JP2005333392A - Resonator filter - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は共振器フィルタに関する。詳しくは、マイクロストリップライン又はストリップラインを用いて構成された共振器を縦続接続して、縦続接続されている共振器の端部側に位置する共振器に設けた入出力端子に入力信号を供給して、縦続接続されている共振器の他方の端部側に位置する共振器に設けた入出力端子からフィルタ処理された出力信号を得るものである。 The present invention relates to a resonator filter. Specifically, resonators configured using microstrip lines or strip lines are connected in cascade, and an input signal is supplied to an input / output terminal provided on the end of the resonator connected in cascade. Thus, a filtered output signal is obtained from an input / output terminal provided in the resonator located on the other end side of the cascade-connected resonators.
マイクロ波帯やミリ波帯の高周波電波をキャリアとした通信システム、例えば携帯電話等の電話システムや無線ＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）システムの普及に伴い、家庭内や屋外等の様々な場所において手軽にかつ中継装置等を介することなく様々なデータの送受信が可能となっている。 With the spread of telephone systems such as mobile phones and wireless LAN (local area network) systems, such as communication systems that use microwave and millimeter wave high frequency radio waves as carriers, it is easy to use in various places such as home and outdoors. In addition, various data can be transmitted and received without using a relay device or the like.
このような通信システムに用いられる機器では、図１６に示すように、ＲＦ入出力段として、高周波電波を受信して得られた信号の処理や高周波電波として送信する信号の生成等を行うための高周波信号処理用集積回路（以下「ＲＦＩＣ」という）９０が設けられている。また、ＲＦＩＣ９０とアンテナに接続される端子９３との間に、平衡−不平衡変換を行うバラン９１や所望の帯域の信号を通過させる帯域フィルタ９２等が設けられている。また、図１７に示すように、ＲＦＩＣ９０に、バラン９１を介することなくバランスドフィルタ９４を接続することも行われる。なお、バランスドフィルタ９４は平衡入出力端子９５と接続される。ここで、ＲＦＩＣ９０とバランスドフィルタ９４のインピーダンスが整合していないと信号の反射によって損失が大きくなってしまう。このため、インピーダンスを整合させるための整合回路（Matching Network）９６がＲＦＩＣ９０とバランスドフィルタ９４との間に設けられる。
In a device used in such a communication system, as shown in FIG. 16, as an RF input / output stage, for processing a signal obtained by receiving high-frequency radio waves, generating a signal to be transmitted as high-frequency radio waves, and the like. An integrated circuit for high frequency signal processing (hereinafter referred to as “RFIC”) 90 is provided. In addition, a
バラン９１は、特許文献１に示されているように、１つの入力側マイクロストリップと２つの出力側マイクロストリップによってマイクロストリップ結合線路を構成して、平衡−不平衡変換を行うものが知られている。また、図１８に示すように、１つの入力側マイクロストリップ線路と出力側マイクロストリップ線路でマイクロストリップ結合線路を構成して、平衡−不平衡変換を行うバランも知られている。なお、図１９は図１８に示すバラン９１の等価回路を示している。
As shown in
マイクロストリップライン９１１の一端は不平衡入出力端子Ｑ1と接続し、他端は接地する。マイクロストリップライン９１２は、配線の一部をマイクロストリップライン９１１と並行させて一部が開放されたループ状に形成する。また、マイクロストリップライン９１２の端部は、平衡線路が接続できるように平衡入出力端子Ｑ2，Ｑ3と接続する。これにより、不平衡線路から不平衡入出力端子Ｑ1に入力された信号に基づきマイクロストリップライン９１１，９１２の電磁界結合が生じて、平衡入出力端子Ｑ2と平衡入出力端子Ｑ3に接続された平衡線路に信号を出力できる。さらに、平衡入出力端子Ｑ2と平衡入出力端子Ｑ3との間にコンデンサ９１３を接続すれば、このコンデンサ９１３の静電容量を変化させることによって、バランの動作周波数を変えることができる。なお、平衡入出力端子Ｑ2，Ｑ3の何れか一方あるいは両方に直流電源９１４を接続すれば、バラン９１を介して平衡入出力端子Ｑ2，Ｑ3から電力供給を行うことができる。なお、図１９ではコンデンサ９１３を省略している。
One end of the
ところで、図１６や図１７に示されているバラン９１や帯域フィルタ９２を個々に設けたり、バランスドフィルタ９４と整合回路９６を個々に設けてＲＦ入出力段を構成すると、部品が多くなるため小型化が困難となる。また、ＲＦＩＣ９０やバラン９１や帯域フィルタ９２を接続する場合にも、インピーダンスが整合していないときには整合回路９６が必要となり、部品がさらに増加してしまうことから小型化が一段と困難となる。またフィルタ特性を向上させるため、個々に形成されている帯域フィルタを多段接続するものとした場合にも部品が多くなるため小型化が困難となる。さらに、部品が多くなるのでコストを低減させることも容易ではない。また、多周波数対応となるとバラン９１や帯域フィルタ９２等の部品を必要な周波数帯分用意しなければならず、部品が多くなるだけでなく種類も増えることから、部品の管理に要するコストも高くなる。
By the way, if the
そこで、この発明では、機器の小型化や低コスト化に貢献できる共振器フィルタを提供するものである。 Accordingly, the present invention provides a resonator filter that can contribute to downsizing and cost reduction of equipment.
この発明に係る共振器フィルタは、積層基板を用いて形成したマイクロストリップライン又はストリップラインの一部を共振電極とし、この共振電極を基板面方向あるいは基板積層方向に独立させて並行に設けて電磁界結合させることにより共振器を構成し、共振器の共振電極と他の共振器の共振電極がループ状となるように接続することで複数の共振器を縦続接続し、縦続接続されている共振器の端部側に位置する共振器における縦続接続に用いられていない共振電極の両端に入出力端子を設けたものである。 In the resonator filter according to the present invention, a microstrip line or a part of a strip line formed using a laminated substrate is used as a resonance electrode, and the resonance electrode is provided in parallel independently of the substrate surface direction or the substrate lamination direction. Resonators are configured by field coupling, and a plurality of resonators are cascaded by connecting the resonant electrodes of the resonator and the resonant electrodes of other resonators in a loop shape. Input / output terminals are provided at both ends of a resonance electrode that is not used for cascade connection in a resonator located on the end side of the resonator.
この発明においては、積層基板を用いて形成したマイクロストリップライン又はストリップラインの一部を共振電極とし、この共振電極を基板面方向あるいは基板積層方向に独立させて並行に設けて電磁界結合させることにより共振器が構成される。共振器の共振電極と他の共振器の共振電極はループ状となるように接続されて複数の共振器が縦続接続される。縦続接続されている共振器の端部側に位置する第１共振器および第２共振器の縦続接続に用いられていない共振電極の両端には、入出力端子が設けられている。この共振電極のそれぞれにコンデンサが並列接続されて、このコンデンサの静電容量を可変することでフィルタ特性が調整される。また、共振電極の配線幅が調整されてインピーダンス変換機能を有するものとされる。さらに、接地する入出力端子を選択して、多段の帯域フィルタ処理を行う帯域フィルタやバラン機能を有した帯域フィルタ、バランスドフィルタとして共振器フィルタが用いられる。 In the present invention, a microstrip line or a part of a strip line formed using a laminated substrate is used as a resonance electrode, and the resonance electrode is provided in parallel independently of the substrate surface direction or the substrate lamination direction, and is electromagnetically coupled. Thus, a resonator is configured. A resonance electrode of the resonator and a resonance electrode of another resonator are connected in a loop shape, and a plurality of resonators are connected in cascade. Input / output terminals are provided at both ends of the resonance electrodes that are not used for the cascade connection of the first resonator and the second resonator located on the end side of the cascade-connected resonator. A capacitor is connected in parallel to each of the resonance electrodes, and the filter characteristics are adjusted by varying the capacitance of the capacitor. In addition, the wiring width of the resonance electrode is adjusted to have an impedance conversion function. Further, a resonator filter is used as a band filter for performing multi-stage band filter processing by selecting an input / output terminal to be grounded, a band filter having a balun function, and a balanced filter.
この発明によれば、積層基板を用いて形成したマイクロストリップライン又はストリップラインの一部を共振電極とし、この共振電極を基板面方向あるいは基板積層方向に独立させて並行に設けて電磁界結合させることにより共振器が構成される。この共振器の共振電極と他の共振器の共振電極がループ状となるように接続することで複数の共振器が縦続接続されて、縦続接続されている共振器の端部側に位置する共振器における縦続接続に用いられていない共振電極の両端に入出力端子が設けられる。このため、多段の帯域フィルタ処理を行うことができる共振器フィルタを容易に構成でき、フィルタ特性の良好な共振器フィルタを安価に提供できる。 According to the present invention, a microstrip line or a part of a strip line formed using a multilayer substrate is used as a resonance electrode, and the resonance electrode is provided in parallel independently of the substrate surface direction or the substrate stacking direction to be electromagnetically coupled. This constitutes a resonator. By connecting the resonator electrodes of this resonator and the resonator electrodes of other resonators in a loop shape, a plurality of resonators are cascade-connected, and the resonance located on the end side of the cascade-connected resonators Input / output terminals are provided at both ends of a resonance electrode that is not used for cascade connection in the device. For this reason, a resonator filter capable of performing multi-stage bandpass filter processing can be easily configured, and a resonator filter with good filter characteristics can be provided at low cost.
また、共振電極のそれぞれにコンデンサを並列接続して、このコンデンサの静電容量を可変することでフィルタ特性を調整する。このため、容易に所望の特性を得ることができる。さらに、ループ状となるように接続されている２つの共振電極のそれぞれに並列接続されるコンデンサを１つのコンデンサに置き換えることで、部品点数を少なくできる。 Further, a capacitor is connected in parallel to each of the resonance electrodes, and the filter characteristics are adjusted by changing the capacitance of the capacitor. For this reason, desired characteristics can be easily obtained. Furthermore, the number of parts can be reduced by replacing the capacitor connected in parallel with each of the two resonance electrodes connected in a loop shape with one capacitor.
また、電磁界結合される共振電極の配線幅を調整してインピーダンス変換機能が付加される。このため、整合回路を不要とすることが可能となり、部品点数を少なくして機器の小型化や低コスト化に貢献できる。 In addition, an impedance conversion function is added by adjusting the wiring width of the resonance electrode to be electromagnetically coupled. For this reason, it becomes possible to eliminate the need for a matching circuit, and it is possible to reduce the number of parts and contribute to the downsizing and cost reduction of the device.
また、入出力端子のいずれか１つを接地したり、縦続接続されている共振器の端部側に位置する第１共振器の一方の入出力端子と、縦続接続されている共振器の他方の端部側に位置する第２共振器の一方の入出力端子を接地したり、あるいは入出力端子を接地しないものとすることで、バラン機能を有した帯域フィルタや帯域フィルタおよびバランスドフィルタとして共振器フィルタを動作させることができる。このように、異なるフィルタ動作を容易に実現できるので、設計者の負担も軽くなり、短ＴＡＴ(Turn Around Time)化も達成することができる。また、バラン機能を付加できるので、部品点数を少なくして機器の小型化や低コスト化に貢献できる。 One of the input / output terminals is grounded, or one input / output terminal of the first resonator located on the end side of the cascade-connected resonator and the other of the cascade-connected resonators As a band filter, band filter and balanced filter having a balun function, one input / output terminal of the second resonator located on the end side of the first resonator is grounded or the input / output terminal is not grounded. The resonator filter can be operated. As described above, since different filter operations can be easily realized, the burden on the designer is reduced, and a short TAT (Turn Around Time) can be achieved. In addition, since a balun function can be added, the number of parts can be reduced to contribute to downsizing and cost reduction of equipment.
以下、図を参照しながら、この発明の実施の一形態について説明する。本発明の共振器フィルタは、積層基板を用いて形成したマイクロストリップライン又はストリップラインの一部を共振電極として用いるものとし、この共振電極を基板面方向あるいは基板積層方向に独立させて並行に設けて電磁界結合させることにより、マイクロストリップライン又はストリップライン型の共振器を構成する。さらに、共振器の共振電極と他の共振器の共振電極がループ状となるように接続することで複数の共振器を縦続接続して、端部側に位置する共振器の縦続接続に用いられていない共振電極の両端に入出力端子を設けて、一方の共振器の入出力端子に信号を入力して他方の共振器の入出力端子から、良好にフィルタ処理がなされた信号を得るものである。さらに、共振器フィルタに、フィルタ機能だけでなく新たな機能を付加できるものである。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The resonator filter of the present invention uses a microstrip line or a part of a strip line formed by using a laminated substrate as a resonance electrode, and the resonance electrode is provided in parallel independently of the substrate surface direction or the substrate lamination direction. Thus, a microstripline or stripline type resonator is formed by electromagnetic coupling. Furthermore, the resonator electrodes of the resonator and the resonator electrodes of the other resonators are connected in a loop shape, so that a plurality of resonators are cascaded and used for cascade connection of the resonators located on the end side. I / O terminals are provided at both ends of the resonance electrode that is not connected, and a signal is input to the input / output terminal of one resonator to obtain a well-filtered signal from the input / output terminal of the other resonator. is there. Furthermore, not only a filter function but also a new function can be added to the resonator filter.
図１は、共振器フィルタの基本となる等価回路を示している。共振器フィルタ１０は、例えば図１Ａに示すようにマイクロストリップライン又はストリップライン型の２つの共振器１１，１２を縦続接続した構成とされている。共振器１１では、積層基板に形成されたマイクロストリップライン又はストリップラインの一部を共振電極１１aとし、また、他のマイクロストリップライン又はストリップラインの一部を共振電極１１bとする。この共振電極１１aに対して、基板面方向あるいは基板積層方向に共振電極１１bが並行するよう共振電極１１aと共振電極１１bを独立して設け、共振電極１１aと共振電極１１bを電磁界結合させることにより共振器１１が構成されている。また、共振器１２も共振器１１と同様に、共振電極１２aと共振電極１２bが電磁界結合するように構成されている。
FIG. 1 shows an equivalent circuit that is the basis of a resonator filter. For example, as shown in FIG. 1A, the
共振電極１１aの両端には、入出力端子Ｐ1，Ｐ2が同方向で並行に形成されている。また、共振電極１２aの両端には、入出力端子Ｐ3，Ｐ4が同方向で並行に形成されている。さらに、入出力端子Ｐ1，Ｐ2と入出力端子Ｐ3，Ｐ4は、反対方向を向いて形成されている。共振電極１１bと共振電極１２bはループ状に接続されており、この共振電極１１bと共振電極１２bが接続されることで、共振器１１と共振器１２が縦続接続された構成とされている。
At both ends of the
共振電極１１a，１１b，１２a，１２bのそれぞれの端子間には、コンデンサ２１a，２１b，２２a，２２bが接続されている。ここで、コンデンサ２１bとコンデンサ２２bは並列接続されていることから、図１Ｂに示すように１つのコンデンサ２３で置き換えることでコンデンサの数を少なくできる。なお、コンデンサ２３の静電容量Ｃ2は、コンデンサ２１a，２１bの静電容量をそれぞれＣ1としたときＣ2＝２Ｃ1とする。
図２は、図１に示す共振器フィルタの平面図、図３は、図２に示す平面図におけるＡ−Ａ’線での断面概略図、図４は共振器フィルタの構成を示す分解斜視図である。なお図２〜図４では、ストリップライン型の共振器を構成する場合を示している。 2 is a plan view of the resonator filter shown in FIG. 1, FIG. 3 is a schematic sectional view taken along line AA ′ in the plan view shown in FIG. 2, and FIG. 4 is an exploded perspective view showing the configuration of the resonator filter. It is. 2 to 4 show cases in which a stripline type resonator is configured.
ポリイミドやエポキシ等およびそれらとガラス等を混合した有機絶縁体材料を絶縁層（誘電体層）とする積層基板３０において、第１絶縁層３２の一方の面には第１導体層３１が形成されており、他方の面には共振電極１１a，１１b，１２a，１２bが形成された第２導体層３３が設けられている。共振電極１１bと共振電極１２bは、配線パターン３３２-1，３３２-2によってループ状に接続される。また、共振電極１１aの一方の端部は、配線パターン３３１-1と接続されており、他端は配線パターン３３１-2と接続されている。共振電極１２aの一方の端部は、配線パターン３３１-3と接続されており、他端は配線パターン３３１-4と接続されている。共振電極１１aと共振電極１１bの長さは等しく、基板面方向に独立して並行に形成されている。
In a
第２導体層３３上には、第２絶縁層３４が形成されており、第２絶縁層３４上には、第３導体層３５が形成されている。また、第３導体層３５上には、第３絶縁層３６が形成されており、第３絶縁層３６上には、第４導体層３７が形成されている。第４導体層３７において、配線パターン３３１-1〜３３１-4と対向する位置には、配線パターン３７１-1〜３７１-4が形成されている。配線パターン３７１-1〜３７１-4の一方の端部には、コンデンサを接続するためのランド３７１a-1〜３７１a-4が形成されている。また、配線パターン３３２-1，３３２-2と対向する位置には、配線パターン３７２-1，３７２-2が形成されている。配線パターン３７２-1，３７２-2の一方の端部には、コンデンサを接続するためのランド３７２a-1，３７２a-2が形成されている。
A second insulating
第２絶縁層３４および第３絶縁層３６には、配線パターン３３１-1と配線パターン３７１-1、配線パターン３３１-2と配線パターン３７１-2、配線パターン３３１-3と配線パターン３７１-3、配線パターン３３１-4と配線パターン３７１-4、配線パターン３３２-1と配線パターン３７２-1、配線パターン３３２-2と配線パターン３７２-2を接続するため、ビアホール(via hole)やスルーホール(through hole)等の導体層接続部（以下単に「ビア」という）４１が形成されている。また、第３導体層３５には、第３導体層３５とビア４１が電気的に接続されることが無いように、ビア４１の位置に開口部３５１が設けられている。また、第１導体層３１と第３導体層３５は、第１絶縁層３２および第２絶縁層３４に設けられたビア４２で接続される。このとき、共振電極１１a，１１b，１２a，１２bはストリップラインの一部となる。
The second insulating
第１導体層３１〜第４導体層３７からなる積層基板上にはコンデンサを載置して、このコンデンサとランドを接続して共振器フィルタ１０を構成する。すなわち、第４導体層３７のランド３７１a-1とコンデンサ２１aの一方の端子を接続して、コンデンサ２１aの他方の端子をランド３７１a-2と接続する。同様に、第４導体層３７のランド３７１a-3とコンデンサ２２aの一方の端子を接続して、コンデンサ２２aの他方の端子をランド３７１a-4と接続する。さらに、第４導体層３７のランド３７２a-1とコンデンサ２３の一方の端子を接続して、コンデンサ２３の他方の端子をランド３７１a-2と接続する。
A capacitor is placed on the multilayer substrate composed of the
このように構成された共振器フィルタ１０において、１つの共振器の一方の入出力端子をビアによって第１導体層３１や第３導体層３５と接続して接地し、あるいは第４導体層３７に接地パターンを設けて、入出力端子を接地パターンと接続して接地すると、図１８や図１９に示す従来のバランと同様な構成となる。このため、図５Ａに示すように、例えば入出力端子Ｐ2と入出力端子Ｐ4を接地すると、図５Ｂに示すように、２つのバランの平衡入出力端子を接続した場合と同様な構成となる。したがって、入出力端子Ｐ1からの不平衡入力信号が平衡−不平衡変換処理されて平衡出力信号とされたのち、この平衡出力信号が平衡−不平衡変換処理されて不平衡出力信号として入出力端子Ｐ3から出力される。また、共振器１１，１２の共振電極に接続したコンデンサの静電容量を変化させることにより、バランの動作周波数や通過域を調整できるので、入出力端子Ｐ1に入力された不平衡入力信号から所望の周波数成分を通過させた不平衡出力信号を入出力端子Ｐ3から出力させることができる。すなわち、入出力端子Ｐ2，Ｐ4を接地することで、２段の帯域フィルタ処理を行う帯域フィルタとして共振器フィルタ１０を動作させることができる。この場合、共振器１１と共振器１２で帯域フィルタ処理が行われることから、図６に示すように、１つの共振器で帯域フィルタ処理を行う破線で示す特性に比べて実線で示すように減衰特性を良好にできる。
In the
次に、図７Ａに示すように、入出力端子Ｐ2のみを接地すると、図７Ｂに示すように、１つのバランと、このバランの平衡入出力端子に共振器を接続した構成となる。このため、入出力端子Ｐ1から入力された不平衡入力信号に対して、共振器１１によって不平衡−平衡変換が行われる。また、共振電極とコンデンサに基づく周波数成分の信号が選択して通過される。すなわち、共振器１１からの出力信号は、帯域フィルタ処理された平衡出力信号となる。また、共振器１１から出力された平衡出力信号に対して共振器１２によって更に帯域フィルタ処理が行われて、入出力端子Ｐ3，Ｐ4間から平衡な信号が出力される。したがって、入出力端子Ｐ1に入力された不平衡入力信号から所望の周波数成分を通過させた平衡出力信号を入出力端子Ｐ3，Ｐ4から出力させることができる。また、入出力端子Ｐ3，Ｐ4に平衡な信号を入力すれば、入出力端子Ｐ1から不平衡な出力信号を得ることができる。このように、２つの共振器で帯域フィルタ処理が行われるとともに、１つの共振器で不平衡−平衡変換が行われることから、２段の帯域フィルタ処理を行うバラン機能を有した帯域フィルタとして共振器フィルタ１０を動作させることができる。
Next, as shown in FIG. 7A, when only the input / output terminal P2 is grounded, as shown in FIG. 7B, one balun and a resonator are connected to the balanced input / output terminal of this balun. For this reason, unbalanced-balanced conversion is performed by the
また、図８に示すように入出力端子Ｐ1〜Ｐ4を接地しない場合、入出力端子Ｐ1，Ｐ2間から入力された平衡入力信号に対して、共振器１１で帯域フィルタ処理が行われたのち、共振器１２でも帯域フィルタ処理が行われて、入出力端子Ｐ3，Ｐ4間から平衡出力信号として出力される。このため、２段の帯域フィルタ処理を行うバランスドフィルタとして共振器フィルタ１０を動作させることができる。
Further, as shown in FIG. 8, when the input / output terminals P1 to P4 are not grounded, the
さらに、共振電極の配線幅を可変すると特性インピーダンスが変化することから、共振器フィルタ１０の入出力端子に接続される線路等のインピーダンスに応じて配線幅を調整することで、整合回路を設けることなくインピーダンスを整合させることができる。
Furthermore, since the characteristic impedance changes when the wiring width of the resonance electrode is varied, a matching circuit is provided by adjusting the wiring width according to the impedance of the line connected to the input / output terminal of the
ところで、図２〜図４に示す共振器フィルタでは、共振電極を基板面方向に独立させて並行に設けて電磁界結合させるものとしたが、共振電極を基板積層方向に独立させて並行に設けて電磁界結合させるものとしても良い。図９は、共振電極を基板積層方向に形成した場合の平面図、図１０は、図９に示す平面図におけるＢ−Ｂ’線での断面概略図、図１１は共振器フィルタの他の構成を示す分解斜視図である。 By the way, in the resonator filter shown in FIGS. 2 to 4, the resonance electrode is provided in parallel in the substrate surface direction and provided in parallel to be electromagnetically coupled. However, the resonance electrode is provided in parallel in the substrate stacking direction. The electromagnetic field coupling may be used. 9 is a plan view in the case where the resonant electrode is formed in the substrate stacking direction, FIG. 10 is a schematic cross-sectional view taken along line BB ′ in the plan view shown in FIG. 9, and FIG. 11 is another configuration of the resonator filter. FIG.
ポリイミドやエポキシ等およびそれらとガラス等を混合した有機絶縁体材料を絶縁層とする積層基板５０において、第１絶縁層（誘電体層）５２の一方の面には第１導体層５１が形成されており、他方の面には共振電極１１bと共振電極１２bを配線パターン５３２-1，５３２-2によってループ状に接続した第２導体層５３が設けられている。
In a
第２導体層５３上には、第２絶縁層５４が形成されており、第２絶縁層５４上には、第３導体層５５が形成されている。この第３導体層５５には、共振電極１１bに対して基板方向に独立して並行となる共振電極１１aが形成される。また、共振電極１２bに対して基板積層方向に独立して並行となる共振電極１２aが形成される。共振電極１１aの一方の端部は、配線パターン５５１-1と接続されており、他端は配線パターン５５１-2と接続されている。共振電極１２aの一方の端部は、配線パターン５５１-3と接続されており、他端は配線パターン５５１-4と接続されている。
A second insulating
第３導体層５５上には、第３絶縁層５６が形成されており、第３絶縁層５６上には、第４導体層５７が形成されている。第４導体層５７上には、第４絶縁層５８が形成されており、第４絶縁層５８上には、第５導体層５９が形成されている。第５導体層５９において、配線パターン５５１-1〜５５１-4と対向する位置には、配線パターン５９１-1〜５９１-4が形成されている。配線パターン５９１-1〜５９１-4の一方の端部には、コンデンサを接続するためのランド５９１a-1〜５９１a-4が形成されている。また、配線パターン５３２-1，５３２-2と対向する位置には、配線パターン５９２-1，５９２-2が形成されている。配線パターン５９２-1，５９２-2の一方の端部には、コンデンサを接続するためのランド５９２a-1，５９２a-2が形成されている。
A third insulating
第３絶縁層５６および第４絶縁層５８には、配線パターン５５１-1と配線パターン５９１-1、配線パターン５５１-2と配線パターン５９１-2、配線パターン５５１-3と配線パターン５９１-3、配線パターン５５１-4と配線パターン５９１-4を接続するために、ビア６１が形成されている。
The third insulating
さらに、第２絶縁層５４と第３絶縁層５６および第４絶縁層５８には、配線パターン５３２-1と配線パターン５９２-1、配線パターン５３２-2と配線パターン５９２-2を接続するために、ビア６２が形成されている。
Further, the second insulating
また、第４導体層５７には、第４導体層５７とビア６１，６２が電気的に接続されることが無いように、ビア６１の位置に開口部５７１、ビア６２の位置に開口部５７２が設けられている。
In addition, the
第１導体層５１と第４導体層５７は、第１絶縁層５２と第２絶縁層５４および第３絶縁層５６に設けられたビア６３で接続される。このとき、共振電極１１a，１１b，１２a，１２bはストリップラインの一部となる。
The
第１導体層５１〜第５導体層５９からなる積層基板上にはコンデンサを載置して、このコンデンサとランドを接続して共振器フィルタ１０を構成する。すなわち、第５導体層５９のランド５９１a-1とコンデンサ２１aの一方の端子を接続して、コンデンサ２１aの他方の端子をランド５９１a-2と接続する。同様に、第５導体層５９のランド５９１a-3とコンデンサ２２aの一方の端子を接続して、コンデンサ２２aの他方の端子をランド５９１a-4と接続する。さらに、第５導体層５９のランド５９２a-1とコンデンサ２３の一方の端子を接続して、コンデンサ２３の他方の端子をランド５９２a-2と接続する。
A capacitor is placed on the multilayer substrate composed of the
このように、第３絶縁層５６を介して共振電極が独立して並行するように、第２導体層５３と第３導体層５５に共振電極を設けても、共振器を形成できる。また、基板積層方向に共振電極を形成することにより、基板面方向のサイズを小さくできる。さらに、上述の形態では、ストリップライン型の共振器を用いる場合について説明したが、マイクロストリップライン型の共振器を用いるものとしても良い。
As described above, a resonator can be formed even if the second
このように、積層基板にマイクロストリップライン又はストリップライン型の共振器を構成して縦続接続し、共振電極にはコンデンサを並列接続することで、減衰特性が急峻である帯域フィルタ処理を行うことができる。さらに、共振器フィルタ１０の入出力端子のいずれを接地して、いずれの入出力端子に信号を入力するかを選択するかによって、帯域フィルタやバラン機能を有した帯域フィルタあるいはバランスドフィルタとして共振器フィルタ１０を動作させることができる。また、共振電極を形成する際に共振電極の配線幅を調整して、共振器フィルタ１０にインピーダンス変換機能を持たせることもできる。
In this way, a microstrip line or strip line type resonator is configured on the multilayer substrate and connected in cascade, and a capacitor is connected in parallel to the resonance electrode, thereby performing band-pass filter processing with sharp attenuation characteristics. it can. Furthermore, it resonates as a band filter, a band filter having a balun function, or a balanced filter depending on which of the input / output terminals of the
このように、共振器フィルタ１０にフィルタ機能だけでなく他の機能を付加することができるので、個々の機能の部品を用いる必要がなくなり部品点数が少なくなることから、機器の小型化や低コスト化に貢献できる。また、設計者の負担も軽くなり、短ＴＡＴ(Turn Around Time)化も達成することができる。さらに、半導体集積回路がＳＯＣ(System on a Chip)化されて、差動信号の使用が多くなるときには、バラン機能を有した帯域フィルタやバランスドフィルタが用いられる機会も増加するため、帯域フィルタやバラン機能を有した帯域フィルタあるいはバランスドフィルタとして選択的に動作させることができる本願発明の共振器フィルタはより有効となる。
In this way, since not only the filter function but also other functions can be added to the
図２〜図４において、共振電極の配線長Ｌを１２００μｍ、共振電極の配線幅Ｗを１００μｍ、共振電極間隔Ｓを１００μｍ、コンデンサの静電容量Ｃ1を７．２pF、静電容量Ｃ2を１４．４ｐＦとする。また第１絶縁層３２，第２絶縁層３４，第３絶縁層３６は、それぞれ層厚を２００μｍ，比誘電率を３．８，誘電正接tanδを０．０８とする。第１導体層３１，第２導体層３３，第３導体層３５，第４導体層３７の層厚はそれぞれ２０μｍとする。このときの電磁界シミュレーション結果は、入出力端子Ｐ2と入出力端子Ｐ4を接地したとき、図１２に示すように、１．６ＧＨｚ〜２．４ＧＨｚ程度を通過域とする帯域フィルタの特性を示すものとなった。なお図１２において、破線は反射特性を示している。
2 to 4, the resonant electrode wiring length L is 1200 .mu.m, the resonant electrode wiring width W is 100 .mu.m, the resonant electrode spacing S is 100 .mu.m, the capacitor capacitance C1 is 7.2 pF, and the capacitance C2 is 14. FIG. 4 pF. The first insulating
また、入出力端子Ｐ2のみを接地したときの電磁界シミュレーション結果は、図１３に示すように、１．６ＧＨｚ〜２．４ＧＨｚ程度を通過域とする帯域フィルタの特性を示すものとなった。なお図１３において、破線は反射特性を示している。また、図１４は位相差特性を示しており、ほぼ位相差が１８０度取れており、バラン機能を有していることが確認できる。 Further, the electromagnetic field simulation result when only the input / output terminal P2 is grounded shows the characteristics of a bandpass filter having a pass band of about 1.6 GHz to 2.4 GHz as shown in FIG. In FIG. 13, the broken line indicates the reflection characteristic. FIG. 14 shows the phase difference characteristics. The phase difference is almost 180 degrees, and it can be confirmed that the balun function is provided.
さらに、入出力端子を接地しない場合の電磁界シミュレーション結果は、図１５に示すものとなり、１．６ＧＨｚ〜２．４ＧＨｚ程度を通過域とする帯域フィルタの特性を示している。なお図１５において、破線は反射特性を示している。 Furthermore, the electromagnetic field simulation result when the input / output terminal is not grounded is as shown in FIG. 15, and shows the characteristics of the bandpass filter having a pass band of about 1.6 GHz to 2.4 GHz. In FIG. 15, the broken line indicates the reflection characteristic.
以上のように、本発明にかかる共振器フィルタは、帯域フィルタやバラン等の機能を必要とする高周波回路に有用であり、機器の小型化や低コスト化に適している。 As described above, the resonator filter according to the present invention is useful for high-frequency circuits that require functions such as a bandpass filter and a balun, and is suitable for downsizing and cost reduction of equipment.
１０・・・共振器フィルタ、１１，１２・・・共振器、１１a，１１b，１２a，１２b・・・共振電極、２１a，２１b，２２a，２２b，２３，９１３・・・コンデンサ、３０，５０・・・積層基板、３１，５１・・・第１導体層、３２，５２・・・第１絶縁層、３３，５３・・・第２導体層、３４，５４・・・第２絶縁層、３５，５５・・・第３導体層、３６，５６・・・第３絶縁層、３７，５７・・・第４導体層、４１，４２，６１，６２，６３・・・ビア、５８・・・第４絶縁層、５９・・・第５導体層、９１・・・バラン、９２・・・帯域フィルタ、９４・・・バランスドフィルタ、９６・・・整合回路、３３１-1〜３３１-4，３３２-1，３３２-2，３７１-1〜３７１-4，３７２-1，３７２-2，５３２-1，５３２-2，５５１-1〜５５１-4，５９１-1〜５９１-4，５９２-1，５９２-2・・・配線パターン、３５１，５７１，５７２・・・開口部、３７１a-1〜３７１a-4，３７２a-1〜３７２a-2，５９１a-1〜５９１a-4，５９２a-1〜５９２a-2・・・ランド、９１１，９１２・・・マイクロストリップライン
DESCRIPTION OF
Claims (7)
共振器の前記共振電極と他の共振器の前記共振電極がループ状となるように接続することで複数の共振器を縦続接続し、
前記縦続接続されている共振器の端部側に位置する共振器における前記縦続接続に用いられていない共振電極の両端に入出力端子を設けた
ことを特徴とする共振器フィルタ。 A resonator is formed by using a microstrip line or a part of a strip line formed by using a multilayer substrate as a resonance electrode, and providing the resonance electrode in parallel in the substrate surface direction or the substrate stacking direction to be electromagnetically coupled. And
A plurality of resonators are connected in cascade by connecting the resonance electrodes of the resonator and the resonance electrodes of other resonators in a loop shape,
A resonator filter characterized in that input / output terminals are provided at both ends of a resonance electrode that is not used for the cascade connection in a resonator located on an end side of the resonator connected in cascade.
ことを特徴とする請求項１記載の共振器フィルタ。 2. The resonator filter according to claim 1, wherein a capacitor is connected in parallel to each of the resonance electrodes, and a filter characteristic is adjusted by changing a capacitance of the capacitor.
ことを特徴とする請求項２記載の共振器フィルタ。 3. The resonator filter according to claim 2, wherein a capacitor connected in parallel to each of the two resonance electrodes connected so as to form a loop is replaced with one capacitor.
ことを特徴とする請求項２記載の共振器フィルタ。 3. The resonator filter according to claim 2, wherein an impedance conversion function is provided by adjusting a wiring width of the resonance electrode to be electromagnetically coupled.
ことを特徴とする請求項１記載の共振器フィルタ。 2. The resonator filter according to claim 1, wherein a balance-unbalance conversion function is provided by grounding one of the input / output terminals.
前記第１共振器の他方の入出力端子に不平衡入力信号を供給し、前記第２共振器の他方の入出力端子から多段の帯域フィルタ処理がなされた不平衡出力信号を得る
ことを特徴とする請求項１記載の共振器フィルタ。 One input / output terminal of the first resonator located on the end side of the cascaded resonator and one of the second resonators located on the other end side of the cascaded resonator Ground the input / output terminal of the
An unbalanced input signal is supplied to the other input / output terminal of the first resonator, and an unbalanced output signal subjected to multistage bandpass filtering is obtained from the other input / output terminal of the second resonator. The resonator filter according to claim 1.
ことを特徴とする請求項１記載の共振器フィルタ。
A balanced input signal is supplied to the input / output terminal of the first resonator located on the end side of the cascaded resonator, and the second input is located on the other end side of the cascaded resonator. 2. The resonator filter according to claim 1, wherein a balanced output signal subjected to multi-stage band-pass processing is obtained from an input / output terminal of the resonator.
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