フィルタ装置
【課題】 小型で通過帯帯域幅の調整が容易で、かつ通過帯域の両側に急峻な減衰特性を有するフィルタ装置を提供する。
【解決手段】 誘電体層の積層体を挟んで対向するように配置された第１および第２の接地電極２ａ，２ｂと、複数の共振器電極３と、第２の接地電極２ｂと共振器電極３との間で第２の接地電極２ｂと対向し、複数の共振器電極３のそれぞれの開放端に貫通導体７で接続された短縮容量電極４と、誘電体層を挟んで第２の接地電極２ｂとは反対側に配置され、端部が隣り合う２つの短縮容量電極４と対向する結合容量電極５と、結合容量電極５に対して誘電体層を挟んで短縮容量電極４とは反対側で結合容量電極５の端部と対向するとともに貫通導体７に接続されている補助容量電極６と、補助容量電極６の初段と最終段に接続された外部端子とを備えるフィルタ装置。通過帯帯域幅の調整が容易で、通過帯域の両側に急峻な減衰特性を有する。
【解決手段】 誘電体層の積層体を挟んで対向するように配置された第１および第２の接地電極２ａ，２ｂと、複数の共振器電極３と、第２の接地電極２ｂと共振器電極３との間で第２の接地電極２ｂと対向し、複数の共振器電極３のそれぞれの開放端に貫通導体７で接続された短縮容量電極４と、誘電体層を挟んで第２の接地電極２ｂとは反対側に配置され、端部が隣り合う２つの短縮容量電極４と対向する結合容量電極５と、結合容量電極５に対して誘電体層を挟んで短縮容量電極４とは反対側で結合容量電極５の端部と対向するとともに貫通導体７に接続されている補助容量電極６と、補助容量電極６の初段と最終段に接続された外部端子とを備えるフィルタ装置。通過帯帯域幅の調整が容易で、通過帯域の両側に急峻な減衰特性を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば携帯電話，無線ＬＡＮ（Local Area Network）等の無線通信機器その他の各種通信機器等において使用されるフィルタ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話機や無線ＬＡＮ等の様々な用途で無線通信機器が用いられるようになっており、各無線通信機器において使用される周波数が互いに近くなっていることから、これらの無線通信機器には、所望周波数帯域の信号のみを選択的に通過させるとともに、通過帯域の低周波側および高周波側に近接した信号帯域における不所望信号の混入を防止して良質の通信を行ない得る必要がある。
【０００３】
このような要求に対して、図７に分解斜視図で示す例のような、端部が２つの共振器電極13・13のそれぞれと対向する結合調整電極15を備えたフィルタ装置が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。このフィルタ装置においては、結合調整電極15を備えていることにより、共振器電極13・13間において、誘導性の結合だけでなく容量性の結合も生じさせることができるので、通過帯域幅を調整できるとともに、誘導性の結合と容量性の結合の並列共振回路により所定の通過帯域近傍の周波数帯域における信号を急峻に減衰させることができるというものである。
【０００４】
また、近年の無線機器の小型化に伴い、その内部に使用されるフィルタ装置にも小型化が要求されている。これに対して、共振器電極の開放端側と対面する位置に短縮電極を備えたフィルタ装置が提案されている（例えば、特許文献２を参照）。共振器電極の開放端側と対向する位置に波長短縮電極を配置することで、波長短縮電極による波長短縮効果によって共振器電極を短くすることができ、フィルタ装置の小型化ができるというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−120703号公報
【特許文献２】特開2006−166136号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来のフィルタ装置においては、結合調整用電極は各共振器電極に対向するように配置するため、小型のフィルタ装置で共振器電極幅が細い場合には結合調整用電極による容量性の結合が不十分となって帯域幅の調整が難しくなり、また、通過帯域の片側にしか急峻な減衰特性が得られないため、通過帯域の他の片側の減衰特性が急峻でないものとなってしまった。
【０００７】
本発明は上記課題に鑑みて案出されたものであり、その目的は、小型で通過帯帯域幅の調整が容易であり、かつ通過帯域の両側に急峻な減衰特性を有するとともに、高周波側の減衰特性の跳ね上がりの小さいフィルタ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のフィルタ装置は、複数の誘電体層が積層されてなる積層体と、該積層体を挟んで対向するように配置された第１の接地電極および第２の接地電極と、前記積層体内において互いに電磁界結合するように平面視で横並びに整列され、それぞれ一方端が短絡端で他方端が開放端である複数の共振器電極と、前記第２の接地電極と前記共振器電極との間において前記誘電体層を挟んで前記第２の接地電極と対向するとともに、前記複数の共振器電極のそれぞれの開放端に前記誘電体層を貫通する貫通導体によって電気的に接続された複数の短縮容量電極と、複数の該短縮容量電極に対して前記誘電体層を挟んで前記第２の接地電極とは反対側に配置され、端部がそれぞれ隣り合う前記２つの短縮容量電極と対向する複数の結合容量電極と、該結合容量電極に対して前記誘電体層を挟んで前記複数の短縮容量電極とは反対側で、前記結合容量電極の端部とそれぞれ対向するとともに前記貫通導体にそれぞれ接続されている複数の補助容量電極と、該複数の補助容量電極の初段と最終段に電気的に接続された２つの外部端子とを備えることを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明のフィルタ装置は、上記構成において、前記結合容量電極は、前記共振器電極の前記短絡端側で前記短縮容量電極に対向することを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明のフィルタ装置は、上記各構成において、前記補助容量電極は、前記結合容量電極と対向する対向部と、該対向部より幅が小さい、前記対向部と前記貫通導体とを接続する接続部とからなることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のフィルタ装置によれば、誘電体層を挟んで第２の接地容量電極とは反対側に配置され、端部がそれぞれ隣り合う２つの短縮容量電極と対向する複数の結合容量電極と、結合容量電極に対して誘電体層を挟んで複数の短縮容量電極とは反対側で、結合容量電極の端部とそれぞれ対向するとともに貫通導体にそれぞれ接続されている複数の補助容量電極とを備えることから、短縮容量電極を有することで共振器電極を短くすることができるので共振器を小さくすることができ、また、隣り合う共振器電極間に発生する誘導結合と、結合容量電極による短縮容量電極間の容量結合、即ち短縮容量電極が接続された共振器電極間の容量結合とによって形成される並列共振回路により減衰極が発現して、通過帯域の低周波側における信号を急激に減衰させることができるとともに、共振器電極の幅が細い場合であっても、結合容量電極は短縮容量電極および補助容量電極との間で容量結合するので、短縮容量電極および補助容量電極が接続された共振器電極間の容量結合が十分なものとなり、通過帯域幅を容易に調整できる。
【００１２】
また、隣り合う貫通導体の短縮容量電極と補助容量電極とを接続する部分同士の間に発生する誘導結合と、短縮容量電極と結合容量電極との間および補助容量電極と結合容量電極との間に発生する容量結合とによっても並列共振回路が形成され、これによって通過帯域の高周波側にも減衰極が発現するので、通過帯域の高周波側における信号を急激に減衰させることができる。よって、通過帯域の両側に急峻な減衰特性を有するフィルタ装置となる。
【００１３】
また、本発明のフィルタ装置によれば、上記構成において、結合容量電極が共振器電極の短絡端側で短縮容量電極に対向するときには、隣り合う共振器電極との間に発生する誘導結合と、結合容量電極による短縮容量電極間の容量結合、即ち短縮容量電極が接続された共振器電極間の容量結合とによって形成される並列共振回路の中に短縮容量電極と補助容量電極との間で形成される不要な容量結合が減少するので、高次の共振が高周波側にシフトして減衰特性の跳ね上がりを小さくすることができ、通過帯域の高周波側での減衰特性が良好なものとなる。
【００１４】
また、本発明のフィルタ装置によれば、上記各構成において、補助容量電極が、結合容量電極と対向する対向部と、対向部より幅が小さい、対向部と貫通導体とを接続する接続部とからなるときには、補助容量電極の対向部と結合容量電極との間だけで容量結合が発生するので、隣り合う共振器電極との間に発生する誘導結合と、結合容量電極による短縮容量電極間の容量結合、即ち短縮容量電極が接続された共振器電極間の容量結合とによって形成される並列共振回路の中に短縮容量電極と補助容量電極との間で形成される不要な容量結合が減少するので、高次の共振が高周波側にシフトして減衰特性の跳ね上がりを小さくすることができるとともに、接続部の幅が小さいことから、インダクタ成分が増加して、複数の貫通導体の短縮容量電極と補助容量電極とを接続する部分同士の間に発生する誘導結合と、短縮容量電極と結合容量電極との間および補助容量電極と結合容量電極との間に発生する容量結合とによる並列共振回路の誘導結合が増加するので、この並列共振回路による通過帯域の高周波側の減衰極が発現する周波数が低下し、通過帯域の高周波側における減衰がより急峻なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明のフィルタ装置の実施の形態の一例を模式的に示す分解斜視図である。
【図２】（ａ）は図１のＡ−Ａ線における断面を示す断面図であり、（ｂ）は図１に示すフィルタ装置の共振器電極、短縮容量電極、結合容量電極および補助容量電極の位置を示す平面図である。
【図３】本発明のフィルタ装置の実施の形態の他の一例を模式的に示す分解斜視図である。
【図４】（ａ）は図３のＡ−Ａ線における断面を示す断面図であり、（ｂ）は図３に示すフィルタ装置の共振器電極、短縮容量電極、結合容量電極および補助容量電極の位置を示す平面図である。
【図５】本発明のフィルタ装置の実施の形態の他の一例を模式的に示す分解斜視図である。
【図６】本発明のフィルタ装置の伝送特性のシミュレーション結果を示す図である。
【図７】従来のフィルタ装置の実施の形態の一例を模式的に示す分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明のフィルタ装置について以下に詳細に説明する。図１〜図７において、１ａは誘電体層、１は誘電体層１ａが積層されてなる積層体、２ａは第１の接地電極、２ｂは第２の接地電極、３は共振器電極、４は短縮容量電極、５は結合容量電極、６は補助容量電極、７は貫通導体、８は入力端子電極、８ａは入力結合電極、９は出力端子電極、９ａは出力結合電極を示している。なお、図２（ｂ）および図４（ｂ）は、共振器電極３、短縮容量電極４、結合容量電極５および補助容量電極６の平面視での位置関係を示すものであり、これら以外は省略して示している。
【００１７】
図１〜図５に示す例では、積層体１は５つの誘電体層１ａが積層されて構成されているが、誘電体層１ａの層数は、各誘電体層１ａの厚みや比誘電率、あるいは、第１の接地電極２ａ，第２の接地電極２ｂ，共振器電極３，短縮容量電極４，結合容量電極５,補助容量電極６，入力結合電極８ａおよび出力結合電極９ａといった各電極の配置等によって適宜変えることができる。例えば、図１に示す例では、積層体１を挟んで対向するように第１の接地電極２ａと第２の接地電極２ｂとが配置され、第１の接地電極２ａが配置された誘電体層１ａ上に第１の接地電極２ａとは電気的に絶縁されて入力端子電極８および出力端子電極９が配置されているが、第１の接地電極２ａの上にさらに絶縁層１ａを積層して、その上に入力端子電極８および出力端子電極９を配置してもよい。入力端子電極８および出力端子電極９は、並びの両端の補助容量電極６即ち初段および最終段の補助容量電極６にそれぞれ貫通導体７で接続されており、入力端子電極８および出力端子電極９が外部回路基板等に接続されることでフィルタ装置への信号の入出力点となる。また、図５に示す例のように、入力端子電極８および出力端子電極９は、それぞれ初段および最終段の補助容量電極６に対向する入力結合電極８ａおよび出力結合電極９ａを介して初段および最終段の補助容量電極６に電気的に接続してもよい。
【００１８】
また、共振器電極３は、それぞれ一方端が短絡端で他方端が開放端であり、積層体１の１つの誘電体層１ａ・１ａ間に、互いに電磁界結合するように平面視で横並びに整列されて、所謂コムライン型に配置されて、相互に誘導結合（エッジ結合）している。共振器電極３の形状や間隔は、要求される特性（通過帯域周波数や通過帯域幅）に応じて適宜設定されるが、安定した誘導結合（エッジ結合）を得るにはエッジ部分の対向する長さの長い、細長い帯状の形状であるのが望ましい。
【００１９】
図１〜図４では２つの共振器電極３を備える例を示し、図５では３つの共振器電極３を備える例を示しているが、共振器電極は４つ以上を設けてもよく、損失が大きくならない程度の個数であればよい。無線ＬＡＮ等の用途では、損失と減衰特性のバランスから、共振器電極３の数は２つまたは３つが好ましい。
【００２０】
また、短縮容量電極４は、第２の接地電極２ｂおよび共振器電極３との間において誘電体層１ａを挟んで第２の接地電極２ｂと対向して配置され、複数の共振器電極３のそれぞれの開放端に貫通導体７によって電気的に接続されている。これによって、共振器電極３を短くすることができるので共振器を小さくすることができ、フィルタ装置も小型化することができる。
【００２１】
また、誘電体層１ａを挟んで第２の接地容量電極２ｂとは反対側で、両端部がそれぞれ隣り合う短縮容量電極４と対向する結合容量電極５と、誘電体層１ａを挟んで複数の短縮容量電極４とは反対側で、結合容量電極５の両端部とそれぞれ対向するとともに貫通導体７に接続されている複数の補助容量電極６とを備える。そして、補助容量電極６の初段および最終段が、それぞれ入力端子電極８および出力端子電極９と貫通導体７によって電気的に接続されている。
【００２２】
このことにより、隣り合う共振器電極３・３間に発生する誘導結合と、結合容量電極５による短縮容量電極４・４間の容量結合、即ち短縮容量電極４・４が接続された共振器電極３・３間の容量結合とによって形成される並列共振回路により減衰極が発現して、通過帯域の低周波側における信号を急激に減衰させることができる。また、共振器電極３の幅が細い場合であっても、結合容量電極５は短縮容量電極４および補助容量電極６との間で容量結合するので、短縮容量電極４および補助容量電極６が接続された共振器電極３・３間の容量結合が十分なものとなり、通過帯域幅を容易に調整できる。
【００２３】
また、隣り合う貫通導体７・７の短縮容量電極４と補助容量電極６とを接続する部分同士の間に発生する誘導結合と、短縮容量電極４と結合容量電極５との間および補助容量電極６と結合容量電極５との間に発生する容量結合とによっても並列共振回路が形成され、これによって通過帯域の高周波側にも減衰極が発現するので、通過帯域の高周波側における信号を急激に減衰させることができる。よって、通過帯域の両側に急峻な減衰特性を有するフィルタ装置となる。
【００２４】
また、本発明のフィルタ装置は、図３および図４に示す例のように、上記構成において、結合容量電極５を、共振器電極３の短絡端側で短縮容量電極４に対向させたときには、隣り合う共振器電極３・３との間に発生する誘導結合と、結合容量電極５による短縮容量電極４・４間の容量結合、即ち短縮容量電極４・４が接続された共振器電極３・３間の容量結合とによって形成される並列共振回路の中に短縮容量電極４と補助容量電極６との間で形成される不要な容量結合が減少するので、高次の共振が高周波側にシフトして減衰特性の跳ね上がりを小さくすることができ、通過帯域の高周波側での減衰特性が良好なものとなる。
【００２５】
また、本発明のフィルタ装置は、図３および図４に示す例のように、上記各構成において、補助容量電極６を結合容量電極５と対向する対向部と、対向部より幅が小さい対向部と貫通導体７とを接続する接続部とからなるものとしたときには、補助容量電極６の対向部と結合容量電極５との間だけで容量結合を発生するので、共振器電極３・３間に発生する誘導結合と、結合容量電極５による短縮容量電極４・４間の容量結合、即ち短縮容量電極４・４が接続された共振器電極３・３間の容量結合とによって形成される並列共振回路の中に短縮容量電極４と補助容量電極６との間で形成される不要な容量結合が減少するので、高次の共振が高周波側にシフトして減衰特性の跳ね上がりを小さくすることができるとともに、接続部の幅が小さいことから、インダクタ成分が増加して、複数の貫通導体７・７の短縮容量電極４と補助容量電極６とを接続する部分同士の間に発生する誘導結合と、短縮容量電極４と結合容量電極５との間および補助容量電極６と結合容量電極５との間に発生する容量結合とによる共振回路の誘導結合が増加するので、この並列共振回路による通過帯域の高周波側の減衰極が発現する周波数が低下し、通過帯域の高周波側における減衰がより急峻なものとなる。
【００２６】
短縮容量電極４は、短縮容量電極４と共振器電極３とが平面視で重なると、その重なった面積分だけ共振器電極３と第１および第２の接地電極２ａ，２ｂとの結合が小さくなってしまい、また、例えば共振器電極３に接続された短縮容量電極４と他の共振器電極３とが平面視で重なると、共振器電極３と隣り合う共振器電極３との結合量が変わってしまうので、図１に示す例のように、短縮容量電極４を長方形や楕円形のような細長い形状とし、共振器電極３の開放端と短縮容量電極４の一方端とを接続し、短縮容量電極４の他方端を共振器電極３の開放端を延長する方向に向けるとよい。
【００２７】
結合容量電極５は、平面視で短縮容量電極４からはみ出す部分が小さい方が好ましい。結合容量電極５の平面視で短縮容量電極４からはみ出す部分（結合容量電極５の平面視で短縮容量電極４とは重ならない部分）と第２の接地電極２ｂおよび第１の接地電極２ａとの間で不要な容量結合が発現して共振器電極３によるフィルタ特性に影響するからである。このようなことから、結合容量電極５の形状は、図１から図７に示す例のように、短縮容量電極４と対向する両端部と細い導体で接続した形状とするのが好ましい。
【００２８】
また、図５に示す例のように共振器電極３が３つ以上ある場合は、隣り合う２つの短縮容量電極４と対向する結合容量電極５を２つ以上配置する。このとき、例えば、図５に示す例のように、共振器電極３が３つあり、それに接続された短縮容量電極４も３つある場合には、初段（１段目）の短縮容量電極４と２段目の短縮容量電極４とに対向する結合容量電極５と、最終段（３段目）の短縮容量電極４と２段目の短縮容量電極４とに対向する結合容量電極５の２つの結合容量電極５・５が並べて配置される。２段目の短縮容量電極４には、隣り合う２つ結合容量電極５のそれぞれの端部が対向することとなる。図５に示す例では、１つの結合容量電極５の２つの端部の大きさが異なっているが、特性上は大きな問題とはならない。
【００２９】
補助容量電極６は、図１および図２に示す例のように、短縮容量電極４と同じ形状のものを平面視で同じ位置に配置してもよいが、上述したような理由から、短縮容量電極４との間に形成される不要な容量結合を小さくするように、補助容量電極６の結合容量電極５との対向部を、結合容量電極５の端部と同様の大きさおよび形状として、対向部より幅が小さい接続部を設けるのが好ましい。
【００３０】
誘電体層１ａとしては、例えば、アルミナ，ムライト，窒化アルミニウム，ＢａＯ−ＴｉＯ２系，ＣａＯ−ＴｉＯ２系，ＭｇＯ−ＴｉＯ２系およびガラスセラミックス等のセラミック材料、あるいは四ふっ化エチレン樹脂（ポリテトラフルオロエチレン：ＰＴＦＥ），四ふっ化エチレン−エチレン共重合樹脂（テトラフルオロエチレン−エチレン共重合樹脂：ＥＴＦＥ），四ふっ化エチレン−パーフルオロアルコキシエチレン共重合樹脂（テトラフルオロエチレン−パーフルテロアルキルビニルエーテル共重合樹脂：ＰＦＡ）等のフッ素樹脂やガラスエポキシ樹脂，ポリイミド等の有機樹脂材料が用いられる。これらの材料による誘電体層１ａの形状や寸法（厚みや幅，長さ）は、使用される周波数や用途等に応じて設定される。セラミック材料の場合は、より高周波の信号を伝送することが可能な、Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ等の低抵抗金属からなる導体材料と同時焼成が可能な低温焼成セラミックスが好ましい。
【００３１】
第１の接地電極２ａ，第２の接地電極２ｂ，共振器電極３，短縮容量電極４，結合容量電極５，補助容量電極６，貫通導体７，入力端子電極８，出力端子電極９，入力結合電極８ａおよび出力結合電極９ａは、誘電体層１ａがセラミック材料からなる場合は、Ｗ，Ｍｏ，Ｍｏ−Ｍｎ，Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ等の金属を主成分とするメタライズ層により形成される。また、誘電体層１ａが樹脂系材料からなる場合は、厚膜印刷法，各種の薄膜形成方法，めっき法あるいは箔転写法等により形成した金属層や、このような金属層上にめっき層を形成したもの、例えばＣｕ層，Ｃｒ−Ｃｕ合金層またはＣｒ−Ｃｕ合金層上にＮｉめっき層およびＡｕめっき層を被着させたもの，ＴａＮ層上にＮｉ−Ｃｒ合金層およびＡｕめっき層を被着させたもの，Ｔｉ層上にＰｔ層およびＡｕめっき層を被着させたもの，Ｎｉ−Ｃｒ合金層上にＰｔ層およびＡｕめっき層を被着させたもの等が挙げられる。その厚みや幅は、伝送される高周波信号の周波数や用途等に応じて設定される。
【００３２】
第１の接地電極２ａ，第２の接地電極２ｂ，共振器電極３，短縮容量電極４，結合容量電極５，補助容量電極６，入力端子電極８，出力端子電極９，入力結合電極８ａおよび出力結合電極９ａの形成は、周知の方法を用いればよい。例えば誘電体層１ａがガラスセラミックスから成る場合であれば、まずそれら誘電体層１ａとなるガラスセラミックスのグリーンシートを準備し、グリーンシート上にスクリーン印刷法によりＡｇ等の導体ペーストを所定形状で印刷塗布して第１の接地電極２ａ，第２の接地電極２ｂ，共振器電極３，短縮容量電極４，結合容量電極５，補助容量電極６，入力端子電極８,出力端子電極９，入力結合電極８ａおよび出力結合電極９ａの各電極パターンを形成する。次に、これらの電極パターンが形成されたグリーンシートを重ねて圧着するなどして積層体を作製し、この積層体を850〜1000℃で焼成することにより形成する。その後、外表面に露出している電極上には、ＮｉめっきおよびＡｕめっき等のめっき皮膜を形成する。誘電体層１ａが有機樹脂材料から成る場合であれば、例えば有機樹脂シート上に第１の接地電極２ａ，第２の接地電極２ｂ，共振器電極３，短縮容量電極４，結合容量電極５，補助容量電極６，入力端子電極８，出力端子電極９，入力結合電極８ａおよび出力結合電極９ａの各電極パターン形状に加工したＣｕ箔を転写し、Ｃｕ箔が転写された有機樹脂シートを積層して接着剤で接着することによって形成する。
【００３３】
第１の接地電極２ａおよび第２の接地電極２ｂと共振器電極３の短絡端とを接続する接続導体は、それらの間に位置する誘電体層１ａ内に形成された貫通導体または誘電体層１ａの端面に形成された端面導体の形態で形成することによって、積層されたそれら誘電体層１ａの内部に形成するフィルタ装置の設計自由度が向上するとともに、より小型で高性能なフィルタ装置とすることができる。
【００３４】
このような接続導体となる貫通導体や側面導体は、誘電体層１ａがガラスセラミックス等のセラミックスから成る場合には、貫通導体は、例えば前述の製造方法において、第１の接地電極２ａ，第２の接地電極２ｂ，共振器電極３，短縮容量電極４，結合容量電極５，補助容量電極６，入力端子電極８，出力端子電極９，入力結合電極８ａおよび出力結合電極９ａの各電極パターンを形成する前に、グリーンシートに金型加工やレーザー加工によりあらかじめ形成しておいた貫通孔内に同様の導体ペーストを印刷法等によって充填することで形成することができ、端面導体は、例えば内部の電極を端面に露出させたグリーンシート積層体を形成した後、同様の導体ペーストをグリーンシート積層体の側面に印刷することによって形成することができる。また、端面導体は、グリーンシートに貫通孔を形成しておき、第１の接地電極２ａおよび第２の接地電極２ｂをこの貫通孔に接するように形成した後、グリーンシートの積層前または積層後に導体ペーストを貫通孔の内面に印刷し、または貫通穴に充填して、貫通孔の部分で切断することによっても形成することができる。誘電体層１ａが樹脂系材料から成る場合も同様に、グリーンシートに代えて有機樹脂シートを用い、導体ペーストの印刷やめっきによって貫通孔内に貫通導体を形成したり、薄膜法等によって側面導体を形成したりすればよい。
【００３５】
具体的には、無線ＬＡＮの規格に用いられるような、通過帯域の周波数が5.15〜5.85ＧＨｚのバンドパスフィルタとしてのフィルタ装置は、図１に示すような形態であれば、例えば誘電体層１ａとして比誘電率が7.7のガラスセラミックスを用い、第１の接地電極２ａ，第２の接地電極２ｂ，共振器電極３，短縮容量電極４，結合容量電極５，補助容量電極６,入力端子電極８，出力端子電極９，入力結合電極８ａ，出力結合電極９ａ，および貫通導体７にＣｕメタライズを用いることにより得られる。比誘電率が7.4のガラスセラミックスは、例えば、ガラス成分としてＰｂＯ，Ｂ２Ｏ３，ＳｉＯ２，Ａｌ２Ｏ３，ＺｎＯおよびアルカリ土類金属酸化物を主成分とする結晶化ガラスが50質量％と、フィラー成分としてアルミナが50質量％とからなるものを用いればよい。
【００３６】
このとき、誘電体層１ａは、厚みを上から順に、260μｍ，110μｍ，25μｍ，25μｍ，35μｍとする。第１の接地電極２ａおよび第２の接地電極２ｂは、寸法を1.65ｍｍ×1.5ｍｍとする。第１の接地電極２ａには入力端子電極８および出力端子電極９を配置するための0.5ｍｍ×0.5ｍｍの開口部を２つ設ける。２つの共振器電極３は寸法が0.13ｍｍ×0.7ｍｍで0.125ｍｍの間隔で横並びに整列し、各短絡端を積層体１の短絡端側の側面全面に形成した端面導体で接地電極２ａ，２ｂに接続する。短縮容量電極４は、寸法が0.96ｍｍ×0.825ｍｍで、平面視で共振器電極３よりそれぞれ内側に0.0125ｍｍの位置に配置して、共振器電極３の各開放端側の端部と0.13ｍｍ×0.15ｍｍの範囲で重なるように配置し、重なる部分の中心で直径0.15ｍｍの貫通導体７によって共振器電極３に接続する。結合容量電極５は、寸法が0.275ｍｍ×0.675ｍｍである端部を寸法が0.6ｍｍ×0.15ｍｍの導体で接続する形状であり、端部がそれぞれ各短縮容量電極４の短絡端側から0.075ｍｍの位置で各短縮容量電極４と重なるように配置する。補助容量電極６は、それぞれの寸法が9.6ｍｍ×0.825ｍｍで、平面視で各短縮容量電極４と同じ位置に配置して貫通導体７に接続する。入力端子電極８および出力端子電極９は、寸法が0.2ｍｍ×0.2ｍｍで、上記開口部の中心に配置して、かつ２つの補助容量電極６のそれぞれに平面視で中央部と重なるように配置するとともに、直径0.15ｍｍの貫通導体７で接続する。
【００３７】
このような例の本発明のフィルタ装置のフィルタ特性は、図６の線図に破線の特性曲線で示すようなものとなる。図６に示す線図において、縦軸は挿入損失（単位：ｄＢ）を、横軸は周波数（単位：ＧＨｚ）を示す。従来のフィルタ装置では、例えば、図６の線図に一点鎖線の特性曲線で示すような、通過帯域の片側にしか減衰極のないフィルタ特性であるのに対して、本発明のフィルタ装置の特性は、通過帯域の両側（低周波側では３ＧＨｚ付近、高周波側では17〜18ＧＨｚ付近）においても急峻な減衰特性を得ることが分かる。
【００３８】
また、図３に示す例のような本発明のフィルタ装置のフィルタ特性は、図６の線図に実線の特性曲線で示すようなものとなる。この例のフィルタ装置は、図１の例の本発明のフィルタ装置に対して、結合容量電極５は、寸法が0.325ｍｍ×0.575ｍｍである端部を寸法が0.525ｍｍ×0.15ｍｍの導体で接続する形状であり、端部がそれぞれ各短縮容量電極４の短絡端側から0.05ｍｍの位置で各短縮容量電極４と重なるように配置する。また、補助容量電極６は、寸法が0.425ｍｍ×0.675ｍｍの対向部と寸法が0.175ｍｍ×0.15ｍｍの接続部とを短絡端側の辺を揃えて接続した形状であり、短絡端側の辺および外側の辺を短縮容量電極４のそれぞれに揃えて配置して貫通導体７に接続する。これ以外の各電極や誘電体層は、上記と同様の寸法、形状および配置とするものである。
【００３９】
この例の結果から、結合容量電極５を、共振器電極３の短絡端側で短縮容量電極４に対向させ補助容量電極６を結合容量電極５と対向する対向部と、対向部より幅が小さい対向部と貫通導体７とを接続する接続部とからなるものとした場合には、通過帯域の高周波側の減衰極が発現する周波数が低下して、通過帯域の高周波側における減衰がより急峻なものとなるとともに、高次の共振が高周波側にシフトして減衰特性の跳ね上がりが小さくなることで、通過帯域の高周波側での減衰特性がより良好なフィルタ特性が得られるといえる。
【符号の説明】
【００４０】
１・・・・積層体
１ａ・・・誘電体層
２ａ・・・第１の接地電極
２ｂ・・・第２の接地電極
３・・・・共振器電極
４・・・・短縮容量電極
５・・・・結合容量電極
６・・・・補助容量電極
７・・・・貫通導体
８・・・・入力端子電極
８ａ・・・入力結合電極
９・・・・出力端子電極
９ａ・・・出力結合電極
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば携帯電話，無線ＬＡＮ（Local Area Network）等の無線通信機器その他の各種通信機器等において使用されるフィルタ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話機や無線ＬＡＮ等の様々な用途で無線通信機器が用いられるようになっており、各無線通信機器において使用される周波数が互いに近くなっていることから、これらの無線通信機器には、所望周波数帯域の信号のみを選択的に通過させるとともに、通過帯域の低周波側および高周波側に近接した信号帯域における不所望信号の混入を防止して良質の通信を行ない得る必要がある。
【０００３】
このような要求に対して、図７に分解斜視図で示す例のような、端部が２つの共振器電極13・13のそれぞれと対向する結合調整電極15を備えたフィルタ装置が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。このフィルタ装置においては、結合調整電極15を備えていることにより、共振器電極13・13間において、誘導性の結合だけでなく容量性の結合も生じさせることができるので、通過帯域幅を調整できるとともに、誘導性の結合と容量性の結合の並列共振回路により所定の通過帯域近傍の周波数帯域における信号を急峻に減衰させることができるというものである。
【０００４】
また、近年の無線機器の小型化に伴い、その内部に使用されるフィルタ装置にも小型化が要求されている。これに対して、共振器電極の開放端側と対面する位置に短縮電極を備えたフィルタ装置が提案されている（例えば、特許文献２を参照）。共振器電極の開放端側と対向する位置に波長短縮電極を配置することで、波長短縮電極による波長短縮効果によって共振器電極を短くすることができ、フィルタ装置の小型化ができるというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−120703号公報
【特許文献２】特開2006−166136号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来のフィルタ装置においては、結合調整用電極は各共振器電極に対向するように配置するため、小型のフィルタ装置で共振器電極幅が細い場合には結合調整用電極による容量性の結合が不十分となって帯域幅の調整が難しくなり、また、通過帯域の片側にしか急峻な減衰特性が得られないため、通過帯域の他の片側の減衰特性が急峻でないものとなってしまった。
【０００７】
本発明は上記課題に鑑みて案出されたものであり、その目的は、小型で通過帯帯域幅の調整が容易であり、かつ通過帯域の両側に急峻な減衰特性を有するとともに、高周波側の減衰特性の跳ね上がりの小さいフィルタ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のフィルタ装置は、複数の誘電体層が積層されてなる積層体と、該積層体を挟んで対向するように配置された第１の接地電極および第２の接地電極と、前記積層体内において互いに電磁界結合するように平面視で横並びに整列され、それぞれ一方端が短絡端で他方端が開放端である複数の共振器電極と、前記第２の接地電極と前記共振器電極との間において前記誘電体層を挟んで前記第２の接地電極と対向するとともに、前記複数の共振器電極のそれぞれの開放端に前記誘電体層を貫通する貫通導体によって電気的に接続された複数の短縮容量電極と、複数の該短縮容量電極に対して前記誘電体層を挟んで前記第２の接地電極とは反対側に配置され、端部がそれぞれ隣り合う前記２つの短縮容量電極と対向する複数の結合容量電極と、該結合容量電極に対して前記誘電体層を挟んで前記複数の短縮容量電極とは反対側で、前記結合容量電極の端部とそれぞれ対向するとともに前記貫通導体にそれぞれ接続されている複数の補助容量電極と、該複数の補助容量電極の初段と最終段に電気的に接続された２つの外部端子とを備えることを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明のフィルタ装置は、上記構成において、前記結合容量電極は、前記共振器電極の前記短絡端側で前記短縮容量電極に対向することを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明のフィルタ装置は、上記各構成において、前記補助容量電極は、前記結合容量電極と対向する対向部と、該対向部より幅が小さい、前記対向部と前記貫通導体とを接続する接続部とからなることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のフィルタ装置によれば、誘電体層を挟んで第２の接地容量電極とは反対側に配置され、端部がそれぞれ隣り合う２つの短縮容量電極と対向する複数の結合容量電極と、結合容量電極に対して誘電体層を挟んで複数の短縮容量電極とは反対側で、結合容量電極の端部とそれぞれ対向するとともに貫通導体にそれぞれ接続されている複数の補助容量電極とを備えることから、短縮容量電極を有することで共振器電極を短くすることができるので共振器を小さくすることができ、また、隣り合う共振器電極間に発生する誘導結合と、結合容量電極による短縮容量電極間の容量結合、即ち短縮容量電極が接続された共振器電極間の容量結合とによって形成される並列共振回路により減衰極が発現して、通過帯域の低周波側における信号を急激に減衰させることができるとともに、共振器電極の幅が細い場合であっても、結合容量電極は短縮容量電極および補助容量電極との間で容量結合するので、短縮容量電極および補助容量電極が接続された共振器電極間の容量結合が十分なものとなり、通過帯域幅を容易に調整できる。
【００１２】
また、隣り合う貫通導体の短縮容量電極と補助容量電極とを接続する部分同士の間に発生する誘導結合と、短縮容量電極と結合容量電極との間および補助容量電極と結合容量電極との間に発生する容量結合とによっても並列共振回路が形成され、これによって通過帯域の高周波側にも減衰極が発現するので、通過帯域の高周波側における信号を急激に減衰させることができる。よって、通過帯域の両側に急峻な減衰特性を有するフィルタ装置となる。
【００１３】
また、本発明のフィルタ装置によれば、上記構成において、結合容量電極が共振器電極の短絡端側で短縮容量電極に対向するときには、隣り合う共振器電極との間に発生する誘導結合と、結合容量電極による短縮容量電極間の容量結合、即ち短縮容量電極が接続された共振器電極間の容量結合とによって形成される並列共振回路の中に短縮容量電極と補助容量電極との間で形成される不要な容量結合が減少するので、高次の共振が高周波側にシフトして減衰特性の跳ね上がりを小さくすることができ、通過帯域の高周波側での減衰特性が良好なものとなる。
【００１４】
また、本発明のフィルタ装置によれば、上記各構成において、補助容量電極が、結合容量電極と対向する対向部と、対向部より幅が小さい、対向部と貫通導体とを接続する接続部とからなるときには、補助容量電極の対向部と結合容量電極との間だけで容量結合が発生するので、隣り合う共振器電極との間に発生する誘導結合と、結合容量電極による短縮容量電極間の容量結合、即ち短縮容量電極が接続された共振器電極間の容量結合とによって形成される並列共振回路の中に短縮容量電極と補助容量電極との間で形成される不要な容量結合が減少するので、高次の共振が高周波側にシフトして減衰特性の跳ね上がりを小さくすることができるとともに、接続部の幅が小さいことから、インダクタ成分が増加して、複数の貫通導体の短縮容量電極と補助容量電極とを接続する部分同士の間に発生する誘導結合と、短縮容量電極と結合容量電極との間および補助容量電極と結合容量電極との間に発生する容量結合とによる並列共振回路の誘導結合が増加するので、この並列共振回路による通過帯域の高周波側の減衰極が発現する周波数が低下し、通過帯域の高周波側における減衰がより急峻なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明のフィルタ装置の実施の形態の一例を模式的に示す分解斜視図である。
【図２】（ａ）は図１のＡ−Ａ線における断面を示す断面図であり、（ｂ）は図１に示すフィルタ装置の共振器電極、短縮容量電極、結合容量電極および補助容量電極の位置を示す平面図である。
【図３】本発明のフィルタ装置の実施の形態の他の一例を模式的に示す分解斜視図である。
【図４】（ａ）は図３のＡ−Ａ線における断面を示す断面図であり、（ｂ）は図３に示すフィルタ装置の共振器電極、短縮容量電極、結合容量電極および補助容量電極の位置を示す平面図である。
【図５】本発明のフィルタ装置の実施の形態の他の一例を模式的に示す分解斜視図である。
【図６】本発明のフィルタ装置の伝送特性のシミュレーション結果を示す図である。
【図７】従来のフィルタ装置の実施の形態の一例を模式的に示す分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明のフィルタ装置について以下に詳細に説明する。図１〜図７において、１ａは誘電体層、１は誘電体層１ａが積層されてなる積層体、２ａは第１の接地電極、２ｂは第２の接地電極、３は共振器電極、４は短縮容量電極、５は結合容量電極、６は補助容量電極、７は貫通導体、８は入力端子電極、８ａは入力結合電極、９は出力端子電極、９ａは出力結合電極を示している。なお、図２（ｂ）および図４（ｂ）は、共振器電極３、短縮容量電極４、結合容量電極５および補助容量電極６の平面視での位置関係を示すものであり、これら以外は省略して示している。
【００１７】
図１〜図５に示す例では、積層体１は５つの誘電体層１ａが積層されて構成されているが、誘電体層１ａの層数は、各誘電体層１ａの厚みや比誘電率、あるいは、第１の接地電極２ａ，第２の接地電極２ｂ，共振器電極３，短縮容量電極４，結合容量電極５,補助容量電極６，入力結合電極８ａおよび出力結合電極９ａといった各電極の配置等によって適宜変えることができる。例えば、図１に示す例では、積層体１を挟んで対向するように第１の接地電極２ａと第２の接地電極２ｂとが配置され、第１の接地電極２ａが配置された誘電体層１ａ上に第１の接地電極２ａとは電気的に絶縁されて入力端子電極８および出力端子電極９が配置されているが、第１の接地電極２ａの上にさらに絶縁層１ａを積層して、その上に入力端子電極８および出力端子電極９を配置してもよい。入力端子電極８および出力端子電極９は、並びの両端の補助容量電極６即ち初段および最終段の補助容量電極６にそれぞれ貫通導体７で接続されており、入力端子電極８および出力端子電極９が外部回路基板等に接続されることでフィルタ装置への信号の入出力点となる。また、図５に示す例のように、入力端子電極８および出力端子電極９は、それぞれ初段および最終段の補助容量電極６に対向する入力結合電極８ａおよび出力結合電極９ａを介して初段および最終段の補助容量電極６に電気的に接続してもよい。
【００１８】
また、共振器電極３は、それぞれ一方端が短絡端で他方端が開放端であり、積層体１の１つの誘電体層１ａ・１ａ間に、互いに電磁界結合するように平面視で横並びに整列されて、所謂コムライン型に配置されて、相互に誘導結合（エッジ結合）している。共振器電極３の形状や間隔は、要求される特性（通過帯域周波数や通過帯域幅）に応じて適宜設定されるが、安定した誘導結合（エッジ結合）を得るにはエッジ部分の対向する長さの長い、細長い帯状の形状であるのが望ましい。
【００１９】
図１〜図４では２つの共振器電極３を備える例を示し、図５では３つの共振器電極３を備える例を示しているが、共振器電極は４つ以上を設けてもよく、損失が大きくならない程度の個数であればよい。無線ＬＡＮ等の用途では、損失と減衰特性のバランスから、共振器電極３の数は２つまたは３つが好ましい。
【００２０】
また、短縮容量電極４は、第２の接地電極２ｂおよび共振器電極３との間において誘電体層１ａを挟んで第２の接地電極２ｂと対向して配置され、複数の共振器電極３のそれぞれの開放端に貫通導体７によって電気的に接続されている。これによって、共振器電極３を短くすることができるので共振器を小さくすることができ、フィルタ装置も小型化することができる。
【００２１】
また、誘電体層１ａを挟んで第２の接地容量電極２ｂとは反対側で、両端部がそれぞれ隣り合う短縮容量電極４と対向する結合容量電極５と、誘電体層１ａを挟んで複数の短縮容量電極４とは反対側で、結合容量電極５の両端部とそれぞれ対向するとともに貫通導体７に接続されている複数の補助容量電極６とを備える。そして、補助容量電極６の初段および最終段が、それぞれ入力端子電極８および出力端子電極９と貫通導体７によって電気的に接続されている。
【００２２】
このことにより、隣り合う共振器電極３・３間に発生する誘導結合と、結合容量電極５による短縮容量電極４・４間の容量結合、即ち短縮容量電極４・４が接続された共振器電極３・３間の容量結合とによって形成される並列共振回路により減衰極が発現して、通過帯域の低周波側における信号を急激に減衰させることができる。また、共振器電極３の幅が細い場合であっても、結合容量電極５は短縮容量電極４および補助容量電極６との間で容量結合するので、短縮容量電極４および補助容量電極６が接続された共振器電極３・３間の容量結合が十分なものとなり、通過帯域幅を容易に調整できる。
【００２３】
また、隣り合う貫通導体７・７の短縮容量電極４と補助容量電極６とを接続する部分同士の間に発生する誘導結合と、短縮容量電極４と結合容量電極５との間および補助容量電極６と結合容量電極５との間に発生する容量結合とによっても並列共振回路が形成され、これによって通過帯域の高周波側にも減衰極が発現するので、通過帯域の高周波側における信号を急激に減衰させることができる。よって、通過帯域の両側に急峻な減衰特性を有するフィルタ装置となる。
【００２４】
また、本発明のフィルタ装置は、図３および図４に示す例のように、上記構成において、結合容量電極５を、共振器電極３の短絡端側で短縮容量電極４に対向させたときには、隣り合う共振器電極３・３との間に発生する誘導結合と、結合容量電極５による短縮容量電極４・４間の容量結合、即ち短縮容量電極４・４が接続された共振器電極３・３間の容量結合とによって形成される並列共振回路の中に短縮容量電極４と補助容量電極６との間で形成される不要な容量結合が減少するので、高次の共振が高周波側にシフトして減衰特性の跳ね上がりを小さくすることができ、通過帯域の高周波側での減衰特性が良好なものとなる。
【００２５】
また、本発明のフィルタ装置は、図３および図４に示す例のように、上記各構成において、補助容量電極６を結合容量電極５と対向する対向部と、対向部より幅が小さい対向部と貫通導体７とを接続する接続部とからなるものとしたときには、補助容量電極６の対向部と結合容量電極５との間だけで容量結合を発生するので、共振器電極３・３間に発生する誘導結合と、結合容量電極５による短縮容量電極４・４間の容量結合、即ち短縮容量電極４・４が接続された共振器電極３・３間の容量結合とによって形成される並列共振回路の中に短縮容量電極４と補助容量電極６との間で形成される不要な容量結合が減少するので、高次の共振が高周波側にシフトして減衰特性の跳ね上がりを小さくすることができるとともに、接続部の幅が小さいことから、インダクタ成分が増加して、複数の貫通導体７・７の短縮容量電極４と補助容量電極６とを接続する部分同士の間に発生する誘導結合と、短縮容量電極４と結合容量電極５との間および補助容量電極６と結合容量電極５との間に発生する容量結合とによる共振回路の誘導結合が増加するので、この並列共振回路による通過帯域の高周波側の減衰極が発現する周波数が低下し、通過帯域の高周波側における減衰がより急峻なものとなる。
【００２６】
短縮容量電極４は、短縮容量電極４と共振器電極３とが平面視で重なると、その重なった面積分だけ共振器電極３と第１および第２の接地電極２ａ，２ｂとの結合が小さくなってしまい、また、例えば共振器電極３に接続された短縮容量電極４と他の共振器電極３とが平面視で重なると、共振器電極３と隣り合う共振器電極３との結合量が変わってしまうので、図１に示す例のように、短縮容量電極４を長方形や楕円形のような細長い形状とし、共振器電極３の開放端と短縮容量電極４の一方端とを接続し、短縮容量電極４の他方端を共振器電極３の開放端を延長する方向に向けるとよい。
【００２７】
結合容量電極５は、平面視で短縮容量電極４からはみ出す部分が小さい方が好ましい。結合容量電極５の平面視で短縮容量電極４からはみ出す部分（結合容量電極５の平面視で短縮容量電極４とは重ならない部分）と第２の接地電極２ｂおよび第１の接地電極２ａとの間で不要な容量結合が発現して共振器電極３によるフィルタ特性に影響するからである。このようなことから、結合容量電極５の形状は、図１から図７に示す例のように、短縮容量電極４と対向する両端部と細い導体で接続した形状とするのが好ましい。
【００２８】
また、図５に示す例のように共振器電極３が３つ以上ある場合は、隣り合う２つの短縮容量電極４と対向する結合容量電極５を２つ以上配置する。このとき、例えば、図５に示す例のように、共振器電極３が３つあり、それに接続された短縮容量電極４も３つある場合には、初段（１段目）の短縮容量電極４と２段目の短縮容量電極４とに対向する結合容量電極５と、最終段（３段目）の短縮容量電極４と２段目の短縮容量電極４とに対向する結合容量電極５の２つの結合容量電極５・５が並べて配置される。２段目の短縮容量電極４には、隣り合う２つ結合容量電極５のそれぞれの端部が対向することとなる。図５に示す例では、１つの結合容量電極５の２つの端部の大きさが異なっているが、特性上は大きな問題とはならない。
【００２９】
補助容量電極６は、図１および図２に示す例のように、短縮容量電極４と同じ形状のものを平面視で同じ位置に配置してもよいが、上述したような理由から、短縮容量電極４との間に形成される不要な容量結合を小さくするように、補助容量電極６の結合容量電極５との対向部を、結合容量電極５の端部と同様の大きさおよび形状として、対向部より幅が小さい接続部を設けるのが好ましい。
【００３０】
誘電体層１ａとしては、例えば、アルミナ，ムライト，窒化アルミニウム，ＢａＯ−ＴｉＯ２系，ＣａＯ−ＴｉＯ２系，ＭｇＯ−ＴｉＯ２系およびガラスセラミックス等のセラミック材料、あるいは四ふっ化エチレン樹脂（ポリテトラフルオロエチレン：ＰＴＦＥ），四ふっ化エチレン−エチレン共重合樹脂（テトラフルオロエチレン−エチレン共重合樹脂：ＥＴＦＥ），四ふっ化エチレン−パーフルオロアルコキシエチレン共重合樹脂（テトラフルオロエチレン−パーフルテロアルキルビニルエーテル共重合樹脂：ＰＦＡ）等のフッ素樹脂やガラスエポキシ樹脂，ポリイミド等の有機樹脂材料が用いられる。これらの材料による誘電体層１ａの形状や寸法（厚みや幅，長さ）は、使用される周波数や用途等に応じて設定される。セラミック材料の場合は、より高周波の信号を伝送することが可能な、Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ等の低抵抗金属からなる導体材料と同時焼成が可能な低温焼成セラミックスが好ましい。
【００３１】
第１の接地電極２ａ，第２の接地電極２ｂ，共振器電極３，短縮容量電極４，結合容量電極５，補助容量電極６，貫通導体７，入力端子電極８，出力端子電極９，入力結合電極８ａおよび出力結合電極９ａは、誘電体層１ａがセラミック材料からなる場合は、Ｗ，Ｍｏ，Ｍｏ−Ｍｎ，Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ等の金属を主成分とするメタライズ層により形成される。また、誘電体層１ａが樹脂系材料からなる場合は、厚膜印刷法，各種の薄膜形成方法，めっき法あるいは箔転写法等により形成した金属層や、このような金属層上にめっき層を形成したもの、例えばＣｕ層，Ｃｒ−Ｃｕ合金層またはＣｒ−Ｃｕ合金層上にＮｉめっき層およびＡｕめっき層を被着させたもの，ＴａＮ層上にＮｉ−Ｃｒ合金層およびＡｕめっき層を被着させたもの，Ｔｉ層上にＰｔ層およびＡｕめっき層を被着させたもの，Ｎｉ−Ｃｒ合金層上にＰｔ層およびＡｕめっき層を被着させたもの等が挙げられる。その厚みや幅は、伝送される高周波信号の周波数や用途等に応じて設定される。
【００３２】
第１の接地電極２ａ，第２の接地電極２ｂ，共振器電極３，短縮容量電極４，結合容量電極５，補助容量電極６，入力端子電極８，出力端子電極９，入力結合電極８ａおよび出力結合電極９ａの形成は、周知の方法を用いればよい。例えば誘電体層１ａがガラスセラミックスから成る場合であれば、まずそれら誘電体層１ａとなるガラスセラミックスのグリーンシートを準備し、グリーンシート上にスクリーン印刷法によりＡｇ等の導体ペーストを所定形状で印刷塗布して第１の接地電極２ａ，第２の接地電極２ｂ，共振器電極３，短縮容量電極４，結合容量電極５，補助容量電極６，入力端子電極８,出力端子電極９，入力結合電極８ａおよび出力結合電極９ａの各電極パターンを形成する。次に、これらの電極パターンが形成されたグリーンシートを重ねて圧着するなどして積層体を作製し、この積層体を850〜1000℃で焼成することにより形成する。その後、外表面に露出している電極上には、ＮｉめっきおよびＡｕめっき等のめっき皮膜を形成する。誘電体層１ａが有機樹脂材料から成る場合であれば、例えば有機樹脂シート上に第１の接地電極２ａ，第２の接地電極２ｂ，共振器電極３，短縮容量電極４，結合容量電極５，補助容量電極６，入力端子電極８，出力端子電極９，入力結合電極８ａおよび出力結合電極９ａの各電極パターン形状に加工したＣｕ箔を転写し、Ｃｕ箔が転写された有機樹脂シートを積層して接着剤で接着することによって形成する。
【００３３】
第１の接地電極２ａおよび第２の接地電極２ｂと共振器電極３の短絡端とを接続する接続導体は、それらの間に位置する誘電体層１ａ内に形成された貫通導体または誘電体層１ａの端面に形成された端面導体の形態で形成することによって、積層されたそれら誘電体層１ａの内部に形成するフィルタ装置の設計自由度が向上するとともに、より小型で高性能なフィルタ装置とすることができる。
【００３４】
このような接続導体となる貫通導体や側面導体は、誘電体層１ａがガラスセラミックス等のセラミックスから成る場合には、貫通導体は、例えば前述の製造方法において、第１の接地電極２ａ，第２の接地電極２ｂ，共振器電極３，短縮容量電極４，結合容量電極５，補助容量電極６，入力端子電極８，出力端子電極９，入力結合電極８ａおよび出力結合電極９ａの各電極パターンを形成する前に、グリーンシートに金型加工やレーザー加工によりあらかじめ形成しておいた貫通孔内に同様の導体ペーストを印刷法等によって充填することで形成することができ、端面導体は、例えば内部の電極を端面に露出させたグリーンシート積層体を形成した後、同様の導体ペーストをグリーンシート積層体の側面に印刷することによって形成することができる。また、端面導体は、グリーンシートに貫通孔を形成しておき、第１の接地電極２ａおよび第２の接地電極２ｂをこの貫通孔に接するように形成した後、グリーンシートの積層前または積層後に導体ペーストを貫通孔の内面に印刷し、または貫通穴に充填して、貫通孔の部分で切断することによっても形成することができる。誘電体層１ａが樹脂系材料から成る場合も同様に、グリーンシートに代えて有機樹脂シートを用い、導体ペーストの印刷やめっきによって貫通孔内に貫通導体を形成したり、薄膜法等によって側面導体を形成したりすればよい。
【００３５】
具体的には、無線ＬＡＮの規格に用いられるような、通過帯域の周波数が5.15〜5.85ＧＨｚのバンドパスフィルタとしてのフィルタ装置は、図１に示すような形態であれば、例えば誘電体層１ａとして比誘電率が7.7のガラスセラミックスを用い、第１の接地電極２ａ，第２の接地電極２ｂ，共振器電極３，短縮容量電極４，結合容量電極５，補助容量電極６,入力端子電極８，出力端子電極９，入力結合電極８ａ，出力結合電極９ａ，および貫通導体７にＣｕメタライズを用いることにより得られる。比誘電率が7.4のガラスセラミックスは、例えば、ガラス成分としてＰｂＯ，Ｂ２Ｏ３，ＳｉＯ２，Ａｌ２Ｏ３，ＺｎＯおよびアルカリ土類金属酸化物を主成分とする結晶化ガラスが50質量％と、フィラー成分としてアルミナが50質量％とからなるものを用いればよい。
【００３６】
このとき、誘電体層１ａは、厚みを上から順に、260μｍ，110μｍ，25μｍ，25μｍ，35μｍとする。第１の接地電極２ａおよび第２の接地電極２ｂは、寸法を1.65ｍｍ×1.5ｍｍとする。第１の接地電極２ａには入力端子電極８および出力端子電極９を配置するための0.5ｍｍ×0.5ｍｍの開口部を２つ設ける。２つの共振器電極３は寸法が0.13ｍｍ×0.7ｍｍで0.125ｍｍの間隔で横並びに整列し、各短絡端を積層体１の短絡端側の側面全面に形成した端面導体で接地電極２ａ，２ｂに接続する。短縮容量電極４は、寸法が0.96ｍｍ×0.825ｍｍで、平面視で共振器電極３よりそれぞれ内側に0.0125ｍｍの位置に配置して、共振器電極３の各開放端側の端部と0.13ｍｍ×0.15ｍｍの範囲で重なるように配置し、重なる部分の中心で直径0.15ｍｍの貫通導体７によって共振器電極３に接続する。結合容量電極５は、寸法が0.275ｍｍ×0.675ｍｍである端部を寸法が0.6ｍｍ×0.15ｍｍの導体で接続する形状であり、端部がそれぞれ各短縮容量電極４の短絡端側から0.075ｍｍの位置で各短縮容量電極４と重なるように配置する。補助容量電極６は、それぞれの寸法が9.6ｍｍ×0.825ｍｍで、平面視で各短縮容量電極４と同じ位置に配置して貫通導体７に接続する。入力端子電極８および出力端子電極９は、寸法が0.2ｍｍ×0.2ｍｍで、上記開口部の中心に配置して、かつ２つの補助容量電極６のそれぞれに平面視で中央部と重なるように配置するとともに、直径0.15ｍｍの貫通導体７で接続する。
【００３７】
このような例の本発明のフィルタ装置のフィルタ特性は、図６の線図に破線の特性曲線で示すようなものとなる。図６に示す線図において、縦軸は挿入損失（単位：ｄＢ）を、横軸は周波数（単位：ＧＨｚ）を示す。従来のフィルタ装置では、例えば、図６の線図に一点鎖線の特性曲線で示すような、通過帯域の片側にしか減衰極のないフィルタ特性であるのに対して、本発明のフィルタ装置の特性は、通過帯域の両側（低周波側では３ＧＨｚ付近、高周波側では17〜18ＧＨｚ付近）においても急峻な減衰特性を得ることが分かる。
【００３８】
また、図３に示す例のような本発明のフィルタ装置のフィルタ特性は、図６の線図に実線の特性曲線で示すようなものとなる。この例のフィルタ装置は、図１の例の本発明のフィルタ装置に対して、結合容量電極５は、寸法が0.325ｍｍ×0.575ｍｍである端部を寸法が0.525ｍｍ×0.15ｍｍの導体で接続する形状であり、端部がそれぞれ各短縮容量電極４の短絡端側から0.05ｍｍの位置で各短縮容量電極４と重なるように配置する。また、補助容量電極６は、寸法が0.425ｍｍ×0.675ｍｍの対向部と寸法が0.175ｍｍ×0.15ｍｍの接続部とを短絡端側の辺を揃えて接続した形状であり、短絡端側の辺および外側の辺を短縮容量電極４のそれぞれに揃えて配置して貫通導体７に接続する。これ以外の各電極や誘電体層は、上記と同様の寸法、形状および配置とするものである。
【００３９】
この例の結果から、結合容量電極５を、共振器電極３の短絡端側で短縮容量電極４に対向させ補助容量電極６を結合容量電極５と対向する対向部と、対向部より幅が小さい対向部と貫通導体７とを接続する接続部とからなるものとした場合には、通過帯域の高周波側の減衰極が発現する周波数が低下して、通過帯域の高周波側における減衰がより急峻なものとなるとともに、高次の共振が高周波側にシフトして減衰特性の跳ね上がりが小さくなることで、通過帯域の高周波側での減衰特性がより良好なフィルタ特性が得られるといえる。
【符号の説明】
【００４０】
１・・・・積層体
１ａ・・・誘電体層
２ａ・・・第１の接地電極
２ｂ・・・第２の接地電極
３・・・・共振器電極
４・・・・短縮容量電極
５・・・・結合容量電極
６・・・・補助容量電極
７・・・・貫通導体
８・・・・入力端子電極
８ａ・・・入力結合電極
９・・・・出力端子電極
９ａ・・・出力結合電極
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の誘電体層が積層されてなる積層体と、
該積層体を挟んで対向するように配置された第１の接地電極および第２の接地電極と、
前記積層体内において互いに電磁界結合するように平面視で横並びに整列され、それぞれ一方端が短絡端で他方端が開放端である複数の共振器電極と、
前記第２の接地電極と前記共振器電極との間において前記誘電体層を挟んで前記第２の接地電極と対向するとともに、前記複数の共振器電極のそれぞれの開放端に前記誘電体層を貫通する貫通導体によって電気的に接続された複数の短縮容量電極と、
複数の該短縮容量電極に対して前記誘電体層を挟んで前記第２の接地電極とは反対側に配置され、端部がそれぞれ隣り合う前記２つの短縮容量電極と対向する複数の結合容量電極と、
該結合容量電極に対して前記誘電体層を挟んで前記複数の短縮容量電極とは反対側で、前記結合容量電極の端部とそれぞれ対向するとともに前記貫通導体にそれぞれ接続されている複数の補助容量電極と、
該複数の補助容量電極の初段と最終段に電気的に接続された２つの外部端子
とを備えることを特徴とするフィルタ装置。
【請求項２】
前記結合容量電極は、前記共振器電極の前記短絡端側で前記短縮容量電極に対向することを特徴とする請求項１記載のフィルタ装置。
【請求項３】
前記補助容量電極は、前記結合容量電極と対向する対向部と、該対向部より幅が小さい、前記対向部と前記貫通導体とを接続する接続部とからなることを特徴とする請求項１記載または請求項２に記載のフィルタ装置。
【請求項１】
複数の誘電体層が積層されてなる積層体と、
該積層体を挟んで対向するように配置された第１の接地電極および第２の接地電極と、
前記積層体内において互いに電磁界結合するように平面視で横並びに整列され、それぞれ一方端が短絡端で他方端が開放端である複数の共振器電極と、
前記第２の接地電極と前記共振器電極との間において前記誘電体層を挟んで前記第２の接地電極と対向するとともに、前記複数の共振器電極のそれぞれの開放端に前記誘電体層を貫通する貫通導体によって電気的に接続された複数の短縮容量電極と、
複数の該短縮容量電極に対して前記誘電体層を挟んで前記第２の接地電極とは反対側に配置され、端部がそれぞれ隣り合う前記２つの短縮容量電極と対向する複数の結合容量電極と、
該結合容量電極に対して前記誘電体層を挟んで前記複数の短縮容量電極とは反対側で、前記結合容量電極の端部とそれぞれ対向するとともに前記貫通導体にそれぞれ接続されている複数の補助容量電極と、
該複数の補助容量電極の初段と最終段に電気的に接続された２つの外部端子
とを備えることを特徴とするフィルタ装置。
【請求項２】
前記結合容量電極は、前記共振器電極の前記短絡端側で前記短縮容量電極に対向することを特徴とする請求項１記載のフィルタ装置。
【請求項３】
前記補助容量電極は、前記結合容量電極と対向する対向部と、該対向部より幅が小さい、前記対向部と前記貫通導体とを接続する接続部とからなることを特徴とする請求項１記載または請求項２に記載のフィルタ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−９７２０８（Ｐ２０１１−９７２０８Ａ）
【公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２４７２６４（Ｐ２００９−２４７２６４）
【出願日】平成２１年１０月２８日（２００９．１０．２８）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１０月２８日（２００９．１０．２８）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
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