣ（Ｌｏｗ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏ−ｆｉｒｅｄ Ｃｅｒａｍｉｃｓ）からなり、厚さが１０μｍ〜２００μｍのグリーンシートに、低抵抗率のＡｇやＣｕ等の導電ペーストを印刷して所定の電極パターンを形成し、複数のグリーンシートを適宜一体的に積層し、焼結することにより製造することが出来る。
前記誘電体材料としては、例えばＡｌ、Ｓｉ、Ｓｒを主成分として、Ｔｉ、Ｂｉ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｎａ、Ｋを副成分とする材料や、Ａｌ、Ｓｉ、Ｓｒを主成分としてＣａ、Ｐｂ、Ｎａ、Ｋを副成分とする材料や、Ａｌ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｇｄを含む材料や、Ａｌ、Ｓｉ、Ｚｒ、Ｍｇを含む材料が用いられ、誘電率は５〜１５程度の材料を用いればよい。なお、積層基板を構成する誘電体層には、セラミック誘電体材料の他に、樹脂材料や樹脂とセラミック誘電体粉末を混合してなる複合材料を用いることも可能である。また、前記セラミック積層基板をＨＴＣＣ（高温同時焼成セラミック）技術を用いて作製してもよい。すなわち、Ａｌ２Ｏ３を主体とする誘電体材料と、タングステンやモリブデン等の高温で焼結可能な金属導体を用いてセラミック積層基板を構成しても良い。セラミック積層基板でフィルタモジュールを構成する場合は、各層には、インダクタンス素子用、容量素子用及びグランド電極用のパターン電極が適宜構成されて、層間にはビア導体が形成されて、所望の回路が構成される。
【００３０】
本発明に係るフィルタモジュールを用いて各種の通信装置を構成することができる。通信装置において必要とされるフィルタ機能を集積した本発明に係るフィルタモジュールを、他の回路素子とともに回路基板に実装し、通信装置に必要とされる所定の高周波回路を構成する。例えば、携帯電話機、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）通信機器、無線ＬＡＮ通信機器（８０２．１１ａ／ｂ／ｇ／ｎ）、ＷＩＭＡＸ（８０２．１６ｅ）(登録商標)、ＩＥＥＥ８０２．２０（Ｉ−ｂｕｒｓｔ）などに応用することが可能である。すなわち、通信システムとしては、例えば、２．４ＧＨｚ帯無線ＬＡＮ（ＩＥＥＥ８０２．１１ｂおよび／あるいはＩＥＥＥ８０２．１１ｇ）、５ＧＨｚ帯無線ＬＡＮ（ＩＥＥＥ８０２．１１ａ）、２．５ＧＨｚ帯のＷｉＭＡＸ、３ＧＨｚ帯のＷｉＭＡＸなどに適用可能である。
【符号の説明】
【００３１】
ＢＰＦ１〜５：バンドパスフィルタ
ＢＡＬ１、ＢＡＬ２：バラン
２Ｇ＿Ｔｘ＿ｉｎ、２Ｇ＿Ｒｘ＿ｉｎ：入力端子
５Ｇ＿Ｔｘ＿ｉｎ：入力端子
３Ｇ＿Ｒｘ＿ｉｎ、３Ｇ＿Ｔｘ＿ｉｎ：入力端子
２Ｇ＿Ｔｘ＿ｏｕｔ、２Ｇ＿Ｒｘ＿ｏｕｔ（Ｎ、Ｐ）：出力端子
５Ｇ＿Ｔｘ＿ｏｕｔ：出力端子
３Ｇ＿Ｒｘ＿ｏｕｔ（Ｎ、Ｐ）、３Ｇ＿Ｔｘ＿ｏｕｔ：出力端子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子電気機器間における無線伝送を行なう通信装置、及びその通信装置に用いられる高周波部品であって、特に高周波信号のフィルタを積層基板に集積したフィルタモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えば携帯電話、無線ＬＡＮ通信、近距離無線規格ブルートゥース（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ：登録商標）など、電子電気機器間における無線伝送を行なう通信装置の発展は止まることがない。これらの通信装置は、複合化、多機能化が進み、複数の通信システムを１つにまとめたマルチバンド対応の製品や、伝送量の大きい通信システム製品など、種々の開発、製品化が進んでいる。
【０００３】
そのなかで、夫々の通信システム用の送信回路には高周波信号を所定の出力まで増幅する増幅器、ならびに他の通信システムへの干渉を低減するためのフィルタが用いられる。また、夫々の通信システム用の受信回路には微弱な受信信号を増幅する増幅器、ならびに他の通信システムからの干渉を抑制するためのフィルタが用いられる。増幅器としてはＧａＡｓ、ＳｉＧｅ、Ｃ−ＭＯＳなどの半導体部品が用いられる。フィルタとしてはＬＴＣＣ（Ｌｏｗ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏ−ｆｉｒｅｄ Ｃｅｒａｍｉｃｓ）を用いた誘電体フィルタが低コストかつ良好なフィルタ特性を有するため一般的に使用される。例えば特許文献１には１／４波長ストリップライン共振器を誘電体層内に配置した誘電体フィルタが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１８７２２２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、通信装置が扱う通信システムの種類が増えるほど通信装置内には多くのフィルタが必要となる。必要とされるフィルタを、特許文献１に開示されたような単体の誘電体フィルタで充足しようとすると通信装置が大型化してしまう。
【０００６】
そこで、本発明はかかる問題に鑑み、通信装置等に用いられる複数のフィルタに係る部分を、全体として小型化可能な構成を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のフィルタモジュールは、周波数帯域の異なる複数の通信帯域毎に複数のフィルタを備え、前記フィルタは誘電体層を積層した積層基板に構成され、同じ通信帯域の前記複数のフィルタはグランド電極を挟んで積層方向に積み重なるように配置され、異なる通信帯域のフィルタ同士は積層方向に垂直な方向の別々の領域に配置されていることを特徴とする。かかる構成によって、バンドパスフィルタ同士の干渉を防ぎつつ、複数のフィルタを一体化したフィルタモジュールの小型化が可能となる。
【０００８】
また、前記フィルタモジュールにおいて、前記フィルタの少なくとも一部として帯状の共振線路を備えた複数のバンドパスフィルタを備え、前記バンドパスフィルタ全ての共振線路の延設方向が同じであることが好ましい。かかる構成は複数のバンドパスフィルタを一体化する際の空間ロスを低減して、フィルタモジュールを小型化しやすい。また、共振線路をスクリーン印刷にて形成する際にスキージの移動方向と共振線路の方向を揃えることが可能となり、印刷品質の安定化を図ることができる。
【０００９】
さらに、前記バンドパスフィルタの配置において、周波数帯域の異なるバンドパスフィルタ同士は共振線路の延設方向に並べて配置されていることが好ましい。かかる構成によれば、周波数帯域の異なる共振線路間の不要な結合を抑制することができる。
【００１０】
さらに、前記バンドパスフィルタの配置において、周波数帯域が隣接するバンドパスフィルタの間に他の周波数帯域のバンドパスフィルタが配置されていることが好ましい。かかる構成によれば、周波数帯域が隣接する経路間のアイソレーションを高めることができる。
【００１１】
さらに、前記フィルタモジュールにおいて、前記各フィルタの外部接続用の入力端子および出力端子は前記積層基板の矩形の裏面の各辺に沿って形成され、前記入力端子および出力端子はそれぞれビア電極を介して、前記積層基板に構成された前記各フィルタに接続され、前記各フィルタの入力端子と出力端子はそれぞれ裏面の異なる辺側に配置されていることが好ましい。かかる構成は、バンドパスフィルタの入出力端子間のアイソレーション向上に寄与する。
【００１２】
本発明の通信装置は、前記いずれかのフィルタモジュールを用いたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のフィルタモジュールによれば、通信装置等に用いられる複数のフィルタに係る部分を、全体として小型化することが可能である。また、かかるフィルタモジュールを用いることで通信装置の小型化を図ることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係るフィルタモジュールの実施形態の回路ブロック図である。
【図２】本発明に係るフィルタモジュールの実施形態におけるフィルタの配置を示す図である。
【図３】本発明に係るフィルタモジュールの実施形態に用いるバンドパスフィルタの一例を示す等価回路図である。
【図４】本発明に係るフィルタモジュールの実施形態に用いるバンドパスフィルタ等の一例を示す等価回路図である。
【図５】本発明に係るフィルタモジュールの実施形態に用いるバンドパスフィルタの一例を示す等価回路図である。
【図６】本発明に係るフィルタモジュールの実施形態に用いるバンドパスフィルタ等の一例を示す等価回路図である。
【図７】本発明に係るフィルタモジュールの実施形態に用いるバンドパスフィルタの一例を示す等価回路図である。
【図８】本発明に係るフィルタモジュールを構成する積層基板のシート展開図の一部を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明のフィルタモジュールの実施形態について図面を参照しつつ、以下具体的に説明するが本発明がこれに限定されるものではない。図１には本発明に係るフィルタモジュールの一実施形態の回路ブロックを示す。本発明に係るフィルタモジュールは、周波数帯域の異なる複数の通信帯域毎に複数のフィルタを備える。図１に示す実施形態では、２ＧＨｚおよび３ＧＨｚの周波数帯域の信号経路に用いるフィルタが、誘電体層を積層した一つの積層基板に構成されている。２ＧＨｚ帯に対しては、送信経路に配置されて用いられるバンドパスフィルタＢＰＦ１と、受信経路に配置されて用いられるバンドパスフィルタＢＰＦ２を備える。また、３ＧＨｚ帯に対しては、送信経路に配置されて用いられるバンドパスフィルタＢＰＦ５と、受信経路に配置されて用いられるバンドパスフィルタＢＰＦ４を備える。なお、図１に示す実施形態では、５ＧＨｚ帯の送信経路に配置されて用いられるバンドパスフィルタＢＰＦ３も備えている。なお、フィルタ全てがバンドパスフィルタである必要はない。また、他のフィルタ等を含んでもよい。このように、本発明に係るフィルタモジュールのフィルタ配置の構成は、周波数帯域の異なる複数の通信帯域毎に有する複数のフィルタに係るものであり、従来の分波回路を構成する各フィルタの配置に係るものとは異なる。
【００１６】
上述の各バンドパスフィルタに接続される入力端子および出力端子は、フィルタモジュールにおいて、それぞれ独立形成されている。すなわち、外部回路から入力端子２Ｇ＿Ｔｘ＿ｉｎに入力された２ＧＨｚ帯の送信信号はバンドパスフィルタＢＰＦ１を通過して、出力端子２Ｇ＿Ｔｘ＿ｏｕｔから外部回路に出力される。同様に、外部回路から入力端子５Ｇ＿Ｔｘ＿ｉｎに入力された５ＧＨｚ帯の送信信号はバンドパスフィルタＢＰＦ３を通過して、出力端子５Ｇ＿Ｔｘ＿ｏｕｔから外部回路に出力され、外部回路から入力端子３Ｇ＿Ｔｘ＿ｉｎに入力された３ＧＨｚ帯の送信信号はバンドパスフィルタＢＰＦ５を通過して、出力端子３Ｇ＿Ｔｘ＿ｏｕｔから外部回路に出力される。一方、外部回路から入力端子２Ｇ＿Ｒｘ＿ｉｎに入力された２ＧＨｚ帯の受信信号はバンドパスフィルタＢＰＦ２を通過して、出力端子２Ｇ＿Ｒｘ＿ｏｕｔ（Ｎ，Ｐ）から外部回路に出力される。ここでは、出力を平衡出力とするため、バンドパスフィルタ２と出力端子２Ｇ＿Ｒｘ＿ｏｕｔ（Ｎ，Ｐ）との間にはバランＢＡＬ１が接続されている。同様に、外部回路から入力端子３Ｇ＿Ｒｘ＿ｉｎに入力された３ＧＨｚ帯の受信信号はバンドパスフィルタＢＰＦ４を通過して、出力端子３Ｇ＿Ｒｘ＿ｏｕｔ（Ｎ，Ｐ）から外部回路に出力される。ここでも、出力を平衡出力とするため、バンドパスフィルタ４と出力端子３Ｇ＿Ｒｘ＿ｏｕｔ（Ｎ，Ｐ）との間にはバランＢＡＬ２が接続されている。これらのバランは省略してもよい。
【００１７】
上述の各バンドパスフィルタは誘電体層を積層した積層基板に構成される。なお、以下の構成は全てのフィルタをバンドパスフィルタで構成したフィルタモジュールだけに適用されるものではない。フィルタの少なくとも一部として帯状の共振線路を備えた複数のバンドパスフィルタを備え、かかるバンドパスフィルタに関して以下の構成が備えられていればよい。図２には、基板面に垂直な方向（積層方向）から見た、積層基板における、各フィルタの平面配置を示す。積層基板の内部には、誘電体層のほぼ全体に渡って形成されたグランド電極（図示せず）が配置されており、図２（ａ）は該グランド電極よりも上層側、図２（ｂ）は該グランド電極よりも下層側（実装面側）におけるフィルタ配置を示してある。図２に示すように、同じ２ＧＨｚの通信帯域の複数のバンドパスフィルタＢＰＦ１、ＢＰＦ２はグランド電極を挟んで積層方向に積み重なるように配置される。同様に、同じ３ＧＨｚの通信帯域の複数のバンドパスフィルタＢＰＦ４、ＢＰＦ５はグランド電極を挟んで積層方向に積み重なるように配置される。一方、異なる通信帯域のバンドパスフィルタＢＰＦ２、ＢＰＦ４同士は積層方向に垂直な方向の別々の領域に配置されている（図２（ａ））。同様に、異なる通信帯域のバンドパスフィルタＢＰＦ１、ＢＰＦ５同士は積層方向に垂直な方向の別々の領域に配置されている（図２（ｂ））。また、グランド電極よりも下層側（実装面側）においては、バンドパスフィルタＢＰＦ１、ＢＰＦ３およびＢＰＦ５以外に、バランＢＡＬ１およびＢＡＬ２も積層方向に垂直な方向の別々の領域に配置されている。なお、後述するように、積層方向に垂直な方向の別々の領域に配置されているバンドパスフィルタ、バランの間には帯状に並んだグランドビア列が配置されていて、バンドパスフィルタ間、バラン間、バンドパスフィルタ／バラン間のシールドが図られている。
【００１８】
図３〜図７には上記バンドパスフィルタＢＰＦ１〜ＢＰＦ５の等価回路を示した。図３に示すバンドパスフィルタＢＰＦ１は三本の共振線路ｌｐｌｔ１〜３が電磁気的に結合する三段のバンドパスフィルタである。共振線路に接続された接地容量ｃｐｌｔ１〜ｃｐｌｔ３のうち、中央の共振線路ｌｐｌｔ２に接続されたｃｐｌｔ２の接続位置が、その両側の共振線路の場合と異なる。すなわち、共振線路と接地容量で構成される共振器の向きが、中央と両側とで異なる。
【００１９】
図４に示すバンドパスフィルタＢＰＦ２は三本の共振線路ｌｐｌｒ１〜３が電磁気的に結合する三段のバンドパスフィルタであり、その構成は図３に示すバンドパスフィルタＢＰＦ１と同様であるので説明を省略する。図４にはバンドパスフィルタＢＰＦ２に接続したバランＢＡＬ１の等価回路も併せて示した。バランＢＡＬ１はバンドパスフィルタＢＰＦ２に接続された第１の線路ｌｂｌ７〜１１、該第１の線路に接続された第２の線路ｌｂｌ１１〜１５と、第１の線路と結合する第３の線路ｌｂｌ４〜６、第２の線路ｌｂｌ１１〜１５と結合する第４の線路ｌｂｌ１〜３を備える。第１〜第４の線路は複数の誘電体層に渡って形成されている。第３の線路ｌｂｌ４〜６の一端は容量ｃｂｌ２を介して平衡出力端子２Ｇ＿Ｒｘ＿ｏｕｔ（Ｐ）に接続され、第４の線路ｌｂｌ１〜３の一端は容量ｃｂｌ１を介して平衡出力端子２Ｇ＿Ｒｘ＿ｏｕｔ（Ｎ）に接続されている。第３の線路ｌｂｌ４〜６の他端と第４の線路ｌｂｌ１〜３の他端同士は接続されて接地されている。
【００２０】
図５に示すバンドパスフィルタＢＰＦ３は三本の共振線路ｌｐａｔ１〜３が電磁気的に結合する三段のバンドパスフィルタであるが、端の共振線路ｌｐａｔ１に接続された接地容量ｃｐａｔ２の接続位置が、他の共振線路ｌｐａｔ２、ｌｐａｔ３の接地容量ｃｐａｔ３、ｃｐａｔ４と異なる点で図３に示すバンドパスフィルタＢＰＦ１と異なる。
【００２１】
図６に示すバンドパスフィルタＢＰＦ４は三本の共振線路ｌｐｈｒ１〜３が電磁気的に結合する三段のバンドパスフィルタである。その構成は図３に示すバンドパスフィルタＢＰＦ１と同様であるので説明を省略する。図６にはバンドパスフィルタＢＰＦ４に接続したバランＢＡＬ２の等価回路も併せて示した。バランＢＡＬ２はバンドパスフィルタＢＰＦ４に接続された第１の線路ｌｂｈ７〜９、該第１の線路に接続された第２の線路ｌｂｈ９〜１３と、第１の線路と結合する第３の線路ｌｂｈ０、４〜６、第２の線路ｌｂｈ９〜１３と結合する第４の線路ｌｂｈ１〜３を備える。第３の線路ｌｂｈ０、４〜６の一端は平衡出力端子３Ｇ＿Ｒｘ＿ｏｕｔ（Ｎ）に接続され、第４の線路ｌｂｈ１〜３の一端は平衡出力端子３Ｇ＿Ｒｘ＿ｏｕｔ（Ｐ）に接続されている。第３の線路ｌｂｈ０、４〜６の他端と第４の線路ｌｂｈ１〜３の他端同士は接続され、容量ｃｂｈ１〜３を介して接地されている。また、第４の線路ｌｂｈ１〜３の他端と平衡出力端子３Ｇ＿Ｒｘ＿ｏｕｔ（Ｐ）との間には接地容量ｃｂｈ４が接続されている。
【００２２】
図７に示すバンドパスフィルタＢＰＦ５は三本の共振線路ｌｐｈｔ１〜３が電磁気的に結合する三段のバンドパスフィルタであり、その構成は図３に示すバンドパスフィルタＢＰＦ１と同様であるので説明を省略する。
【００２３】
図１に示された回路ブロックが積層基板に形成されてフィルタモジュールが構成される。図８には上記フィルタモジュールを構成する積層基板のシート展開図を示す。フィルタモジュールは２８層の誘電体層で構成されるが、便宜上図８にはその一部を示す。なお、導体パターンの符号は等価回路における符号と同じものを用いている。また、図中の微小な正方形はビア電極を示している。第３層には、２ＧＨｚ帯の受信信号が通過するバンドパスフィルタＢＰＦ２の帯状の共振線路の導体パターンｌｐｌｒ１〜３と３ＧＨｚ帯の受信信号が通過するバンドパスフィルタＢＰＦ４の帯状の共振線路の導体パターンｌｐｈｒ１〜３が形成されている。バンドパスフィルタＢＰＦ２、ＢＰＦ４のこれらの帯状（直線状）の共振線路の導体パターンは、その延設方向が同じである。すなわち、その向きは矩形の誘電体層の長手方向である。また、周波数帯域の異なるバンドパスフィルタＢＰＦ２、ＢＰＦ４は、グランドに接続されるグランドビア列を介して、矩形の誘電体層の長手方向に離間して（積層方向に垂直な方向の別々の領域に）、共振線路の延設方向に並べて配置されている。なお、図８に示す実施形態では図１に示すバンドパスフィルタ以外にもバンドパスフィルタを備えているが、該バンドパスフィルタも含めて帯状（直線状）の共振線路の導体パターンは、その延設方向が同じになっている。
【００２４】
バンドパスフィルタＢＰＦ２、ＢＰＦ４の共振線路の導体パターンは第４層、第５層にも同形状で形成されており、その端部同士がビア電極で接続されて、並列線路を構成している。バンドパスフィルタＢＰＦ２、ＢＰＦ４の接地容量は共振線路よりも下層（例えば第１２層）に形成されている。第１３層には誘電体層のほぼ全体に渡って形成された平面状のグランド電極ＧＮＤが配置され、上層と下層のアイソレーションが図られている。
【００２５】
第１６層には、２ＧＨｚ帯の送信信号が通過するバンドパスフィルタＢＰＦ１の帯状の共振線路の導体パターンｌｐｌｔ１〜３と、３ＧＨｚ帯の送信信号が通過するバンドパスフィルタＢＰＦ５の帯状の共振線路の導体パターンｌｐｈｔ１〜３と、５ＧＨｚ帯の送信信号が通過するバンドパスフィルタＢＰＦ３の帯状の共振線路の導体パターンｌｐａｔ１〜３とが形成されている。バンドパスフィルタＢＰＦ１、ＢＰＦ５、ＢＰＦ３のこれらの帯状（直線状）の共振線路の導体パターンは、その延設方向が同じである。すなわち、その向きは矩形の誘電体層の長手方向である。したがって、図８に示すフィルタモジュールでは、全てのバンドパスフィルタの共振線路の延設方向が同じになっている。このように、バンドパスフィルタ全ての共振線路の延設方向が同じであることによって、共振線路をスクリーン印刷にて形成する際にスキージの移動方向と共振線路の方向を揃えることが可能となり、印刷品質の安定化を図ることができる。また、複数のバンドパスフィルタを一体化する際の、配置に係る空間ロスを低減して、フィルタモジュールを小型化しやすい。また、共振線路の幅は周波数帯域の異なる各バンドパスフィルタで異なっている。この幅を設定することで、必要とされる特性への調整が可能である。周波数帯域の異なる各バンドパスフィルタは、グランドに接続されるグランドビア列を介して、矩形の誘電体層の長手方向に離間して（積層方向に垂直な方向の別々の領域に）、共振線路の延設方向に並べて配置されている。かかる配置によって、周波数帯域の異なる共振線路間の不要な結合を抑制することができる。また、各バンドパスフィルタを他の回路素子を介さずに並置することがフィルタモジュールの小型化に寄与している。５ＧＨｚ帯の送信信号が通過するバンドパスフィルタＢＰＦ３は、２ＧＨｚ帯の送信信号が通過するバンドパスフィルタＢＰＦ１と３ＧＨｚ帯の送信信号が通過するバンドパスフィルタＢＰＦ５の間に配置されている。このように、バンドパスフィルタの配置において、周波数帯域が隣接するバンドパスフィルタの間に他の周波数帯域のバンドパスフィルタが配置されていることで、周波数帯域が隣接する経路間のアイソレーションを高めることができる。
【００２６】
図２および図８に示すように、異なる通信帯域のフィルタ同士は積層方向に垂直な方向の別々の領域に配置されているが、同じ通信帯域の複数のフィルタはグランド電極を挟んで積層方向に積み重なるように配置されている。例えば、矩形の角の部分に配置された２ＧＨｚ帯のバンドパスフィルタＢＰＦ２とバンドパスフィルタＢＰＦ１はグランド電極ＧＮＤを介して積層方向に重なるよう配置されている。同様に、矩形の角の部分に配置された３ＧＨｚ帯のバンドパスフィルタＢＰＦ４とバンドパスフィルタＢＰＦ５はグランド電極ＧＮＤを介して積層方向に重なるよう配置されている。これによって、同じ周波数帯域のバンドパスフィルタ同士の干渉を防ぎつつ、フィルタモジュールの小型化が図られている。また、各通信帯域のバンドパスフィルタのうち、受信信号が通過するバンドパスフィルタ（ＢＰＦ２、ＢＰＦ４）はグランド電極ＧＮＤを境にして積層基板の上方（実装面とは反対側）に、送信信号が通過するバンドパスフィルタ（ＢＰＦ１、ＢＰＦ３、ＢＰＦ５）は積層基板の下方（実装面側）に配置されている。グランドに近い下層に配置したフィルタの方が良好なフィルタ特性を得やすい。送信回路では高周波増幅器から多くの高調波が発生するため通信機器の外部に高調波が漏洩するのを低減するためには送信側に良好な特性のフィルタを配置する必要がある。そのため送信信号が通過するバンドパスフィルタを下層に配置することが好ましい。
【００２７】
受信信号が通過するバンドパスフィルタＢＰＦ２、ＢＰＦ４に接続されたバランＢＡＬ１、ＢＡＬ２は送信信号が通過するバンドパスフィルタＢＰＦ１等が形成された誘電体層も用いて形成されているが、バンドパスフィルタＢＰＦ１、ＢＰＦ３、ＢＰＦ５とバランＢＡＬ１、ＢＡＬ２との間にはグランドに接続されるシールドビア列が配置されており、これらの間の干渉が抑制されている。
【００２８】
図８に示すように各フィルタの外部接続用の入力端子および出力端子並びにグランド端子は、矩形の実装面（裏面）の各辺に沿って形成されている。これらの端子の内側の、矩形の中央部分には端子に比べて大きな平面状のグランド電極ＧＮＤが形成されている。入力端子および出力端子はそれぞれビア電極を介して、積層基板に構成された各フィルタに接続されている。各フィルタの入力端子と出力端子はそれぞれ裏面の異なる辺側に配置されている。このように、各フィルタの入力端子と出力端子を、対辺または隣接する二辺に、離して配置することによって、入出力端子間のアイソレーションが向上する。
【００２９】
図８に示すような導体パターンをセラミック積層基板に構成したフィルタモジュールは、例えば１０００℃以下で低温焼結が可能なセラミック誘電体材料ＬＴＣＣ（Ｌｏｗ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏ−ｆｉｒｅｄ Ｃｅｒａｍｉｃｓ）からなり、厚さが１０μｍ〜２００μｍのグリーンシートに、低抵抗率のＡｇやＣｕ等の導電ペーストを印刷して所定の電極パターンを形成し、複数のグリーンシートを適宜一体的に積層し、焼結することにより製造することが出来る。
前記誘電体材料としては、例えばＡｌ、Ｓｉ、Ｓｒを主成分として、Ｔｉ、Ｂｉ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｎａ、Ｋを副成分とする材料や、Ａｌ、Ｓｉ、Ｓｒを主成分としてＣａ、Ｐｂ、Ｎａ、Ｋを副成分とする材料や、Ａｌ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｇｄを含む材料や、Ａｌ、Ｓｉ、Ｚｒ、Ｍｇを含む材料が用いられ、誘電率は５〜１５程度の材料を用いればよい。なお、積層基板を構成する誘電体層には、セラミック誘電体材料の他に、樹脂材料や樹脂とセラミック誘電体粉末を混合してなる複合材料を用いることも可能である。また、前記セラミック積層基板をＨＴＣＣ（高温同時焼成セラミック）技術を用いて作製してもよい。すなわち、Ａｌ２Ｏ３を主体とする誘電体材料と、タングステンやモリブデン等の高温で焼結可能な金属導体を用いてセラミック積層基板を構成しても良い。セラミック積層基板でフィルタモジュールを構成する場合は、各層には、インダクタンス素子用、容量素子用及びグランド電極用のパターン電極が適宜構成されて、層間にはビア導体が形成されて、所望の回路が構成される。
【００３０】
本発明に係るフィルタモジュールを用いて各種の通信装置を構成することができる。通信装置において必要とされるフィルタ機能を集積した本発明に係るフィルタモジュールを、他の回路素子とともに回路基板に実装し、通信装置に必要とされる所定の高周波回路を構成する。例えば、携帯電話機、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）通信機器、無線ＬＡＮ通信機器（８０２．１１ａ／ｂ／ｇ／ｎ）、ＷＩＭＡＸ（８０２．１６ｅ）(登録商標)、ＩＥＥＥ８０２．２０（Ｉ−ｂｕｒｓｔ）などに応用することが可能である。すなわち、通信システムとしては、例えば、２．４ＧＨｚ帯無線ＬＡＮ（ＩＥＥＥ８０２．１１ｂおよび／あるいはＩＥＥＥ８０２．１１ｇ）、５ＧＨｚ帯無線ＬＡＮ（ＩＥＥＥ８０２．１１ａ）、２．５ＧＨｚ帯のＷｉＭＡＸ、３ＧＨｚ帯のＷｉＭＡＸなどに適用可能である。
【符号の説明】
【００３１】
ＢＰＦ１〜５：バンドパスフィルタ
ＢＡＬ１、ＢＡＬ２：バラン
２Ｇ＿Ｔｘ＿ｉｎ、２Ｇ＿Ｒｘ＿ｉｎ：入力端子
５Ｇ＿Ｔｘ＿ｉｎ：入力端子
３Ｇ＿Ｒｘ＿ｉｎ、３Ｇ＿Ｔｘ＿ｉｎ：入力端子
２Ｇ＿Ｔｘ＿ｏｕｔ、２Ｇ＿Ｒｘ＿ｏｕｔ（Ｎ、Ｐ）：出力端子
５Ｇ＿Ｔｘ＿ｏｕｔ：出力端子
３Ｇ＿Ｒｘ＿ｏｕｔ（Ｎ、Ｐ）、３Ｇ＿Ｔｘ＿ｏｕｔ：出力端子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周波数帯域の異なる複数の通信帯域毎に複数のフィルタを備え、
前記フィルタは誘電体層を積層した積層基板に構成され、
同じ通信帯域の前記複数のフィルタはグランド電極を挟んで積層方向に積み重なるように配置され、
異なる通信帯域のフィルタ同士は積層方向に垂直な方向の別々の領域に配置されていることを特徴とするフィルタモジュール。
【請求項２】
前記フィルタの少なくとも一部として帯状の共振線路を備えた複数のバンドパスフィルタを備え、
前記バンドパスフィルタ全ての共振線路の延設方向が同じであることを特徴とする請求項１に記載のフィルタモジュール。
【請求項３】
前記バンドパスフィルタの配置において、周波数帯域の異なるバンドパスフィルタ同士は共振線路の延設方向に並べて配置されていることを特徴とする請求項２に記載のフィルタモジュール。
【請求項４】
前記バンドパスフィルタの配置において、周波数帯域が隣接するバンドパスフィルタの間に他の周波数帯域のバンドパスフィルタが配置されていることを特徴とする請求項２または３に記載のフィルタモジュール。
【請求項５】
前記各フィルタの外部接続用の入力端子および出力端子は前記積層基板の矩形の裏面の各辺に沿ってに形成され、
前記入力端子および出力端子はそれぞれビア電極を介して、前記積層基板に構成された前記各フィルタに接続され、
前記各フィルタの入力端子と出力端子はそれぞれ裏面の異なる辺側に配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のフィルタモジュール。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載のフィルタモジュールを用いた通信装置。
【請求項１】
周波数帯域の異なる複数の通信帯域毎に複数のフィルタを備え、
前記フィルタは誘電体層を積層した積層基板に構成され、
同じ通信帯域の前記複数のフィルタはグランド電極を挟んで積層方向に積み重なるように配置され、
異なる通信帯域のフィルタ同士は積層方向に垂直な方向の別々の領域に配置されていることを特徴とするフィルタモジュール。
【請求項２】
前記フィルタの少なくとも一部として帯状の共振線路を備えた複数のバンドパスフィルタを備え、
前記バンドパスフィルタ全ての共振線路の延設方向が同じであることを特徴とする請求項１に記載のフィルタモジュール。
【請求項３】
前記バンドパスフィルタの配置において、周波数帯域の異なるバンドパスフィルタ同士は共振線路の延設方向に並べて配置されていることを特徴とする請求項２に記載のフィルタモジュール。
【請求項４】
前記バンドパスフィルタの配置において、周波数帯域が隣接するバンドパスフィルタの間に他の周波数帯域のバンドパスフィルタが配置されていることを特徴とする請求項２または３に記載のフィルタモジュール。
【請求項５】
前記各フィルタの外部接続用の入力端子および出力端子は前記積層基板の矩形の裏面の各辺に沿ってに形成され、
前記入力端子および出力端子はそれぞれビア電極を介して、前記積層基板に構成された前記各フィルタに接続され、
前記各フィルタの入力端子と出力端子はそれぞれ裏面の異なる辺側に配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のフィルタモジュール。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載のフィルタモジュールを用いた通信装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−２４５８０４（Ｐ２０１０−２４５８０４Ａ）
【公開日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−９１７９１（Ｐ２００９−９１７９１）
【出願日】平成２１年４月６日（２００９．４．６）
【出願人】（０００００５０８３）日立金属株式会社 (2,051)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月６日（２００９．４．６）
【出願人】（０００００５０８３）日立金属株式会社 (2,051)
【Ｆターム（参考）】
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