JPH11225034A

JPH11225034A - 積層型バンドパスフィルタ

Info

Publication number: JPH11225034A
Application number: JP2577298A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Kenmochi; 茂釼持; Yasushi Kishimoto; 靖岸本; Hideyuki Nakamura; 秀幸中村; Tsuyoshi Takeda; 剛志武田; Toshihiko Tanaka; 俊彦田中
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 1998-02-06
Filing date: 1998-02-06
Publication date: 1999-08-17

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】小型で、低損失な積層型バンドパスフィルタ
を提供する。【解決手段】積層構造の上下にアース電極３１，３２
を有し、積層構造の中央部の誘電体層１４の一面に、Ｌ
Ｃ共振器を構成するＬ部（ライン状電極２１，２２）と
Ｃ部（コンデンサ電極４７，４８）が、連続する電極パ
ターンで形成されている。しかも、そのＬ部（ライン状
電極２１，２２）とＣ部（コンデンサ電極４７，４８）
の間には、入出力結合容量用のコンデンサ電極４５，４
６が形成されている。そして、このＬ部、結合容量用、
Ｃ部の電極パターンは直線状に配置され、電気的に接続
されている。該電極パターンの上下に誘電体層を介在さ
せて、前記結合容量部に対向し、入出力端子に接続され
る電極パターンと、前記Ｃ部に対向し、アース端子に接
続される電極パターンを構成し、さらに誘電体層を介在
させて入出力間容量用の電極パターンが構成されてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、携帯電話などの通
信機器に使用されるバンドパスフィルタに関し、特に小
型の積層型バンドパスフィルタに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、マイクロ波通信機器などに使
用される積層型バンドパスフィルタについては、種々の
構成が提案されている。例えば、特開平８−３１６０３
５号公報の図９に示されるものがある。この従来例を図
５に示す。この従来例は、３つの誘電体層２上に、それ
ぞれアース電極（グランド電極）３ａ、３ｂ、３ｃが形
成され、２つのアース電極３ａ、３ｂの間に、コンデン
サ電極４ａ、４ｂおよびコンデンサ電極５ａ、５ｂと、
共通電極６が形成されている。さらに、２つのアース電
極３ｂ、３ｃの間に、２つのインダクタンス電極７ａ、
７ｂが形成されている。この従来例は、図６に示す等価
回路を有し、インダクタンスとキャパシタンスとからな
る２つの共振器が、別のキャパシタンスを介して結合し
ていると説明されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本願発明の積層型バン
ドパスフィルタは、例えば、携帯電話などに使用され
る。この携帯電話においては、常に小型、軽量化の検討
が進められ、使用される部品に対しても、小型、軽量化
の要求が強い。もちろん、この部品に対する小型、軽量
化の要求は、携帯電話に限られたものではない。

【０００４】図５に示した従来の構造においては、イン
ダクタンス電極７ａ、７ｂが約１ターンのコイル状とな
っている。このようなコイル形状を維持するためには、
一定のスペースが必要であり、小型化には不適当であ
る。また、上記のとおり、コイル状のインダクタンス電
極７ａ、７ｂを隣接して形成していることから、共振器
が強く磁気結合し、このためフィルタ特性においても、
通過帯域外の減衰量が比較的小さいという欠点を有す
る。かかるフィルタ特性を改善するため、インダクタン
ス電極の間には、シールド電極を形成した構成となって
いる。この点についても小型化に逆行する構造となって
いる。

【０００５】本発明は、フィルタ特性も良好で、小型化
が可能な積層型バンドパスフィルタを提供することを目
的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の発明は、
ＬＣ共振回路により構成される第１と第２の共振器、前
記第１の共振器と入力端との間に結合容量、前記第２の
共振器と出力端との間に結合容量を有し、それらを誘電
体層と電極パターンの積層構造で構成した積層型バンド
パスフィルタであって、前記共振器のＬ部分とＣ部分は
別々の電極パターンで構成され、前記Ｌ部分は直線状の
電極パターンで構成され、かつ第１の共振器用と第２の
共振器用とが並んで配置され、互いにＭ結合している積
層型バンドパスフィルタである。

【０００７】本発明の第２の発明は、第１の発明におい
て、前記Ｌ部分の電極パターンは、誘電体層の一側面で
アース接続され、該誘電体層の長手方向に延びている積
層型バンドパスフィルタである。

【０００８】本発明の第３の発明は、ＬＣ共振回路によ
り構成される第１と第２の共振器、前記第１の共振器と
入力端との間に結合容量、前記第２の共振器と出力端と
の間に結合容量を有し、それらを誘電体層と電極パター
ンの積層構造で構成した小型の積層型バンドパスフィル
タであって、前記共振器を構成するＬ部、Ｃ部は別々の
電極パターンで形成され、前記Ｌ部の電極パターンと前
記Ｃ部の電極パターンの間に、前記結合容量用の電極パ
ターンが配置され、該Ｌ部用、結合容量用、Ｃ部用の電
極パターンは、一直線状にかつ電気的に接続されて配置
されている積層型バンドパスフィルタである。

【０００９】本発明の第４の発明は、第３の発明におい
て、前記Ｌ部用、結合容量用、Ｃ部用の一連の電極パタ
ーンは、第１の共振器用と第２の共振器用とが並んで配
置されている積層型バンドパスフィルタである。

【００１０】本発明の第５の発明は、第３又は第４の発
明において、前記Ｌ部用、結合容量用、Ｃ部用の一連の
電極パターンは、積層構造の中間部に配置され、その上
下に誘電体層を介在させて、前記Ｃ部用及び結合容量用
の電極パターンに対向し、静電容量を構成する容量形成
用電極パターンを有し、前記結合容量用の容量形成用電
極パターンは、入力端又は出力端に接続されている積層
型バンドパスフィルタである。

【００１１】本発明の第６の発明は、第５の発明におい
て、前記容量形成用電極パターンのさらにその上下に誘
電体層を介在させて、前記結合容量用の容量形成用電極
パターンに対向し、入力端と出力端との間に接続される
静電容量を構成する電極パターンが構成されている積層
型バンドパスフィルタである。

【００１２】本発明の第１から第６の発明において、積
層構造の上下にはアース電極が配置されていることが好
ましい。

【００１３】本発明の第７の発明は、ＬＣ共振回路によ
り構成される第１と第２の共振器、前記第１の共振器と
入力端との間に結合容量、前記第２の共振器と出力端と
の間に結合容量を有し、それらを誘電体層と電極パター
ンの積層構造で構成した積層型バンドパスフィルタであ
って、積層構造の上下にアース電極を有し、積層構造の
中央部に、誘電体層の一面にＬＣ共振器を構成するＬ１
部及びＣ２１部を連続する電極パターンで構成し、該Ｌ
１部とＣ２１部の間に入出力結合容量用のＣ１１部電極
パターンが一体に構成され、該電極パターンの上下に誘
電体層を介在させて、前記Ｃ１１部に対向し、入出力端
子に接続されるＣ１２部電極パターンと、前記Ｃ２１部
に対向し、アース端子に接続されるＣ２２部電極パター
ンを構成し、さらに誘電体層を介在させて前記Ｃ１２部
に対向し、入出力間容量用のＣ３部電極パターンが構成
されている積層型バンドパスフィルタである。

【００１４】本発明の第８の発明は、第７の発明におい
て、前記Ｌ１部、Ｃ１１部、Ｃ２１部は、一側面でアー
ス接続され直線状に伸びるＬ１部電極パターン、該Ｌ１
部に連続し幅広状のＣ１１部電極パターン、該Ｃ１１部
と細い接続電極で接続されたＣ２１部電極パターンを誘
電体層上に形成して構成され、該Ｌ１部、Ｃ１１部、Ｃ
２１部は２つ並んで形成されている積層型バンドパスフ
ィルタである。

【００１５】本発明の第９の発明は、第８の発明におい
て、前記並んで形成されたＬ１部がＭ結合している積層
型バンドパスフィルタである。

【００１６】本発明によれば、ＬＣ共振器のインダクタ
ンスＬを直線状のラインで構成した。また、小型に構成
するため、このインダクタンスＬはあまり大きな値とは
ならない。このため、Ｃ部分をある程度大きくする必要
がある。この大きなＣ部分を構成するため、共振器用の
Ｃ部分、入出力端部分の結合容量部分、又は入出力間の
静電容量部分は、それぞれ２個形成し、それを並列に接
続して、大容量化していいる。

【００１７】また本発明は、並んで形成されたＬ部がＭ
結合している。このＭ結合によっても、バンドパスフィ
ルタとして十分な特性を有する小型の積層型バンドパス
フィルタを構成出来た。このＭ結合は、その要求特性に
より強めたり、弱めたりすることが必要であり、本願発
明では、隣り合うＬ部の間隔により、Ｍ結合の強さを調
整している。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明に係る一実施例の積層型バ
ンドパスフィルタの内部電極パターンを図１に、斜視図
を図２に、等価回路図を図３に示す。図１、２において
斜線を施した部分は導体部分である。また、各内部電極
パターン間の厚さは適宜設定され、その間に電極パター
ンの形成されない無地の誘電体層を挿入することができ
る。

【００１９】この実施例は、９００℃以下の低温焼成が
可能な誘電体材料を用い、この誘電体材料をドクターブ
レードでシート状に成形し、そのシート上に、適宜Ａｇ
からなる導電体をスクリーン印刷法で電極パターンやア
ース電極を形成し、それらを積層し、圧着した後、切断
し、焼成した。焼成後、外部端子電極を印刷焼付し、さ
らにメッキを施して積層型バンドパスフィルタを構成し
た。尚、本実施例では、誘電率が約３０の誘電体材料を
用いたが、本発明において誘電率は、２０〜５０程度が
望ましい。また本発明は、上記製造工程に限定されるも
のではない。

【００２０】実施例の積層構造について説明する。中央
部に配置される誘電体層１４にＬＣ共振器（ＬＣ共振回
路により構成される共振器）用の電極パターンが形成さ
れている。この誘電体層１４には、２つのＬＣ共振器用
の電極パターンが並んで形成されている。このＬＣ共振
器用のＬ部（等価回路のＬ１）を構成しているのは、一
端面から他端面に向かって延びているライン状の電極２
１、２２である。このライン状の電極２１、２２は、一
端面で外部端子電極Ｔ４に接続されアース接続される。
２つの電極２１、２２は、一端面側で共通電極３３に接
続されている。この共通電極の目的は、積層ずれによ
り、電極パターンが図中の左右方向にずれた場合、この
共通電極がない場合はライン状の電極の長さにバラツキ
をが生じるが、この共通電極を設けておくことにより、
ライン状の電極の長さを所定のものに保つことができる
という効果を得るためである。このため、ライン状の電
極２１、２２は、共通電極３３に接続されていることが
好ましい。

【００２１】このライン状の電極２１、２２の他端側に
は幅広のコンデンサ電極４５、４６が形成されている。
このコンデンサ電極４５、４６は、共振器（ＬＣ共振
器）と入力端の間、共振器と出力端の間の結合容量（等
価回路のＣ１）を形成するためのものである。このコン
デンサ電極４５、４６のさらに他端側には、細い接続電
極２３、２４で接続されたコンデンサ電極４７、４８が
形成されている。このコンデンサ電極４７、４８は共振
器用のＣ部（等価回路のＣ２）を形成するためのもので
ある。

【００２２】このコンデンサ電極４７、４８の形成され
ている他端の端面側にも共通電極３４が形成されてい
る。この共通電極３４は、外部端子電極Ｔ３に接続され
る。この共通電極３４も積層ずれが生じても、コンデン
サ電極４７、４８とアース電極（外部端子電極Ｔ３及び
共通電極３４）との間隔を保つために形成されている。
このため、このような共振電極３４を設けておくことが
好ましい。

【００２３】このように、ＬＣ共振器を構成するＬ部
（ライン状電極２１、２２）とＣ部（コンデンサ電極４
７、４８）は、一つの誘電体層上に連続する電極パター
ンで形成されている。しかも、そのＬ部（ライン状電極
２１、２２）とＣ部（コンデンサ電極４７、４８）の間
には、入出力結合容量用のコンデンサ電極４５、４６が
形成されている。そして、このＬ部、結合容量用、Ｃ部
の電極パターンは直線状に配置され、電気的に接続され
ている。

【００２４】また、ライン状の電極２１、２２は、誘電
体層１４の両側に離れて形成されている。これは、この
ライン状の電極２１、２２間でＭ結合させているが、そ
の結合の度合を最適にするためであり、本実施例におい
ては、両側に離れて配置させることが好ましい配置であ
った。これにより、誘電体層１４の電極パターンは、誘
電体層１４の中心線に対して対称な形状となっている。

【００２５】この誘電体層１４の上下の誘電体層１５、
１３には、互いに同形状の電極パターンが形成されてい
る。誘電体層１３には、誘電体層１４のコンデンサ電極
４５と対向して入出力端の結合容量（Ｃ１）を構成する
コンデンサ電極４２（Ｃ１２）、同様に誘電体層１４の
コンデンサ電極４６と対向して入出力端の結合容量（Ｃ
１）を構成するコンデンサ電極４３（Ｃ１２）が形成さ
れ、そのコンデンサ電極４２、４３は、外部端子電極Ｔ
１、Ｔ２とそれぞれ接続される。例えば外部端子電極Ｔ
１が入力端となり、外部端子電極Ｔ２が出力端となる。
また誘電体層１３には、誘電体層１４のコンデンサ電極
４７、４８と対向して共振器用のＣ部（Ｃ２）を構成す
るコンデンサ電極４４（Ｃ２２）が形成されている。こ
のコンデンサ電極４４は、外部端子電極Ｔ３に接続さ
れ、アース接続される。

【００２６】誘電体層１５にも、同様に、コンデンサ電
極４９、５０、５１が形成されている。そして、共振器
用のＣ部（Ｃ２）は、一方の共振器用として、コンデン
サ電極４７（Ｃ２１）とコンデンサ電極４４（Ｃ２２）
により構成される容量と、コンデンサ電極４７（Ｃ２
１）とコンデンサ電極５１（Ｃ２２）とにより構成され
る容量とを並列に接続して構成される。これにより、大
きな容量を構成している。また他方の共振器用も同様
に、コンデンサ電極４８（Ｃ２１）とコンデンサ電極４
４（Ｃ２２）により構成される容量と、コンデンサ電極
４８（Ｃ２１）とコンデンサ電極５１（Ｃ２２）とによ
り構成される容量とを並列に接続して構成される。

【００２７】また入出力端の結合容量（Ｃ１）について
も、一方の共振器に対応するものが、コンデンサ電極４
５（Ｃ１１）とコンデンサ電極４２（Ｃ１２）により構
成される容量と、コンデンサ電極４５（Ｃ１１）とコン
デンサ電極４９（Ｃ１２）とにより構成される容量とを
並列に接続して構成され、他方の共振器に対応するもの
が、コンデンサ電極４６（Ｃ１１）とコンデンサ電極４
３（Ｃ１２）により構成される容量と、コンデンサ電極
４６（Ｃ１１）とコンデンサ電極５０（Ｃ１２）とによ
り構成される容量とを並列に接続して構成される。これ
により、大きな容量を構成している。

【００２８】誘電体層１３の下側の誘電体層１２には、
入出力間に接続される静電容量（等価回路のＣ３）用の
コンデンサ電極４１が形成されている。このコンデンサ
電極４１は、誘電体層１３の入出力端の結合容量用のコ
ンデンサ電極４２、４３に対応し、一つの電極パターン
で構成されている。またこの電極４１は、外部端子電極
には接続されず、その中央部で、くびれ部を有してい
る。

【００２９】また誘電体層１５の上側の誘電体層１６に
も、入出力間に接続される静電容量（Ｃ３）用のコンデ
ンサ電極５２が形成されている。このコンデンサ電極５
２は、誘電体層１５の入出力端の結合容量用のコンデン
サ電極４９、５０に対応し、一つの電極パターンで構成
されている。またこの電極５２は、外部端子電極には接
続されず、その中央部で、くびれ部を有している。この
コンデンサ電極４１、５２のくびれ部は、無くても良
い。

【００３０】下層の誘電体層１１には、アース電極３１
が形成されている。このアース電極３１は、ほぼ全面に
形成され、両端部で外部端子電極Ｔ３、Ｔ４に接続され
る。また上層の誘電体層１７にも、同様のアース電極３
２が形成されている。このアース電極３２も、ほぼ全面
に形成され、両端部で外部端子電極Ｔ３、Ｔ４に接続さ
れる。その誘電体層１７の上の保護層として誘電体層１
８が積層される。

【００３１】本実施例によれば、図３に示す等価回路を
有する積層型バンドパスフィルタを得ることができた。
この実施例の外形は、３．２ｍｍ×１．６ｍｍ×高さ
１．３ｍｍであり、極めて小型に構成することができ
た。従来の積層型バンドパスフィルタは、４．５ｍｍ×
３．２ｍｍ×高さ１．７ｍｍのものが主流であり、本発
明の実施例によれば、平面積で３６％に小型化され、体
積でも２７％に小型化されている。もちろん、高さも低
くなり、小型、薄型化を達成している。

【００３２】また、この実施例の減衰特性を図４に示
す。この実施例によれば、中心周波数ｆ０が１９５０Ｍ
Ｈｚで、挿入損失が３ｄＢ以下、ｆ０＋１９０ＭＨｚで
の減衰量が２５ｄＢ以上の良好なフィルタ特性が得られ
た。この小型、薄型化を達成した上に、十分な特性を有
している。特に、ｆ０＋１９０ＭＨｚでの減衰量が十分
で、挿入損失も良好である。この実施例では、送信周波
数（１９２０〜１９８０ＭＨｚ）を通過させ、受信周波
数（２１１０〜２１７０ＭＨｚ）を阻止するバンドパス
フィルタであり、通過させる周波数に対して阻止する周
波数が近接しており、このｆ０＋１９０ＭＨｚでの減衰
量が十分にとれていることがこの実施例の特徴である。
一般に、近接する周波数の阻止特性（減衰量を大きくす
る）と、挿入損失が悪化するが、本発明では、互いに十
分な特性を得ることが出来ている。本発明によれば、１
ＧＨｚ以上の周波数に対応したバンドパスフィルタを構
成する場合に有効である。また、特性は、各パターンの
寸法、又は誘電体層の厚さ（パターン間の間隔）、誘電
体の誘電率等を変更することにより調整可能である。

【００３３】

【発明の効果】本発明によれば、挿入損失が良好で、し
かも阻止すべき周波数での減衰量も充分であり良好なフ
ィルタ特性が得られ、しかも極めて小型である積層型バ
ンドパスフィルタを構成することができる。従って、携
帯電話など通信機器の小型化に寄与するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る一実施例の積層構造を示す内部電
極パターン図である。

【図２】本発明に係る一実施例の斜視図である。

【図３】本発明に係る一実施例の等価回路図である。

【図４】本発明に係る一実施例の減衰特性を示す図であ
る。

【図５】従来例の積層構造図である。

【図６】従来例の等価回路図である。

【符号の説明】

１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８誘
電体層３１、３２アース電極３３、３４共通電極４１、４２、４３、４４、４５、４６、４７、４８、４
９、５０、５１、５２コンデンサ電極２１、２２Ｌ１用ライン状の電極

フロントページの続き (72)発明者武田剛志鳥取県鳥取市南栄町70番地２号日立金属株式会社鳥取工場内 (72)発明者田中俊彦鳥取県鳥取市南栄町70番地２号日立金属株式会社鳥取工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ＬＣ共振回路により構成される第１と第
２の共振器、前記第１の共振器と入力端との間に結合容
量、前記第２の共振器と出力端との間に結合容量を有
し、それらを誘電体層と電極パターンの積層構造で構成
した積層型バンドパスフィルタであって、前記共振器の
Ｌ部分とＣ部分は別々の電極パターンで構成され、前記
Ｌ部分は直線状の電極パターンで構成され、かつ第１の
共振器用と第２の共振器用とが並んで配置され、互いに
Ｍ結合していることを特徴とする積層型バンドパスフィ
ルタ。
【請求項２】前記Ｌ部分の電極パターンは、誘電体層
の一側面でアース接続され、該誘電体層の長手方向に延
びていることを特徴とする積層型バンドパスフィルタ。
【請求項３】ＬＣ共振回路により構成される第１と第
２の共振器、前記第１の共振器と入力端との間に結合容
量、前記第２の共振器と出力端との間に結合容量を有
し、それらを誘電体層と電極パターンの積層構造で構成
した小型の積層型バンドパスフィルタであって、前記共
振器を構成するＬ部、Ｃ部は別々の電極パターンで形成
され、前記Ｌ部の電極パターンと前記Ｃ部の電極パター
ンの間に、前記結合容量用の電極パターンが配置され、
該Ｌ部用、結合容量用、Ｃ部用の電極パターンは、一直
線状にかつ電気的に接続されて配置されていることを特
徴とする積層型バンドパスフィルタ。
【請求項４】前記Ｌ部用、結合容量用、Ｃ部用の一連
の電極パターンは、第１の共振器用と第２の共振器用と
が並んで配置されていることを特徴とする請求項３に記
載の積層型バンドパスフィルタ。
【請求項５】前記Ｌ部用、結合容量用、Ｃ部用の一連
の電極パターンは、積層構造の中間部に配置され、その
上下に誘電体層を介在させて、前記Ｃ部用及び結合容量
用の電極パターンに対向し、静電容量を構成する容量形
成用電極パターンを有し、前記結合容量用の容量形成用
電極パターンは、入力端又は出力端に接続されているこ
とを特徴とする請求項３又は４に記載の積層型バンドパ
スフィルタ。
【請求項６】前記容量形成用電極パターンのさらにそ
の上下に誘電体層を介在させて、前記結合容量用の容量
形成用電極パターンに対向し、入力端と出力端との間に
接続される静電容量を構成する電極パターンが構成され
ていることを特徴とする請求項５に記載の積層型バンド
パスフィルタ。
【請求項７】ＬＣ共振回路により構成される第１と第
２の共振器、前記第１の共振器と入力端との間に結合容
量、前記第２の共振器と出力端との間に結合容量を有
し、それらを誘電体層と電極パターンの積層構造で構成
した積層型バンドパスフィルタであって、積層構造の上
下にアース電極を有し、積層構造の中央部に、誘電体層
の一面にＬＣ共振器を構成するＬ１部及びＣ２１部を連
続する電極パターンで構成し、該Ｌ１部とＣ２１部の間
に入出力結合容量用のＣ１１部電極パターンが一体に構
成され、該電極パターンの上下に誘電体層を介在させ
て、前記Ｃ１１部に対向し、入出力端子に接続されるＣ
１２部電極パターンと、前記Ｃ２１部に対向し、アース
端子に接続されるＣ２２部電極パターンを構成し、さら
に誘電体層を介在させて前記Ｃ１２部に対向し、入出力
間容量用のＣ３部電極パターンが構成されていることを
特徴とする積層型バンドパスフィルタ。
【請求項８】前記Ｌ１部、Ｃ１１部、Ｃ２１部は、一
側面でアース接続され直線状に伸びるＬ１部電極パター
ン、該Ｌ１部に連続し幅広状のＣ１１部電極パターン、
該Ｃ１１部と細い接続電極で接続されたＣ２１部電極パ
ターンを誘電体層上に形成して構成され、該Ｌ１部、Ｃ
１１部、Ｃ２１部は２つ並んで形成されていることを特
徴とする請求項７記載の積層型バンドパスフィルタ。
【請求項９】前記並んで形成されたＬ１部がＭ結合し
ていることを特徴とする請求項８記載の積層型バンドパ
スフィルタ。