JP5835475B2 - 高周波フィルタ - Google Patents

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Description

本発明は、複数の絶縁体層と伝送線路を備えた高周波フィルタに関する。
従来の高周波フィルタとしては、例えば、特許文献１に記載の積層バランスフィルタが知られている。以下に、特許文献１に記載の積層バランスフィルタについて説明する。図１０は、特許文献１に記載の積層バランスフィルタ５００の積層体の分解斜視図である。図１１は、特許文献１に記載の積層バランスフィルタ５００の等価回路図である。
積層バランスフィルタ５００は、図１０に示すように、積層体５０２、コイル５３１，５４１〜５４３、キャパシタ電極５２１〜５２３及びグランド電極５２０を備えている。積層体５０２は、複数の誘電体層５５０〜５５６が積層されて構成されている。
コイル５３１，５４１は、誘電体層５５３に設けられている。コイル５４２は、誘電体層５５２に設けられている。コイル５４３は、誘電体層５５１に設けられている。コイル５３１とコイル５４２とは、誘電体層５５２を挟んで、積層体５０２の積層方向に対向することにより、電磁結合している。また、コイル５４２の一端は、ビアホール導体を介して、コイル５４１と接続され、コイル５４２の他端は、ビアホール導体を介して、コイル５４３と接続されている。
キャパシタ電極５２１は、誘電体層５５４に設けられている。キャパシタ電極５２２，５２３は、誘電体層５５６に設けられている。更に、グランド電極５２０は、誘電体層５５５に設けられている。
キャパシタＣ１００は、グランド電極５２０とキャパシタ電極５２１とが誘電体層５５４を介して対向することによって構成されている。また、キャパシタＣ１００とコイル５３１とは、並列接続されており、図１１に示すように、積層バランスフィルタ５００の一部を構成している。
また、キャパシタＣ２００は、グランド電極５２０とキャパシタ電極５２２とが誘電体層５５５を介して対向することによって構成されている。また、キャパシタＣ２００とコイル５４１とは、接続されており、図１１に示すように、積層バランスフィルタ５００の一部を構成している。
更に、キャパシタＣ３００は、グランド電極５２０とキャパシタ電極５２３とが誘電体層５５５を介して対向することによって構成されている。また、キャパシタＣ３００とコイル５４３とは、接続されており、図１１に示すように、積層バランスフィルタ５００の一部を構成している。
以上のように構成された積層バランスフィルタ５００では、図１１に示すように、入力端子５６１からコイル５３１に入力された非平衡信号が、コイル５３１とコイル５４２との間で平衡信号に変換される。平衡信号は、コイル５４２から、コイル５４１とコイル５４３とに伝送され、出力端子５６２，５６３より出力される。
ところで、積層バランスフィルタ５００では、コイル５３１とコイル５４２とは、誘電体層５５２を挟んで、積層方向に対向することにより電磁結合している（ブロードサイド結合）。このため、積層バランスフィルタ５００では、２つのコイルが同一層上に並ぶことにより電磁結合している（エッジ結合）積層バランスフィルタと比較して、絶縁体層の面積を小さくできる。
しかしながら、積層バランスフィルタ５００では、コイル５３１とコイル５４２とが積層方向に対向しているため、コイルが同一層上に並ぶことにより電磁結合している積層バランスフィルタと比較して、絶縁体層の積層枚数が増加する。つまり、積層バランスフィルタ５００では、積層バランスフィルタの低背化が困難である。
特開２０１１−１２４８８０号公報
そこで、本発明の目的は、実装面積の大型化を抑制しつつ、低背化を可能にする高周波フィルタを提供することである。
本発明の第１の実施形態に係る高周波フィルタは、複数の絶縁体層が積層されてなる積層体と、入力信号を伝送する第１の伝送線路と、前記第１の伝送線路と同一の絶縁体層上で電磁結合し、出力信号を伝送する第２の伝送線路と、絶縁体層を挟んで、前記第１の伝送線路及び前記第２の伝送線路との間に容量を形成する導体層と、を備え、前記第１の伝送線路及び前記第２の伝送線路と接触する第１の絶縁体層の誘電率は第１の絶縁体層以外の絶縁体層の誘電率よりも高く、前記第２の伝送線路にはインピーダンス調整部が設けられ、前記インピーダンス調整部は、前記第１の絶縁体層において、前記第２の伝送線路の一部と接触する接触部の誘電率が、該接触部以外の部分の誘電率よりも高いことにより構成されていること、を特徴とする。
本発明の第２の実施形態に係る高周波フィルタは、複数の絶縁体層が積層されてなる積層体と、入力信号を伝送する第１の伝送線路と、前記第１の伝送線路と同一の絶縁体層上で電磁結合し、出力信号を伝送する第２の伝送線路と、絶縁体層を挟んで、前記第１の伝送線路及び前記第２の伝送線路との間に容量を形成し、グランド導体である導体層と、前記グランド導体と導通していない浮き導体と、を備え、前記第１の伝送線路及び前記第２の伝送線路と接触する第１の絶縁体層の誘電率は第１の絶縁体層以外の絶縁体層の誘電率よりも高く、前記第２の伝送線路にはインピーダンス調整部が設けられ、前記インピーダンス調整部は、前記浮き導体が前記第２の伝送線路の一部と対向することにより構成されていること、を特徴とする。
本発明の第３の実施形態に係る高周波フィルタは、複数の絶縁体層が積層されてなる積層体と、入力信号を伝送する第１の伝送線路と、前記第１の伝送線路と同一の絶縁体層上で電磁結合し、出力信号を伝送する第２の伝送線路と、絶縁体層を挟んで、前記第１の伝送線路及び前記第２の伝送線路との間に容量を形成する導体層と、を備え、前記第１の伝送線路及び前記第２の伝送線路と接触する第１の絶縁体層の誘電率は第１の絶縁体層以外の絶縁体層の誘電率よりも高く、前記導体層は複数に分割されていること、を特徴とする。
本発明の一形態である高周波フィルタによれば、実装面積の大型化を抑制しつつ、低背化を可能にすることができる。
第１の実施形態に係る高周波フィルタの外観斜視図である。 第１の実施形態に係る高周波フィルタの積層体の分解斜視図である。 第１の実施形態に係る高周波フィルタの等価回路図である。 第１の変形例に係る高周波フィルタの積層体の分解斜視図である。 第１の変形例に係る高周波フィルタの等価回路図である。 第２の変形例に係る高周波フィルタの積層体の分解斜視図である。 第２の変形例に係る高周波フィルタの等価回路図である。 第３の変形例に係る高周波フィルタの積層体の分解斜視図である。 第３の変形例に係る高周波フィルタの等価回路図である。 特許文献１に記載の積層バランスフィルタの積層体の分解斜視図である。 特許文献１に記載の積層バランスフィルタの等価回路図である。
以下に、本発明の一実施形態に係る高周波フィルタについて説明する。
（第１の実施形態）
（高周波フィルタの構成）
以下、本発明の第１の実施形態に係る高周波フィルタについて図面を参照しながら説明する。図１は、第１の実施形態に係る高周波フィルタの外観斜視図である。図２は、第１の実施形態に係る高周波フィルタの積層体の分解斜視図である。図３は、第１の実施形態に係る高周波フィルタの等価回路図である。以下、高周波フィルタ１０の積層方向をｚ軸方向と定義し、z軸方向から平面視したときに、高周波フィルタ１０の長辺に沿った方向をｘ軸方向と定義し、高周波フィルタ１０の短辺に沿った方向をｙ軸方向と定義する。ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸は互いに直交している。
高周波フィルタ１０は、図１及び図２に示すように、積層体１２、外部電極１４ａ〜１４ｆ、伝送線路１８，１９、グランド導体２４及び浮き導体２６を備えている。積層体１２は、図２に示すように、絶縁体層２８ａ〜２８ｅにより構成されている。また、積層体１２は、図１に示すように直方体状をなしており、上面Ｓ１、下面Ｓ２及び側面Ｓ３〜Ｓ６を備えている。上面Ｓ１は、ｚ軸方向の正方向側に位置する面である。下面Ｓ２は、ｚ軸方向の負方向側に位置する面である。側面Ｓ３は、ｘ軸方向の負方向側に位置する面である。側面Ｓ４は、ｘ軸方向の正方向側に位置する面である。側面Ｓ５は、ｙ軸方向の負方向側に位置する面である。側面Ｓ６は、ｙ軸方向の正方向側に位置する面である。
絶縁体層２８ａ〜２８ｅは、図２に示すように、z軸方向の正方向側から負方向側へとこの順に並ぶように積層されている。また、絶縁体層２８ａ〜２８ｅはそれぞれ、ｚ軸方向から平面視したときに同じ大きさ及び形状を有する長方形状をなしており、セラミック等の誘電体材料により作製されている。なお、絶縁体層２８ｃの誘電率は、絶縁体層２８ａ，２８ｂ，２８ｄ，２８ｅ（すなわち、絶縁体層２８ｃ以外の絶縁体層）の誘電率よりも高い。以下では、絶縁体層２８のz軸方向の正方向側の面を表面と称し、絶縁体層２８のz軸方向の負方向側の面を裏面と称す。なお、絶縁体層２８ａの表面に方向識別マーク４０が設けられている。
伝送線路１８及び伝送線路１９は、図２に示すように、絶縁体層２８ｃの表面に設けられている。また、伝送線路１８及び伝送線路１９は、ｘ軸方向の負方向側から正方向側へとこの順に並ぶように設けられている。
伝送線路１８は、図２に示すように、結合線路部１８ａ及び引き出し部１８ｂ，１８ｃを有している。結合線路部１８ａは、絶縁体層２８ｃの表面のｘ軸方向の略中央において、ｙ軸方向に延在している。引き出し部１８ｂ，１８ｃはそれぞれ、ｘ軸方向に延在している。ｙ軸方向の正方向側に位置する引き出し部を、引き出し部１８ｂとし、ｙ軸方向の負方向側に位置する引き出し部を、引き出し部１８ｃとする。
引き出し部１８ｂのｘ軸方向の正方向側の端部は、図２に示すように、結合線路部１８ａのｙ軸方向の正方向側の端部に接続されている。引き出し部１８ｂのｘ軸方向の負方向側の端部は、積層体１２の側面Ｓ３に露出している。また、引き出し部１８ｃのｘ軸方向の正方向側の端部は、結合線路部１８ａのｙ軸方向の負方向側の端部に接続されている。引き出し部１８ｃのｘ軸方向の負方向側の端部は、積層体１２の側面Ｓ３に露出している。以上より、伝送線路１８は、ｚ軸方向から見たとき、ｘ軸方向の負方向側に開口部が向いているコの字形状をなしている。
伝送線路１９は、図２に示すように、結合線路部１９ａ及び引き出し部１９ｂ，１９ｃを有している。結合線路部１９ａは、絶縁体層２８ｃの表面のｘ軸の略中央において、ｙ軸方向に延在している。引き出し部１９ｂ，１９ｃはそれぞれ、ｘ軸方向に延在している。すなわち、伝送線路１９には、互いに平行になる引き出し部１９ｂ，１９ｃ（平行部）が設けられている。ｙ軸方向の正方向側に位置する引き出し部を、引き出し部１９ｂとし、ｙ軸方向の負方向側に位置する引き出し部を、引き出し部１９ｃとする。
引き出し部１９ｂのｘ軸方向の負方向側の端部は、図２に示すように、結合線路部１９ａのｙ軸方向の正方向側の端部に接続されている。引き出し部１９ｂのｘ軸方向の正方向側の端部は、積層体１２の側面Ｓ４に露出している。また、引き出し部１９ｃのｘ軸方向の負方向側の端部は、結合線路部１９ａのｙ軸方向の負方向側の端部に接続されている。引き出し部１９ｃのｘ軸方向の正方向側の端部は、積層体１２の側面Ｓ４に露出している。
また、結合線路部１８ａと結合線路部１９ａとは、図２に示すように、平行である。そして、結合線路部１８ａと結合線路部１９ａとはそれぞれ、絶縁体層２８ｃの表面上で対向している。これにより、結合線路部１８ａと結合線路部１９ａとは、電磁結合（エッジ結合）を形成している。なお、結合線路部１８ａ及び結合線路部１９ａの長さは、伝送線路１８及び伝送線路１９を伝播する高周波信号の波長により決まる。
ここで、引き出し部１９ｂには、引き出し部１９ｂの一部を占める調整部２０ｂが設けられている。更に、引き出し部１９ｃには、引き出し部１９ｃの一部を占める調整部２０ｃが設けられている。調整部２０ｂと調整部２０ｃとは、ｙ軸方向において互いに対向している。図２に示すように、調整部２０ｂと調整部２０ｃとのｙ軸方向の距離は、引き出し部１９ｂにおける調整部２０ｂ以外の部分と引き出し部１９ｃにおける調整部２０ｃ以外の部分とのｙ軸方向の距離よりも狭い。
グランド導体２４（導体層）は、図２に示すように、絶縁体層２８ｃを挟んで伝送線路１８及び伝送線路１９と対向している。また、グランド導体２４は、本体部２４ａ及び引き出し部２４ｂ、２４ｃを有している。本体部２４ａは、調整部２０ｂ及び調整部２０ｃと対向する部分を除いて、絶縁体層２８ｄの表面の略全体を覆うように設けられている。
引き出し部２４ｂ，２４ｃは、図２に示すように、絶縁体層２８ｄの表面に設けられている。また、引き出し部２４ｂ，２４ｃは、ｙ軸方向に平行な配線である。なお、ｙ軸方向の正方向側に位置する引き出し部を、引き出し部２４ｂとし、ｙ軸方向の負方向側に位置する引き出し部を、引き出し部２４ｃとする。引き出し部２４ｂのｙ軸方向の負方向側の端部は、本体部２４ａのｙ軸方向の正方向側の辺の中央に接続されている。また、引き出し部２４ｂのｙ軸方向の正方向側の端部は、積層体１２の側面Ｓ６に露出している。引き出し部２４ｃのｙ軸方向の正方向側の端部は、本体部２４ａのｙ軸方向の負方向側の辺の中央に接続されている。引き出し部２４ｃのｙ軸方向の負方向側の端部は、積層体１２の側面Ｓ５に露出している。
浮き導体２６は、図２に示すように、絶縁体層２８ｄの表面に設けられ、絶縁体層２８ｃを挟んで調整部２０ｂ及び調整部２０ｃと対向している。つまり、浮き導体２６は、周囲をグランド導体２４の本体部２４ａに囲まれた状態で、絶縁体層２８ｄの表面に設けられている。なお、浮き導体２６は、グランド導体２４の本体部２４ａとは導通していない。また、浮き導体２６は、ｚ軸方向から見たとき、長方形状をなしている。
以上のような調整部２０ｂ，２０ｃ、浮き導体２６及び絶縁体層２８ｃは、伝送線路１９のインピーダンスを調整するためのインピーダンス調整部を構成している。具体的には、高周波フィルタ１０では、以下の第１の構成及び第２の構成により、インピーダンス調整部が構成されている。第１の構成は、浮き導体２６が伝送線路１９の一部（すなわち、調整部２０ｂ，２０ｃ）と対向している構成である。第２の構成は、引き出し部１９ｂ，１９ｃの一部（調整部２０ｂ，２０ｃ）間の距離が、引き出し部１９ｂ，１９ｃの調整部２０ｂ，２０ｃ以外の部分間の距離と異なっている構成である。
伝送線路１８，１９、グランド導体２４及び浮き導体２６は、スパッタリング法、蒸着法、印刷法、フォトリソグラフィ法などの方法により形成され、Ａｇ−Ｐｄ，Ａｇ，Ｐｄ，Ｃｕ等の材料からなる。
外部電極１４ａ及び外部電極１４ｂは、図１に示すように、積層体１２の側面Ｓ３に設けられている。また、外部電極１４ａ及び外部電極１４ｂは、ｙ軸方向の正方向側から負方向側へとこの順に並ぶように設けられている。
外部電極１４ａは、図１に示すように、側面Ｓ３においてｚ軸方向に延びるように設けられている。また、外部電極１４ａは、上面Ｓ１及び下面Ｓ２に折り返されている。更に、外部電極１４ａは、伝送線路１８の引き出し部１８ｂのｘ軸方向の負方向側の端部に接続されている。
外部電極１４ｂは、図１に示すように、側面Ｓ３においてｚ軸方向に延びるように設けられている。また、外部電極１４ｂは、上面Ｓ１及び下面Ｓ２に折り返されている。更に、外部電極１４ｂは、伝送線路１８の引き出し部１８ｃのｘ軸方向の負方向側の端部に接続されている。
外部電極１４ｃ及び外部電極１４ｄは、図１に示すように、積層体１２の側面Ｓ４に設けられている。また、外部電極１４ｃ及び外部電極１４ｄは、ｙ軸方向の正方向側から負方向側へとこの順に並ぶように設けられている。
外部電極１４ｃは、図１に示すように、側面Ｓ４においてｚ軸方向に延びるように設けられている。また、外部電極１４ｃは、上面Ｓ１及び下面Ｓ２に折り返されている。更に、外部電極１４ｃは、伝送線路１９の引き出し部１９ｂのｘ軸方向の正方向側の端部に接続されている。
外部電極１４ｄは、図１に示すように、側面Ｓ４においてｚ軸方向に延びるように設けられている。また、外部電極１４ｄは、上面Ｓ１及び下面Ｓ２に折り返されている。更に、外部電極１４ｄは、伝送線路１９の引き出し部１９ｃのｘ軸方向の正方向側の端部と接続されている。
外部電極１４ｅは、図１に示すように、側面Ｓ５の略全体を覆うように設けられている。また、外部電極１４ｅは、上面Ｓ１及び下面Ｓ２に折り返されている。更に、外部電極１４ｅは、グランド導体２４の引き出し部２４ｃのｙ軸方向の負方向側の端部と接続されている。
外部電極１４ｆは、図１に示すように、側面Ｓ６の略全体を覆うように設けられている。また、外部電極１４ｆは、上面Ｓ１及び下面Ｓ２に折り返されている。更に、外部電極１４ｆは、グランド導体２４の引き出し部２４ｂのｙ軸方向の正方向側の端部と接続されている。
図１及び図２に示す構成を有する高周波フィルタ１０は、図３に示す回路構成を有している。高周波フィルタ１０の伝送線路１８は、図３に示す共振器３０に対応する。より詳細には、伝送線路１８の結合線路部１８ａは、絶縁体層２８ｃを挟んでグランド導体２４と対向することにより、グランド導体２４との間に容量を形成している。また、結合線路部１８ａは、高周波信号に対してインダクタとして作用する。従って、結合線路部１８ａは、ストリップライン３０ａを構成している。伝送線路１８の引き出し部１８ｂは、絶縁体層２８ｃを挟んでグランド導体２４と対向することにより、グランド導体２４との間に容量を形成している。また、引き出し部１８ｂは、高周波信号に対してインダクタとして作用する。従って、引き出し部１８ｂは、図３に示されるストリップライン３０ｂを構成している。伝送線路１８の引き出し部１８ｃは、絶縁体層２８ｃを挟んでグランド導体２４と対向することにより、グランド導体２４との間に容量を形成している。また、引き出し部１８ｃは、高周波信号に対してインダクタとして作用する。従って、引き出し部１８ｃは、ストリップライン３０ｃを構成している。
また、引き出し部１８ｂ、結合線路部１８ａ及び引き出し部１８ｃは、外部電極１４ａ，１４ｂ間において、この順に直列に接続されている。従って、ストリップライン３０ｂ，３０ａ，３０ｃは、外部電極１４ａ，１４ｂ間において、この順に直列に接続されている。
高周波フィルタ１０の伝送線路１９は、図３に示す共振器３２に対応する。より詳細には、伝送線路１９の結合線路部１９ａは、絶縁体層２８ｃを挟んでグランド導体２４と対向することにより、グランド導体２４との間に容量を形成している。また、結合線路部１９ａは、高周波に対してインダクタとして作用する。従って、結合線路部１９ａはストリップライン３２ａを構成している。伝送線路１９の引き出し部１９ｂは、絶縁体層２８ｃを挟んでグランド導体２４と対向することにより、グランド導体２４との間に容量を形成している。また、引き出し部１９ｂは、高周波信号に対してインダクタとして作用する。従って、引き出し部１９ｂは、図３に示されるストリップライン３２ｂを構成している。伝送線路１９の引き出し部１９ｃは、絶縁体層２８ｃを挟んでグランド導体２４と対向することにより、グランド導体２４との間に容量を形成している。また、引き出し部１９ｃは、高周波信号に対してインダクタとして作用する。従って、引き出し部１９ｃは、ストリップライン３２ｃを構成している。
また、引き出し部１９ｂ、結合線路部１９ａ及び引き出し部１９ｃは、外部電極１４ｃ，１４ｄ間において、この順に直列に接続されている。従って、ストリップライン３２ｂ，３２ａ，３２ｃは、外部電極１４ｃ，１４ｄ間において、この順に直列に接続されている。
また、引き出し部１９ｂの調整部２０ｂは、絶縁体層２８ｃを挟んで浮き導体２６と対向することにより、図３に示すように、浮き導体２６との間に容量Ｃ１を形成している。また、引き出し部１９ｃの調整部２０ｃは、絶縁体層２８ｃを挟んで浮き導体２６と対向することにより、浮き導体２６との間に容量Ｃ２を形成している。従って、図３に示すように、引き出し部１９ｂと引き出し部１９ｃとは、調整部２０ｂ，２０ｃが設けられていることにより、直列に接続された容量Ｃ１，Ｃ２を介して、接続されている。
以上のように構成された高周波フィルタ１０は、平衡伝送線路の信号及び不平衡伝送線路の信号を相互に変換するための信号変換器として用いられる。
伝送線路１８に接続されている外部電極１４ａは、信号入力端子として使用される。また、外部電極１４ｂは、グランド電極に接続される。更に、伝送線路１９の外部電極１４ｃ，１４ｄは、出力端子として使用される。
不平衡信号は、外部電極１４ａから伝送線路１８に入力される。そして、伝送線路１８と伝送線路１９との間における電磁結合により、伝送線路１９において平衡信号が生成される。平衡信号は、伝送線路１９に接続された外部電極１４ｃ，１４ｄから取り出される。なお、外部電極１４ｃ，１４ｄから伝送線路１９に平衡信号を入力させて、伝送線路１８に接続された外部電極１４ａから不平衡信号を取り出してもよい。
また、伝送線路１８に入力された高周波信号は、ストリップライン３０ａ〜３０ｃを通過する。このとき、ストリップライン３０ａ〜３０ｃがバンドフィルタとして機能することにより、入力された不平衡信号の不要な周波数成分は除去される。また、伝送線路１９から平衡信号が取り出される場合、ストリップライン３２ａ〜３２ｃにより、平衡信号から不要な周波数成分が除去される。
なお、伝送線路１８と伝送線路１９との距離やグランド導体２４との距離を調節することにより、伝送線路１８と伝送線路１９との間に形成される結合度を変化させることができる。これにより、高周波フィルタ１０の通過帯域幅を調節できる。
（効果）
以上のように構成された高周波フィルタ１０によれば、実装面積の大型化を抑制することが可能である。より詳細には、相対的に高い誘電率を有する絶縁体層上の伝送線路を伝播する高周波信号の波長は、相対的に低い誘電率を有する絶縁体層上の伝送線路を伝播する高周波信号の波長と比べて、波長短縮効果により短くなる。そこで、高周波フィルタ１０では、伝送線路１８，１９が設けられている絶縁体層２８ｃの誘電率を、絶縁体層２８ａ，２８ｂ，２８ｄ，２８ｅ（すなわち、絶縁体層２８ｃ以外の絶縁体層）の誘電率よりも高くしている。これにより、高周波フィルタ１０の伝送線路１８，１９は、相対的に低い誘電率を有する絶縁体層（絶縁体層２８ｃ以外の絶縁体層）に伝送線路１８及び伝送線路１９を設けた高周波フィルタの伝送線路よりも短くすることができる。すなわち、高周波フィルタ１０によれば、実装面積の大型化が抑制される。
また、高周波フィルタ１０によれば、部品の低背化を図ることが可能である。積層バランスフィルタ５００は、図１０に示すように、コイル５３１とコイル５４２とを積層方向に対向させて電磁結合（ブロードサイド結合）を形成している。一方、高周波フィルタ１０は、図２に示すように、伝送線路１８と伝送線路１９とを、同一の絶縁体層上で対向させることにより電磁結合（エッジ結合）を形成している。したがって、高周波フィルタ１０に必要な絶縁体層の数は、積層バランスフィルタ５００に必要な絶縁体層の数よりも少ない。つまり、高周波フィルタ１０によれば、低背化が可能となる。
高周波フィルタ１０によれば、更なる部品の低背化が可能である。より詳細には、インピーダンス調整用の整合回路（以下で整合回路とは、インピーダンス調整用の整合回路を意味する）を設けるためには、所定の容量を得るために誘電体層上に所定の面積が必要となる。従って、整合回路は、高周波フィルタの実装面積の抑制のために、一般的には、電磁結合している伝送線路が設けられている絶縁体層とは別の絶縁体層上に設けられる。
一方、高周波フィルタ１０では、絶縁体層２８ｃに高誘電率の材料が用いられている。これにより、整合回路は、絶縁体層２８ｃ上に設けられることによって、所定の面積よりも小さな面積しか有していなくても、所定の容量を得ることができる。従って、高周波フィルタ１０の整合回路、すなわち、インピーダンス調整部（調整部２０ｂ，２０ｃ，絶縁体層２８ｃ及び浮き導体２６により構成される）の面積は、一般的な高周波フィルタの整合回路の面積よりも小さくなる。これにより、高周波フィルタ１０では、インピーダンス調整部を、図２に示すように、伝送線路１８，１９が設けられている絶縁体層２８ｃの表面に設けることができる。従って、高周波フィルタ１０では、整合回路を設けるために、新たに絶縁体層を設ける必要がなくなり、絶縁体層の総数が低減される。すなわち、高周波フィルタ１０によれば、更なる部品の低背化が可能である。
更に、高周波フィルタ１０によれば、グランド導体２４と高周波フィルタ１０が実装される基板との間に発生する浮遊容量を抑制することができる。より詳細には、高周波フィルタ１０では、絶縁体層２８ｃにのみ高誘電率の材料が用いられている。仮に、絶縁体層２８ｃと同じ高誘電率の材料が絶縁体層２８ｄ，２８ｅに用いられた場合、グランド導体２４と高周波フィルタ１０が実装される基板との間に、浮遊容量が発生する。しかしながら、高周波フィルタ１０では、絶縁体層２８ｃにのみ高誘電率の材料が使用されているため、グランド導体２４と基板との間の浮遊容量の発生が抑制される。
また、高周波フィルタ１０によれば、インピーダンス調整を容易に行うことができる。より詳細には、調整部２０ｂと調整部２０ｃとのｙ軸方向の距離は、引き出し部１９ｂにおける調整部２０ｂ以外の部分と引き出し部１９ｃにおける調整部２０ｃ以外の部分とのｙ軸方向の距離よりも狭い。これにより、調整部２０ｂと調整部２０ｃとの間には、微小な容量Ｃ３が形成される。そして、調整部２０ｂと調整部２０ｃとの距離を調節することにより、容量Ｃ３の大きさを変化させることができる。したがって、高周波フィルタ１０によれば、調整部２０ｂと調整部２０ｃとの距離を調節することにより、整合回路におけるインピーダンスの調整を容易に行うことができる。なお、容量Ｃ３は微小な容量であるため、図３の等価回路図には記載していない。
高周波フィルタ１０によれば、更にインピーダンス調整を容易に行うことができる。より詳細には、高周波フィルタ１０には、グランド導体２４から導通していない浮き導体２６が設けられている。また、ｚ軸方向の正方向側から見たとき、浮き導体２６と伝送線路１９とが重なる面積を調節することで、浮き導体２６と伝送線路１９との間に発生する容量が変化する。これにより、高周波フィルタ１０では、インピーダンス調整を容易に行うことができる。
（第１の変形例）
以下に第１の変形例に係る高周波フィルタ１０−１について図面を参照しながら説明する。図４は、第１の変形例に係る高周波フィルタ１０−１の積層体１２−１の分解斜視図である。図５は、図４で示した第１の変形例に係る高周波フィルタ１０−１の等価回路図である。外観斜視図については、図１を援用する。
高周波フィルタ１０と高周波フィルタ１０−１との相違点は、グランド導体２４の形状及び浮き導体２６の有無である。その他の点については、高周波フィルタ１０と高周波フィルタ１０−１とでは相違しないので、説明を省略する。なお、高周波フィルタ１０−１におけるグランド導体をグランド導体２４−１とし、本体部を本体部２４ａ−１とする。また、図４及び図５において、高周波フィルタ１０と同じ構成については、高周波フィルタ１０と同じ符号を付した。
図４に示すように、積層体１２−１の絶縁体層２８ｄの表面には、浮き導体２６が設けられておらず、グランド導体２４−１に覆われている。また、引き出し部２４ｂ−１は、図４に示すように、ｘ軸に平行な配線である。引き出し部２４ｂ−１のｘ軸方向の正方向側の端部は、本体部２４ａ−１のｘ軸方向の負方向側の辺におけるｙ軸方向の負方向側の端部近傍に接続されている。また、引き出し部２４ｂ−１のｘ軸方向の負方向側の端部は、積層体１２の側面Ｓ３に露出している。これにより、外部電極１４ｂを介して、グランド導体２４−１と伝送線路１８とが接続されている。
また、高周波フィルタ１０−１では、調整部２０ｂが、絶縁体層２８ｃを挟んでグランド導体２４−１と対向することにより、図５に示すように、グランド導体２４−１との間に容量Ｃ１−１を形成している。更に、調整部２０ｃは、絶縁体層２８ｃを挟んでグランド導体２４−１と対向することにより、グランド導体２４−１との間に容量Ｃ２−１を形成している。従って、図５に示すように、 引き出し部１９ｂと引き出し部１９ｃとは、調整部２０ｂ，２０ｃが設けられていることにより、直列に接続された容量Ｃ１−１，Ｃ２−１を介して、接続されている。また、容量Ｃ１−１，Ｃ２−１は、外部電極１４ｂ，１４ｅを介して接地されている。
以上のように構成された高周波フィルタ１０−１では、調整部２０ｂ，２０ｃは、グランド導体２４−１と対向している。これにより、容量Ｃ１−１，Ｃ２−１の中点がグランドに接続される。その結果、高周波フィルタ１０を不平衡−平衡信号変換器として用いた場合に、バランス性が安定する。
（第２の変形例）
以下に第２の変形例に係る高周波フィルタ１０−２について図面を参照しながら説明する。図６は、第２の変形例に係る高周波フィルタ１０−２の積層体１２−２の分解斜視図である。図７は、図６で示した第２の変形例に係る高周波フィルタ１０−２の等価回路図である。外観斜視図については、図１を援用する。
高周波フィルタ１０と高周波フィルタ１０−２との相違点は、グランド導体２４の形状及び浮き導体２６の有無である。その他の点については、高周波フィルタ１０と高周波フィルタ１０−２とでは相違しないので、説明を省略する。なお、高周波フィルタ１０−２におけるグランド導体をグランド導体２４−２とし、本体部を本体部２４ａ−２とする。また、図６及び図７において、高周波フィルタ１０と同じ構成については、高周波フィルタ１０と同じ符号を付した。
図６に示すように、積層体１２−２のグランド導体２４−２の本体部は、２つの本体部２４ａ−２−１，２４ａ−２−２に分割されている。ここで、ｘ軸方向の負方向側に位置する本体部を本体部２４ａ−２−１とし、ｘ軸方向の正方向側に位置する本体部を本体部２４ａ−２−２とする。また、積層体１２−２の絶縁体層２８ｄの表面には、浮き導体２６が設けられていない。更に、高周波フィルタ１０−２では、高周波フィルタ１０で浮き導体２６が設けられていた部分は、本体部２４ａ−２−２により覆われている。
グランド導体２４−２の引き出し部２４ｂ−２，２４ｃ−２は、図６に示すように、ｙ軸方向に平行な配線である。引き出し部２４ｂ−２のｙ軸方向の負方向側の端部は、本体部２４ａ−２−１のｙ軸方向の正方向側の辺におけるｘ軸方向の正方向側の端部近傍に接続されている。また、引き出し部２４ｂ−２のｙ軸方向の正方向側の端部は、積層体１２の側面Ｓ６に露出している。これにより、本体部２４ａ−２−１は、外部電極１４ｆに接続されている。引き出し部２４ｃ−２のｙ軸方向の正方向側の端部は、本体部２４ａ−２−２のｙ軸方向の負方向側の辺におけるｘ軸方向の負方向側の端部近傍に接続されている。引き出し部２４ｃ−２のｙ軸方向の負方向側の端部は、積層体１２の側面Ｓ５に露出している。これにより、本体部２４ａ−２−２は、外部電極１４ｅに接続されている。
また、高周波フィルタ１０−２では、調整部２０ｂが、絶縁体層２８ｃを挟んでグランド導体２４−２の本体部２４ａ−２−２と対向することにより、図７に示すように、本体部２４ａ−２−２との間に容量Ｃ１−２を形成している。更に、調整部２０ｃは、絶縁体層２８ｃを挟んでグランド導体２４−２の本体部２４ａ−２−２と対向することにより、本体部２４ａ−２−２との間に容量Ｃ２−２を形成している。従って、図７に示すように、引き出し部１９ｂと引き出し部１９ｃとは、調整部２０ｂ，２０ｃが設けられていることにより、直列に接続された容量Ｃ１−２，Ｃ２−２を介して、接続されている。また、容量Ｃ１−２，Ｃ２−２は、外部電極１４ｅ，１４ｆを介して接地されている。
以上のように構成された高周波フィルタ１０−２では、２つの本体部２４ａ−２−１，２４ａ−２−２が設けられている。そして、伝送線路１８は本体部２４ａ−２−１と対向し、伝送線路１９は本体部２４ａ−２−２と対向している。よって、伝送線路１８が対向している本体部２４ａ−２−１と伝送線路１９が対向している本体部２４ａ−２−２が接続されていない。これにより、伝送線路１８と伝送線路１９との電磁結合が弱くなる。すなわち、グランド導体２４−２を２つに分割することにより、伝送線路１８と伝送線路１９間の距離を変えずに電磁結合を弱くできるため、伝送線路間の結合度の調整幅を広げることができる。
（第３の変形例）
以下に第３の変形例に係る高周波フィルタ１０−３について図面を参照しながら説明する。図８は、第３の変形例に係る高周波フィルタ１０−３の積層体１２−３の分解斜視図である。図９は、図８で示した第３の変形例に係る高周波フィルタ１０−３の等価回路図である。外観斜視図については、図１を援用する。
高周波フィルタ１０と高周波フィルタ１０−３との相違点は、調整部２０ｂ，２０ｃの形状である。その他の点については、高周波フィルタ１０と高周波フィルタ１０−３とでは相違しないので、説明を省略する。なお、高周波フィルタ１０−３における伝送線路を伝送線路１９−３とし、調整部を調整部２０ｂ−３，２０ｃ−３とする。また、図８において、高周波フィルタ１０と同じ構成については、高周波フィルタ１０と同じ符号を付した。
図８に示すように、高周波フィルタ１０−３における引き出し部１９ｂ−３には、１９ｂ−３の一部を占める調整部２０ｂ−３が設けられている。調整部２０ｂ−３の線幅は、引き出し部１９ｂ−３における調整部２０ｂ−３以外の部分の線幅よりも太い。また、引き出し部１９ｃ−３には、引き出し部１９ｃ−３の一部を占める調整部２０ｃ−３が設けられている。調整部２０ｃ−３の線幅は、引き出し部１９ｃ−３における調整部２０ｃ−３以外の部分の線幅よりも太い。これにより、インピーダンス調整部は、引き出し部１９ｂ−３，１９ｃ−３の一部（調整部２０ｂ−３，２０ｃ−３）の太さが、引き出し部１９ｂ−３，１９ｃ−３の一部（調整部２０ｂ−３，２０ｃ−３）以外の部分の太さと異なっていることにより構成されている。
以上のように構成された高周波フィルタ１０−３では、調整部２０ｂ−３，２０ｃ−３の線幅を変更することにより、調整部２０ｂ−３，２０ｃ−３と対向する浮き導体２６との間に発生する容量Ｃ１−３，Ｃ２−３（図９参照）を調節することができる。更に、高周波フィルタ１０−３では、調整部２０ｂ−３，２０ｃ−３の線幅を変更することにより、調整部２０ｂ−３と調整部２０ｃ−３との間に発生した微小な容量Ｃ３−３も調節することができる。
（第４の変形例）
以下に第４の変形例に係る高周波フィルタ１０−４について説明する。高周波フィルタ１０と高周波フィルタ１０−４との相違点は、絶縁体層２８ｃの一部の誘電率である。なお、高周波フィルタ１０−４では、高周波フィルタ１０における絶縁体層２８ｃと対応する絶縁体層を、絶縁体層２８ｃ−４と称す。その他の点については、高周波フィルタ１０と高周波フィルタ１０−４とでは相違しないので、説明を省略する。また、第４の変形例に係る高周波フィルタ１０−４の図面については、図１、図２及び図３を援用する。
第４の変形例に係る高周波フィルタ１０−４の絶縁体層２８ｃ−４の誘電率は、絶縁体層２８ａ，２８ｂ，２８ｄ，２８ｅ（すなわち、絶縁体層２８ｃ−４以外の絶縁体層）よりも高い。また、絶縁体層２８ｃ−４では、調整部２０ｂ，２０ｃと浮き導体２６とに挟まれている部分の誘電率が、絶縁体層２８ｃ−４の他の部分よりも高い。これにより、インピーダンス調整部は、絶縁体層２８ｃ−４において、伝送線路１９の一部（調整部２０ｂ，２０ｃ）と接触する接触部の誘電率が、該接触部以外の部分の誘電率よりも高いことにより構成されている。
以上のように構成された高周波フィルタ１０−４では、絶縁体層２８ｃ−４の一部の誘電率を変更することにより、調整部２０ｂ，２０ｃと浮き導体２６との間に発生する容量Ｃ１，Ｃ２を調節することができる。更に、高周波フィルタ１０−４では、絶縁体層２８ｃの一部の誘電率を変更することにより、調整部２０ｂと調整部２０ｃとの間に発生した微小な容量Ｃ３を調節することができる。従って、高周波フィルタ１０−４によれば、絶縁体層２８ｃの一部の誘電率を調節することにより、整合回路におけるインピーダンスの調整を、容易に行うことができる。
（その他の実施形態）
本発明に係る高周波フィルタは、前記実施形態及び変形例に係る高周波フィルタ１０，１０−１，１０−２，１０−３，１０−４に限らずその要旨の範囲内において変更可能である。
また、高周波フィルタ１０，１０−１，１０−２，１０−３，１０−４の構成を組み合わせてもよい。
なお、高周波フィルタ１０において、調整部２０ｂ，２０ｃの間隔は、引き出し部１９ｂ，１９ｃの調整部２０ｂ，２０ｃ以外の部分の間隔よりも広くてもよい。
以上のように、本発明は、高周波フィルタに有用であり、特に、実装面積の大型化を抑えつつ、部品の低背化ができる点において優れている。
Ｃ１，Ｃ１−１〜３，Ｃ２，Ｃ２−１〜３ 容量
１０，１０−１〜４ 高周波フィルタ
１２，１２−１〜４ 積層フィルタ
１４ａ〜１４ｆ 外部電極
１８，１９ 伝送線路
１８ａ，１９ａ 結合線路部
１８ｂ，１８ｃ，１９ｂ，１９ｂ−３，１９ｃ，１９ｃ−３，２４ｂ，２４ｂ−１〜２，２４ｃ，２４ｃ−１〜２ 引き出し部
２０ｂ，２０ｂ−３，２０ｃ，２０ｃ−３ 調整部
２４，２４−１，２４−２ グランド導体
２４ａ，２４ａ−１〜２，２４ａ−２−１，２４ａ−２−２ 本体部
２６ 浮き導体
２８ａ〜２８ｅ 絶縁体層
３０，３２ 共振器
３０ａ〜３０ｃ，３２ａ〜３２ｃ ストリップライン

Claims (21)

  1. 複数の絶縁体層が積層されてなる積層体と、
    入力信号を伝送する第１の伝送線路と、
    前記第１の伝送線路と同一の絶縁体層上で電磁結合し、出力信号を伝送する第２の伝送線路と、
    絶縁体層を挟んで、前記第１の伝送線路及び前記第２の伝送線路との間に容量を形成する導体層と、
    を備え、
    前記第１の伝送線路及び前記第２の伝送線路と接触する第１の絶縁体層の誘電率は第１の絶縁体層以外の絶縁体層の誘電率よりも高く、
    前記第２の伝送線路にはインピーダンス調整部が設けられ、
    前記インピーダンス調整部は、前記第１の絶縁体層において、前記第２の伝送線路の一部と接触する接触部の誘電率が、該接触部以外の部分の誘電率よりも高いことにより構成されていること、
    を特徴とする高周波フィルタ。
  2. 前記第１の絶縁体層は前記導体層と接触していること、
    を特徴とする請求項１に記載の高周波フィルタ。
  3. 前記導体層は、グランド導体であること、
    を特徴とする請求項１又は２に記載の高周波フィルタ。
  4. 前記高周波フィルタは、
    前記グランド導体と導通していない浮き導体を、
    更に備えており、
    前記インピーダンス調整部は、前記浮き導体が前記第２の伝送線路の一部と対向することにより構成されていること、
    を特徴とする請求項３に記載の高周波フィルタ。
  5. 前記第２の伝送線路において伝送線路が平行となる２本の平行部が存在し、
    前記インピーダンス調整部は、前記２本の平行部の一部間の距離が、該２本の平行部の一部以外の部分間の距離と異なっていることにより構成されていること、
    を特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の高周波フィルタ。
  6. 前記第２の伝送線路において伝送線路が平行となる平行部が存在し、
    前記インピーダンス調整部は、前記平行部の一部の太さが、該平行部の一部以外の部分の太さと異なっていることにより構成されていること、
    を特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の高周波フィルタ。
  7. 前記導体層は複数に分割されていること、
    を特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の高周波フィルタ。
  8. 前記入力信号は不平衡信号であり、
    前記出力信号は平衡信号であること、
    を特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の高周波フィルタ。
  9. 複数の絶縁体層が積層されてなる積層体と、
    入力信号を伝送する第１の伝送線路と、
    前記第１の伝送線路と同一の絶縁体層上で電磁結合し、出力信号を伝送する第２の伝送線路と、
    絶縁体層を挟んで、前記第１の伝送線路及び前記第２の伝送線路との間に容量を形成し、グランド導体である導体層と、
    前記グランド導体と導通していない浮き導体と、
    を備え、
    前記第１の伝送線路及び前記第２の伝送線路と接触する第１の絶縁体層の誘電率は第１の絶縁体層以外の絶縁体層の誘電率よりも高く、
    前記第２の伝送線路にはインピーダンス調整部が設けられ、
    前記インピーダンス調整部は、前記浮き導体が前記第２の伝送線路の一部と対向することにより構成されていること、
    を特徴とする高周波フィルタ。
  10. 前記第１の絶縁体層は前記導体層と接触していること、
    を特徴とする請求項９に記載の高周波フィルタ。
  11. 前記第２の伝送線路において伝送線路が平行となる２本の平行部が存在し、
    前記インピーダンス調整部は、前記２本の平行部の一部間の距離が、該２本の平行部の一部以外の部分間の距離と異なっていることにより構成されていること、
    を特徴とする請求項９に記載の高周波フィルタ。
  12. 前記第２の伝送線路において伝送線路が平行となる平行部が存在し、
    前記インピーダンス調整部は、前記平行部の一部の太さが、該平行部の一部以外の部分の太さと異なっていることにより構成されていること、
    を特徴とする請求項９に記載の高周波フィルタ。
  13. 前記導体層は複数に分割されていること、
    を特徴とする請求項９に記載の高周波フィルタ。
  14. 前記入力信号は不平衡信号であり、
    前記出力信号は平衡信号であること、
    を特徴とする請求項９に記載の高周波フィルタ。
  15. 複数の絶縁体層が積層されてなる積層体と、
    入力信号を伝送する第１の伝送線路と、
    前記第１の伝送線路と同一の絶縁体層上で電磁結合し、出力信号を伝送する第２の伝送線路と、
    絶縁体層を挟んで、前記第１の伝送線路及び前記第２の伝送線路との間に容量を形成する導体層と、
    を備え、
    前記第１の伝送線路及び前記第２の伝送線路と接触する第１の絶縁体層の誘電率は第１の絶縁体層以外の絶縁体層の誘電率よりも高く、
    前記導体層は複数に分割されていること、
    を特徴とする高周波フィルタ。
  16. 前記第１の絶縁体層は前記導体層と接触していること、
    を特徴とする請求項１５に記載の高周波フィルタ。
  17. 前記導体層は、グランド導体であること、
    を特徴とする請求項１５に記載の高周波フィルタ。
  18. 前記第２の伝送線路にはインピーダンス調整部が設けられていること、
    を特徴とする請求項１５に記載の高周波フィルタ。
  19. 前記第２の伝送線路において伝送線路が平行となる２本の平行部が存在し、
    前記インピーダンス調整部は、前記２本の平行部の一部間の距離が、該２本の平行部の一部以外の部分間の距離と異なっていることにより構成されていること、
    を特徴とする請求項１８に記載の高周波フィルタ。
  20. 前記第２の伝送線路において伝送線路が平行となる平行部が存在し、
    前記インピーダンス調整部は、前記平行部の一部の太さが、該平行部の一部以外の部分の太さと異なっていることにより構成されていること、
    を特徴とする請求項１８に記載の高周波フィルタ。
  21. 前記入力信号は不平衡信号であり、
    前記出力信号は平衡信号であること、
    を特徴とする請求項１５に記載の高周波フィルタ。
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