JP2015089097A - 有極型ローパスフィルタおよび分波器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】有極型ローパスフィルタ1は、入力端子と出力端子を結ぶ直列腕に接続された少なくともインダクタL2,L3を備え、これらインダクタL2,L3は、積層体3の第一面S1上に実装される巻線型インダクタであって、該巻線型インダクタの各巻回軸A2,A3は略直交する。
【選択図】図3
Description
以下、図1〜図5Bを参照して、一実施形態に係る有極型ローパスフィルタ(以下、単に、LPFという)と、これを備えた分波器について詳説する。
図1において、分波器1は、共通入力端子Pin、積層体3と、LPF5、ハイパスフィルタ(以下、単に、HPFという)7、第一出力端子Pout1、第二出力端子Pout2および複数のグランド端子PGND1〜PGND3と、を備えている。
図1の等価回路で表される分波器1は、実際には、図2A〜図4Dに示すように、積層体3に、共通入力端子Pin、LPF5(但し、インダクタL7を除く)、HPF7、出力端子Pout1、出力端子Pout2およびグランド端子PGND1〜PGND3を形成または実装することで実現される。この分波器1は、図2Aに例示するように、回路基板9上に実装されかつ出力端子Pout1とインダクタL7と電気的に接続された状態で、図示しない筐体に収容される。
次に、上記分波器1の製造方法について説明する。まず、積層体3が作製される。より詳細には、Al2O3とCeO3とBa2Ti4O12とCa−Al−B−Si系ガラス粉末と
を原材料としてボールミルに投入し、湿式調合を行う。得られた混合物を乾燥してから粉砕し、得られた粉末を仮焼する。得られた仮焼粉末をボールミルにて湿式粉砕した後、乾燥してから解砕して、セラミック粉末を得る。なお、積層体を構成する誘電体材料については特に限定されず、合成樹脂または誘電体セラミックスなどを用いることも可能である。
上記の通り、グランド導体G1〜G3ではz軸方向の電流経路が支配的となると共に、グランド導体G1〜G3とグランド端子PGND1〜PGND3とのz軸方向距離を極力縮めているため、電流経路長が短縮化される。これによって、グランド導体G1〜G3でのインダクタンス成分の発生を抑制している。また、基材層M10が約300μmの厚さを有するため、コンデンサC1〜C4のいずれかとグランド導体G1との間に浮遊容量が発生することを抑制している。これによって、グランド導体G1〜G3での電位変動を抑えることが可能となり、その結果、図5A,図5Bにて実線で示すLPF5の通過帯域の近傍に現れる減衰極で十分な減衰量(例えば、−70dB以下)を得ることが出来る。なお、同様の技術的効果は、HPF7にも当てはまる。
インダクタL2〜L13は、巻線型チップインダクタであって、基材層M1(つまり、積層体3)の面S1に実装されている。巻線型チップインダクタは、積層体3内にパターン導体で構成されるインダクタと比較すると、L値およびQ値を大きくし易い。これにより、LPF5、ひいては分波器1のQ値を高めることが可能となる。また、インダクタL2〜L13は表面実装型であるため、積層体3へ簡単に実装可能である。
以下に、第1の変形例に係る分波器1a及びLPF5aについて図6を参照しながら説明する。
以下に、第2の変形例に係る分波器1b及びLPF5bについて図7を参照しながら説明する。
なお、図3に示す通り、インダクタL2には外部電極E23から外部電極E24に向けて信号が伝送され、インダクタL3には外部電極E33から外部電極E34に向けて信号が伝送される。しかし、これに限らず、インダクタL2,L3のいずれかを面S1上でz軸周りに180°回転させても構わない。
また、上記実施形態では、各基材層Mは例示的にLTCCのようなセラミックスからなるとして説明した。しかし、これに限らず、各基材層Mは、樹脂からなっていても構わない。
また、上記実施形態では、全てのインダクタL2〜L5,L8〜L13が横巻き型のチップインダクタであるとして説明した。しかし、これに限らず、巻回軸が直交する二つのインダクタL2,L3のいずれか一方が横巻き型で、いずれか他方が縦巻き型でも構わない。
また、上記実施形態では、インダクタL2,L3のインダクタンス値、サイズ等が異なるとして説明した。しかし、分波器1の要求仕様によっては、インダクタL3は、インダクタL2と同じインダクタンス値または同じサイズを有していても構わない。
また、上記実施形態では、インダクタL2が並列共振回路51に対して直列腕上で前置されるとして説明した。しかし、分波器1の要求仕様によっては、インダクタL2は省略されても構わない。この場合、他のインダクタ(例えば、インダクタL4)が、インダクタL3の巻回軸A3と直交するよう配置される。
分波器1,1a,1b及びLPF5,5a,5bの構成を任意に組み合わせてもよい。
3 積層体
M1〜M19 基材層
5,5a,5b 有極型ローパスフィルタ
51〜54 並列共振回路
7 ハイパスフィルタ
71〜75 直列共振回路
C1〜C18 コンデンサ
L1〜L13 インダクタ
G1〜G7 グランド導体
Claims (15)
- 積層体と、
前記積層体の第二面に形成された入力端子、出力端子およびグランド端子と、
前記入力端子と前記出力端子を結ぶ直列腕に接続された複数の並列共振回路であって、コンデンサおよびインダクタを含む複数の並列共振回路と、
前記直列腕とグランド端子とを結ぶ並列腕に接続されたコンデンサと、を備え、
前記直列腕に設けられた少なくとも二つのインダクタは、前記積層体の第一面上に実装される巻線型インダクタであって、該巻線型インダクタの各巻回軸は略直交する、有極型ローパスフィルタ。 - 積層体と、
前記積層体の第二面に形成された入力端子、出力端子およびグランド端子と、
前記入力端子と前記出力端子を結ぶ直列腕に接続された少なくとも一つのインダクタと、
前記直列腕上であって前記少なくとも一つのインダクタの後段に接続された複数の並列共振回路であって、コンデンサおよびインダクタを含む複数の並列共振回路と、
前記直列腕とグランド端子とを結ぶ並列腕に接続されたコンデンサと、を備え、
前記直列腕に設けられた少なくとも二つのインダクタは、前記積層体の第一面上に実装される巻線型インダクタであって、該巻線型インダクタの各巻回軸は略直交する、有極型ローパスフィルタ。 - 前記積層体の第一面に実装される巻線型インダクタのうち、前記入力端子への入力信号の経路上で前記入力端子に最も近接するインダクタおよび次に近接するインダクタの各巻回軸が互いに略直交する、請求項1または2に記載の有極型ローパスフィルタ。
- 前記積層体の外部に設けられたインダクタであって、前記出力端子に電気的に接続されたインダクタを、さらに備える、請求項1〜3のいずれかに記載の有極型ローパスフィルタ。
- 前記積層体の第一面の中央部分には、表面実装機のノズルによる吸着エリアが規定されており、
前記積層体の第一面上に設けられた各巻線型インダクタは、前記吸着エリア外に実装される、請求項1〜4のいずれかに記載の有極型ローパスフィルタ。 - 前記複数の並列共振回路の内の最も低い共振周波数を有する第一の並列共振回路に含まれる第一の巻線型インダクタの巻回軸と、該複数の並列共振回路の内の二番目に低い共振周波数を有する第二の並列共振回路に含まれる第二の巻線型インダクタの巻回軸とは、略直交していること、
を特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の有極型ローパスフィルタ。 - 前記複数の並列共振回路の内の最も低い共振周波数を有する第一の並列共振回路に含まれる第一の巻線型インダクタの巻回軸と、該複数の並列共振回路の内の三番目に低い共振周波数を有する第三の並列共振回路に含まれる第三の巻線型インダクタの巻回軸とは、略平行であること、
を特徴とする請求項6に記載の有極型ローパスフィルタ。 - 前記複数の並列共振回路に含まれる少なくとも一つのコンデンサは、前記積層体の第一面上に実装されるチップ型コンデンサであり、
前記チップ型コンデンサは、巻回軸が略直交する二つの巻線型インダクタの間に配置されていること、
を特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の有極型ローパスフィルタ。 - 積層体と、
前記積層体の第二面に形成された入力端子、第一出力端子および第一グランド端子と、
前記積層体において、前記入力端子および前記第一出力端子の間に設けられた有極型ローパスフィルタと、
前記積層体の第二面に形成された第二出力端子および第二グランド端子と、
前記積層体において、前記入力端子および前記第二出力端子の間に設けられたハイパスフィルタであって、コンデンサとインダクタとを含むハイパスフィルタと、を備えた分波器であって、
前記有極型ローパスフィルタは、
前記入力端子と前記第一出力端子を結ぶ直列腕に接続された複数の並列共振回路であって、コンデンサおよびインダクタを含む複数の並列共振回路と、
前記直列腕とグランド端子とを結ぶ並列腕に接続されたコンデンサと、を含んでおり、
前記直列腕に設けられた少なくとも二つのインダクタは、前記積層体の第一面上に実装される巻線型インダクタであって、該巻線型インダクタの各巻回軸は略直交する、分波器。 - 積層体と、
前記積層体の第二面に形成された入力端子、第一出力端子および第一グランド端子と、
前記積層体において、前記入力端子および前記第一出力端子の間に設けられた有極型ローパスフィルタと、
前記積層体の第二面に形成された第二出力端子および第二グランド端子と、
前記積層体において、前記入力端子および前記第二出力端子の間に設けられたハイパスフィルタであって、コンデンサとインダクタとを含むハイパスフィルタと、を備えた分波器であって、
前記有極型ローパスフィルタは、
前記入力端子と前記第一出力端子を結ぶ直列腕に接続された少なくとも一つのインダクタと、
前記直列腕に接続された複数の並列共振回路であって、コンデンサおよびインダクタを含む複数の並列共振回路と、
前記直列腕と前記第一グランド端子とを結ぶ並列腕に接続されたコンデンサと、を備え、
前記直列腕に設けられた少なくとも二つのインダクタは、前記積層体の第一面上に実装される巻線型インダクタであって、該巻線型インダクタの各巻回軸は略直交する、分波器。 - 前記ハイパスフィルタは、
前記入力端子と前記第二出力端子を結ぶ直列腕に接続された複数のコンデンサと、
前記直列腕と前記第二グランド端子とを結ぶ複数の並列腕のそれぞれに設けられた複数の直列共振回路であって、コンデンサとインダクタを含む複数の直列共振回路と、を備え、
前記複数の並列腕に設けられた少なくとも二つのインダクタは、前記積層体の第一面上に実装される巻線型インダクタであって、該巻線型インダクタの各巻回軸は略直交する、請求項9または10に記載の分波器。 - 前記積層体の第一面の中央部分には、表面実装機のノズルによる吸着エリアが規定されており、
前記積層体の第一面上に設けられた各巻線型インダクタは、前記吸着エリア外に実装される、請求項9〜11のいずれかに記載の分波器。 - 前記有極型ローパスフィルタの前記複数の並列共振回路又は前記ハイパスフィルタに含まれる前記複数の直列共振回路に含まれる少なくとも一つのコンデンサは、前記積層体の第一面上に実装されるチップ型コンデンサであり、
前記チップ型コンデンサは、前記有極型ローパスフィルタの前記直列共振回路に含まれる巻線型インダクタと、前記ハイパスフィルタの前記直列共振回路に含まれる巻線インダクタとの間に配置されていること、
を特徴とする請求項11に記載の分波器。 - 前記複数の並列共振回路の内の最も低い共振周波数を有する第一の並列共振回路に含まれる第一の巻線型インダクタの巻回軸と、該複数の並列共振回路の内の二番目に低い共振周波数を有する第二の並列共振回路に含まれる第二の巻線型インダクタの巻回軸とは、略直交していること、
を特徴とする請求項9〜13のいずれかに記載の分波器。 - 前記複数の並列共振回路の内の最も低い共振周波数を有する第一の並列共振回路に含まれる第一の巻線型インダクタの巻回軸と、該複数の並列共振回路の内の三番目に低い共振周波数を有する第三の並列共振回路に含まれる第三の巻線型インダクタの巻回軸とは、略平行であること、
を特徴とする請求項14に記載の分波器。
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