JP3610939B2 - フィルタ回路 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マイクロ波、ミリ波帯域で用いられる無線通信モジュール等に搭載されるフィルタ回路に関し、さらに詳しくは所定の通過周波数特性に調整設定されるフィルタ回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
無線通信モジュールは、情報通信技術の進展に伴って、各種の移動体通信機器やＩＳＤＮ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ：総合サービスデジタル網）或いはコンピュータ機器等の様々な機器、システムに搭載され、データ情報等の高速通信を可能とし、小型軽量化、複合化或いは多機能化が図られている。無線通信モジュールは、例えば無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等の対応通信機器のように、マイクロ波、ミリ波帯域を搬送周波数とした高周波アプリケーションにおいては、低域フィルタや高域フィルタ、帯域フィルタ、結合器等がコンデンサやコイル等のチップ部品を用いた集中定数設計による回路で上述した要求仕様を達成することが困難となり、一般にマイクロストリップライン、ストリップライン等による分布定数設計による対応が図られる。
【０００３】
従来、分布定数設計による帯域フィルタ（ＢＰＦ）１００は、例えば図９に示すように誘電体基板１０１の主面上（マイクロストリップライン）に、複数の共振器導体パターン１０２ａ乃至１０２ｅをカスプリット配列して形成してなる。ＢＰＦ１００は、一方の外側導体パターン１０２ａを高周波信号の入力部とし、内側導体パターン１０２ｂ乃至１０２ｄにおいて所定の搬送周波数帯域を選択して他方の外側導体パターン１０２ｅから出力する。各導体パターン１０２は、中央部の導体パターン１０２ｃを除いて、基板１０１の側面において結合される。基板１０１は、図示しないが裏面に全面に亘ってグランドパターンが形成されている。
【０００４】
ＢＰＦ１００は、互いに隣り合う各導体パターン１０２ａ乃至１０２ｅが、通過波長λの１／４の長さ範囲で重なり合うようにして誘電体基板１０１の主面上に配列形成される。ＢＰＦ１００は、各導体パターン１０２を高誘電率の基板１０１上に形成することで、マイクロストリップラインの波長短縮効果により各導体パターン１０２の長さを短縮して小型化を図ることが可能とされる。波長短縮は、基板１０１の表層においてλ０／√εｗ（λ０：真空中での波長。εｗ：実効比誘電率。空気と誘電体の電磁界分布で決まる誘電率。）で発生するとともに、内層においてλ０／√εｒ（εｒ：基板の比誘電率。）で発生する。また、ＢＰＦ１００は、一般的な配線基板の形成工程と同様に基板１０１の主面上に各導体パターン１０２を印刷技術やリソグラフ処理を施して形成することが可能であることから、回路パターン等と同時に形成される。
【０００５】
しかしながら、かかるＢＰＦ１００も、各導体パターン１０２ａ乃至１０２ｅを略λ／４の長さの重なり部分を以って配列することから、ある程度の大きさの基板１０１を必要とし小型化に限界があった。
【０００６】
図１０及び図１１に示した従来のＢＰＦ１１０は、互いに接合された一対の誘電体基板１１１、１１２との間に共振器導体パターン１１３、１１４を形成したいわゆるトリプレート構造によって構成されてなる。誘電体基板１１１、１１２には、外表面にそれぞれグランドパターン１１５、１１６が全面に亘って形成されている。誘電体基板１１１、１１２には、外周部に多数個のビアホール１１７が形成されており、表裏のグランドパターン１１５、１１６が互いに導通されることによって内層回路をシールドする。
【０００７】
各共振器導体パターン１１３、１１４は、それぞれが通過波長λの略１／４の長さｌを有しており、一端をグランドパターン１１５、１１６に接続されるとともに他端を開放されて互いに平行に形成されている。各共振器導体パターン１１３、１１４には、それぞれ側方へと腕状に突出する入出力パターン１１８、１１９が形成されている。ＢＰＦ１１０は、上述した誘電体基板１１１、１１２と共振器導体パターン１１３、１１４とが、図１１に示すように等価回路的に並列共振回路を容量結合した構成となっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したＢＰＦ１１０においては、通過帯域特性や遮断特性等のフィルタ特性が、誘電体基板１１１、１１２や共振器導体パターン１１３、１１４間の電磁界分布によって決定される。ＢＰＦ１１０においては、電界の強さが、奇励振モード状態で共振器導体パターン１１３、１１４の対向間隔ｐによって変化するとともに、偶励振モード状態で誘電体基板１１１、１１２と共振器導体パターン１１３、１１４間の間隔、すなわち誘電体基板１１１、１１２の厚みｔによって変化する。また、ＢＰＦ１１０は、電界の強さが共振器導体パターン１１３、１１４の幅ｗによっても変化する。
【０００９】
ＢＰＦ１１０は、電界の強さが奇励振モード状態や偶励振モード状態で変化することによって共振器導体パターン１１３、１１４の結合度が変化し、フィルタ特性が変化する。ＢＰＦ１１０においては、所望のフィルタ特性を得るために誘電体基板１１１、１１２や共振器導体パターン１１３、１１４が精密に形成されている。
【００１０】
ＢＰＦにおいては、製造工程のバラツキによって所望のフィルタ特性が得られない場合が生じることがあり、例えば測定器等によって共振器導体パターンの出力特性をチェックしながらそれぞれの位置や面積等を適宜変化させるといった追加工処理による調整工程が施される。しかしながら、ＢＰＦ１１０は、上述したように共振器導体パターン１１３、１１４を誘電体基板１１１、１１２の内層に形成することからかかる調整工程を施すことが困難であった。ＢＰＦ１１０は、このために高精度の製造工程によって各部の製作が行われるために製造効率が悪くなるととともに歩留りも低下するといった問題があった。
【００１１】
したがって、本発明は、小型薄型化を図りながら所望のフィルタ特性が高精度に得られかつ生産性の向上を図ったフィルタ回路を提供することを目的に提案されたものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成する本発明にかかるフィルタ回路は、それぞれ主面にグランドパターンが形成された上下一対の誘電絶縁層間に、層間接続ビアを介して一端側をグランドパターンと接続されるとともに他端側を開放された容量結合型共振器導体パターンを有する内部配線層が形成されてなる。フィルタ回路は、内部配線層に、共振器導体パターンの開放端側の周囲に位置して互いに電気的に分離された複数個の容量負荷パターンを形成し、一方の誘電絶縁層上にグランドパターンと電気的に分離されるとともに各容量負荷パターンに対応してそれぞれ形成され層間接続ビアを介して電気的に接続された複数個の容量負荷調整パターンを形成してなる。
【００１３】
以上のように構成された本発明にかかるフィルタ回路によれば、誘電絶縁層内に分布定数設計の共振器導体パターンを形成したトリプレート構造によって小型化が図られる。フィルタ回路によれば、共振器導体パターンの周囲に複数個の容量負荷パターンを形成するとともに、これら容量負荷パターンとグランドパターンとの接続状態を調整することによって共振器導体パターンによるフィルタ特性の調整が図られる。フィルタ回路によれば、一方の誘電絶縁層上に複数個の容量負荷調整パターンを形成するとともに、これら容量負荷調整パターンを介して誘電絶縁層上において容量負荷パターンとグランドパターンとの接続状態の調整が行われる。したがって、フィルタ回路によれば、例えば製造工程における各部の寸法精度のバラツキによってフィルタ特性にバラツキが生じた場合にも、所望の特性への作り込みが可能となり、生産性や歩留りの向上が図られるとともに信頼性の向上が図られるようになる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
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。実施の形態として図１及び図２に示したＢＰＦ１は、接合固定された第１の誘電体基板２と第２の誘電体基板３との間に分布定数設計による配線層４が形成されたトリプレート構造によって構成されてなる。ＢＰＦ１は、図示しないが通信機能モジュール体のアンテナ入出力部を構成するバンドパスフィルタ回路に用いられて、アンテナにより送受信される、例えばＩＥＥＥ８０２．１１ａで提案されているような狭域無線通信システムに基づく５ＧＨｚ搬送周波数に重畳された送受信信号の通過特性を有する。
【００１５】
第１の誘電体基板２は、所定の厚みを有する誘電絶縁層５と、この誘電絶縁層５の第１の主面５ａ上にパターン形成されて配線層４を構成する詳細を後述する共振器導体パターン６、７と、第１の容量負荷パターン８乃至第３の容量負荷パターン１０とを有してなる。第１の誘電体基板２には、誘電絶縁層５の第２の主面５ｂの全面に第１のグランドパターン１１が形成されてなる。第１の誘電体基板２には、外周部に沿って第１の主面５ａと第２の主面５ｂとの間の電気的導通を図る多数個の層間接続ビア１２が形成されている。
【００１６】
共振器導体パターン６、７は、誘電絶縁層５の第１の主面５ａ上に、一端部６ａ、７ａが幅方向の一方側縁を起点として他端部６ｂ、７ｂが他方側縁の近傍に位置して互いに平行に形成されてなる。共振器導体パターン６、７は、一端部６ａ、７ａが層間接続ビア１２を介してそれぞれ第１のグランドパターン１１と電気的に接続されてなる。共振器導体パターン６、７は、５ＧＨｚ搬送周波数帯の約λ／４の電気長、約６ｍｍの長さを有する分布定数設計により形成され、それぞれ側方へと突出する腕状の入出力パターン１３、１４が一体に形成されいる。
【００１７】
第１の誘電体基板２には、長さ方向の両側縁と共振器導体パターン６、７の開放端部６ｂ、７ｂの側縁との間の領域に位置して、それぞれ矩形の導体パターンからなる第１の容量負荷パターン８と第２の容量負荷パターン９とが形成されている。第１の容量負荷パターン８と第２の容量負荷パターン９とは、それぞれの内側縁が共振器導体パターン６、７の外側縁と対向することによって並列容量を負荷する。
【００１８】
第１の誘電体基板２には、幅方向の側縁と共振器導体パターン６、７の開放端部６ｂ、７ｂの先端部との間の領域に位置して、横長矩形の導体パターンからなる第３の容量負荷パターン１０が形成されている。第３の容量負荷パターン１０は、内側縁が共振器導体パターン６、７の先端部及び第１の容量負荷パターン８と第２の容量負荷パターン９の外側縁と対向することによって並列容量を負荷する。
【００１９】
第２の誘電体基板３は、所定の厚みを有する誘電絶縁層１５と、この誘電絶縁層１５の第１の主面１５ａ上にパターン形成された第２のグランドパターン１６及び第１の容量負荷調整パターン１７乃至第３の容量負荷調整パターン１９とを有してなる。第２の誘電体基板３には、詳細を後述するように第１の誘電体基板２と接合された状態においてその層間接続ビア１２とそれぞれ相対連通して第１のグランドパターン１１と第２のグランドパターン１６とを電気的に導通する多数個の層間接続ビア２０が形成されている。
【００２０】
第２の誘電体基板３は、誘電絶縁層１５の第１の主面１５ａ上に第２のグランドパターン１６を全面に形成し、その一部を枠状に剥離することにより第１の絶縁部２１乃至第３の絶縁部２３をそれぞれ形成して第１の容量負荷調整パターン１７乃至第３の容量負荷調整パターン１９をそれぞれ縁取り形成してなる。第１の容量負荷調整パターン１７は、第２の誘電体基板３を第１の誘電体基板２と接合した状態において第１の容量負荷パターン８と対向する矩形の導体パターンからなる。第１の容量負荷調整パターン１７は、第２のグランドパターン１６に対して第１の絶縁部２１を介して電気的に分離されている。
【００２１】
第２の容量負荷調整パターン１８は、第２の絶縁部２２によって第２のグランドパターン１６に対して電気的に分離され、第１の誘電体基板２側の第２の容量負荷パターン９と対向する矩形の導体パターンからなる。第３の容量負荷調整パターン１９は、第３の絶縁部２３によって第２のグランドパターン１６に対して電気的に分離され、第１の誘電体基板２側の第３の容量負荷パターン１０と対向する横長矩形の導体パターンからなる。
【００２２】
第２の誘電体基板３には、第１の容量負荷調整パターン１７乃至第３の容量負荷調整パターン１９内にそれぞれ第１の層間接続ビア２４乃至第３の層間接続ビア２６が形成されている。第１の容量負荷調整パターン１７は、第１の層間接続ビア２４を介して第１の容量負荷パターン８と電気的に導通されている。第２の容量負荷調整パターン１８は、第２の層間接続ビア２５を介して第２の容量負荷パターン９と電気的に導通されている。第３の容量負荷調整パターン１９は、第３の層間接続ビア２６を介して第３の容量負荷パターン１０と電気的に導通されている。
【００２３】
以上のように構成されたＢＰＦ１は、図２に示すように第１の誘電体基板２と第２の誘電体基板３とが、相対する誘電絶縁層５の第１の主面５ａと誘電絶縁層１５の第２の主面１５ｂとを接合面として接着剤等によって積層固定される。ＢＰＦ１は、第１の誘電体基板２と第２の誘電体基板３とを接合した状態において相対する各層間接続ビア１２、２０が連通して第１の誘電体基板２の第１のグランドパターン１１と第２の誘電体基板３の第２のグランドパターン１６との間が導通される。なお、ＢＰＦ１は、一般的には第１の誘電体基板２と第２の誘電体基板３とを接合した状態において、これらを連通するビアホールが形成されて層間接続ビアが形成される。
【００２４】
また、ＢＰＦ１は、この状態において第１の誘電体基板２側の第１の容量負荷パターン８乃至第３の容量負荷パターン１０に対して第２の誘電体基板２側の第１の容量負荷調整パターン１７乃至第３の容量負荷調整パターン１９がそれぞれ誘電絶縁層１５を介して対向される。さらに、ＢＰＦ１は、対向された第１の容量負荷パターン８乃至第３の容量負荷パターン１０が第１の層間接続ビア２４乃至第３の層間接続ビア２６を介してそれぞれ第１の容量負荷調整パターン１７乃至第３の容量負荷調整パターン１９と導通される。
【００２５】
ＢＰＦ１は、アンテナにより受信された受信信号が共振器導体パターン６側の入出力パターン１３に入力されると、受信信号から５ＧＨｚ搬送周波数に重畳された受信信号を共振器導体パターン６、７によって抽出して共振器導体パターン７側の入出力パターン１４から出力する。また、ＢＰＦ１は、出力側のパワーアンプから共振器導体パターン７側の入出力パターン１４に入力された出力信号から５ＧＨｚ搬送周波数に重畳された出力信号を抽出して共振器導体パターン６側の入出力パターン１３からアンテナに出力する。
【００２６】
ＢＰＦ１は、第１の誘電体基板２の誘電絶縁層５及び第２の誘電体基板３の誘電絶縁層１５のそれぞれの厚み、共振器導体パターン６、７の長さや幅、或いは第１の容量負荷パターン８乃至第３の容量負荷パターン１０の面積等が５ＧＨｚ搬送周波数の波長に適合したフィルタ特性を有するように設定されている。ＢＰＦ１は、製造工程において上述した各部の寸法精度のバラツキによって、所定のフィルタ特性が得られないことがある。
【００２７】
ＢＰＦ１は、上述したように第２の誘電体基板３の表面上に第２のグランドパターン１６とともに第１の層間接続ビア２４乃至第３の層間接続ビア２６を介して第１の容量負荷パターン８乃至第３の容量負荷パターン１０とそれぞれ接続された第１の容量負荷調整パターン１７乃至第３の容量負荷調整パターン１９が形成されている。ＢＰＦ１は、第２の誘電体基板３の表面上において、第２のグランドパターン１６に対して第１の容量負荷調整パターン１７乃至第３の容量負荷調整パターン１９を選択的に接続することにより第１の容量負荷パターン８乃至第３の容量負荷パターン１０による共振器導体パターン６、７への並列容量の負荷状態を調整することによってフィルタ特性の調整が行われる。
【００２８】
ＢＰＦ１には、例えば図１及び図３に示すように第１の容量負荷調整パターン１７乃至第３の容量負荷調整パターン１９を区割り構成する第１の絶縁部２１乃至第３の絶縁部２３に対して、それぞれの適宜の辺に第１の導電体２７乃至第３の導電体２９が形成される。第１の導電体２７乃至第３の導電体２９は、第１の絶縁部２１乃至第３の絶縁部２３の各辺よりも大きな幅を有しており、第１の絶縁部２１乃至第３の絶縁部２３と第２のグランドパターン１６とを電気的に接続する。
【００２９】
第１の導電体２７乃至第３の導電体２９は、例えば第１の絶縁部２１乃至第３の絶縁部２３の適宜の辺を充填するようにしてはんだ付けが施されたはんだ部からなる。第１の導電体２７乃至第３の導電体２９は、例えば第１の絶縁部２１乃至第３の絶縁部２３の適宜の辺よりも幅広の金属箔からなる。第１の導電体２７乃至第３の導電体２９は、例えば第１の絶縁部２１乃至第３の絶縁部２３の適宜の辺に充填される銀ペースト等の導電性ペーストからなる。
【００３０】
ＢＰＦ１は、共振器導体パターン６側の入出力パターン１３に基準信号を入力し、共振器導体パターン７側の入出力パターン１４からの出力を測定器によって測定しながら、上述した第２のグランドパターン１６に対して図４に示すように第１の容量負荷調整パターン１７乃至第３の容量負荷調整パターン１９を選択的に接続する。
【００３１】
同図（Ａ）は、全ての第１の絶縁部２１乃至第３の絶縁部２３に第１の導電体２７乃至第３の導電体２９を形成することによって、全ての第１の容量負荷調整パターン１７乃至第３の容量負荷調整パターン１９が第２のグランドパターン１６に対して接続された状態を示している。したがって、ＢＰＦ１においては、第１の容量負荷調整パターン１７乃至第３の容量負荷調整パターン１９を介して、第１の容量負荷パターン８乃至第３の容量負荷パターン１０が第２のグランドパターン１６と同電位となる。ＢＰＦ１は、これによって共振器導体パターン６、７に対して、第１の容量負荷パターン８乃至第３の容量負荷パターン１０を介してこれら第１の容量負荷パターン８乃至第３の容量負荷パターン１０と第２のグランドパターン１６及び第１の容量負荷調整パターン１７乃至第３の容量負荷調整パターン１９とによって合成された並列容量が負荷される。
【００３２】
同図（Ｂ）は、第１の絶縁部２１と第２の絶縁部２２とが絶縁状態を保持され第３の絶縁部２３のみに第３の導電体２９を形成することによって第３の容量負荷調整パターン１９のみが第２のグランドパターン１６に対して接続された状態を示している。したがって、ＢＰＦ１においては、第３の容量負荷調整パターン１９を介して第３の容量負荷パターン１０が第２のグランドパターン１６と同電位となる。ＢＰＦ１は、これによって共振器導体パターン６、７に対して、第１の容量負荷パターン８乃至第３の容量負荷パターン１０を介して、第３の容量負荷パターン１０と、第２のグランドパターン１６及び第３の容量負荷調整パターン１９とによって合成された並列容量が負荷される。
【００３３】
同図（Ｃ）は、第３の絶縁部２３が絶縁状態を保持され第１の絶縁部２１と第２の絶縁部２３とに第１の導電体２７と第２の導電体２８とを形成することによって第１の容量負荷調整パターン１７と第２の容量負荷調整パターン１８とが第２のグランドパターン１６に対して接続された状態を示している。したがって、ＢＰＦ１においては、第１の容量負荷調整パターン１７と第２の容量負荷調整パターン１８とを介して第１の容量負荷パターン８と第２の容量負荷パターン９が第２のグランドパターン１６と同電位となる。ＢＰＦ１は、これによって共振器導体パターン６、７に対して、第１の容量負荷パターン８乃至第３の容量負荷パターン１０を介して、第１の容量負荷パターン８と第２の容量負荷パターン９、第２のグランドパターン１６及び第１の容量負荷調整パターン１７と第２の容量負荷調整パターン１８とによって合成された並列容量が負荷される。
【００３４】
ＢＰＦ１は、上述した調整処理を施すことによって、図５に示すような周波数特性を呈するようになる。同図において、実線ａは、図４（Ａ）の処理を行った場合の周波数特性のシュミレーション結果を示している。実線ｂは、同図（Ｂ）の処理を行った場合の周波数特性のシュミレーション結果を示している。実線ｃは、同図（Ｃ）の処理を行った場合の周波数特性のシュミレーション結果を示している。ＢＰＦ１は、上述したように５ＧＨｚ周波数特性を有するように構成されているが、図５から明らかなように、第２のグランドパターン１６に対して第１の容量負荷調整パターン１７乃至第３の容量負荷調整パターン１９を選択的に接続することによって周波数特性の調整が行われる。換言すれば、ＢＰＦ１は、製造工程による周波数特性のバラツキの調整が行われる。
【００３５】
第２の実施の形態として図６に示したＢＰＦ３０は、上述したＢＰＦ１と基本的な構成を同等とするが、第１の容量負荷調整パターン１７乃至第３の容量負荷調整パターン１９を区割り構成する第１の絶縁部２１乃至第３の絶縁部２３にそれぞれ第１のメムズスイッチ（ＭＥＭＳ：Ｍｉｃｒｏ−Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ−Ｓｙｓｔｅｍ）３１乃至第３のメムズスイッチ３３を設けた構成に特徴を有している。なお、以下のＢＰＦ３０説明において、ＢＰＦ１の各部と対応する部位については同一符号を付すことによってその説明を省略する。ＢＰＦ３０においては、各メムズスイッチ３１乃至３３をオン・オフ操作することによって、第２のグランドパターン１６に対する第１の容量負荷調整パターン１７乃至第３の容量負荷調整パターン１９の接続状態の切替が行われる。
【００３６】
第１のメムズスイッチ３１について、図７を参照してその構成について説明する。なお、第２のメムズスイッチ３２及び第３のメムズスイッチ３３も同様に構成されている。メムズスイッチ３１は、同図に示すように全体が絶縁カバー３４によって覆われている。メムズスイッチ３１は、シリコン基板３５上に互いに絶縁されて第１の固定接点３６と、第２の固定接点３７と、第３の固定接点３８とが形成されてなる。メムズスイッチ３１は、第１の固定接点３６に薄板状で可撓性を有する可動接点片３９が回動自在に片持ち状態で支持されてなる。メムズスイッチ３１は、第１の固定接点３６と第３の固定接点３８とがそれぞれ入出力接点とされ、リード４０ａ、４０ｂを介して絶縁カバー３４に設けた入出力端子４１ａ、４１ｂとそれぞれ接続される。
【００３７】
メムズスイッチ３１は、可動接点片３９が、その一端部をシリコン基板３４側の第１の固定接点３６に対する常閉接点とされるとともに、自由端が第３の固定接点３８に対して常開接点を構成する。可動接点片３９は、中央部に形成された第２の固定接点３７に対応して内部に電極４２が設けられている。メムズスイッチ３１は、通常状態において図７（Ａ）に示すように可動接点片３９が一端を第１の固定接点３６と接触するとともに、他端を第３の固定接点３８と非接触状態に保持されている。
【００３８】
以上のように構成されたメムズスイッチ３１は、図７（Ａ）に示すように第１の絶縁部２１を跨ぐようにして第２の誘電体基板３の主面上に実装される。メムズスイッチ３１は、一方の入出力端子４１ａが第２のグランドパターン１６と接続されるとともに他方の入出力端子４１ｂが第１の容量負荷調整パターン１７と接続される。したがって、メムズスイッチ３１は、通常、第２のグランドパターン１６と第１の容量負荷調整パターン１７との間の絶縁状態を保持する。
【００３９】
メムズスイッチ３１は、駆動信号が入力されると、第２の固定接点３７と可動接点片３９の内部電極４２とに駆動電圧が印加される。メムズスイッチ３１は、これによって第２の固定接点３７と可動接点片３９との間において吸引力が生成され、図７（Ｂ）に示すように可動接点片３９が第１の固定接点３６を支点としてシリコン基板３５側へと変位動作してその自由端が第３の固定接点３８と接続し、またこの接続状態が保持される。したがって、ＢＰＦ３０は、メムズスイッチ３１を介して第２のグランドパターン１６と第１の容量負荷調整パターン１７とが接続される。
【００４０】
メムズスイッチ３１は、上述した状態から第２の固定接点３７と可動接点片３９の内部電極４２とに逆バイアスの駆動電圧が印加されると、可動接点片３９が初期状態へと復帰して第３の固定接点３８との接続状態が解除される。したがって、ＢＰＦ３０は、第２のグランドパターン１６と第１の容量負荷調整パターン１７との間が非導通状態となる。メムズスイッチ３１は、極めて微小であるとともに動作状態を保持するための保持電流を不要とするスイッチであることから、ＢＰＦ３０に搭載してもこれを大型化することはなくかつ低消費電力化も図られるようになる。
【００４１】
ＢＰＦ３０は、第１のメムズスイッチ３１乃至第３のメムズスイッチ３３をオン・オフ制御することによってフィルタ特性の調整が行われることから、例えば図８に示すようにバンドパスフィルタ回路４０のフィードバックロジックを構成する。バンドパスフィルタ回路４０は、５ＧＨｚ周波数に重畳された信号の通過特性を付与されて構成され、アンテナ４１によって受信した信号を処理するＢＰＦ３０、アンプ４２、ミキサ４３、発信器４４を備えている。バンドパスフィルタ回路４０は、第２のＢＰＦ４５によってミキサ４３から出力される所定の周波数帯域を通過させて受信アンプ４６へと供給する。
【００４２】
バンドパスフィルタ回路４０は、設定した条件から、搭載機器の何らかの使用環境の変化による影響、例えばそばに金属体や誘電体等が接近配置されたり温度や湿度の変化が生じた場合に、ＢＰＦ３０の周波数特性がずれてアンテナ４１からの受信電力が低下することがある。バンドパスフィルタ回路４０においては、受信アンプ４４の出力レベルが検出され、低下状態を検出するとスイッチ駆動回路部４５に検出出力が送出される。
【００４３】
バンドパスフィルタ回路４０においては、スイッチ駆動回路部４５において第１のメムズスイッチ３１乃至第３のメムズスイッチ３３を駆動する制御信号ｓ１乃至ｓ３が生成されてＢＰＦ３０へフィードバックされる。バンドパスフィルタ回路４０においては、第１のメムズスイッチ３１乃至第３のメムズスイッチ３３が選択的にオン・オフ制御されることによって上述したように周波数特性の微調整が行われる。
【００４４】
なお、上述した実施の形態においては、第１の誘電体基板２と第２の誘電体基板３とを接合して内部配線層４を形成したが、複数の誘電体基板２を積層して多層の配線層を構成するようにしてもことは勿論である。また、ＢＰＦは、多層配線層内に複数の帯域フィルタを構成するようにしてもよい。
【００４５】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように本発明にかかるフィルタ回路によれば、表面にグランドパターンが形成された誘電絶縁層内に分布定数設計の共振器導体パターンが形成されかつ共振器導体パターンの周囲に並列容量を負荷する複数の容量負荷パターンが形成されるとともに誘電絶縁層の表面に各容量負荷パターンと接続された複数の容量負荷調整パターンが形成されてなる。フィルタ回路は、誘電絶縁層内に共振器導体パターンを形成したトリプレート構造が採用されることにより小型化が図られるとともに、誘電絶縁層の表面において各容量負荷調整パターンとグランドパターンとを選択的に接続することにより共振器導体パターンに対する各容量負荷パターンからの並列容量の負荷状態を調整することが可能となる。したがって、フィルタ回路は、製造工程中でのバラツキや使用環境の変化等によりフィルタ特性にバラツキやズレが生じた場合でも最適なフィルタ特性値に設定が可能となる。フィルタ回路は、これによって生産性や歩留りの向上が図られるとともに信頼性や性能の向上が図られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態として示すバンドパスフィルタの構成を説明する分解斜視図である。
【図２】同バンドパスフィルタの縦断面図である。
【図３】フィルタ特性の調整操作を施こした同バンドパスフィルタの平面図である。
【図４】同バンドパスフィルタにおけるフィルタ特性の調整操作の説明図である。
【図５】同バンドパスフィルタのフィルタ特性図である。
【図６】本発明の他の実施の形態として示すメムズスイッチを搭載したバンドパスフィルタの平面図である。
【図７】メムズスイッチの構成図である。
【図８】メムズスイッチを搭載したバンドパスフィルタを備えてフィードバックロジックを構成したバンドパスフィルタ回路の構成図である。
【図９】従来のバンドパスフィルタの平面図である。
【図１０】従来のトリプレート構造のバンドパスフィルタの説明図である。
【図１１】同バンドパスフィルタの並列共振回路の説明図である。
【符号の説明】
１ バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）、２ 第１の誘電体基板、３ 第２の誘電体基板、４ 内部配線層、５ 誘電絶縁層、６，７ 共振器導体パターン、８，９，１０ 容量負荷パターン、１１ 第１のグランドパターン、１２ 層間接続ビア、１３，１４ 入出力パターン、１５ 誘電絶縁層、１６ 第２のグランドパターン、１７，１８，１９ 容量負荷調整パターン、２０ 層間接続ビア、２１，２２，２３ 絶縁部、２４，２５，２６ 層間接続ビア、２７，２８，２９導電体、３０ バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）、３１，３２，３３ メムズスイッチ

Claims (5)

1. それぞれグランドパターンが形成された上下一対の誘電絶縁層間に、層間接続ビアを介して一端側を上記グランドパターンと接続されるとともに他端側を開放された容量結合型導体パターンを有する内部配線層を形成してなるフィルタ回路において、
   上記内部配線層に、上記導体パターンの開放端側の周囲に位置して互いに電気的に分離された複数個の容量負荷パターンを形成し、
   上記一方の誘電絶縁層上に、上記グランドパターンと電気的に分離されるとともに上記各容量負荷パターンに対応してそれぞれ形成され層間接続ビアを介して電気的に接続された複数個の容量負荷調整パターンを形成してなり、
   上記一方の誘電絶縁層上において、上記各容量負荷パターンと上記グランドパターンとを選択的に接続して同電位とすることによって上記各導体パターンに対する負荷容量が調整されることを特徴とするフィルタ回路。
2. 上記各容量負荷パターンが、上記グランドパターン内に枠状の絶縁パターンによって縁取り形成され、
   所定の上記容量負荷パターンが、その上記絶縁パターンの一辺に導電材が設けられて上記グランドパターンと接続されることによって同電位となることを特徴とする請求項１に記載のフィルタ回路。
3. 上記各容量負荷パターンが、上記グランドパターン内に枠状の絶縁パターン部によって縁取り形成されるとともに、各絶縁パターン部の一辺に上記グランドパターンとの接続状態をそれぞれ断接制御するメムズスイッチが設けられており、
   所定の上記容量負荷パターンが、上記メムズスイッチのオン動作が行われて上記グランドパターンと接続されることによって同電位となることを特徴とする請求項１に記載のフィルタ回路。
4. 上記容量結合型導体パターンが、それぞれ一端側を短絡されかつ他端側を開放されたλ／４の周波数特性を有する共振器の一対の共振器導体パターンであり、
   上記各容量負荷パターンと上記グランドパータンとを選択的に接続することにより上記導体パターンに対する並列容量の負荷状態を調節することによって、上記共振器の通過周波数特性の調整が行われることを特徴とする請求項１に記載のフィルタ回路。
5. 上記各容量負荷パターンが、上記グランドパターン内に枠状の絶縁パターン部によって縁取り形成されるとともに、各絶縁パターン部の一辺に上記グランドパターンとの接続状態をそれぞれ断接制御するメムズスイッチが設けられており、
   上記メムズスイッチが、上記共振器の後段に設けられた出力監視手段から供給される制御信号によってオン・オフ動作して上記各容量負荷パターンと上記グランドパータンとを選択的に断・接して上記共振器導体パターンに対する並列容量の負荷状態が調節されることによって、上記共振器の通過周波数特性の調整が行われることを特徴とする請求項４に記載のフィルタ回路。

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