信号伝送装置、フィルタ、ならびに基板間通信装置
【課題】基板間距離の変動による通過周波数および通過帯域の変動を抑え、安定した動作を行うことができるようにする。
【解決手段】第１の基板１０に形成された複数の第１の両端開放型共振器１１，１２と、第２の基板２０に形成された複数の第２の両端開放型共振器２１，２２とで第１の共振器１を構成する。また、第１の基板１０に形成された複数の第３の両端開放型共振器３１，３２と、第２の基板２０に形成された複数の第４の両端開放型共振器４１，４２とで第２の共振器２を構成する。第１の共振器１において、互いに最も近い位置にある第１の両端開放型共振器１１と第２の両端開放型共振器２１とを互いの開放端同士および互いの中央部同士が互いに対向するように配置し、第２の共振器において、互いに最も近い位置にある第３の両端開放型共振器３１と第４の両端開放型共振器４１とを互いの開放端同士および互いの中央部同士が互いに対向するように配置する。
【解決手段】第１の基板１０に形成された複数の第１の両端開放型共振器１１，１２と、第２の基板２０に形成された複数の第２の両端開放型共振器２１，２２とで第１の共振器１を構成する。また、第１の基板１０に形成された複数の第３の両端開放型共振器３１，３２と、第２の基板２０に形成された複数の第４の両端開放型共振器４１，４２とで第２の共振器２を構成する。第１の共振器１において、互いに最も近い位置にある第１の両端開放型共振器１１と第２の両端開放型共振器２１とを互いの開放端同士および互いの中央部同士が互いに対向するように配置し、第２の共振器において、互いに最も近い位置にある第３の両端開放型共振器３１と第４の両端開放型共振器４１とを互いの開放端同士および互いの中央部同士が互いに対向するように配置する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、それぞれに共振器が形成された複数の基板を用いて信号伝送を行う信号伝送装置、フィルタ、ならびに基板間通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、それぞれに共振器が形成された複数の基板を用いて信号伝送を行う信号伝送装置が知られている。例えば特許文献１には、異なる基板それぞれに共振器を構成し、それら共振器同士を電磁結合させて２段のフィルタを構成して信号伝送させるものが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−６７０１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したような異なる基板それぞれに形成された共振器同士を電磁結合させる構造の場合、各基板間には電界および磁界が発生する。このとき、従来の構造では、基板間に存在する空気層の厚みの変動で共振器間の結合係数や共振周波数が大きく変わるため、フィルタとしての中心周波数や帯域幅が大幅に変動する問題がある。
【０００５】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、基板間距離の変動による通過周波数および通過帯域の変動を抑え、安定した動作を行うことができるようにした信号伝送装置、フィルタ、ならびに基板間通信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明による信号伝送装置は、間隔を空けて第１の方向に互いに対向配置された第１および第２の基板と、第１の基板における第１の領域に形成され、第１の方向に互いに電磁結合する複数の第１の両端開放型共振器と、第２の基板における第１の領域に対応する領域において、１つまたは第１の方向に互いに電磁結合するように複数形成された第２の両端開放型共振器と、複数の第１の両端開放型共振器と１または複数の第２の両端開放型共振器とによって形成された第１の共振器と、第１の共振器に電磁結合されて第１の共振器との間で信号伝送を行う第２の共振器とを備えたものである。
また、複数の第１の両端開放型共振器が、一方の第１の両端開放型共振器と他方の第１の両端開放型共振器とを有し、一方の第１の両端開放型共振器の開放端に他方の第１の両端開放型共振器の中央部が対向すると共に、一方の第１の両端開放型共振器の中央部に他方の第１の両端開放型共振器の開放端が対向するように配置されているものである。また、第２の両端開放型共振器を複数有する場合には、複数の第２の両端開放型共振器として、一方の第２の両端開放型共振器と他方の第２の両端開放型共振器とを有し、一方の第２の両端開放型共振器の開放端に他方の第２の両端開放型共振器の中央部が対向すると共に、一方の第２の両端開放型共振器の中央部に他方の第２の両端開放型共振器の開放端が対向するように配置されているものである。
そして、第１の共振器において、互いに最も近い位置にある第１の両端開放型共振器と第２の両端開放型共振器とを、互いの開放端同士が対向すると共に互いの中央部同士が互いに対向するように配置したものである。
【０００７】
本発明によるフィルタは、上記した本発明による信号伝送装置と同様の構成でフィルタとして動作させるようにしたものである。
【０００８】
本発明による信号伝送装置およびフィルタにおいて、第１の基板における第２の領域に形成され、第１の方向に互いに電磁結合された複数の第３の両端開放型共振器と、第２の基板における第２の領域に対応する領域において、１つまたは第１の方向に互いに電磁結合するように複数形成された第４の両端開放型共振器とをさらに備えていても良い。
この場合、複数の第３の両端開放型共振器は、一方の第３の両端開放型共振器と他方の第３の両端開放型共振器とを有し、一方の第３の両端開放型共振器の開放端に他方の第
３の両端開放型共振器の中央部が対向すると共に、一方の第３の両端開放型共振器の中央部に他方の第３の両端開放型共振器の開放端が対向するように配置されていても良い。
また、第４の両端開放型共振器を複数有する場合には、複数の第４の両端開放型共振器として、一方の第４の両端開放型共振器と他方の第４の両端開放型共振器とを有し、一方の第４の両端開放型共振器の開放端に他方の第４の両端開放型共振器の中央部が対向すると共に、一方の第４の両端開放型共振器の中央部に他方の第４の両端開放型共振器の開放端が対向するように配置されていても良い。
そして、第２の共振器を、複数の第３の両端開放型共振器と１または複数の第４の両端開放型共振器とによって形成し、第２の共振器において、互いに最も近い位置にある第３の両端開放型共振器と第４の両端開放型共振器とが、互いの開放端同士が対向すると共に互いの中央部同士が互いに対向するように配置されていても良い。
【０００９】
本発明による基板間通信装置は、上記した本発明による信号伝送装置の構成において、第１の基板に形成され第１の両端開放型共振器に物理的に直接接続、または電磁結合により間隔を空けて結合された第１の信号引き出し電極と、第２の基板に形成され第４の両端開放型共振器に物理的に直接接続、または電磁結合により間隔を空けて結合された第２の信号引き出し電極とさらに備え、第１の基板と第２の基板との間で信号伝送を行うようにしたものである。
【００１０】
本発明の信号伝送装置、フィルタ、または基板間通信装置では、第１の基板と第２の基板との間で、互いに最も近い位置にある第１の両端開放型共振器と第２の両端開放型共振器とが、互いの開放端同士が対向すると共に互いの中央部同士が互いに対向するように配置された状態になることで、それらの対向する２つの両端開放型共振器の双方に同方向に電流が流れ、２つの両端開放型共振器の間の電位差がほとんど無くなる。これにより、第１の共振器において、第１の基板と第２の基板との間の空気層等における電界分布がほとんど無くなり、第１の基板と第２の基板との間で空気層等の基板間距離に変動があったとしても、第１の共振器における共振周波数の変動が抑えられる。同様に、第１の基板と第２の基板との間で、互いに最も近い位置にある第３の両端開放型共振器と第４の両端開放型共振器とが、互いの開放端同士が対向すると共に互いの中央部同士が互いに対向するように配置された状態になることで、第２の共振器において、第１の基板と第２の基板との間の空気層等における電界分布がほとんど無くなる。これにより、第１の基板と第２の基板との間で空気層等の基板間距離に変動があったとしても、第２の共振器における共振周波数の変動が抑えられる。結果として、基板間距離の変動による通過周波数および通過帯域の変動が抑えられる。
【００１１】
また、本発明による信号伝送装置、フィルタ、または基板間通信装置において、第１の共振器は、複数の第１の両端開放型共振器と１または複数の第２の両端開放型共振器とが混成共振モードで電磁結合することにより全体として第１の共振周波数で共振する１つの結合共振器を構成し、かつ、第１および第２の基板が互いに電磁結合しないよう離間した状態では複数の第１の両端開放型共振器による単独の共振周波数と１または複数の第２の両端開放型共振器による単独の共振周波数とがそれぞれ、第１の共振周波数とは異なる周波数とされていても良い。同様に、第２の共振器は、複数の第３の両端開放型共振器と１または複数の第４の両端開放型共振器とが混成共振モードで電磁結合することにより全体として第１の共振周波数で共振する１つの結合共振器を構成し、かつ、第１および第２の基板が互いに電磁結合しないよう離間した状態では複数の第３の両端開放型共振器による単独の共振周波数と１または複数の第４の両端開放型共振器による単独の共振周波数とがそれぞれ、第１の共振周波数とは異なる周波数とされていても良い。
この構成の場合、第１の基板と第２の基板とが互いに電磁結合しないよう十分に離間した状態での周波数特性と第１の基板と第２の基板とが互いに電磁結合している状態での周波数特性とが異なる状態となる。このため、例えば第１の基板と第２の基板とを互いに電磁結合している状態では第１の共振周波数で信号伝送するが、第１の基板と第２の基板とが互いに電磁結合しないよう十分に離間した状態では第１の共振周波数で信号伝送しない状態となる。これにより、第１の基板と第２の基板とを十分に離した状態では信号の漏洩を防ぐことができる。
【００１２】
本発明による信号伝送装置またはフィルタにおいて、第１の基板に形成されると共に、第１の両端開放型共振器に物理的に直接接続、または第１の共振器に対して間隔を空けて電磁結合された第１の信号引き出し電極と、第２の基板に形成されると共に、第４の両端開放型共振器に物理的に直接接続、または第２の共振器に対して間隔を空けて電磁結合された第２の信号引き出し電極とをさらに備え、第１の基板と第２の基板との間で信号伝送を行うようにしても良い。
【００１３】
また、本発明による信号伝送装置またはフィルタにおいて、第２の基板に形成されると共に、第２の両端開放型共振器に物理的に直接接続、または第１の共振器に対して間隔を空けて電磁結合された第１の信号引き出し電極と、第２の基板に形成されると共に、第４の両端開放型共振器に物理的に直接接続、または第２の共振器に対して間隔を空けて電磁結合された第２の信号引き出し電極とをさらに備え、第２の基板内で信号伝送を行うようにしても良い。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の信号伝送装置、フィルタ、または基板間通信装置によれば、第１の基板と第２の基板との間で、互いに最も近い位置にある２つの両端開放型共振器を、互いの開放端同士を対向させると共に互いの中央部同士を互いに対向させるようにして配置したので、第１の共振器および第２の共振器において、第１の基板と第２の基板との間の空気層等における電界分布がほとんど無くなる。これにより、第１の基板と第２の基板との間で空気層等の基板間距離に変動があったとしても、第１の共振器および第２の共振器における共振周波数の変動が抑えられる。結果として、基板間距離の変動による通過周波数および通過帯域の変動が抑えられる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る信号伝送装置（フィルタ、基板間通信装置）の一構成例を示す斜視図である。
【図２】（Ａ）は図１に示した信号伝送装置における第１の基板の表面側に形成された第１の両端開放型共振器の構造を共振時の電流ベクトルと共に示す平面図であり、（Ｂ）は第１の基板の裏面側に形成された第１の両端開放型共振器の構造を共振時の電流ベクトルと共に示す平面図である。（Ｃ）は図１に示した信号伝送装置における第２の基板の表面側に形成された第２の両端開放型共振器の構造を共振時の電流ベクトルと共に示す平面図であり、（Ｄ）は第２の基板の裏面側に形成された第２の両端開放型共振器の構造を共振時の電流ベクトルと共に示す平面図である。
【図３】図１に示した信号伝送装置の第２の基板における第２の両端開放型共振器の配置を示す斜視図である。
【図４】（Ａ）は図１に示した信号伝送装置における第１の共振器の構造を共振周波数と共に示す平面図であり、（Ｂ）は図１に示した信号伝送装置における第２の共振器の構造を共振周波数と共に示す平面図である。
【図５】比較例の共振器構造を有する基板を示す断面図である。
【図６】図５に示した基板を２つ対向配置した構造を示す断面図である。
【図７】（Ａ）は１つの共振器による共振周波数を示す説明図であり、（Ｂ）は２つの共振器による共振周波数を示す説明図である。
【図８】図６に示した共振器構造を用いて形成した比較例のフィルタの構造を、基板各部の共振周波数と共に示す断面図である。
【図９】図１に示した信号伝送装置における第１の共振器の具体的な設計例を示す平面図である。
【図１０】図９に示した第１の共振器における共振周波数特性を示す特性図である。
【図１１】比較例の共振器構造の具体的な設計例を示す斜視図である。
【図１２】図１１に示した共振器構造における共振周波数特性を示す特性図である。
【図１３】本発明の第２の実施の形態に係る信号伝送装置の要部の一構成例を示す平面図である。
【図１４】本発明の第３の実施の形態に係る信号伝送装置の要部の一構成例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１７】
＜第１の実施の形態＞
［信号伝送装置の構成例］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る信号伝送装置（基板間通信装置またはフィルタ）の全体構成例を示している。本実施の形態に係る信号伝送装置は、第１の方向（図のＺ方向）に互いに対向配置された第１の基板１０および第２の基板２０を備えている。第１の基板１０および第２の基板２０は誘電体基板であり、基板材料とは異なる材料による層（誘電率の異なる層、例えば空気層）を挟んで、間隔（基板間距離Ｄａ）を空けて互いに対向配置されている。第１の基板１０および第２の基板２０には、第１の共振器１と、第１の共振器１に対して第２の方向（図のＸ方向）に並列配置されると共に、第１の共振器１に電磁結合されて第１の共振器１との間で信号伝送を行う第２の共振器２とが形成されている。第１の共振器１は、第１の基板１０に形成された複数の第１の両端開放型共振器１１，１２と、第２の基板２０に形成された複数の第２の両端開放型共振器２１，２２とを有している。第２の共振器２は、第１の基板１０に形成された複数の第３の両端開放型共振器３１，３２と、第２の基板２０に形成された複数の第４の両端開放型共振器４１，４２とを有している。
【００１８】
この信号伝送装置はまた、第１の基板１０に形成された第１の信号引き出し電極５１と、第２の基板２０に形成された第２の信号引き出し電極５２とを備えている。第１の基板１０に形成された複数の第１の両端開放型共振器１１，１２、複数の第３の両端開放型共振器３１，３２、および第１の信号引き出し電極５１は、導体による電極パターンよりなる。同様に、第２の基板２０に形成された複数の第２の両端開放型共振器２１，２２、複数の第４の両端開放型共振器４１，４２、および第２の信号引き出し電極５２は、導体による電極パターンよりなる。なお、図１において、第１の基板１０および第２の基板２０に形成された電極パターン（第１の両端開放型共振器１１，１２等）の厚みは省略している。第１の信号引き出し電極５１は、第１の基板１０の表面（上面）に形成されている。第１の基板１０の裏面（底面）において、第１の信号引き出し電極５１に対向する位置には、グランド電極８１が形成されている。第２の信号引き出し電極５２は、第２の基板２０の裏面（底面）に形成されている。第２の基板２０の表面（上面）において、第２の信号引き出し電極５２に対向する位置には、グランド電極８２が形成されている。
【００１９】
図２（Ａ）〜（Ｄ）は、第１の共振器１を構成する複数の第１の両端開放型共振器１１，１２および複数の第２の両端開放型共振器２１，２２の平面構造を、共振時の電流ベクトルと共に示している。図３は第２の基板２０に形成された複数の第２の両端開放型共振器２１，２２の構造を示している。図４（Ａ），（Ｂ）は第１の共振器１および第２の共振器２の構造を、基板各部の共振周波数と共に示している。
【００２０】
複数の第１の両端開放型共振器１１，１２および複数の第２の両端開放型共振器２１，２２、ならびに複数の第３の両端開放型共振器３１，３２および複数の第４の両端開放型共振器４１，４２はそれぞれ、閉曲線状の線路型の１／２波長共振器、いわゆるオープンリングレゾネータとなっている。
【００２１】
複数の第１の両端開放型共振器１１，１２は、第１の基板１０の第１の領域において、第１の方向（図のＺ方向）に互いに電磁結合されている。一方の第１の両端開放型共振器１１は第１の基板１０の裏面側に形成されている。他方の第１の両端開放型共振器１２は第１の基板１０の表面側に形成されている。複数の第２の両端開放型共振器２１，２２は、第２の基板２０における第１の領域に対応する領域において、第１の方向に互いに電磁結合されている。これにより、第１の領域において、複数の第１の両端開放型共振器１１，１２と複数の第２の両端開放型共振器２１，２２とが第１の方向に積層配置された構造の第１の共振器１が形成されている。
【００２２】
第１の共振器１において、互いに最も近い位置（基板間で対向する部分３０）にある一方の第１の両端開放型共振器１１と一方の第２の両端開放型共振器２１は、互いの開放端部分１１Ａ，２１Ａ同士が対向すると共に互いの中央部１１Ｂ，２１Ｂ同士が互いに対向するように配置されている（図２（Ｂ），（Ｃ）参照）。また、複数の第１の両端開放型共振器１１，１２は、一方の第１の両端開放型共振器１１の開放端部分１１Ａに他方の第１の両端開放型共振器１２の中央部１２Ｂが対向すると共に、一方の第１の両端開放型共振器１１の中央部１１Ｂに他方の第１の両端開放型共振器１２の開放端部分１２Ａが対向するように配置されている（図２（Ａ），（Ｂ）参照）。また、第２の両端開放型共振器２１，２２は、一方の第２の両端開放型共振器２１の開放端部分２１Ａに他方の第２の両端開放型共振器２２の中央部２２Ｂが対向すると共に、一方の第２の両端開放型共振器２１の中央部２１Ｂに他方の第２の両端開放型共振器２２の開放端部分２２Ａが対向するように配置されている（図２（Ｃ），（Ｄ）、図３参照）。ここで、両端開放型共振器の中央とは、中央から両端開放型共振器の一端までの電気長と、中央から両端開放型共振器の他端までの電気長とが等しくなる位置のことであり、例えば、一様な材料、形状で形成されている場合には、中央から両端開放型共振器の一端までの物理長と、中央から両端開放型共振器の他端までの物理長とが等しくなる位置のことである。また、両端開放型共振器の中央部とは、両端開放型共振器の中央を含む領域であり、例えば、両端開放型共振器の中央から両開放端部に向けて電気長でそれぞれλ／１６の共振器部分を含む範囲のことである。
【００２３】
複数の第３の両端開放型共振器３１，３２は、第１の基板１０の第２の領域において、第１の方向（図のＺ方向）に互いに電磁結合されている。一方の第３の両端開放型共振器３１は第１の基板１０の裏面側に形成されている。他方の第３の両端開放型共振器３２は第１の基板１０の表面側に形成されている。第４の両端開放型共振器４１，４２は、第２の基板２０における第２の領域に対応する領域において、第１の方向に互いに電磁結合されている。これにより、第１の領域とは異なる第２の領域において、複数の第３の両端開放型共振器３１，３２と複数の第４の両端開放型共振器４１，４２とが第１の方向に積層配置された構造の第２の共振器２が形成されている。
【００２４】
第２の共振器２において隣接する２つの両端開放型共振器同士の位置関係は、第１の共振器１と同様である。すなわち、第２の共振器２において、互いに最も近い位置（基板間で対向する部分）にある一方の第３の両端開放型共振器３１と一方の第４の両端開放型共振器４１は、互いの開放端部分同士が対向すると共に互いの中央部同士が互いに対向するように配置されている。また、複数の第３の両端開放型共振器３１，３２は、一方の第３の両端開放型共振器３１の開放端部分に他方の第３の両端開放型共振器３２の中央部が対向すると共に、一方の第３の両端開放型共振器３１の中央部に他方の第３の両端開放型共振器３２の開放端部分が対向するように配置されている。また、第４の両端開放型共振器４１，４２は、一方の第４の両端開放型共振器４１の開放端部分に他方の第４の両端開放型共振器４２の中央部が対向すると共に、一方の第４の両端開放型共振器４１の中央部に他方の第４の両端開放型共振器４２の開放端部分が対向するように配置されている。
【００２５】
第１の信号引き出し電極５１は、図１に示したように、第１の基板１０の表面側に形成されると共に、第１の基板１０の表面側の第１の両端開放型共振器１２に物理的に直接接続（例えば１つの開放端に直接接続）され、第１の両端開放型共振器１２に直接的に導通されている。これにより、第１の信号引き出し電極５１と第１の共振器１との間で信号伝送が可能とされている。第２の信号引き出し電極５２は、図１に示したように、第２の基板２０の裏面側に形成されると共に、第２の基板２０の裏面側に形成された第４の両端開放型共振器４２に物理的に直接接続（例えば１つの開放端に直接接続）され、第４の両端開放型共振器４２に直接的に導通されている。これにより、第２の信号引き出し電極５２と第２の共振器２との間で信号伝送が可能とされている。第１の共振器１と第２の共振器２は電磁結合されているので、第１の信号引き出し電極５１と第２の信号引き出し電極５２との間での信号伝送が可能とされている。これにより、第１の基板１０と第２の基板２０との２つの基板間での信号伝送が可能とされている。
【００２６】
なお、第１の信号引き出し電極５１を第１の基板１０の裏面側に形成し、第１の基板１０の裏面側の第１の両端開放型共振器１１に物理的に直接接続し、第１の両端開放型共振器１１に直接的に導通するようにしても良い。同様に、第２の信号引き出し電極５２を第２の基板２０の表面側に形成し、第２の基板２０の表面側の第４の両端開放型共振器４１に物理的に直接接続し、第４の両端開放型共振器４１に直接的に導通するようにしても良い。
【００２７】
［動作および作用］
この信号伝送装置では、第１の共振器１において、第１の基板１０と第２の基板２０との間で、互いに最も近い位置にある一方の第１の両端開放型共振器１１と一方の第２の両端開放型共振器２１とが、互いの開放端部分１１Ａ，２１Ａ同士が対向すると共に互いの中央部１１Ｂ，２１Ｂ同士が互いに対向した状態となる。この状態では、図２（Ｂ），（Ｃ）に示したように、一方の第１の両端開放型共振器１１と一方の第２の両端開放型共振器２１との双方に同方向に電流ｉが流れ、２つの両端開放型共振器１１，２１の間の電位差がほとんど無くなる。このため、一方の第１の両端開放型共振器１１と一方の第２の両端開放型共振器２１とがほぼ同電位になるため、それらの共振器間には電界が発生しない。一方の第１の両端開放型共振器１１と一方の第２の両端開放型共振器２１は、ほぼ磁気結合のみによる結合がなされる。これにより、第１の共振器１において、第１の基板１０と第２の基板２０との間の空気層等における電界分布がほとんど無くなり、第１の基板１０と第２の基板１０との間で空気層等の基板間距離Ｄａに変動があったとしても、第１の共振器１における共振周波数の変動が抑えられる。
【００２８】
同様に、第２の共振器２において、第１の基板１０と第２の基板２０との間で、互いに最も近い位置にある一方の第３の両端開放型共振器３１と一方の第４の両端開放型共振器４１とが、互いの開放端部分同士が対向すると共に互いの中央部同士が互いに対向する状態となる。このため、第２の共振器２において、第１の基板１０と第２の基板２０との間の空気層等における電界分布がほとんど無くなり、一方の第３の両端開放型共振器３１と一方の第４の両端開放型共振器４１は、ほぼ磁気結合のみによる結合がなされる。これにより、第１の基板１０と第２の基板２０との間で空気層等の基板間距離Ｄａに変動があったとしても、第２の共振器２における共振周波数の変動が抑えられる。結果として、基板間距離Ｄａの変動による通過周波数および通過帯域の変動が抑えられる。
【００２９】
また、この信号伝送装置では、図４（Ａ）に示したように、第１の共振器１は、複数の第１の両端開放型共振器１１，１２と複数の第２の両端開放型共振器２１，２２とが後述する混成共振モードで電磁結合することにより全体として第１の共振周波数ｆ１（または第２の共振周波数ｆ２）で共振する１つの結合共振器を構成する。かつ、第１の基板１０および第２の基板２０が互いに電磁結合しないよう十分に離間した状態では複数の第１の両端開放型共振器１１，１２による単独での共振周波数ｆａと複数の第２の両端開放型共振器２１，２２による単独での共振周波数ｆａとがそれぞれ、第１の共振周波数ｆ１（または第２の共振周波数ｆ２）とは異なる周波数となる。
【００３０】
同様に、第２の共振器２は、図４（Ｂ）に示したように、複数の第３の両端開放型共振器３１，３２と複数の第４の両端開放型共振器４１，４２とが混成共振モードで電磁結合することにより全体として第１の共振周波数ｆ１（または第２の共振周波数ｆ２）で共振する１つの結合共振器を構成する。かつ、第１の基板１０および第２の基板２０が互いに電磁結合しないよう十分に離間した状態では複数の第３の両端開放型共振器３１，３２による単独での共振周波数ｆａと複数の第４の両端開放型共振器４１，４２による単独での共振周波数ｆａとがそれぞれ、第１の共振周波数ｆ１（または第２の共振周波数ｆ２）とは異なる周波数となる。
【００３１】
従って、第１の基板１０と第２の基板２０とが互いに電磁結合しないよう十分に離間した状態での周波数特性と第１の基板１０と第２の基板２０とが互いに電磁結合している状態での周波数特性とが異なる状態となる。このため、例えば第１の基板１０と第２の基板２０とが互いに電磁結合している状態では第１の共振周波数ｆ１（または第２の共振周波数ｆ２）で信号伝送する。一方、第１の基板１０と第２の基板２０とが互いに電磁結合しないよう十分に離間した状態では単独での共振周波数ｆａで共振するために、第１の共振周波数ｆ１（または第２の共振周波数ｆ２）で信号伝送しない状態となる。これにより、第１の基板１０と第２の基板２０とを十分に離した状態では、第１の共振周波数ｆ１（または第２の共振周波数ｆ２）と同帯域の信号が入力されたとしても反射されるので、共振器からの信号の漏洩を防ぐことができる。
【００３２】
（混成共振モードによる信号伝送の原理）
ここで、上述の混成共振モードによる信号伝送の原理について説明する。説明を簡単にするために、比較例の共振器構造として、図５に示したように第１の基板１１０の内部に１つの共振器１１１が形成されているものを考える。この比較例の共振器構造では、図７（Ａ）に示したように、１つの共振周波数ｆ０で共振するような共振モードとなる。これに対して、図６に示したように、図５に示した比較例の共振器構造と同様の構造を有する第２の基板１２０を、基板間距離Ｄａを空けて第１の基板１１０に対向配置して電磁結合した場合について考える。第２の基板１２０の内部には１つの共振器１２１が形成されている。第２の基板１２０における共振器１２１についても、第１の基板１１０における共振器１１１と構造的には同じなので、第１の基板１１０に電磁結合していない単独の状態では、図７（Ａ）に示したように、１つの共振周波数ｆ０で共振するような単独の共振モードとなる。しかしながら、図６に示した２つの共振器を電磁結合した状態では、電波の飛び移り効果により、単独での共振周波数ｆ０で共振するのではなく、単独での共振周波数ｆ０よりも低い第１の共振周波数ｆ１となる第１の共振モードと、単独での共振周波数ｆ０よりも高い第２の共振周波数ｆ２となる第２の共振モードを形成して共振する。
【００３３】
図６に示した混成共振モードで電磁結合する２つの共振器１１１，１２１を全体として１つの結合共振器１０１とみなすと、同様の共振器構造を並列配置することで、第１の共振周波数ｆ１（または第２の共振周波数ｆ２）を通過帯域とするフィルタを構成することができる。そのような構成例を図８に示す。図８のフィルタ構成例では、第１の基板１１０に２つの共振器１１１，１３１を並列配置すると共に、第２の基板１２０に２つの共振器１２１，１４１を並列配置している。第１の基板１１０に形成された共振器１１１，１３１と第２の基板１２０に形成された共振器１２１，１４１はそれぞれ、第１の基板１１０および第２の基板１２０が互いに電磁結合しないよう十分に離間した状態では、混成共振モードではなく、単独での共振周波数ｆ０による共振モードとなる。第１の基板１１０と第２の基板１２０とを基板間距離Ｄａを空けて対向配置して電磁結合させた状態では、第１の基板１１０の一方の共振器１１１と第２の基板１２０の一方の共振器１２１とで全体として１つの結合共振器１０１を構成する。また、第１の基板１１０の他方の共振器１３１と第２の基板１２０の他方の共振器１４１とで全体としてもう１つの結合共振器１０２を構成する。２つの結合共振器１０１，１０２がそれぞれ全体として第１の共振周波数ｆ１（または第２の共振周波数ｆ２）で共振することで、第１の共振周波数ｆ１（または第２の共振周波数ｆ２）を通過帯域とするフィルタのように動作する。この第１の共振周波数ｆ１（または第２の共振周波数ｆ２）近傍の周波数の信号を入力することで信号伝送が可能となる。
【００３４】
以上の原理を踏まえ、本実施の形態に係る信号伝送装置における共振モードについて、より詳細に説明する。図４のように、前述の複数の第１の両端開放型共振器１１，１２、複数の第２の両端開放型共振器２１，２２、複数の第３の両端開放型共振器３１，３２、複数の第４の両端開放型共振器４１，４２のように、一方の両端開放型共振器の開放端に他方の両端開放型共振器の中央部が対向すると共に、一方の両端開放型共振器の中央部に他方の両端開放型共振器の開放端が対向するようにして電磁結合（このような両端開放型共振器の配置による結合を以下、’Ａ結合’と呼ぶ）した共振器が基板に形成されている場合には、それら電磁結合した両端開放型共振器同士も混成共振モードにより共振する。すなわち、例えば複数の第１の両端開放型共振器１１，１２同士が混成共振モードで電磁結合することにより、複数の第１の両端開放型共振器１１，１２同士が互いに電磁結合しないよう十分に離間した状態での各両端開放型共振器１１，１２単独での共振周波数ｆ０よりも低い共振周波数ｆａと、共振周波数ｆ０よりも高い共振周波数ｆｂとで共振する１つの結合共振器を構成する。第１の基板１０に形成され互いにＡ結合した複数の第１の両端開放型共振器１１，１２と、第２の基板２０に形成され互いにＡ結合した複数の第２の両端開放型共振器２１，２２とが、空気層等を介して互いに電磁結合した場合には、前述のように、これら複数の両端開放型共振器同士も混成共振モード同士が電磁結合することにより、複数の共振モードを有する１つの結合共振器（第１の共振器１）となる。この第１の共振器１は複数の共振モード（共振周波数ｆ１，ｆ２，・・・、但し、ｆ１＜ｆ２＜・・・）を有する。同様に、第２の基板２０に形成され、互いにＡ結合した複数の第３の両端開放型共振器３１，３２と、第２の基板２０に形成され、互いにＡ結合した複数の第４の両端開放型共振器４１，４２とが、空気層等を介して互いに電磁結合した場合には、前述のように、これら複数の両端開放型共振器同士も混成共振モード同士が電磁結合することにより、複数の共振モードを有する１つの結合共振器（第２の共振器２）となる。この第２の共振器２は複数の共振モード（共振周波数ｆ１，ｆ２，・・・、但し、ｆ１＜ｆ２＜・・・）を有する。
【００３５】
ここで、複数の共振モードの内で、最も低い共振周波数を有する共振モード（共振周波数ｆ１）における電荷分布と電流ベクトルｉを示したものが図２であり、複数の両端開放型共振器のそれぞれに流れる電流の向きは全て同方向（図２では上面視で時計回り方向）となる。従って、Ａ結合した両端開放型共振器間では電磁結合した状態となる一方で、第１の基板１０と第２の基板２０との間では、互いに最も近い位置にある両端開放型共振器間での電界分布（電界成分）がほとんど無くなる。このように、例えば、複数の共振モードの内で最も低い共振周波数を有する共振モードでは、第１の基板１０と第２の基板２０との間で、互いに最も近い位置にある両端開放型共振器１１，２１のそれぞれに流れる電流の向きは同方向（図２では上面視で時計回り方向）となり、両端開放型共振器間での電界分布がほとんど無くなることから、主として磁界結合による電磁結合した状態となる。
【００３６】
さらに、Ａ結合は強い結合であることから、第１の共振周波数ｆ１と第２の共振周波数ｆ２との周波数差を非常に大きくすることができ、従って、第１の共振器１と第２の共振器２とを並列配置した際に、複数の共振モード（共振周波数ｆ１，ｆ２，・・・）の第１の共振周波数ｆ１を含む通過帯域と、それ以外の共振周波数を含む通過帯域とは周波数が重ならない（通過帯域の周波数が異なる）ようにすることができる。さらに、これら第１の共振周波数ｆ１を含む通過帯域およびそれ以外の各共振周波数を含むそれぞれの通過帯域、すなわち、複数の共振モード（共振周波数ｆ１，ｆ２，・・・）のそれぞれの共振周波数を含む各々の通過帯域は、第１の基板１０或いは第２の基板２０単独での共振周波数ｆａを含む通過帯域とも周波数が重ならない（通過帯域の周波数が異なる）。従って、第１の共振周波数ｆ１を含む通過帯域では、他の共振モードの影響をほとんど受けることがないだけでなく、共振周波数ｆａ近傍の周波数の影響もほとんど受けることがない。
【００３７】
以上のことから、複数の共振モードの内で、最も低い周波数となる共振モードでの共振周波数ｆ１を、信号の通過帯域に設定することが好ましい。ただし、共振周波数ｆ１より高い周波数となる他の共振モードであっても、第１の基板１０と第２の基板２０との間で、互いに最も近い位置にある両端開放型共振器同士に流れる電流の向きが同方向となるのであれば、その共振モードによる共振周波数を信号の通過帯域に設定しても良い。
【００３８】
［具体的な設計例およびその特性］
次に、本実施の形態に係る信号伝送装置の具体的な設計例およびその特性を、比較例の共振器構造の特性と比較して説明する。図９は、本実施の形態に係る信号伝送装置における第１の共振器１の具体的な設計例を示している。図１０は、図９に示した設計例における共振周波数特性を示している。なお、図９には第１の基板１０側の設計例のみ示しているが、第２の基板２０側も同様の設計である。この設計例では、第１の基板１０および第２の基板２０の平面サイズはそれぞれ３ｍｍ角で、基板厚は０．１ｍｍ、比誘電率は３．８５となっている。第１の基板１０上の各電極（第１の両端開放型共振器１１，１２）の平面サイズは、内半径が０．６ｍｍ、電極幅（線路幅）が０．２ｍｍとなっている。開放端部分（両端開放型共振器の一方の開放端と他方の開放端との間のギャップ部）１１Ａ，１２Ａの大きさは０．２ｍｍとなっている。第２の基板２０上の各電極（第２の両端開放型共振器２１，２２）の平面サイズも同様である。このような構成で、基板間の空気層の厚み（基板間距離Ｄａ）を１０μｍ〜１００μｍまで変化させた場合の共振周波数を計算した結果が、図１０である。本実施の形態の共振器構造では、図１０から分かるように、共振周波数の変化は少なく、空気層の厚みの変化に対して共振周波数は最大でも約５％程度しか変動していない。
【００３９】
図１１は、比較例の共振器構造２０１の具体的な設計例を示している。図１２は、図１１に示した共振器構造２０１における共振周波数特性を示している。この比較例の共振器構造２０１は、表面（上面）がグランド電極（グランド面ＧＮＤ）とされ、裏面（底面）に第１の両端開放型共振器２１１が形成された第１の基板２１０と、裏面（底面）がグランド電極（グランド面ＧＮＤ）とされ、表面（上面）に第２の両端開放型共振器２２１が形成された第２の基板２２０とを、空気層を挟んで、間隔（基板間距離Ｄａ）を空けて互いに対向配置したものである。２つの基板間において、第１の両端開放型共振器２１１と第２の両端開放型共振器２２１は、互いの開放端部分に互いの中央部が対向するような配置とされている。この比較例の共振器構造２０１において、基板サイズや電極サイズ等は、図９に示した設計例と同様である。すなわち、第１の基板２１０および第２の基板２２０の平面サイズはそれぞれ３ｍｍ角で、基板厚は０．１ｍｍ、比誘電率は３．８５となっている。２つの基板上の各電極（第１の両端開放型共振器２１１および第２の両端開放型共振器２２１）の平面サイズは、内半径が０．６ｍｍ、電極幅（線路幅）が０．２ｍｍとなっている。開放端部分１１Ａ，１２Ａの大きさは０．２ｍｍとなっている。このような構成で、基板間の空気層の厚み（基板間距離Ｄａ）を１０μｍ〜１００μｍまで変化させた場合の共振周波数を計算した結果が、図１２である。この比較例の共振器構造２０１では、図１２から分かるように、空気層の厚みの変化に対して共振周波数が最大で約７０％変動している。これは、空気層の厚みの変化によって。第１の基板２１０および第２の基板２２０の間で実効比誘電率が変化するためである。
【００４０】
［効果］
本実施の形態に係る信号伝送装置によれば、第１の基板１０と第２の基板２０との間で、互いに最も近い位置にある２つの両端開放型共振器を、互いの開放端同士を対向させると共に互いの中央部同士を互いに対向させるようにしたので、第１の共振器１および第２の共振器２において、第１の基板１０と第２の基板２０との間の空気層等における電界分布（電界成分）がほとんど無くなる。これにより、第１の基板１０と第２の基板２０との間で空気層等の基板間距離Ｄａに変動があったとしても、第１の共振器１および第２の共振器２における共振周波数の変動が抑えられる。結果として、基板間距離Ｄａの変動による通過周波数および通過帯域の変動が抑えられる。
【００４１】
ところで、共振器のＱ値を上げる手法として、共振器の体積を増加させる方法があるが、これは部品の小型化に反している。例えば第１の基板１０を共振器構造の部品、第２の基板２０を共振器構造の部品を実装する実装基板とすると、従来の共振器構造では共振器のＱ値を上げるためには部品側の体積を増加させなければならない。これに対して、本実施の形態における共振器構造では、実装基板側の電極パターン（第２の両端開放型共振器２１等）を共振器の一部として用いていることができる。これにより、部品側の体積を増加させることなく、実装基板の体積を共振器の一部として利用することにより、共振器のＱ値を上げることができる。また、本実施の形態における共振器構造では、例えば部品側（第１の基板１０）に側面端子を設けることなく、実装基板（第２の基板２０）に電磁結合により結合させることができるので、構成の簡素化とコストダウンが可能になる。
【００４２】
＜第２の実施の形態＞
次に、本発明の第２の実施の形態に係る信号伝送装置について説明する。なお、上記第１の実施の形態に係る信号伝送装置と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００４３】
上記第１の実施の形態では、第１の共振器１および第２の共振器２を構成する両端開放型共振器として、いわゆるオープンリングレゾネータを用いたが、他の構造の両端開放型共振器を用いるようにしても良い。基本的には、ミラー対称的な形状となる一対の共振器が１つの基板の表面および裏面に形成され、かつ、対向する２つの基板間で、互いに最も近い位置（基板間で対向する部分）では、互いの開放端部分同士が対向すると共に互いの中央部同士が互いに対向するような配置とされていれば良い。
【００４４】
図１３（Ａ），（Ｂ）は、他の構造の両端開放型共振器の一例を示している。図１３（Ａ），（Ｂ）では、コの字状の線路型の１／２波長共振器からなる一対の両端開放型共振器６１，６２の構造を示している。この一対の両端開放型共振器６１，６２を、例えば第１の共振器１を構成する複数の第１の両端開放型共振器１１，１２および複数の第２の両端開放型共振器２１，２２に代えて用いるようにしても良い。この場合、隣接する２つの両端開放型共振器同士の位置関係は、第１の両端開放型共振器１１，１２および複数の第２の両端開放型共振器２１，２２を用いた場合と同様となるようにする。すなわち、第１の基板１０または第２の基板２０において、一方の両端開放型共振器６１の開放端部分６１Ａに他方の両端開放型共振器６２の中央部６２Ｂが対向すると共に、一方の両端開放型共振器６１の中央部６１Ｂに他方の両端開放型共振器６２の開放端部分６２Ａが対向するように配置する。また、第１の基板１０と第２の基板２０との間で、互いに最も近い位置（基板間で対向する部分）では、互いの開放端部分同士が対向すると共に互いの中央部同士が互いに対向するように両端開放型共振器６１または６２を配置する。この場合も、例えば複数の共振モードの内で最も低い共振周波数ｆ１を有する共振モードでは、第１の基板１０と第２の基板２０との間で、互いに最も近い位置にある両端開放型共振器６１または６２のそれぞれの電流の向きは同方向（共に時計回り、または共に反時計回り）となり、両端開放型共振器間での電界分布がほとんど無くなる。
【００４５】
＜第３の実施の形態＞
次に、本発明の第３の実施の形態に係る信号伝送装置について説明する。なお、上第１または第２の実施の形態に係る信号伝送装置と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００４６】
図１に示した信号伝送装置では第１の信号引き出し電極５１を、第１の基板１０に形成された第１の両端開放型共振器１２に物理的に直接接続して導通するようにしていたが、第１の共振器１に対して間隔を空けて電磁結合された信号引き出し電極を用いるようにしても良い。例えば、第１の基板１０の表面側において、図１４（Ａ）に示したように、第１の両端開放型共振器１２に対して間隔を空けて配置された第１の信号引き出し電極５３を設けるようにしても良い。この場合、第１の信号引き出し電極５３を、第１の共振器１の共振周波数ｆ１（またはｆ２）と同様の共振周波数ｆ１（またはｆ２）で共振する共振器で構成する。これにより、第１の信号引き出し電極５３と第１の共振器１とが、共振周波数ｆ１（またはｆ２）で電磁結合される。
【００４７】
同様に、図１に示した信号伝送装置では第２の信号引き出し電極５２を、第２の基板２０に形成された第４の両端開放型共振器４２に物理的に直接接続して導通するようにしていたが、第１の共振器１に対して間隔を空けて電磁結合された信号引き出し電極を用いるようにしても良い。例えば、第２の基板２０の裏面側において、図１４（Ｂ）に示したように、第４の両端開放型共振器４２に対して間隔を空けて配置された第２の信号引き出し電極５４を設けるようにしても良い。この場合、第２の信号引き出し電極５４を、第２の共振器２の共振周波数ｆ１（またはｆ２）と同様の共振周波数ｆ１（またはｆ２）で共振する共振器で構成する。これにより、第２の信号引き出し電極５４と第２の共振器２とが、共振周波数ｆ１（またはｆ２）で電磁結合される。
【００４８】
＜その他の実施の形態＞
本発明は、上記各実施の形態に限定されず種々の変形実施が可能である。
例えば、上記第１の実施の形態では、第１の共振器１と第２の共振器２との双方を、図４（Ａ），（Ｂ）に示したように実質的に同一の共振機器構造で構成したが、例えば第２の共振器２の方を別の共振機器構造で構成しても良い。
【００４９】
また、上記第１の実施の形態では、第１の基板１０および第２の基板２０にそれぞれ２つずつ両端開放型共振器を形成した例を示したが、いずれか一方の基板には、第１の共振器１または第２の共振器２を構成する両端開放型共振器を１つのみ設けるようにしても良い。例えば第２の基板２０側には、第１の共振器１の構成要素として一方の第２の両端開放型共振器２１のみを設けるようにしても良い。第２の共振器２についても同様に、第２の基板２０側には、第２の共振器２の構成要素として一方の第４の両端開放型共振器４１のみを設けるようにしても良い。
【００５０】
また、上記第１の実施の形態では、第１の基板１０および第２の基板２０の２つの基板によって第１の共振器１および第２の共振器２を形成した例を示したが、３つ以上の基板を対向配置させて、３つ以上の基板によって第１の共振器１および第２の共振器２を構成してもよい。例えば、第１の基板１０とは反対側（第２の基板２０の裏面側）において、第２の基板２０に間隔（基板間距離Ｄａ）を空けて対向するような第３の基板を設けるようにしても良い。そして、第１の基板１０および第２の基板２０と同様に、第３の基板にも複数の両端開放型共振器を形成し、第１の基板１０、および第２の基板２０ならびに第３の基板において第１の領域に形成された複数の両端開放型共振器によって第１の共振器１を構成し、第２の領域に形成された他の複数の両端開放型共振器によって第２の共振器２を構成するようにしても良い。
【００５１】
さらに、上記第１の実施の形態では、第１の信号引き出し電極５１を第１の基板１０側に形成し、第２の信号引き出し電極５２を第２の基板２０側に形成して別々の基板間での信号伝送を行う例を挙げたが、各引き出し電極を同一の基板上に形成して基板内での信号伝送を行うようにしても良い。例えば、第１の信号引き出し電極５１を第２の基板２０側の底面側に形成すると共に第２の両端開放型共振器２２の一端に接続することで第２の基板２０内での信号伝送を行うようにしても良い。この場合、信号の伝送方向は第２の基板２０内であるが、第１の基板１０側の共振器も利用して（上下方向の体積を利用して）信号を伝送するので、例えばフィルタとして特定の周波数を選択して信号を伝送する場合において、第２の基板２０上の電極パターンのみを用いて伝送する場合に比べて、平面方向の面積を抑えることができる。すなわち、平面方向の面積を抑えつつ、フィルタとして基板内での信号伝送を行うことができる。
【００５２】
また、上記第１の実施の形態では、第１の共振器１と第２の共振器２との２つの共振器が並列配置されていたが、３つ以上の共振器が並列配置されていても良く、異なる基板間で互いに最も近い位置にある両端開放型共振器のそれぞれに流れる電流の向きが同方向となるように構成されていれば良い。また、上記第１の実施の形態では、第１の基板１０と第２の基板２０の比誘電率を等しくしていたが、第１の基板１０と第２の基板２０のそれぞれの比誘電率が異なっていても良く、第１の基板１０と第２の基板２０の少なくとも一方の比誘電率とは異なる比誘電率を有する層を挟んでいれば良い。他の実施の形態についても同様である。また、本発明の信号伝送装置としては、アナログ信号やデジタル信号等の送信／受信のための信号伝送装置のみならず、電力の送電／受電のための信号伝送装置をも含む。
【符号の説明】
【００５３】
１…第１の共振器、２…第２の共振器、１０…第１の基板、１１，１２…第１の両端開放型共振器、１１Ａ，１２Ａ，２１Ａ，２２Ａ…開放端部分、１１Ｂ，１２Ｂ，２１Ｂ，２２Ｂ…中央部、２０…第２の基板、２１，２２…第２の両端開放型共振器、３０…基板間で対向する部分、５１，５３…第１の信号引き出し電極、５２，５４…第２の信号引き出し電極、６１…第１の両端開放型共振器、６１Ａ，６２Ａ…開放端部分、６１Ｂ，６２Ｂ…中央部、６２…第２の両端開放型共振器、８１，８２…グランド電極、１０１，１０２…結合共振器、１１０…第１の基板、１２０…第２の基板、１１１，１２１，１３１，１４１…共振器、１２０…第２の基板、２０１…比較例の共振器構造、２１０…第１の基板、２１１…第１の両端開放型共振器、２２０…第２の基板、２２１…第２の両端開放型共振器、Ｄａ…基板間距離、ｉ…電流。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、それぞれに共振器が形成された複数の基板を用いて信号伝送を行う信号伝送装置、フィルタ、ならびに基板間通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、それぞれに共振器が形成された複数の基板を用いて信号伝送を行う信号伝送装置が知られている。例えば特許文献１には、異なる基板それぞれに共振器を構成し、それら共振器同士を電磁結合させて２段のフィルタを構成して信号伝送させるものが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−６７０１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したような異なる基板それぞれに形成された共振器同士を電磁結合させる構造の場合、各基板間には電界および磁界が発生する。このとき、従来の構造では、基板間に存在する空気層の厚みの変動で共振器間の結合係数や共振周波数が大きく変わるため、フィルタとしての中心周波数や帯域幅が大幅に変動する問題がある。
【０００５】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、基板間距離の変動による通過周波数および通過帯域の変動を抑え、安定した動作を行うことができるようにした信号伝送装置、フィルタ、ならびに基板間通信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明による信号伝送装置は、間隔を空けて第１の方向に互いに対向配置された第１および第２の基板と、第１の基板における第１の領域に形成され、第１の方向に互いに電磁結合する複数の第１の両端開放型共振器と、第２の基板における第１の領域に対応する領域において、１つまたは第１の方向に互いに電磁結合するように複数形成された第２の両端開放型共振器と、複数の第１の両端開放型共振器と１または複数の第２の両端開放型共振器とによって形成された第１の共振器と、第１の共振器に電磁結合されて第１の共振器との間で信号伝送を行う第２の共振器とを備えたものである。
また、複数の第１の両端開放型共振器が、一方の第１の両端開放型共振器と他方の第１の両端開放型共振器とを有し、一方の第１の両端開放型共振器の開放端に他方の第１の両端開放型共振器の中央部が対向すると共に、一方の第１の両端開放型共振器の中央部に他方の第１の両端開放型共振器の開放端が対向するように配置されているものである。また、第２の両端開放型共振器を複数有する場合には、複数の第２の両端開放型共振器として、一方の第２の両端開放型共振器と他方の第２の両端開放型共振器とを有し、一方の第２の両端開放型共振器の開放端に他方の第２の両端開放型共振器の中央部が対向すると共に、一方の第２の両端開放型共振器の中央部に他方の第２の両端開放型共振器の開放端が対向するように配置されているものである。
そして、第１の共振器において、互いに最も近い位置にある第１の両端開放型共振器と第２の両端開放型共振器とを、互いの開放端同士が対向すると共に互いの中央部同士が互いに対向するように配置したものである。
【０００７】
本発明によるフィルタは、上記した本発明による信号伝送装置と同様の構成でフィルタとして動作させるようにしたものである。
【０００８】
本発明による信号伝送装置およびフィルタにおいて、第１の基板における第２の領域に形成され、第１の方向に互いに電磁結合された複数の第３の両端開放型共振器と、第２の基板における第２の領域に対応する領域において、１つまたは第１の方向に互いに電磁結合するように複数形成された第４の両端開放型共振器とをさらに備えていても良い。
この場合、複数の第３の両端開放型共振器は、一方の第３の両端開放型共振器と他方の第３の両端開放型共振器とを有し、一方の第３の両端開放型共振器の開放端に他方の第
３の両端開放型共振器の中央部が対向すると共に、一方の第３の両端開放型共振器の中央部に他方の第３の両端開放型共振器の開放端が対向するように配置されていても良い。
また、第４の両端開放型共振器を複数有する場合には、複数の第４の両端開放型共振器として、一方の第４の両端開放型共振器と他方の第４の両端開放型共振器とを有し、一方の第４の両端開放型共振器の開放端に他方の第４の両端開放型共振器の中央部が対向すると共に、一方の第４の両端開放型共振器の中央部に他方の第４の両端開放型共振器の開放端が対向するように配置されていても良い。
そして、第２の共振器を、複数の第３の両端開放型共振器と１または複数の第４の両端開放型共振器とによって形成し、第２の共振器において、互いに最も近い位置にある第３の両端開放型共振器と第４の両端開放型共振器とが、互いの開放端同士が対向すると共に互いの中央部同士が互いに対向するように配置されていても良い。
【０００９】
本発明による基板間通信装置は、上記した本発明による信号伝送装置の構成において、第１の基板に形成され第１の両端開放型共振器に物理的に直接接続、または電磁結合により間隔を空けて結合された第１の信号引き出し電極と、第２の基板に形成され第４の両端開放型共振器に物理的に直接接続、または電磁結合により間隔を空けて結合された第２の信号引き出し電極とさらに備え、第１の基板と第２の基板との間で信号伝送を行うようにしたものである。
【００１０】
本発明の信号伝送装置、フィルタ、または基板間通信装置では、第１の基板と第２の基板との間で、互いに最も近い位置にある第１の両端開放型共振器と第２の両端開放型共振器とが、互いの開放端同士が対向すると共に互いの中央部同士が互いに対向するように配置された状態になることで、それらの対向する２つの両端開放型共振器の双方に同方向に電流が流れ、２つの両端開放型共振器の間の電位差がほとんど無くなる。これにより、第１の共振器において、第１の基板と第２の基板との間の空気層等における電界分布がほとんど無くなり、第１の基板と第２の基板との間で空気層等の基板間距離に変動があったとしても、第１の共振器における共振周波数の変動が抑えられる。同様に、第１の基板と第２の基板との間で、互いに最も近い位置にある第３の両端開放型共振器と第４の両端開放型共振器とが、互いの開放端同士が対向すると共に互いの中央部同士が互いに対向するように配置された状態になることで、第２の共振器において、第１の基板と第２の基板との間の空気層等における電界分布がほとんど無くなる。これにより、第１の基板と第２の基板との間で空気層等の基板間距離に変動があったとしても、第２の共振器における共振周波数の変動が抑えられる。結果として、基板間距離の変動による通過周波数および通過帯域の変動が抑えられる。
【００１１】
また、本発明による信号伝送装置、フィルタ、または基板間通信装置において、第１の共振器は、複数の第１の両端開放型共振器と１または複数の第２の両端開放型共振器とが混成共振モードで電磁結合することにより全体として第１の共振周波数で共振する１つの結合共振器を構成し、かつ、第１および第２の基板が互いに電磁結合しないよう離間した状態では複数の第１の両端開放型共振器による単独の共振周波数と１または複数の第２の両端開放型共振器による単独の共振周波数とがそれぞれ、第１の共振周波数とは異なる周波数とされていても良い。同様に、第２の共振器は、複数の第３の両端開放型共振器と１または複数の第４の両端開放型共振器とが混成共振モードで電磁結合することにより全体として第１の共振周波数で共振する１つの結合共振器を構成し、かつ、第１および第２の基板が互いに電磁結合しないよう離間した状態では複数の第３の両端開放型共振器による単独の共振周波数と１または複数の第４の両端開放型共振器による単独の共振周波数とがそれぞれ、第１の共振周波数とは異なる周波数とされていても良い。
この構成の場合、第１の基板と第２の基板とが互いに電磁結合しないよう十分に離間した状態での周波数特性と第１の基板と第２の基板とが互いに電磁結合している状態での周波数特性とが異なる状態となる。このため、例えば第１の基板と第２の基板とを互いに電磁結合している状態では第１の共振周波数で信号伝送するが、第１の基板と第２の基板とが互いに電磁結合しないよう十分に離間した状態では第１の共振周波数で信号伝送しない状態となる。これにより、第１の基板と第２の基板とを十分に離した状態では信号の漏洩を防ぐことができる。
【００１２】
本発明による信号伝送装置またはフィルタにおいて、第１の基板に形成されると共に、第１の両端開放型共振器に物理的に直接接続、または第１の共振器に対して間隔を空けて電磁結合された第１の信号引き出し電極と、第２の基板に形成されると共に、第４の両端開放型共振器に物理的に直接接続、または第２の共振器に対して間隔を空けて電磁結合された第２の信号引き出し電極とをさらに備え、第１の基板と第２の基板との間で信号伝送を行うようにしても良い。
【００１３】
また、本発明による信号伝送装置またはフィルタにおいて、第２の基板に形成されると共に、第２の両端開放型共振器に物理的に直接接続、または第１の共振器に対して間隔を空けて電磁結合された第１の信号引き出し電極と、第２の基板に形成されると共に、第４の両端開放型共振器に物理的に直接接続、または第２の共振器に対して間隔を空けて電磁結合された第２の信号引き出し電極とをさらに備え、第２の基板内で信号伝送を行うようにしても良い。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の信号伝送装置、フィルタ、または基板間通信装置によれば、第１の基板と第２の基板との間で、互いに最も近い位置にある２つの両端開放型共振器を、互いの開放端同士を対向させると共に互いの中央部同士を互いに対向させるようにして配置したので、第１の共振器および第２の共振器において、第１の基板と第２の基板との間の空気層等における電界分布がほとんど無くなる。これにより、第１の基板と第２の基板との間で空気層等の基板間距離に変動があったとしても、第１の共振器および第２の共振器における共振周波数の変動が抑えられる。結果として、基板間距離の変動による通過周波数および通過帯域の変動が抑えられる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る信号伝送装置（フィルタ、基板間通信装置）の一構成例を示す斜視図である。
【図２】（Ａ）は図１に示した信号伝送装置における第１の基板の表面側に形成された第１の両端開放型共振器の構造を共振時の電流ベクトルと共に示す平面図であり、（Ｂ）は第１の基板の裏面側に形成された第１の両端開放型共振器の構造を共振時の電流ベクトルと共に示す平面図である。（Ｃ）は図１に示した信号伝送装置における第２の基板の表面側に形成された第２の両端開放型共振器の構造を共振時の電流ベクトルと共に示す平面図であり、（Ｄ）は第２の基板の裏面側に形成された第２の両端開放型共振器の構造を共振時の電流ベクトルと共に示す平面図である。
【図３】図１に示した信号伝送装置の第２の基板における第２の両端開放型共振器の配置を示す斜視図である。
【図４】（Ａ）は図１に示した信号伝送装置における第１の共振器の構造を共振周波数と共に示す平面図であり、（Ｂ）は図１に示した信号伝送装置における第２の共振器の構造を共振周波数と共に示す平面図である。
【図５】比較例の共振器構造を有する基板を示す断面図である。
【図６】図５に示した基板を２つ対向配置した構造を示す断面図である。
【図７】（Ａ）は１つの共振器による共振周波数を示す説明図であり、（Ｂ）は２つの共振器による共振周波数を示す説明図である。
【図８】図６に示した共振器構造を用いて形成した比較例のフィルタの構造を、基板各部の共振周波数と共に示す断面図である。
【図９】図１に示した信号伝送装置における第１の共振器の具体的な設計例を示す平面図である。
【図１０】図９に示した第１の共振器における共振周波数特性を示す特性図である。
【図１１】比較例の共振器構造の具体的な設計例を示す斜視図である。
【図１２】図１１に示した共振器構造における共振周波数特性を示す特性図である。
【図１３】本発明の第２の実施の形態に係る信号伝送装置の要部の一構成例を示す平面図である。
【図１４】本発明の第３の実施の形態に係る信号伝送装置の要部の一構成例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１７】
＜第１の実施の形態＞
［信号伝送装置の構成例］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る信号伝送装置（基板間通信装置またはフィルタ）の全体構成例を示している。本実施の形態に係る信号伝送装置は、第１の方向（図のＺ方向）に互いに対向配置された第１の基板１０および第２の基板２０を備えている。第１の基板１０および第２の基板２０は誘電体基板であり、基板材料とは異なる材料による層（誘電率の異なる層、例えば空気層）を挟んで、間隔（基板間距離Ｄａ）を空けて互いに対向配置されている。第１の基板１０および第２の基板２０には、第１の共振器１と、第１の共振器１に対して第２の方向（図のＸ方向）に並列配置されると共に、第１の共振器１に電磁結合されて第１の共振器１との間で信号伝送を行う第２の共振器２とが形成されている。第１の共振器１は、第１の基板１０に形成された複数の第１の両端開放型共振器１１，１２と、第２の基板２０に形成された複数の第２の両端開放型共振器２１，２２とを有している。第２の共振器２は、第１の基板１０に形成された複数の第３の両端開放型共振器３１，３２と、第２の基板２０に形成された複数の第４の両端開放型共振器４１，４２とを有している。
【００１８】
この信号伝送装置はまた、第１の基板１０に形成された第１の信号引き出し電極５１と、第２の基板２０に形成された第２の信号引き出し電極５２とを備えている。第１の基板１０に形成された複数の第１の両端開放型共振器１１，１２、複数の第３の両端開放型共振器３１，３２、および第１の信号引き出し電極５１は、導体による電極パターンよりなる。同様に、第２の基板２０に形成された複数の第２の両端開放型共振器２１，２２、複数の第４の両端開放型共振器４１，４２、および第２の信号引き出し電極５２は、導体による電極パターンよりなる。なお、図１において、第１の基板１０および第２の基板２０に形成された電極パターン（第１の両端開放型共振器１１，１２等）の厚みは省略している。第１の信号引き出し電極５１は、第１の基板１０の表面（上面）に形成されている。第１の基板１０の裏面（底面）において、第１の信号引き出し電極５１に対向する位置には、グランド電極８１が形成されている。第２の信号引き出し電極５２は、第２の基板２０の裏面（底面）に形成されている。第２の基板２０の表面（上面）において、第２の信号引き出し電極５２に対向する位置には、グランド電極８２が形成されている。
【００１９】
図２（Ａ）〜（Ｄ）は、第１の共振器１を構成する複数の第１の両端開放型共振器１１，１２および複数の第２の両端開放型共振器２１，２２の平面構造を、共振時の電流ベクトルと共に示している。図３は第２の基板２０に形成された複数の第２の両端開放型共振器２１，２２の構造を示している。図４（Ａ），（Ｂ）は第１の共振器１および第２の共振器２の構造を、基板各部の共振周波数と共に示している。
【００２０】
複数の第１の両端開放型共振器１１，１２および複数の第２の両端開放型共振器２１，２２、ならびに複数の第３の両端開放型共振器３１，３２および複数の第４の両端開放型共振器４１，４２はそれぞれ、閉曲線状の線路型の１／２波長共振器、いわゆるオープンリングレゾネータとなっている。
【００２１】
複数の第１の両端開放型共振器１１，１２は、第１の基板１０の第１の領域において、第１の方向（図のＺ方向）に互いに電磁結合されている。一方の第１の両端開放型共振器１１は第１の基板１０の裏面側に形成されている。他方の第１の両端開放型共振器１２は第１の基板１０の表面側に形成されている。複数の第２の両端開放型共振器２１，２２は、第２の基板２０における第１の領域に対応する領域において、第１の方向に互いに電磁結合されている。これにより、第１の領域において、複数の第１の両端開放型共振器１１，１２と複数の第２の両端開放型共振器２１，２２とが第１の方向に積層配置された構造の第１の共振器１が形成されている。
【００２２】
第１の共振器１において、互いに最も近い位置（基板間で対向する部分３０）にある一方の第１の両端開放型共振器１１と一方の第２の両端開放型共振器２１は、互いの開放端部分１１Ａ，２１Ａ同士が対向すると共に互いの中央部１１Ｂ，２１Ｂ同士が互いに対向するように配置されている（図２（Ｂ），（Ｃ）参照）。また、複数の第１の両端開放型共振器１１，１２は、一方の第１の両端開放型共振器１１の開放端部分１１Ａに他方の第１の両端開放型共振器１２の中央部１２Ｂが対向すると共に、一方の第１の両端開放型共振器１１の中央部１１Ｂに他方の第１の両端開放型共振器１２の開放端部分１２Ａが対向するように配置されている（図２（Ａ），（Ｂ）参照）。また、第２の両端開放型共振器２１，２２は、一方の第２の両端開放型共振器２１の開放端部分２１Ａに他方の第２の両端開放型共振器２２の中央部２２Ｂが対向すると共に、一方の第２の両端開放型共振器２１の中央部２１Ｂに他方の第２の両端開放型共振器２２の開放端部分２２Ａが対向するように配置されている（図２（Ｃ），（Ｄ）、図３参照）。ここで、両端開放型共振器の中央とは、中央から両端開放型共振器の一端までの電気長と、中央から両端開放型共振器の他端までの電気長とが等しくなる位置のことであり、例えば、一様な材料、形状で形成されている場合には、中央から両端開放型共振器の一端までの物理長と、中央から両端開放型共振器の他端までの物理長とが等しくなる位置のことである。また、両端開放型共振器の中央部とは、両端開放型共振器の中央を含む領域であり、例えば、両端開放型共振器の中央から両開放端部に向けて電気長でそれぞれλ／１６の共振器部分を含む範囲のことである。
【００２３】
複数の第３の両端開放型共振器３１，３２は、第１の基板１０の第２の領域において、第１の方向（図のＺ方向）に互いに電磁結合されている。一方の第３の両端開放型共振器３１は第１の基板１０の裏面側に形成されている。他方の第３の両端開放型共振器３２は第１の基板１０の表面側に形成されている。第４の両端開放型共振器４１，４２は、第２の基板２０における第２の領域に対応する領域において、第１の方向に互いに電磁結合されている。これにより、第１の領域とは異なる第２の領域において、複数の第３の両端開放型共振器３１，３２と複数の第４の両端開放型共振器４１，４２とが第１の方向に積層配置された構造の第２の共振器２が形成されている。
【００２４】
第２の共振器２において隣接する２つの両端開放型共振器同士の位置関係は、第１の共振器１と同様である。すなわち、第２の共振器２において、互いに最も近い位置（基板間で対向する部分）にある一方の第３の両端開放型共振器３１と一方の第４の両端開放型共振器４１は、互いの開放端部分同士が対向すると共に互いの中央部同士が互いに対向するように配置されている。また、複数の第３の両端開放型共振器３１，３２は、一方の第３の両端開放型共振器３１の開放端部分に他方の第３の両端開放型共振器３２の中央部が対向すると共に、一方の第３の両端開放型共振器３１の中央部に他方の第３の両端開放型共振器３２の開放端部分が対向するように配置されている。また、第４の両端開放型共振器４１，４２は、一方の第４の両端開放型共振器４１の開放端部分に他方の第４の両端開放型共振器４２の中央部が対向すると共に、一方の第４の両端開放型共振器４１の中央部に他方の第４の両端開放型共振器４２の開放端部分が対向するように配置されている。
【００２５】
第１の信号引き出し電極５１は、図１に示したように、第１の基板１０の表面側に形成されると共に、第１の基板１０の表面側の第１の両端開放型共振器１２に物理的に直接接続（例えば１つの開放端に直接接続）され、第１の両端開放型共振器１２に直接的に導通されている。これにより、第１の信号引き出し電極５１と第１の共振器１との間で信号伝送が可能とされている。第２の信号引き出し電極５２は、図１に示したように、第２の基板２０の裏面側に形成されると共に、第２の基板２０の裏面側に形成された第４の両端開放型共振器４２に物理的に直接接続（例えば１つの開放端に直接接続）され、第４の両端開放型共振器４２に直接的に導通されている。これにより、第２の信号引き出し電極５２と第２の共振器２との間で信号伝送が可能とされている。第１の共振器１と第２の共振器２は電磁結合されているので、第１の信号引き出し電極５１と第２の信号引き出し電極５２との間での信号伝送が可能とされている。これにより、第１の基板１０と第２の基板２０との２つの基板間での信号伝送が可能とされている。
【００２６】
なお、第１の信号引き出し電極５１を第１の基板１０の裏面側に形成し、第１の基板１０の裏面側の第１の両端開放型共振器１１に物理的に直接接続し、第１の両端開放型共振器１１に直接的に導通するようにしても良い。同様に、第２の信号引き出し電極５２を第２の基板２０の表面側に形成し、第２の基板２０の表面側の第４の両端開放型共振器４１に物理的に直接接続し、第４の両端開放型共振器４１に直接的に導通するようにしても良い。
【００２７】
［動作および作用］
この信号伝送装置では、第１の共振器１において、第１の基板１０と第２の基板２０との間で、互いに最も近い位置にある一方の第１の両端開放型共振器１１と一方の第２の両端開放型共振器２１とが、互いの開放端部分１１Ａ，２１Ａ同士が対向すると共に互いの中央部１１Ｂ，２１Ｂ同士が互いに対向した状態となる。この状態では、図２（Ｂ），（Ｃ）に示したように、一方の第１の両端開放型共振器１１と一方の第２の両端開放型共振器２１との双方に同方向に電流ｉが流れ、２つの両端開放型共振器１１，２１の間の電位差がほとんど無くなる。このため、一方の第１の両端開放型共振器１１と一方の第２の両端開放型共振器２１とがほぼ同電位になるため、それらの共振器間には電界が発生しない。一方の第１の両端開放型共振器１１と一方の第２の両端開放型共振器２１は、ほぼ磁気結合のみによる結合がなされる。これにより、第１の共振器１において、第１の基板１０と第２の基板２０との間の空気層等における電界分布がほとんど無くなり、第１の基板１０と第２の基板１０との間で空気層等の基板間距離Ｄａに変動があったとしても、第１の共振器１における共振周波数の変動が抑えられる。
【００２８】
同様に、第２の共振器２において、第１の基板１０と第２の基板２０との間で、互いに最も近い位置にある一方の第３の両端開放型共振器３１と一方の第４の両端開放型共振器４１とが、互いの開放端部分同士が対向すると共に互いの中央部同士が互いに対向する状態となる。このため、第２の共振器２において、第１の基板１０と第２の基板２０との間の空気層等における電界分布がほとんど無くなり、一方の第３の両端開放型共振器３１と一方の第４の両端開放型共振器４１は、ほぼ磁気結合のみによる結合がなされる。これにより、第１の基板１０と第２の基板２０との間で空気層等の基板間距離Ｄａに変動があったとしても、第２の共振器２における共振周波数の変動が抑えられる。結果として、基板間距離Ｄａの変動による通過周波数および通過帯域の変動が抑えられる。
【００２９】
また、この信号伝送装置では、図４（Ａ）に示したように、第１の共振器１は、複数の第１の両端開放型共振器１１，１２と複数の第２の両端開放型共振器２１，２２とが後述する混成共振モードで電磁結合することにより全体として第１の共振周波数ｆ１（または第２の共振周波数ｆ２）で共振する１つの結合共振器を構成する。かつ、第１の基板１０および第２の基板２０が互いに電磁結合しないよう十分に離間した状態では複数の第１の両端開放型共振器１１，１２による単独での共振周波数ｆａと複数の第２の両端開放型共振器２１，２２による単独での共振周波数ｆａとがそれぞれ、第１の共振周波数ｆ１（または第２の共振周波数ｆ２）とは異なる周波数となる。
【００３０】
同様に、第２の共振器２は、図４（Ｂ）に示したように、複数の第３の両端開放型共振器３１，３２と複数の第４の両端開放型共振器４１，４２とが混成共振モードで電磁結合することにより全体として第１の共振周波数ｆ１（または第２の共振周波数ｆ２）で共振する１つの結合共振器を構成する。かつ、第１の基板１０および第２の基板２０が互いに電磁結合しないよう十分に離間した状態では複数の第３の両端開放型共振器３１，３２による単独での共振周波数ｆａと複数の第４の両端開放型共振器４１，４２による単独での共振周波数ｆａとがそれぞれ、第１の共振周波数ｆ１（または第２の共振周波数ｆ２）とは異なる周波数となる。
【００３１】
従って、第１の基板１０と第２の基板２０とが互いに電磁結合しないよう十分に離間した状態での周波数特性と第１の基板１０と第２の基板２０とが互いに電磁結合している状態での周波数特性とが異なる状態となる。このため、例えば第１の基板１０と第２の基板２０とが互いに電磁結合している状態では第１の共振周波数ｆ１（または第２の共振周波数ｆ２）で信号伝送する。一方、第１の基板１０と第２の基板２０とが互いに電磁結合しないよう十分に離間した状態では単独での共振周波数ｆａで共振するために、第１の共振周波数ｆ１（または第２の共振周波数ｆ２）で信号伝送しない状態となる。これにより、第１の基板１０と第２の基板２０とを十分に離した状態では、第１の共振周波数ｆ１（または第２の共振周波数ｆ２）と同帯域の信号が入力されたとしても反射されるので、共振器からの信号の漏洩を防ぐことができる。
【００３２】
（混成共振モードによる信号伝送の原理）
ここで、上述の混成共振モードによる信号伝送の原理について説明する。説明を簡単にするために、比較例の共振器構造として、図５に示したように第１の基板１１０の内部に１つの共振器１１１が形成されているものを考える。この比較例の共振器構造では、図７（Ａ）に示したように、１つの共振周波数ｆ０で共振するような共振モードとなる。これに対して、図６に示したように、図５に示した比較例の共振器構造と同様の構造を有する第２の基板１２０を、基板間距離Ｄａを空けて第１の基板１１０に対向配置して電磁結合した場合について考える。第２の基板１２０の内部には１つの共振器１２１が形成されている。第２の基板１２０における共振器１２１についても、第１の基板１１０における共振器１１１と構造的には同じなので、第１の基板１１０に電磁結合していない単独の状態では、図７（Ａ）に示したように、１つの共振周波数ｆ０で共振するような単独の共振モードとなる。しかしながら、図６に示した２つの共振器を電磁結合した状態では、電波の飛び移り効果により、単独での共振周波数ｆ０で共振するのではなく、単独での共振周波数ｆ０よりも低い第１の共振周波数ｆ１となる第１の共振モードと、単独での共振周波数ｆ０よりも高い第２の共振周波数ｆ２となる第２の共振モードを形成して共振する。
【００３３】
図６に示した混成共振モードで電磁結合する２つの共振器１１１，１２１を全体として１つの結合共振器１０１とみなすと、同様の共振器構造を並列配置することで、第１の共振周波数ｆ１（または第２の共振周波数ｆ２）を通過帯域とするフィルタを構成することができる。そのような構成例を図８に示す。図８のフィルタ構成例では、第１の基板１１０に２つの共振器１１１，１３１を並列配置すると共に、第２の基板１２０に２つの共振器１２１，１４１を並列配置している。第１の基板１１０に形成された共振器１１１，１３１と第２の基板１２０に形成された共振器１２１，１４１はそれぞれ、第１の基板１１０および第２の基板１２０が互いに電磁結合しないよう十分に離間した状態では、混成共振モードではなく、単独での共振周波数ｆ０による共振モードとなる。第１の基板１１０と第２の基板１２０とを基板間距離Ｄａを空けて対向配置して電磁結合させた状態では、第１の基板１１０の一方の共振器１１１と第２の基板１２０の一方の共振器１２１とで全体として１つの結合共振器１０１を構成する。また、第１の基板１１０の他方の共振器１３１と第２の基板１２０の他方の共振器１４１とで全体としてもう１つの結合共振器１０２を構成する。２つの結合共振器１０１，１０２がそれぞれ全体として第１の共振周波数ｆ１（または第２の共振周波数ｆ２）で共振することで、第１の共振周波数ｆ１（または第２の共振周波数ｆ２）を通過帯域とするフィルタのように動作する。この第１の共振周波数ｆ１（または第２の共振周波数ｆ２）近傍の周波数の信号を入力することで信号伝送が可能となる。
【００３４】
以上の原理を踏まえ、本実施の形態に係る信号伝送装置における共振モードについて、より詳細に説明する。図４のように、前述の複数の第１の両端開放型共振器１１，１２、複数の第２の両端開放型共振器２１，２２、複数の第３の両端開放型共振器３１，３２、複数の第４の両端開放型共振器４１，４２のように、一方の両端開放型共振器の開放端に他方の両端開放型共振器の中央部が対向すると共に、一方の両端開放型共振器の中央部に他方の両端開放型共振器の開放端が対向するようにして電磁結合（このような両端開放型共振器の配置による結合を以下、’Ａ結合’と呼ぶ）した共振器が基板に形成されている場合には、それら電磁結合した両端開放型共振器同士も混成共振モードにより共振する。すなわち、例えば複数の第１の両端開放型共振器１１，１２同士が混成共振モードで電磁結合することにより、複数の第１の両端開放型共振器１１，１２同士が互いに電磁結合しないよう十分に離間した状態での各両端開放型共振器１１，１２単独での共振周波数ｆ０よりも低い共振周波数ｆａと、共振周波数ｆ０よりも高い共振周波数ｆｂとで共振する１つの結合共振器を構成する。第１の基板１０に形成され互いにＡ結合した複数の第１の両端開放型共振器１１，１２と、第２の基板２０に形成され互いにＡ結合した複数の第２の両端開放型共振器２１，２２とが、空気層等を介して互いに電磁結合した場合には、前述のように、これら複数の両端開放型共振器同士も混成共振モード同士が電磁結合することにより、複数の共振モードを有する１つの結合共振器（第１の共振器１）となる。この第１の共振器１は複数の共振モード（共振周波数ｆ１，ｆ２，・・・、但し、ｆ１＜ｆ２＜・・・）を有する。同様に、第２の基板２０に形成され、互いにＡ結合した複数の第３の両端開放型共振器３１，３２と、第２の基板２０に形成され、互いにＡ結合した複数の第４の両端開放型共振器４１，４２とが、空気層等を介して互いに電磁結合した場合には、前述のように、これら複数の両端開放型共振器同士も混成共振モード同士が電磁結合することにより、複数の共振モードを有する１つの結合共振器（第２の共振器２）となる。この第２の共振器２は複数の共振モード（共振周波数ｆ１，ｆ２，・・・、但し、ｆ１＜ｆ２＜・・・）を有する。
【００３５】
ここで、複数の共振モードの内で、最も低い共振周波数を有する共振モード（共振周波数ｆ１）における電荷分布と電流ベクトルｉを示したものが図２であり、複数の両端開放型共振器のそれぞれに流れる電流の向きは全て同方向（図２では上面視で時計回り方向）となる。従って、Ａ結合した両端開放型共振器間では電磁結合した状態となる一方で、第１の基板１０と第２の基板２０との間では、互いに最も近い位置にある両端開放型共振器間での電界分布（電界成分）がほとんど無くなる。このように、例えば、複数の共振モードの内で最も低い共振周波数を有する共振モードでは、第１の基板１０と第２の基板２０との間で、互いに最も近い位置にある両端開放型共振器１１，２１のそれぞれに流れる電流の向きは同方向（図２では上面視で時計回り方向）となり、両端開放型共振器間での電界分布がほとんど無くなることから、主として磁界結合による電磁結合した状態となる。
【００３６】
さらに、Ａ結合は強い結合であることから、第１の共振周波数ｆ１と第２の共振周波数ｆ２との周波数差を非常に大きくすることができ、従って、第１の共振器１と第２の共振器２とを並列配置した際に、複数の共振モード（共振周波数ｆ１，ｆ２，・・・）の第１の共振周波数ｆ１を含む通過帯域と、それ以外の共振周波数を含む通過帯域とは周波数が重ならない（通過帯域の周波数が異なる）ようにすることができる。さらに、これら第１の共振周波数ｆ１を含む通過帯域およびそれ以外の各共振周波数を含むそれぞれの通過帯域、すなわち、複数の共振モード（共振周波数ｆ１，ｆ２，・・・）のそれぞれの共振周波数を含む各々の通過帯域は、第１の基板１０或いは第２の基板２０単独での共振周波数ｆａを含む通過帯域とも周波数が重ならない（通過帯域の周波数が異なる）。従って、第１の共振周波数ｆ１を含む通過帯域では、他の共振モードの影響をほとんど受けることがないだけでなく、共振周波数ｆａ近傍の周波数の影響もほとんど受けることがない。
【００３７】
以上のことから、複数の共振モードの内で、最も低い周波数となる共振モードでの共振周波数ｆ１を、信号の通過帯域に設定することが好ましい。ただし、共振周波数ｆ１より高い周波数となる他の共振モードであっても、第１の基板１０と第２の基板２０との間で、互いに最も近い位置にある両端開放型共振器同士に流れる電流の向きが同方向となるのであれば、その共振モードによる共振周波数を信号の通過帯域に設定しても良い。
【００３８】
［具体的な設計例およびその特性］
次に、本実施の形態に係る信号伝送装置の具体的な設計例およびその特性を、比較例の共振器構造の特性と比較して説明する。図９は、本実施の形態に係る信号伝送装置における第１の共振器１の具体的な設計例を示している。図１０は、図９に示した設計例における共振周波数特性を示している。なお、図９には第１の基板１０側の設計例のみ示しているが、第２の基板２０側も同様の設計である。この設計例では、第１の基板１０および第２の基板２０の平面サイズはそれぞれ３ｍｍ角で、基板厚は０．１ｍｍ、比誘電率は３．８５となっている。第１の基板１０上の各電極（第１の両端開放型共振器１１，１２）の平面サイズは、内半径が０．６ｍｍ、電極幅（線路幅）が０．２ｍｍとなっている。開放端部分（両端開放型共振器の一方の開放端と他方の開放端との間のギャップ部）１１Ａ，１２Ａの大きさは０．２ｍｍとなっている。第２の基板２０上の各電極（第２の両端開放型共振器２１，２２）の平面サイズも同様である。このような構成で、基板間の空気層の厚み（基板間距離Ｄａ）を１０μｍ〜１００μｍまで変化させた場合の共振周波数を計算した結果が、図１０である。本実施の形態の共振器構造では、図１０から分かるように、共振周波数の変化は少なく、空気層の厚みの変化に対して共振周波数は最大でも約５％程度しか変動していない。
【００３９】
図１１は、比較例の共振器構造２０１の具体的な設計例を示している。図１２は、図１１に示した共振器構造２０１における共振周波数特性を示している。この比較例の共振器構造２０１は、表面（上面）がグランド電極（グランド面ＧＮＤ）とされ、裏面（底面）に第１の両端開放型共振器２１１が形成された第１の基板２１０と、裏面（底面）がグランド電極（グランド面ＧＮＤ）とされ、表面（上面）に第２の両端開放型共振器２２１が形成された第２の基板２２０とを、空気層を挟んで、間隔（基板間距離Ｄａ）を空けて互いに対向配置したものである。２つの基板間において、第１の両端開放型共振器２１１と第２の両端開放型共振器２２１は、互いの開放端部分に互いの中央部が対向するような配置とされている。この比較例の共振器構造２０１において、基板サイズや電極サイズ等は、図９に示した設計例と同様である。すなわち、第１の基板２１０および第２の基板２２０の平面サイズはそれぞれ３ｍｍ角で、基板厚は０．１ｍｍ、比誘電率は３．８５となっている。２つの基板上の各電極（第１の両端開放型共振器２１１および第２の両端開放型共振器２２１）の平面サイズは、内半径が０．６ｍｍ、電極幅（線路幅）が０．２ｍｍとなっている。開放端部分１１Ａ，１２Ａの大きさは０．２ｍｍとなっている。このような構成で、基板間の空気層の厚み（基板間距離Ｄａ）を１０μｍ〜１００μｍまで変化させた場合の共振周波数を計算した結果が、図１２である。この比較例の共振器構造２０１では、図１２から分かるように、空気層の厚みの変化に対して共振周波数が最大で約７０％変動している。これは、空気層の厚みの変化によって。第１の基板２１０および第２の基板２２０の間で実効比誘電率が変化するためである。
【００４０】
［効果］
本実施の形態に係る信号伝送装置によれば、第１の基板１０と第２の基板２０との間で、互いに最も近い位置にある２つの両端開放型共振器を、互いの開放端同士を対向させると共に互いの中央部同士を互いに対向させるようにしたので、第１の共振器１および第２の共振器２において、第１の基板１０と第２の基板２０との間の空気層等における電界分布（電界成分）がほとんど無くなる。これにより、第１の基板１０と第２の基板２０との間で空気層等の基板間距離Ｄａに変動があったとしても、第１の共振器１および第２の共振器２における共振周波数の変動が抑えられる。結果として、基板間距離Ｄａの変動による通過周波数および通過帯域の変動が抑えられる。
【００４１】
ところで、共振器のＱ値を上げる手法として、共振器の体積を増加させる方法があるが、これは部品の小型化に反している。例えば第１の基板１０を共振器構造の部品、第２の基板２０を共振器構造の部品を実装する実装基板とすると、従来の共振器構造では共振器のＱ値を上げるためには部品側の体積を増加させなければならない。これに対して、本実施の形態における共振器構造では、実装基板側の電極パターン（第２の両端開放型共振器２１等）を共振器の一部として用いていることができる。これにより、部品側の体積を増加させることなく、実装基板の体積を共振器の一部として利用することにより、共振器のＱ値を上げることができる。また、本実施の形態における共振器構造では、例えば部品側（第１の基板１０）に側面端子を設けることなく、実装基板（第２の基板２０）に電磁結合により結合させることができるので、構成の簡素化とコストダウンが可能になる。
【００４２】
＜第２の実施の形態＞
次に、本発明の第２の実施の形態に係る信号伝送装置について説明する。なお、上記第１の実施の形態に係る信号伝送装置と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００４３】
上記第１の実施の形態では、第１の共振器１および第２の共振器２を構成する両端開放型共振器として、いわゆるオープンリングレゾネータを用いたが、他の構造の両端開放型共振器を用いるようにしても良い。基本的には、ミラー対称的な形状となる一対の共振器が１つの基板の表面および裏面に形成され、かつ、対向する２つの基板間で、互いに最も近い位置（基板間で対向する部分）では、互いの開放端部分同士が対向すると共に互いの中央部同士が互いに対向するような配置とされていれば良い。
【００４４】
図１３（Ａ），（Ｂ）は、他の構造の両端開放型共振器の一例を示している。図１３（Ａ），（Ｂ）では、コの字状の線路型の１／２波長共振器からなる一対の両端開放型共振器６１，６２の構造を示している。この一対の両端開放型共振器６１，６２を、例えば第１の共振器１を構成する複数の第１の両端開放型共振器１１，１２および複数の第２の両端開放型共振器２１，２２に代えて用いるようにしても良い。この場合、隣接する２つの両端開放型共振器同士の位置関係は、第１の両端開放型共振器１１，１２および複数の第２の両端開放型共振器２１，２２を用いた場合と同様となるようにする。すなわち、第１の基板１０または第２の基板２０において、一方の両端開放型共振器６１の開放端部分６１Ａに他方の両端開放型共振器６２の中央部６２Ｂが対向すると共に、一方の両端開放型共振器６１の中央部６１Ｂに他方の両端開放型共振器６２の開放端部分６２Ａが対向するように配置する。また、第１の基板１０と第２の基板２０との間で、互いに最も近い位置（基板間で対向する部分）では、互いの開放端部分同士が対向すると共に互いの中央部同士が互いに対向するように両端開放型共振器６１または６２を配置する。この場合も、例えば複数の共振モードの内で最も低い共振周波数ｆ１を有する共振モードでは、第１の基板１０と第２の基板２０との間で、互いに最も近い位置にある両端開放型共振器６１または６２のそれぞれの電流の向きは同方向（共に時計回り、または共に反時計回り）となり、両端開放型共振器間での電界分布がほとんど無くなる。
【００４５】
＜第３の実施の形態＞
次に、本発明の第３の実施の形態に係る信号伝送装置について説明する。なお、上第１または第２の実施の形態に係る信号伝送装置と実質的に同一の構成部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００４６】
図１に示した信号伝送装置では第１の信号引き出し電極５１を、第１の基板１０に形成された第１の両端開放型共振器１２に物理的に直接接続して導通するようにしていたが、第１の共振器１に対して間隔を空けて電磁結合された信号引き出し電極を用いるようにしても良い。例えば、第１の基板１０の表面側において、図１４（Ａ）に示したように、第１の両端開放型共振器１２に対して間隔を空けて配置された第１の信号引き出し電極５３を設けるようにしても良い。この場合、第１の信号引き出し電極５３を、第１の共振器１の共振周波数ｆ１（またはｆ２）と同様の共振周波数ｆ１（またはｆ２）で共振する共振器で構成する。これにより、第１の信号引き出し電極５３と第１の共振器１とが、共振周波数ｆ１（またはｆ２）で電磁結合される。
【００４７】
同様に、図１に示した信号伝送装置では第２の信号引き出し電極５２を、第２の基板２０に形成された第４の両端開放型共振器４２に物理的に直接接続して導通するようにしていたが、第１の共振器１に対して間隔を空けて電磁結合された信号引き出し電極を用いるようにしても良い。例えば、第２の基板２０の裏面側において、図１４（Ｂ）に示したように、第４の両端開放型共振器４２に対して間隔を空けて配置された第２の信号引き出し電極５４を設けるようにしても良い。この場合、第２の信号引き出し電極５４を、第２の共振器２の共振周波数ｆ１（またはｆ２）と同様の共振周波数ｆ１（またはｆ２）で共振する共振器で構成する。これにより、第２の信号引き出し電極５４と第２の共振器２とが、共振周波数ｆ１（またはｆ２）で電磁結合される。
【００４８】
＜その他の実施の形態＞
本発明は、上記各実施の形態に限定されず種々の変形実施が可能である。
例えば、上記第１の実施の形態では、第１の共振器１と第２の共振器２との双方を、図４（Ａ），（Ｂ）に示したように実質的に同一の共振機器構造で構成したが、例えば第２の共振器２の方を別の共振機器構造で構成しても良い。
【００４９】
また、上記第１の実施の形態では、第１の基板１０および第２の基板２０にそれぞれ２つずつ両端開放型共振器を形成した例を示したが、いずれか一方の基板には、第１の共振器１または第２の共振器２を構成する両端開放型共振器を１つのみ設けるようにしても良い。例えば第２の基板２０側には、第１の共振器１の構成要素として一方の第２の両端開放型共振器２１のみを設けるようにしても良い。第２の共振器２についても同様に、第２の基板２０側には、第２の共振器２の構成要素として一方の第４の両端開放型共振器４１のみを設けるようにしても良い。
【００５０】
また、上記第１の実施の形態では、第１の基板１０および第２の基板２０の２つの基板によって第１の共振器１および第２の共振器２を形成した例を示したが、３つ以上の基板を対向配置させて、３つ以上の基板によって第１の共振器１および第２の共振器２を構成してもよい。例えば、第１の基板１０とは反対側（第２の基板２０の裏面側）において、第２の基板２０に間隔（基板間距離Ｄａ）を空けて対向するような第３の基板を設けるようにしても良い。そして、第１の基板１０および第２の基板２０と同様に、第３の基板にも複数の両端開放型共振器を形成し、第１の基板１０、および第２の基板２０ならびに第３の基板において第１の領域に形成された複数の両端開放型共振器によって第１の共振器１を構成し、第２の領域に形成された他の複数の両端開放型共振器によって第２の共振器２を構成するようにしても良い。
【００５１】
さらに、上記第１の実施の形態では、第１の信号引き出し電極５１を第１の基板１０側に形成し、第２の信号引き出し電極５２を第２の基板２０側に形成して別々の基板間での信号伝送を行う例を挙げたが、各引き出し電極を同一の基板上に形成して基板内での信号伝送を行うようにしても良い。例えば、第１の信号引き出し電極５１を第２の基板２０側の底面側に形成すると共に第２の両端開放型共振器２２の一端に接続することで第２の基板２０内での信号伝送を行うようにしても良い。この場合、信号の伝送方向は第２の基板２０内であるが、第１の基板１０側の共振器も利用して（上下方向の体積を利用して）信号を伝送するので、例えばフィルタとして特定の周波数を選択して信号を伝送する場合において、第２の基板２０上の電極パターンのみを用いて伝送する場合に比べて、平面方向の面積を抑えることができる。すなわち、平面方向の面積を抑えつつ、フィルタとして基板内での信号伝送を行うことができる。
【００５２】
また、上記第１の実施の形態では、第１の共振器１と第２の共振器２との２つの共振器が並列配置されていたが、３つ以上の共振器が並列配置されていても良く、異なる基板間で互いに最も近い位置にある両端開放型共振器のそれぞれに流れる電流の向きが同方向となるように構成されていれば良い。また、上記第１の実施の形態では、第１の基板１０と第２の基板２０の比誘電率を等しくしていたが、第１の基板１０と第２の基板２０のそれぞれの比誘電率が異なっていても良く、第１の基板１０と第２の基板２０の少なくとも一方の比誘電率とは異なる比誘電率を有する層を挟んでいれば良い。他の実施の形態についても同様である。また、本発明の信号伝送装置としては、アナログ信号やデジタル信号等の送信／受信のための信号伝送装置のみならず、電力の送電／受電のための信号伝送装置をも含む。
【符号の説明】
【００５３】
１…第１の共振器、２…第２の共振器、１０…第１の基板、１１，１２…第１の両端開放型共振器、１１Ａ，１２Ａ，２１Ａ，２２Ａ…開放端部分、１１Ｂ，１２Ｂ，２１Ｂ，２２Ｂ…中央部、２０…第２の基板、２１，２２…第２の両端開放型共振器、３０…基板間で対向する部分、５１，５３…第１の信号引き出し電極、５２，５４…第２の信号引き出し電極、６１…第１の両端開放型共振器、６１Ａ，６２Ａ…開放端部分、６１Ｂ，６２Ｂ…中央部、６２…第２の両端開放型共振器、８１，８２…グランド電極、１０１，１０２…結合共振器、１１０…第１の基板、１２０…第２の基板、１１１，１２１，１３１，１４１…共振器、１２０…第２の基板、２０１…比較例の共振器構造、２１０…第１の基板、２１１…第１の両端開放型共振器、２２０…第２の基板、２２１…第２の両端開放型共振器、Ｄａ…基板間距離、ｉ…電流。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
間隔を空けて第１の方向に互いに対向配置された第１および第２の基板と、
前記第１の基板における第１の領域に形成され、前記第１の方向に互いに電磁結合する複数の第１の両端開放型共振器と、
前記第２の基板における前記第１の領域に対応する領域において、１つまたは前記第１の方向に互いに電磁結合するように複数形成された第２の両端開放型共振器と、
複数の前記第１の両端開放型共振器と１または複数の前記第２の両端開放型共振器とによって形成された第１の共振器と、
前記第１の共振器に電磁結合されて前記第１の共振器との間で信号伝送を行う第２の共振器と
を備え、
前記複数の第１の両端開放型共振器は、一方の第１の両端開放型共振器と他方の第１の両端開放型共振器とを有し、前記一方の第１の両端開放型共振器の開放端に前記他方の第１の両端開放型共振器の中央部が対向すると共に、前記一方の第１の両端開放型共振器の中央部に前記他方の第１の両端開放型共振器の開放端が対向するように配置され、
前記第２の両端開放型共振器を複数有する場合には、複数の前記第２の両端開放型共振器として、一方の第２の両端開放型共振器と他方の第２の両端開放型共振器とを有し、前記一方の第２の両端開放型共振器の開放端に前記他方の第２の両端開放型共振器の中央部が対向すると共に、前記一方の第２の両端開放型共振器の中央部に前記他方の第２の両端開放型共振器の開放端が対向するように配置され、
前記第１の共振器において、互いに最も近い位置にある前記第１の両端開放型共振器と前記第２の両端開放型共振器とが、互いの開放端同士が対向すると共に互いの中央部同士が互いに対向するように配置されている
信号伝送装置。
【請求項２】
前記第１の基板における第２の領域に形成され、前記第１の方向に互いに電磁結合された複数の第３の両端開放型共振器と、
前記第２の基板における前記第２の領域に対応する領域において、１つまたは前記第１の方向に互いに電磁結合するように複数形成された第４の両端開放型共振器とをさらに備え、
前記第２の共振器は、複数の前記第３の両端開放型共振器と１または複数の前記第４の両端開放型共振器とによって形成され、
前記複数の第３の両端開放型共振器は、一方の第３の両端開放型共振器と他方の第３の両端開放型共振器とを有し、前記一方の第３の両端開放型共振器の開放端に前記他方の第３の両端開放型共振器の中央部が対向すると共に、前記一方の第３の両端開放型共振器の中央部に前記他方の第３の両端開放型共振器の開放端が対向するように配置され、
前記第４の両端開放型共振器を複数有する場合には、複数の前記第４の両端開放型共振器として、一方の第４の両端開放型共振器と他方の第４の両端開放型共振器とを有し、前記一方の第４の両端開放型共振器の開放端に前記他方の第４の両端開放型共振器の中央部が対向すると共に、前記一方の第４の両端開放型共振器の中央部に前記他方の第４の両端開放型共振器の開放端が対向するように配置され、
前記第２の共振器において、互いに最も近い位置にある前記第３の両端開放型共振器と前記第４の両端開放型共振器とが、互いの開放端同士が対向すると共に互いの中央部同士が互いに対向するように配置されている
請求項１に記載の信号伝送装置。
【請求項３】
前記第１の基板に形成されると共に、前記第１の両端開放型共振器に物理的に直接接続、または前記第１の共振器に対して間隔を空けて電磁結合された第１の信号引き出し電極と、
前記第２の基板に形成されると共に、前記第４の両端開放型共振器に物理的に直接接続、または前記第２の共振器に対して間隔を空けて電磁結合された第２の信号引き出し電極と
をさらに備え、
前記第１の基板と前記第２の基板との間で信号伝送を行う
請求項２に記載の信号伝送装置。
【請求項４】
前記第２の基板に形成されると共に、前記第２の両端開放型共振器に物理的に直接接続、または前記第１の共振器に対して間隔を空けて電磁結合された第１の信号引き出し電極と、
前記第２の基板に形成されると共に、前記第４の両端開放型共振器に物理的に直接接続、または前記第２の共振器に対して間隔を空けて電磁結合された第２の信号引き出し電極と
をさらに備え、
前記第２の基板内で信号伝送を行う
請求項２に記載の信号伝送装置。
【請求項５】
前記第１の共振器は、複数の前記第１の両端開放型共振器と１または複数の前記第２の両端開放型共振器とが混成共振モードで電磁結合することにより全体として第１の共振周波数で共振する１つの結合共振器を構成し、かつ、前記第１および第２の基板が互いに電磁結合しないよう離間した状態では複数の前記第１の両端開放型共振器による単独の共振周波数と１または複数の前記第２の両端開放型共振器による単独の共振周波数とがそれぞれ、前記第１の共振周波数とは異なる周波数とされ、
前記第２の共振器は、複数の前記第３の両端開放型共振器と１または複数の前記第４の両端開放型共振器とが混成共振モードで電磁結合することにより全体として前記第１の共振周波数で共振する１つの結合共振器を構成し、かつ、前記第１および第２の基板が互いに電磁結合しないよう離間した状態では複数の前記第３の両端開放型共振器による単独の共振周波数と１または複数の前記第４の両端開放型共振器による単独の共振周波数とがそれぞれ、前記第１の共振周波数とは異なる周波数とされている
請求項２ないし４のいずれか１項に記載の信号伝送装置。
【請求項６】
間隔を空けて第１の方向に互いに対向配置された第１および第２の基板と、
前記第１の基板における第１の領域に形成され、前記第１の方向に互いに電磁結合する複数の第１の両端開放型共振器と、
前記第２の基板における前記第１の領域に対応する領域において、１つまたは前記第１の方向に互いに電磁結合するように複数形成された第２の両端開放型共振器と、
複数の前記第１の両端開放型共振器と１または複数の前記第２の両端開放型共振器とによって形成された第１の共振器と、
前記第１の共振器に電磁結合されて前記第１の共振器との間で信号伝送を行う第２の共振器と
を備え、
前記複数の第１の両端開放型共振器は、一方の第１の両端開放型共振器と他方の第１の両端開放型共振器とを有し、前記一方の第１の両端開放型共振器の開放端に前記他方の第１の両端開放型共振器の中央部が対向すると共に、前記一方の第１の両端開放型共振器の中央部に前記他方の第１の両端開放型共振器の開放端が対向するように配置され、
前記第２の両端開放型共振器を複数有する場合には、複数の前記第２の両端開放型共振器として、一方の第２の両端開放型共振器と他方の第２の両端開放型共振器とを有し、前記一方の第２の両端開放型共振器の開放端に前記他方の第２の両端開放型共振器の中央部が対向すると共に、前記一方の第２の両端開放型共振器の中央部に前記他方の第２の両端開放型共振器の開放端が対向するように配置され、
前記第１の共振器において、互いに最も近い位置にある前記第１の両端開放型共振器と前記第２の両端開放型共振器とが、互いの開放端同士が対向すると共に互いの中央部同士が互いに対向するように配置されている
フィルタ。
【請求項７】
間隔を空けて第１の方向に互いに対向配置された第１および第２の基板と、
前記第１の基板における第１の領域に形成され、前記第１の方向に互いに電磁結合する複数の第１の両端開放型共振器と、
前記第２の基板における前記第１の領域に対応する領域において、１つまたは前記第１の方向に互いに電磁結合するように複数形成された第２の両端開放型共振器と、
前記第１の基板における第２の領域に形成され、前記第１の方向に互いに電磁結合する複数の第３の両端開放型共振器と、
前記第２の基板における前記第２の領域に対応する領域において、１つまたは前記第１の方向に互いに電磁結合するように複数形成された第４の両端開放型共振器と、
複数の前記第１の両端開放型共振器と１または複数の前記第２の両端開放型共振器とによって形成された第１の共振器と、
複数の前記第３の両端開放型共振器と１または複数の前記第４の両端開放型共振器とによって形成されると共に、前記第１の共振器に電磁結合されて前記第１の共振器との間で信号伝送を行う第２の共振器と、
前記第１の基板に形成され前記第１の両端開放型共振器に物理的に直接接続、または電磁結合により間隔を空けて結合された第１の信号引き出し電極と、
前記第２の基板に形成され前記第４の両端開放型共振器に物理的に直接接続、または電磁結合により間隔を空けて結合された第２の信号引き出し電極と
備え、
前記複数の第１の両端開放型共振器は、一方の第１の両端開放型共振器と他方の第１の両端開放型共振器とを有し、前記一方の第１の両端開放型共振器の開放端に前記他方の第１の両端開放型共振器の中央部が対向すると共に、前記一方の第１の両端開放型共振器の中央部に前記他方の第１の両端開放型共振器の開放端が対向するように配置され、
前記第２の両端開放型共振器を複数有する場合には、複数の前記第２の両端開放型共振器として、一方の第２の両端開放型共振器と他方の第２の両端開放型共振器とを有し、前記一方の第２の両端開放型共振器の開放端に前記他方の第２の両端開放型共振器の中央部が対向すると共に、前記一方の第２の両端開放型共振器の中央部に前記他方の第２の両端開放型共振器の開放端が対向するように配置され、
前記複数の第３の両端開放型共振器は、一方の第３の両端開放型共振器と他方の第３の両端開放型共振器とを有し、前記一方の第３の両端開放型共振器の開放端に前記他方の第３の両端開放型共振器の中央部が対向すると共に、前記一方の第３の両端開放型共振器の中央部に前記他方の第３の両端開放型共振器の開放端が対向するように配置され、
前記第４の両端開放型共振器を複数有する場合には、複数の前記第４の両端開放型共振器として、一方の第４の両端開放型共振器と他方の第４の両端開放型共振器とを有し、前記一方の第４の両端開放型共振器の開放端に前記他方の第４の両端開放型共振器の中央部が対向すると共に、前記一方の第４の両端開放型共振器の中央部に前記他方の第４の両端開放型共振器の開放端が対向するように配置され、
前記第１の共振器において、互いに最も近い位置にある前記第１の両端開放型共振器と前記第２の両端開放型共振器とが、互いの開放端同士が対向すると共に互いの中央部同士が互いに対向するように配置され、
前記第２の共振器において、互いに最も近い位置にある前記第３の両端開放型共振器と前記第４の両端開放型共振器とが、互いの開放端同士が対向すると共に互いの中央部同士が互いに対向するように配置され、
前記第１の基板と前記第２の基板との間で信号伝送を行う
基板間通信装置。
【請求項１】
間隔を空けて第１の方向に互いに対向配置された第１および第２の基板と、
前記第１の基板における第１の領域に形成され、前記第１の方向に互いに電磁結合する複数の第１の両端開放型共振器と、
前記第２の基板における前記第１の領域に対応する領域において、１つまたは前記第１の方向に互いに電磁結合するように複数形成された第２の両端開放型共振器と、
複数の前記第１の両端開放型共振器と１または複数の前記第２の両端開放型共振器とによって形成された第１の共振器と、
前記第１の共振器に電磁結合されて前記第１の共振器との間で信号伝送を行う第２の共振器と
を備え、
前記複数の第１の両端開放型共振器は、一方の第１の両端開放型共振器と他方の第１の両端開放型共振器とを有し、前記一方の第１の両端開放型共振器の開放端に前記他方の第１の両端開放型共振器の中央部が対向すると共に、前記一方の第１の両端開放型共振器の中央部に前記他方の第１の両端開放型共振器の開放端が対向するように配置され、
前記第２の両端開放型共振器を複数有する場合には、複数の前記第２の両端開放型共振器として、一方の第２の両端開放型共振器と他方の第２の両端開放型共振器とを有し、前記一方の第２の両端開放型共振器の開放端に前記他方の第２の両端開放型共振器の中央部が対向すると共に、前記一方の第２の両端開放型共振器の中央部に前記他方の第２の両端開放型共振器の開放端が対向するように配置され、
前記第１の共振器において、互いに最も近い位置にある前記第１の両端開放型共振器と前記第２の両端開放型共振器とが、互いの開放端同士が対向すると共に互いの中央部同士が互いに対向するように配置されている
信号伝送装置。
【請求項２】
前記第１の基板における第２の領域に形成され、前記第１の方向に互いに電磁結合された複数の第３の両端開放型共振器と、
前記第２の基板における前記第２の領域に対応する領域において、１つまたは前記第１の方向に互いに電磁結合するように複数形成された第４の両端開放型共振器とをさらに備え、
前記第２の共振器は、複数の前記第３の両端開放型共振器と１または複数の前記第４の両端開放型共振器とによって形成され、
前記複数の第３の両端開放型共振器は、一方の第３の両端開放型共振器と他方の第３の両端開放型共振器とを有し、前記一方の第３の両端開放型共振器の開放端に前記他方の第３の両端開放型共振器の中央部が対向すると共に、前記一方の第３の両端開放型共振器の中央部に前記他方の第３の両端開放型共振器の開放端が対向するように配置され、
前記第４の両端開放型共振器を複数有する場合には、複数の前記第４の両端開放型共振器として、一方の第４の両端開放型共振器と他方の第４の両端開放型共振器とを有し、前記一方の第４の両端開放型共振器の開放端に前記他方の第４の両端開放型共振器の中央部が対向すると共に、前記一方の第４の両端開放型共振器の中央部に前記他方の第４の両端開放型共振器の開放端が対向するように配置され、
前記第２の共振器において、互いに最も近い位置にある前記第３の両端開放型共振器と前記第４の両端開放型共振器とが、互いの開放端同士が対向すると共に互いの中央部同士が互いに対向するように配置されている
請求項１に記載の信号伝送装置。
【請求項３】
前記第１の基板に形成されると共に、前記第１の両端開放型共振器に物理的に直接接続、または前記第１の共振器に対して間隔を空けて電磁結合された第１の信号引き出し電極と、
前記第２の基板に形成されると共に、前記第４の両端開放型共振器に物理的に直接接続、または前記第２の共振器に対して間隔を空けて電磁結合された第２の信号引き出し電極と
をさらに備え、
前記第１の基板と前記第２の基板との間で信号伝送を行う
請求項２に記載の信号伝送装置。
【請求項４】
前記第２の基板に形成されると共に、前記第２の両端開放型共振器に物理的に直接接続、または前記第１の共振器に対して間隔を空けて電磁結合された第１の信号引き出し電極と、
前記第２の基板に形成されると共に、前記第４の両端開放型共振器に物理的に直接接続、または前記第２の共振器に対して間隔を空けて電磁結合された第２の信号引き出し電極と
をさらに備え、
前記第２の基板内で信号伝送を行う
請求項２に記載の信号伝送装置。
【請求項５】
前記第１の共振器は、複数の前記第１の両端開放型共振器と１または複数の前記第２の両端開放型共振器とが混成共振モードで電磁結合することにより全体として第１の共振周波数で共振する１つの結合共振器を構成し、かつ、前記第１および第２の基板が互いに電磁結合しないよう離間した状態では複数の前記第１の両端開放型共振器による単独の共振周波数と１または複数の前記第２の両端開放型共振器による単独の共振周波数とがそれぞれ、前記第１の共振周波数とは異なる周波数とされ、
前記第２の共振器は、複数の前記第３の両端開放型共振器と１または複数の前記第４の両端開放型共振器とが混成共振モードで電磁結合することにより全体として前記第１の共振周波数で共振する１つの結合共振器を構成し、かつ、前記第１および第２の基板が互いに電磁結合しないよう離間した状態では複数の前記第３の両端開放型共振器による単独の共振周波数と１または複数の前記第４の両端開放型共振器による単独の共振周波数とがそれぞれ、前記第１の共振周波数とは異なる周波数とされている
請求項２ないし４のいずれか１項に記載の信号伝送装置。
【請求項６】
間隔を空けて第１の方向に互いに対向配置された第１および第２の基板と、
前記第１の基板における第１の領域に形成され、前記第１の方向に互いに電磁結合する複数の第１の両端開放型共振器と、
前記第２の基板における前記第１の領域に対応する領域において、１つまたは前記第１の方向に互いに電磁結合するように複数形成された第２の両端開放型共振器と、
複数の前記第１の両端開放型共振器と１または複数の前記第２の両端開放型共振器とによって形成された第１の共振器と、
前記第１の共振器に電磁結合されて前記第１の共振器との間で信号伝送を行う第２の共振器と
を備え、
前記複数の第１の両端開放型共振器は、一方の第１の両端開放型共振器と他方の第１の両端開放型共振器とを有し、前記一方の第１の両端開放型共振器の開放端に前記他方の第１の両端開放型共振器の中央部が対向すると共に、前記一方の第１の両端開放型共振器の中央部に前記他方の第１の両端開放型共振器の開放端が対向するように配置され、
前記第２の両端開放型共振器を複数有する場合には、複数の前記第２の両端開放型共振器として、一方の第２の両端開放型共振器と他方の第２の両端開放型共振器とを有し、前記一方の第２の両端開放型共振器の開放端に前記他方の第２の両端開放型共振器の中央部が対向すると共に、前記一方の第２の両端開放型共振器の中央部に前記他方の第２の両端開放型共振器の開放端が対向するように配置され、
前記第１の共振器において、互いに最も近い位置にある前記第１の両端開放型共振器と前記第２の両端開放型共振器とが、互いの開放端同士が対向すると共に互いの中央部同士が互いに対向するように配置されている
フィルタ。
【請求項７】
間隔を空けて第１の方向に互いに対向配置された第１および第２の基板と、
前記第１の基板における第１の領域に形成され、前記第１の方向に互いに電磁結合する複数の第１の両端開放型共振器と、
前記第２の基板における前記第１の領域に対応する領域において、１つまたは前記第１の方向に互いに電磁結合するように複数形成された第２の両端開放型共振器と、
前記第１の基板における第２の領域に形成され、前記第１の方向に互いに電磁結合する複数の第３の両端開放型共振器と、
前記第２の基板における前記第２の領域に対応する領域において、１つまたは前記第１の方向に互いに電磁結合するように複数形成された第４の両端開放型共振器と、
複数の前記第１の両端開放型共振器と１または複数の前記第２の両端開放型共振器とによって形成された第１の共振器と、
複数の前記第３の両端開放型共振器と１または複数の前記第４の両端開放型共振器とによって形成されると共に、前記第１の共振器に電磁結合されて前記第１の共振器との間で信号伝送を行う第２の共振器と、
前記第１の基板に形成され前記第１の両端開放型共振器に物理的に直接接続、または電磁結合により間隔を空けて結合された第１の信号引き出し電極と、
前記第２の基板に形成され前記第４の両端開放型共振器に物理的に直接接続、または電磁結合により間隔を空けて結合された第２の信号引き出し電極と
備え、
前記複数の第１の両端開放型共振器は、一方の第１の両端開放型共振器と他方の第１の両端開放型共振器とを有し、前記一方の第１の両端開放型共振器の開放端に前記他方の第１の両端開放型共振器の中央部が対向すると共に、前記一方の第１の両端開放型共振器の中央部に前記他方の第１の両端開放型共振器の開放端が対向するように配置され、
前記第２の両端開放型共振器を複数有する場合には、複数の前記第２の両端開放型共振器として、一方の第２の両端開放型共振器と他方の第２の両端開放型共振器とを有し、前記一方の第２の両端開放型共振器の開放端に前記他方の第２の両端開放型共振器の中央部が対向すると共に、前記一方の第２の両端開放型共振器の中央部に前記他方の第２の両端開放型共振器の開放端が対向するように配置され、
前記複数の第３の両端開放型共振器は、一方の第３の両端開放型共振器と他方の第３の両端開放型共振器とを有し、前記一方の第３の両端開放型共振器の開放端に前記他方の第３の両端開放型共振器の中央部が対向すると共に、前記一方の第３の両端開放型共振器の中央部に前記他方の第３の両端開放型共振器の開放端が対向するように配置され、
前記第４の両端開放型共振器を複数有する場合には、複数の前記第４の両端開放型共振器として、一方の第４の両端開放型共振器と他方の第４の両端開放型共振器とを有し、前記一方の第４の両端開放型共振器の開放端に前記他方の第４の両端開放型共振器の中央部が対向すると共に、前記一方の第４の両端開放型共振器の中央部に前記他方の第４の両端開放型共振器の開放端が対向するように配置され、
前記第１の共振器において、互いに最も近い位置にある前記第１の両端開放型共振器と前記第２の両端開放型共振器とが、互いの開放端同士が対向すると共に互いの中央部同士が互いに対向するように配置され、
前記第２の共振器において、互いに最も近い位置にある前記第３の両端開放型共振器と前記第４の両端開放型共振器とが、互いの開放端同士が対向すると共に互いの中央部同士が互いに対向するように配置され、
前記第１の基板と前記第２の基板との間で信号伝送を行う
基板間通信装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１２−５４６９７（Ｐ２０１２−５４６９７Ａ）
【公開日】平成２４年３月１５日（２０１２．３．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１９４５５７（Ｐ２０１０−１９４５５７）
【出願日】平成２２年８月３１日（２０１０．８．３１）
【出願人】（０００００３０６７）ＴＤＫ株式会社 (7,238)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月１５日（２０１２．３．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月３１日（２０１０．８．３１）
【出願人】（０００００３０６７）ＴＤＫ株式会社 (7,238)
【Ｆターム（参考）】
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