JP4169760B2 - 高周波フィルタ - Google Patents

Description

本発明は、複数の共振器を有する積層型の高周波フィルタに関する。

ブルートゥース規格の通信装置や無線ＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）用の通信装置では、小型化、薄型化の要求が強いことから、高密度の部品実装技術が要求されている。そこで、積層基板を用いて部品を集積することも提案されている。

ところで、上記通信装置における部品の一つに、受信信号を濾波するバンドパスフィルタがある。このバンドパスフィルタとしては、例えば特許文献１に記載されているような積層型のバンドパスフィルタが知られている。この積層型のバンドパスフィルタは、積層基板における導体層を用いて構成された複数の共振器を備えている。この積層型のバンドパスフィルタにおいて、隣接する共振器同士は誘導結合している。また、特許文献１に記載されているように、積層型のバンドパスフィルタでは、隣接する共振器同士を容量結合させる場合もある。この場合には、誘導結合の大きさと容量結合の大きさとによって、バンドパスフィルタにおける２つの減衰極の周波数と通過帯域幅とを調整することができる。従って、隣接する共振器同士を容量結合させることにより、隣接する共振器同士を容量結合させない場合に比べて、バンドパスフィルタの特性の調整が容易になる。

特許文献１には、結合調整電極を用いて、隣接する共振器同士を容量結合させる技術が記載されている。結合調整電極は、隣接する２つの共振器のそれぞれに対して誘電体層を介して対向している。

また、特許文献２には、伝送線路となる複数のコイル導体を備えた積層型誘電体共振器が記載されている。この積層型誘電体共振器では、隣接するコイル導体同士を、誘電体層を介して対向させることによって、隣接するコイル導体同士を容量結合させている。

特開２０００−２２４０４号公報 実開平５−７８００３号公報

特許文献１に記載された技術では、結合調整電極は、隣接する２つの共振器のそれぞれに対して誘電体層を介して対向する。そのため、この技術では、一方の共振器と結合調整電極との間と、他方の共振器と結合調整電極との間に、それぞれキャパシタが形成される。この２つのキャパシタは直列に接続される。そして、隣接する２つの共振器は、この直列に接続された２つのキャパシタを介して容量結合される。

特許文献１に記載された技術では、直列に接続された２つのキャパシタの合成容量は、個々のキャパシタの容量よりも小さくなる。そのため、この技術では、上記合成容量を所望の値にするためには、キャパシタを形成するために必要な領域、すなわち結合調整電極と各共振器とが対向する領域の面積を、ある程度大きくする必要がある。そのため、この技術では、フィルタの小型化が難しくなるという問題点がある。

積層型のバンドパスフィルタにおいて、特許文献２に記載された技術を利用して、隣接する２つの共振器同士を容量結合させることも考えられる。しかしながら、この場合には、以下のような問題点がある。すなわち、積層型のバンドパスフィルタでは、積層基板の作製時に、積層方向における異なる位置に配置される複数の導体層の位置関係が所望の位置関係からずれる場合がある。以下、このことを、導体層の位置ずれと言う。特許文献２に記載された技術では、２つのコイル導体は、積層方向における異なる位置に配置されるため、これらの相対的な位置関係が変化する可能性がある。そして、２つのコイル導体の相対的な位置関係が変化すると、２つのコイル導体間の誘導結合の大きさと容量結合の大きさの両方が変化する。そのため、積層型のバンドパスフィルタにおいて、特許文献２に記載された技術を利用して隣接する２つの共振器同士を容量結合させる場合には、導体層の位置ずれに起因して２つの共振器の相対的な位置関係が変化すると、２つの共振器間の誘導結合の大きさと容量結合の大きさの両方が変化する。従って、この場合には、導体層の位置ずれに起因して、バンドパスフィルタの特性のばらつきが大きくなりやすいという問題点がある。

また、上述のように、隣接する２つの共振器の相対的な位置関係が変化したときに、２つの共振器間の誘導結合の大きさと容量結合の大きさの両方が変化する場合には、バンドパスフィルタの特性の調整が難しくなるという問題点がある。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その第１の目的は、複数の共振器を有する積層型の高周波フィルタであって、小型化でき、且つ特性の調整が容易な高周波フィルタを提供することにある。

本発明の第２の目的は、上記第１の目的に加え、導体層の位置ずれに起因した特性のばらつきを抑制できるようにした高周波フィルタを提供することにある。

本発明の高周波フィルタは、
交互に積層された誘電体層と導体層とを含む積層基板と、
それぞれ積層基板内の導体層よりなり、誘導結合する第１および第２の共振器と、
それぞれ積層基板内の導体層よりなり、第１の共振器と第２の共振器とを容量結合する、少なくとも一対の第１および第２の電極と、
積層基板内に設けられ、第１の共振器と第２の共振器のうちの一方と第１の電極とを接続する１つ以上のスルーホールとを備え、
第２の電極は、第１の共振器と第２の共振器のうちの他方に接続され、且つ積層基板内の誘電体層を介して、対となる第１の電極に対向するものである。

本発明の高周波フィルタでは、スルーホールを介して第１の共振器と第２の共振器のうちの一方に接続された第１の電極と、第１の共振器と第２の共振器のうちの他方に接続された第２の電極とが、誘電体層を介して対向し、これにより、第１の共振器と第２の共振器とが容量結合される。

本発明の高周波フィルタにおいて、第１の共振器と第２の共振器は、積層基板内の同じ誘電体層の上に配置されていてもよい。

また、本発明の高周波フィルタにおいて、第１および第２の共振器はいずれも、両端開放の１／２波長共振器であり、第１および第２の電極は二対設けられ、一方の対の第１および第２の電極は、第１および第２の共振器の一方の端部同士を結合し、他方の対の第１および第２の電極は、第１および第２の共振器の他方の端部同士を結合してもよい。この場合、本発明の高周波フィルタは、更に、不平衡信号の入力または出力が行われる不平衡入出力端子と、平衡信号の入力または出力が行われる２つの平衡入出力端子とを備え、第１および第２の共振器は、回路構成上、不平衡入出力端子と平衡入出力端子との間に設けられていてもよい。

本発明の高周波フィルタでは、スルーホールを介して第１の共振器と第２の共振器のうちの一方に接続された第１の電極と、第１の共振器と第２の共振器のうちの他方に接続された第２の電極とが、誘電体層を介して対向する。これにより、第１の電極と第２の電極とによってキャパシタが形成され、このキャパシタを介して第１の共振器と第２の共振器とが容量結合される。本発明によれば、第１の共振器と第２の共振器とを容量結合させない場合に比べて、高周波フィルタの特性の調整が容易になるという効果を奏する。また、本発明によれば、直列に接続された２つのキャパシタを介して第１の共振器と第２の共振器とが容量結合される場合に比べて、第１の共振器と第２の共振器とを容量結合するキャパシタを形成するために必要な領域の面積を小さくすることができる。これにより、本発明によれば、高周波フィルタの小型化が可能になるという効果を奏する。

また、本発明の高周波フィルタにおいて、第１の共振器と第２の共振器は、積層基板内の同じ誘電体層の上に配置されていてもよい。この場合には、導体層の位置ずれが生じても、第１の共振器と第２の共振器との間の誘導結合の大きさは変化しない。従って、この場合には、導体層の位置ずれに起因した特性のばらつきを抑制することができるという効果を奏する。

［第１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。始めに、図１および図２を参照して、本発明の第１の実施の形態に係る高周波フィルタの構成について説明する。図１は、本実施の形態に係る高周波フィルタの回路構成を示す回路図である。図２は、本実施の形態に係る高周波フィルタの外観を示す斜視図である。

図１に示したように、本実施の形態に係る高周波フィルタ１は、不平衡信号の入力または出力が行われる１つの不平衡入出力端子２と、平衡信号の入力または出力が行われる２つの平衡入出力端子３Ａ，３Ｂと、直流電圧印加用端子４と、それぞれＴＥＭ線路よりなる共振器１１，１２とを備えている。共振器１１，１２は、回路構成上、不平衡入出力端子２と平衡入出力端子３Ａ，３Ｂとの間に設けられている。なお、ＴＥＭ線路とは、電界および磁界が共に電磁波の進行方向に垂直な断面内にのみ存在する電磁波であるＴＥＭ波（Transverse Electromagnetic Wave）を伝送する伝送線路である。

共振器１１，１２はいずれも、両端開放の１／２波長共振器である。この共振器１１，１２はいずれも、一方向に長い形状を有している。共振器１１と共振器１２とは、互いに平行に、隣接するように配置され、誘導結合している。共振器１１は本発明における第１の共振器に対応し、共振器１２は本発明における第２の共振器に対応する。

高周波フィルタ１は、更に、不平衡入出力端子２と共振器１１の一方の端部との間に設けられた入力用キャパシタ２１を備えている。不平衡入出力端子２は、入力用キャパシタ２１を介して共振器１１の一方の端部に接続されている。しかし、不平衡入出力端子２は、共振器１１の一方の端部に直接接続されていてもよい。平衡入出力端子３Ａは、共振器１２の一方の端部に接続され、平衡入出力端子３Ｂは、共振器１２の他方の端部に接続されている。直流電圧印加用端子４は、共振器１２における長手方向の中央の近傍に接続されている。

高周波フィルタ１は、更に、直流電圧印加用端子４とグランドとの間に設けられたキャパシタ２２と、共振器１１の一方の端部とグランドとの間に設けられたキャパシタ２３と、共振器１１の他方の端部とグランドとの間に設けられたキャパシタ２４と、共振器１２の一方の端部とグランドとの間に設けられたキャパシタ２５と、共振器１２の他方の端部とグランドとの間に設けられたキャパシタ２６とを備えている。

高周波フィルタ１は、更に、共振器１１の一方の端部と共振器１２の一方の端部との間に設けられたキャパシタ２７と、共振器１１の他方の端部と共振器１２の他方の端部との間に設けられたキャパシタ２８とを備えている。

図２に示したように、高周波フィルタ１は、更に、高周波フィルタ１の構成要素を一体化するための積層基板３０を備えている。後で詳しく説明するが、積層基板３０は、交互に積層された誘電体層と導体層とを含んでいる。共振器１１，１２は、積層基板３０内の導体層を用いて構成されている。また、共振器１１，１２は、分布定数線路になっている。キャパシタ２１〜２８は、積層基板３０内の導体層と誘電体層を用いて構成されている。

共振器１１，１２は、前述のように誘導結合していると共に、キャパシタ２７，２８を介して容量結合している。共振器１１，１２は、所定の周波数帯域内の周波数の信号を選択的に通過させるバンドパスフィルタを構成する。このバンドパスフィルタにおける２つの減衰極の周波数と通過帯域幅は、共振器１１，１２の誘導結合の大きさと容量結合の大きさとによって調整することができる。

次に、本実施の形態に係る高周波フィルタ１の作用について説明する。高周波フィルタ１の不平衡入出力端子２に不平衡の信号が入力された場合には、この信号のうち、所定の周波数帯域内の周波数の信号が選択的に、共振器１１，１２によって構成されるバンドパスフィルタを通過する。共振器１１，１２では、長手方向についての一方の半分の部分と他方の半分の部分とで電界の位相が１８０°異なる。そのため、平衡入出力端子３Ａ，３Ｂから出力される各電圧は、位相が互いに１８０°異なっている。従って、平衡入出力端子３Ａ，３Ｂからは、平衡信号が出力される。逆に、平衡入出力端子３Ａ，３Ｂに平衡信号が入力された場合には、この信号のうち、所定の周波数帯域内の周波数の信号が選択的に、共振器１１，１２によって構成されるバンドパスフィルタを通過し、不平衡入出力端子２から不平衡の信号が出力される。このように、本実施の形態に係る高周波フィルタ１は、バンドパスフィルタの機能とバランの機能とを兼ね備えている。

直流電圧印加用端子４は、共振器１２に直流電圧を印加するために用いられる。この直流電圧は、例えば、平衡入出力端子３Ａ，３Ｂに接続される集積回路を駆動するために用いられる。なお、高周波フィルタ１において、直流電圧印加用端子４とキャパシタ２２は設けられていなくてもよい。

次に、図２ないし図１３を参照して、積層基板３０の構成について詳しく説明する。図２に示したように、積層基板３０は、上面と底面と４つの側面を有する直方体形状をなしている。積層基板３０の側面および底面には、端子２，３Ａ，３Ｂ，４と、２つのグランド端子３１，３２が配置されている。

図３ないし図１２は、それぞれ、上から１層目ないし１０層目（最下層）の誘電体層の上面を示している。図１３は、上から１０層目の誘電体層およびその下の導体層を、上から見た状態で表したものである。図３に示した１層目の誘電体層４１の上面には、導体層は形成されていない。

図４に示した２層目の誘電体層４２の上面には、グランド用導体層４２１が形成されている。このグランド用導体層４２１は、グランド端子３１，３２に接続されている。

図５に示した３層目の誘電体層４３の上面には、導体層４３１，４３２と、電極用導体層４３３，４３４とが形成されている。また、誘電体層４３には、導体層４３１に接続されたスルーホール４３５，４３６と、導体層４３２に接続されたスルーホール４３７，４３８と、導体層４３３に接続されたスルーホール４３９と、導体層４３４に接続されたスルーホール４４０とが形成されている。

導体層４３１，４３２，４３３，４３４は、図４に示した誘電体層４２を介して、図４に示したグランド用導体層４２１に対向している。図１に示したキャパシタ２３は、導体層４３１，４２１と誘電体層４２とによって構成されている。図１に示したキャパシタ２４は、導体層４３２，４２１と誘電体層４２とによって構成されている。図１に示したキャパシタ２５は、導体層４３３，４２１と誘電体層４２とによって構成されている。図１に示したキャパシタ２６は、導体層４３４，４２１と誘電体層４２とによって構成されている。

図６に示した４層目の誘電体層４４の上面には、電極用導体層４４１，４４２と、導体層４４３が形成されている。導体層４４３は、不平衡入出力端子２に接続されている。この導体層４４３は、図５に示した誘電体層４３を介して、図５に示した導体層４３１と対向している。図１に示した入力用キャパシタ２１は、導体層４３１，４４３と誘電体層４３とによって構成されている。

電極用導体層４４１は、細長い部分４４１ａと、この部分４４１ａよりも幅の大きい部分４４１ｂとを含んでいる。部分４４１ａの一端部には、図５に示したスルーホール４３６を介して、図５に示した導体層４３１が接続されている。部分４４１ａの他端部には、部分４４１ｂの一端部が連結されている。部分４４１ｂは、図５に示した誘電体層４３を介して、図５に示した電極用導体層４３３に対向している。図１に示したキャパシタ２７は、導体層４４１，４３３と誘電体層４３とによって構成されている。電極用導体層４４１，４３３は、本発明における一方の対の第１の電極、第２の電極に対応する。

同様に、電極用導体層４４２は、細長い部分４４２ａと、この部分４４２ａよりも幅の大きい部分４４２ｂとを含んでいる。部分４４２ａの一端部には、図５に示したスルーホール４３８を介して、図５に示した導体層４３２が接続されている。部分４４２ａの他端部には、部分４４２ｂの一端部が連結されている。部分４４２ｂは、図５に示した誘電体層４３を介して、図５に示した電極用導体層４３４に対向している。図１に示したキャパシタ２８は、導体層４４２，４３４と誘電体層４３とによって構成されている。電極用導体層４４２，４３４は、本発明における他方の対の第１の電極、第２の電極に対応する。

また、誘電体層４４には、スルーホール４４５，４４７，４４９，４５０が形成されている。スルーホール４４５，４４７，４４９，４５０には、それぞれ、図５に示したスルーホール４３５，４３７，４３９，４４０が接続されている。

図７に示した５層目の誘電体層４５には、スルーホール４５５，４５７，４５９，４６０が形成されている。スルーホール４５５，４５７，４５９，４６０には、それぞれ、図６に示したスルーホール４４５，４４７，４４９，４５０が接続されている。

図８に示した６層目の誘電体層４６の上面には、共振器１１，１２が形成されている。共振器１１，１２は、同じ誘電体層４６の上において、互いに平行に、隣接するように配置され、誘導結合している。

共振器１１の一方の端部には、スルーホール４３５，４４５，４５５を介して、図５に示した導体層４３１が接続されている。この導体層４３１は、スルーホール４３６を介して、図６に示した電極用導体層４４１に接続されている。従って、電極用導体層４４１は、スルーホール４３６、導体層４３１およびスルーホール４３５，４４５，４５５を介して、共振器１１の一方の端部に物理的且つ電気的に接続されている。

共振器１１の他方の端部には、スルーホール４３７，４４７，４５７を介して、図５に示した導体層４３２が接続されている。この導体層４３２は、スルーホール４３８を介して、図６に示した電極用導体層４４２に接続されている。従って、電極用導体層４４２は、スルーホール４３８、導体層４３２およびスルーホール４３７，４４７，４５７を介して、共振器１１の他方の端部に物理的且つ電気的に接続されている。

共振器１２の一方の端部には、スルーホール４３９，４４９，４５９を介して、図５に示した電極用導体層４３３が物理的且つ電気的に接続されている。共振器１２の他方の端部には、スルーホール４４０，４５０，４６０を介して、図５に示した電極用導体層４３４が物理的且つ電気的に接続されている。

誘電体層４６の上面には、更に、導体層４６３Ａ，４６３Ｂ，４６４が形成されている。導体層４６３Ａの一端部は、共振器１２の一方の端部に接続されている。導体層４６３Ａの他端部は、平衡入出力端子３Ａに接続されている。導体層４６３Ｂの一端部は、共振器１２の他方の端部に接続されている。導体層４６３Ｂの他端部は、平衡入出力端子３Ｂに接続されている。導体層４６４の一端部は、共振器１２における長手方向の中央の近傍に接続されている。また、誘電体層４６には、導体層４６４の他端部に接続されたスルーホール４６５が形成されている。

図９に示した７層目の誘電体層４７には、スルーホール４７５が形成されている。このスルーホール４７５には、図８に示したスルーホール４６５が接続されている。

図１０に示した８層目の誘電体層４８の上面には、グランド用導体層４８１が形成されている。このグランド用導体層４８１は、グランド端子３１，３２に接続されている。また、誘電体層４８には、スルーホール４８５が形成されている。このスルーホール４８５には、図９に示したスルーホール４７５が接続されている。

図１１に示した９層目の誘電体層４９の上面には、導体層４９１が形成されている。この導体層４９１は、直流電圧印加用端子４に接続されている。また、誘電体層４９には、導体層４９１に接続されたスルーホール４９５が形成されている。このスルーホール４９５には、図１０に示したスルーホール４８５が接続されている。

図１２に示した１０層目の誘電体層５０の上面には、グランド用導体層５０１が形成されている。このグランド用導体層５０１は、グランド端子３１，３２に接続されている。図１１に示した導体層４９１は、図１０に示した誘電体層４８を介して図１０に示したグランド用導体層４８１に対向していると共に、図１１に示した誘電体層４９を介して図１２に示したグランド用導体層５０１に対向している。図１に示したキャパシタ２２は、導体層４８１，４９１，５０１と誘電体層４８，４９とによって構成されている。

図１３に示したように、誘電体層５０の下面、すなわち積層基板３０の底面には、端子２，３Ａ，３Ｂ，４，３１，３２を構成する導体層５０２，５０３Ａ，５０３Ｂ，５０４，５３１，５３２が形成されている。

なお、本実施の形態において、積層基板３０としては、誘電体層の材料として樹脂、セラミック、あるいは両者を複合した材料を用いたもの等、種々のものを用いることができる。しかし、積層基板３０としては、特に、高周波特性に優れた低温同時焼成セラミック多層基板を用いることが好ましい。

以上説明したように、本実施の形態に係る高周波フィルタ１では、スルーホール４３６、導体層４３１およびスルーホール４３５，４４５，４５５を介して共振器１１の一方の端部に接続された電極用導体層４４１と、スルーホール４３９，４４９，４５９を介して共振器１２の一方の端部に接続された電極用導体層４３３とが、誘電体層４３を介して対向している。導体層４４１，４３３と誘電体層４３は、共振器１１，１２の一方の端部同士を結合するキャパシタ２７を構成する。

また、高周波フィルタ１では、スルーホール４３８、導体層４３２およびスルーホール４３７，４４７，４５７を介して共振器１１の他方の端部に接続された電極用導体層４４２と、スルーホール４４０，４５０，４６０を介して共振器１２の他方の端部に接続された電極用導体層４３４とが、誘電体層４３を介して対向している。導体層４４２，４３４と誘電体層４３は、共振器１１，１２の他方の端部同士を結合するキャパシタ２８を構成する。

このようにして、高周波フィルタ１では、キャパシタ２７，２８を介して、共振器１１，１２が容量結合される。本実施の形態によれば、共振器１１，１２を容量結合させない場合に比べて、高周波フィルタ１の特性の調整が容易になる。

また、本実施の形態によれば、直列に接続された２つのキャパシタを介して共振器１１，１２が容量結合される場合に比べて、共振器１１，１２を容量結合するキャパシタ２７，２８を形成するために必要な領域の面積を小さくすることができる。これにより、本実施の形態によれば、高周波フィルタ１の小型化が可能になる。

また、本実施の形態によれば、共振器１１，１２の各端部とグランドとの間にキャパシタ２３〜２６を設けることにより、共振器１１，１２の物理的な長さを、バンドバスフィルタの通過帯域の中心周波数に対応する波長の１／２よりも短くすることができる。これにより、本実施の形態によれば、高周波フィルタ１の小型化が可能になる。

また、本実施の形態によれば、前述のように共振器１１，１２を容量結合するキャパシタ２７，２８を形成するために必要な領域の面積を小さくすることができることから、高周波フィルタ１の特性を向上させることができる。すなわち、キャパシタ２７，２８を形成するために必要な領域の面積が小さければ、共振器１１，１２の周囲において導体層が存在しない空間を大きくすることができ、その結果、共振器１１，１２の周囲において導体層によって電界の通過が妨げられることを防止することができる。これにより、共振器１１，１２のＱ値を大きくすることができ、その結果、高周波フィルタ１の特性を向上させることができる。

また、本実施の形態では、共振器１１，１２は、積層基板３０内の同じ誘電体層４６の上に配置されている。そのため、本実施の形態では、積層基板３０の作製時に導体層の位置ずれが生じても、共振器１１，１２の相対的な位置関係は変化せず、共振器１１，１２間の誘導結合の大きさも変化しない。従って、本実施の形態によれば、導体層の位置ずれに起因した高周波フィルタ１の特性のばらつきを抑制することができる。

［第２の実施の形態］
次に、図１４および図１５を参照して、本発明の第２の実施の形態に係る高周波フィルタについて説明する。本実施の形態に係る高周波フィルタ１では、積層基板３０における上から３層目および４層目の誘電体層の上面に形成された導体層と３層目および４層目の誘電体層に形成されたスルーホールの構成が、第１の実施の形態と異なっている。図１４は、本実施の形態における３層目の誘電体層の上面を示している。図１５は、本実施の形態における４層目の誘電体層の上面を示している。

図１４に示したように、本実施の形態における３層目の誘電体層４３の上面には、電極用導体層６３１，６３４と、導体層６３２，６３３とが形成されている。また、誘電体層４３には、導体層６３１に接続されたスルーホール６３５と、導体層６３２に接続されたスルーホール６３６，６３７と、導体層６３３に接続されたスルーホール６３８，６３９と、導体層６３４に接続されたスルーホール６４０とが形成されている。

導体層６３１，６３２，６３３，６３４は、図４に示した誘電体層４２を介して、図４に示したグランド用導体層４２１に対向している。図１に示したキャパシタ２３は、導体層６３１，４２１と誘電体層４２とによって構成されている。図１に示したキャパシタ２４は、導体層６３２，４２１と誘電体層４２とによって構成されている。図１に示したキャパシタ２５は、導体層６３３，４２１と誘電体層４２とによって構成されている。図１に示したキャパシタ２６は、導体層６３４，４２１と誘電体層４２とによって構成されている。

図１５に示したように、本実施の形態における４層目の誘電体層４４の上面には、電極用導体層６４１，６４２と、導体層６４３が形成されている。導体層６４３は、不平衡入出力端子２に接続されている。この導体層６４３は、図１４に示した誘電体層４３を介して、図１４に示した導体層６３１と対向している。図１に示した入力用キャパシタ２１は、導体層６３１，６４３と誘電体層４３とによって構成されている。

電極用導体層６４１は、細長い部分６４１ａと、この部分６４１ａよりも幅の大きい部分６４１ｂとを含んでいる。部分６４１ａの一端部には、図１４に示したスルーホール６３８を介して、図１４に示した導体層６３３が接続されている。部分６４１ａの他端部には、部分６４１ｂの一端部が連結されている。部分６４１ｂは、図１４に示した誘電体層４３を介して、図１４に示した電極用導体層６３１に対向している。図１に示したキャパシタ２７は、導体層６４１，６３１と誘電体層４３とによって構成されている。電極用導体層６４１，６３１は、本発明における一方の対の第１の電極、第２の電極に対応する。

同様に、電極用導体層６４２は、細長い部分６４２ａと、この部分６４２ａよりも幅の大きい部分６４２ｂとを含んでいる。部分６４２ａの一端部には、図１４に示したスルーホール６３６を介して、図１４に示した導体層６３２が接続されている。部分６４２ａの他端部には、部分６４２ｂの一端部が連結されている。部分６４２ｂは、図１４に示した誘電体層４３を介して、図１４に示した電極用導体層６３４に対向している。図１に示したキャパシタ２８は、導体層６４２，６３４と誘電体層４３とによって構成されている。電極用導体層６４２，６３４は、本発明における他方の対の第１の電極、第２の電極に対応する。

また、誘電体層４４には、スルーホール６４５，６４７，６４９，６５０が形成されている。スルーホール６４５，６４７，６４９，６５０には、それぞれ、図１４に示したスルーホール６３５，６３７，６３９，６４０が接続されている。

本実施の形態では、図７に示した５層目の誘電体層４５に形成されたスルーホール４５５，４５７，４５９，４６０には、それぞれ、図１５に示したスルーホール６４５，６４７，６４９，６５０が接続されている。

本実施の形態に係る高周波フィルタ１では、スルーホール６３８、導体層６３３およびスルーホール６３９，６４９，４５９を介して共振器１２の一方の端部に接続された電極用導体層６４１と、スルーホール６３５，６４５，４５５を介して共振器１１の一方の端部に接続された電極用導体層４３１とが、誘電体層４３を介して対向している。導体層６４１，６３１と誘電体層４３は、共振器１１，１２の一方の端部同士を結合するキャパシタ２７を構成する。

また、本実施の形態に係る高周波フィルタ１では、スルーホール６３６、導体層６３２およびスルーホール６３７，６４７，４５７を介して共振器１１の他方の端部に接続された電極用導体層６４２と、スルーホール６４０，６５０，４６０を介して共振器１２の他方の端部に接続された電極用導体層６３４とが、誘電体層４３を介して対向している。導体層６４２，６３４と誘電体層４３は、共振器１１，１２の他方の端部同士を結合するキャパシタ２８を構成する。

本実施の形態におけるその他の構成、作用および効果は、第１の実施の形態と同様である。

［第３の実施の形態］
次に、図１６および図１７を参照して、本発明の第３の実施の形態に係る高周波フィルタについて説明する。本実施の形態に係る高周波フィルタ１では、積層基板３０における上から３層目および４層目の誘電体層の上面に形成された導体層と３層目および４層目の誘電体層に形成されたスルーホールの構成が、第１の実施の形態と異なっている。図１６は、本実施の形態における３層目の誘電体層の上面を示している。図１７は、本実施の形態における４層目の誘電体層の上面を示している。

図１６に示したように、本実施の形態における３層目の誘電体層４３の上面には、導体層７３１，７３４と、電極用導体層７３２，７３３とが形成されている。また、誘電体層４３には、導体層７３１に接続されたスルーホール７３５，７３６と、導体層７３２に接続されたスルーホール７３７と、導体層７３３に接続されたスルーホール７３８と、導体層７３４に接続されたスルーホール７３９，７４０とが形成されている。

導体層７３１，７３２，７３３，７３４は、図４に示した誘電体層４２を介して、図４に示したグランド用導体層４２１に対向している。図１に示したキャパシタ２３は、導体層７３１，４２１と誘電体層４２とによって構成されている。図１に示したキャパシタ２４は、導体層７３２，４２１と誘電体層４２とによって構成されている。図１に示したキャパシタ２５は、導体層７３３，４２１と誘電体層４２とによって構成されている。図１に示したキャパシタ２６は、導体層７３４，４２１と誘電体層４２とによって構成されている。

図１７に示したように、本実施の形態における４層目の誘電体層４４の上面には、電極用導体層７４１，７４２と、導体層７４３が形成されている。導体層７４３は、不平衡入出力端子２に接続されている。この導体層７４３は、図１６に示した誘電体層４３を介して、図１６に示した導体層７３１と対向している。図１に示した入力用キャパシタ２１は、導体層７３１，７４３と誘電体層４３とによって構成されている。

電極用導体層７４１は、細長い部分７４１ａと、この部分７４１ａよりも幅の大きい部分７４１ｂとを含んでいる。部分７４１ａの一端部には、図１６に示したスルーホール７３６を介して、図１６に示した導体層７３１が接続されている。部分７４１ａの他端部には、部分７４１ｂの一端部が連結されている。部分７４１ｂは、図１６に示した誘電体層４３を介して、図１６に示した電極用導体層７３３に対向している。図１に示したキャパシタ２７は、導体層７４１，７３３と誘電体層４３とによって構成されている。電極用導体層７４１，７３３は、本発明における一方の対の第１の電極、第２の電極に対応する。

同様に、電極用導体層７４２は、細長い部分７４２ａと、この部分７４２ａよりも幅の大きい部分７４２ｂとを含んでいる。部分７４２ａの一端部には、図１６に示したスルーホール７３９を介して、図１６に示した導体層７３４が接続されている。部分７４２ａの他端部には、部分７４２ｂの一端部が連結されている。部分７４２ｂは、図１６に示した誘電体層４３を介して、図１６に示した電極用導体層７３２に対向している。図１に示したキャパシタ２８は、導体層７４２，７３２と誘電体層４３とによって構成されている。電極用導体層７４２，７３２は、本発明における他方の対の第１の電極、第２の電極に対応する。

また、誘電体層４４には、スルーホール７４５，７４７，７４９，７５０が形成されている。スルーホール７４５，７４７，７４９，７５０には、それぞれ、図１６に示したスルーホール７３５，７３７，７３８，７４０が接続されている。

本実施の形態では、図７に示した５層目の誘電体層４５に形成されたスルーホール４５５，４５７，４５９，４６０には、それぞれ、図１７に示したスルーホール７４５，７４７，７４９，７５０が接続されている。

本実施の形態に係る高周波フィルタ１では、スルーホール７３６、導体層７３１およびスルーホール７３５，７４５，４５５を介して共振器１１の一方の端部に接続された電極用導体層７４１と、スルーホール７３８，７４９，４５９を介して共振器１２の一方の端部に接続された電極用導体層７３３とが、誘電体層４３を介して対向している。導体層７４１，７３３と誘電体層４３は、共振器１１，１２の一方の端部同士を結合するキャパシタ２７を構成する。

また、本実施の形態に係る高周波フィルタ１では、スルーホール７３９、導体層７３４およびスルーホール７４０，７５０，４６０を介して共振器１２の他方の端部に接続された電極用導体層７４２と、スルーホール７３７，７４７，４５７を介して共振器１１の他方の端部に接続された電極用導体層７３２とが、誘電体層４３を介して対向している。導体層７４２，７３２と誘電体層４３は、共振器１１，１２の他方の端部同士を結合するキャパシタ２８を構成する。

本実施の形態におけるその他の構成、作用および効果は、第１の実施の形態と同様である。

［第４の実施の形態］
次に、図１８および図１９を参照して、本発明の第４の実施の形態に係る高周波フィルタについて説明する。本実施の形態に係る高周波フィルタ１では、積層基板３０における上から３層目および４層目の誘電体層の上面に形成された導体層と３層目および４層目の誘電体層に形成されたスルーホールの構成が、第１の実施の形態と異なっている。図１８は、本実施の形態における３層目の誘電体層の上面を示している。図１９は、本実施の形態における４層目の誘電体層の上面を示している。

図１８に示したように、本実施の形態における３層目の誘電体層４３の上面には、電極用導体層８３１，８３２と、導体層８３３，８３４とが形成されている。また、誘電体層４３には、導体層８３１に接続されたスルーホール８３５と、導体層８３２に接続されたスルーホール８３６と、導体層８３３に接続されたスルーホール８３７，８３８と、導体層８３４に接続されたスルーホール８３９，８４０とが形成されている。

導体層８３１，８３２，８３３，８３４は、図４に示した誘電体層４２を介して、図４に示したグランド用導体層４２１に対向している。図１に示したキャパシタ２３は、導体層８３１，４２１と誘電体層４２とによって構成されている。図１に示したキャパシタ２４は、導体層８３２，４２１と誘電体層４２とによって構成されている。図１に示したキャパシタ２５は、導体層８３３，４２１と誘電体層４２とによって構成されている。図１に示したキャパシタ２６は、導体層８３４，４２１と誘電体層４２とによって構成されている。

図１９に示したように、本実施の形態における４層目の誘電体層４４の上面には、電極用導体層８４１，８４２と、導体層８４３が形成されている。導体層８４３は、不平衡入出力端子２に接続されている。この導体層８４３は、図１８に示した誘電体層４３を介して、図１８に示した導体層８３１と対向している。図１に示した入力用キャパシタ２１は、導体層８３１，８４３と誘電体層４３とによって構成されている。

電極用導体層８４１は、細長い部分８４１ａと、この部分８４１ａよりも幅の大きい部分８４１ｂとを含んでいる。部分８４１ａの一端部には、図１８に示したスルーホール８３８を介して、図１８に示した導体層８３３が接続されている。部分８４１ａの他端部には、部分８４１ｂの一端部が連結されている。部分８４１ｂは、図１８に示した誘電体層４３を介して、図１８に示した電極用導体層８３１に対向している。図１に示したキャパシタ２７は、導体層８４１，８３１と誘電体層４３とによって構成されている。電極用導体層８４１，８３１は、本発明における一方の対の第１の電極、第２の電極に対応する。

同様に、電極用導体層８４２は、細長い部分８４２ａと、この部分８４２ａよりも幅の大きい部分８４２ｂとを含んでいる。部分８４２ａの一端部には、図１８に示したスルーホール８３９を介して、図１８に示した導体層８３４が接続されている。部分８４２ａの他端部には、部分８４２ｂの一端部が連結されている。部分８４２ｂは、図１８に示した誘電体層４３を介して、図１８に示した電極用導体層８３２に対向している。図１に示したキャパシタ２８は、導体層８４２，８３２と誘電体層４３とによって構成されている。電極用導体層８４２，８３２は、本発明における他方の対の第１の電極、第２の電極に対応する。

また、誘電体層４４には、スルーホール８４５，８４７，８４９，８５０が形成されている。スルーホール８４５，８４７，８４９，８５０には、それぞれ、図１８に示したスルーホール８３５，８３６，８３７，８４０が接続されている。

本実施の形態では、図７に示した５層目の誘電体層４５に形成されたスルーホール４５５，４５７，４５９，４６０には、それぞれ、図１９に示したスルーホール８４５，８４７，８４９，８５０が接続されている。

本実施の形態に係る高周波フィルタ１では、スルーホール８３８、導体層８３３およびスルーホール８３７，８４９，４５９を介して共振器１２の一方の端部に接続された電極用導体層８４１と、スルーホール８３５，８４５，４５５を介して共振器１１の一方の端部に接続された電極用導体層８３１とが、誘電体層４３を介して対向している。導体層８４１，８３１と誘電体層４３は、共振器１１，１２の一方の端部同士を結合するキャパシタ２７を構成する。

また、本実施の形態に係る高周波フィルタ１では、スルーホール８３９、導体層８３４およびスルーホール８４０，８５０，４６０を介して共振器１２の他方の端部に接続された電極用導体層８４２と、スルーホール８３６，８４７，４５７を介して共振器１１の他方の端部に接続された電極用導体層８３２とが、誘電体層４３を介して対向している。導体層８４２，８３２と誘電体層４３は、共振器１１，１２の他方の端部同士を結合するキャパシタ２８を構成する。

本実施の形態におけるその他の構成、作用および効果は、第１の実施の形態と同様である。

なお、本発明は、上記各実施の形態に限定されず、種々の変更が可能である。例えば、本発明の高周波フィルタは、隣接する共振器間が誘導結合するように配置された３つ以上の共振器を備えていてもよい。この場合には、隣接する共振器間を、それぞれ、実施の形態で示したキャパシタ２７，２８と同様の構成のキャパシタを介して容量結合すればよい。

また、実施の形態では、１／２波長共振器である共振器１１，１２を用いてバンドパスフィルタを構成している。しかし、本発明は、これに限らず、誘導結合および容量結合する少なくとも２つの共振器を備えたフィルタ全般に適用することができる。例えば、本発明の高周波フィルタは、複数の１／４波長共振器を備えたものや、１／２波長共振器と１／４波長共振器とを備えたものであってもよい。また、本発明において、２つの共振器を容量結合させるための第１および第２の電極は、少なくとも一対あればよい。例えば、２つの１／４波長共振器同士を容量結合させる場合には、一対の第１および第２の電極によって、２つの１／４波長共振器同士を容量結合させることができる。

本発明の高周波フィルタは、ブルートゥース規格の通信装置や無線ＬＡＮ用の通信装置において用いられるフィルタ、特にバンドパスフィルタとして有用である。

本発明の第１の実施の形態に係る高周波フィルタの回路構成を示す回路図である。 本発明の第１の実施の形態に係る高周波フィルタの外観を示す斜視図である。 図２に示した積層基板における１層目の誘電体層の上面を示す平面図である。 図２に示した積層基板における２層目の誘電体層の上面を示す平面図である。 図２に示した積層基板における３層目の誘電体層の上面を示す平面図である。 図２に示した積層基板における４層目の誘電体層の上面を示す平面図である。 図２に示した積層基板における５層目の誘電体層の上面を示す平面図である。 図２に示した積層基板における６層目の誘電体層の上面を示す平面図である。 図２に示した積層基板における７層目の誘電体層の上面を示す平面図である。 図２に示した積層基板における８層目の誘電体層の上面を示す平面図である。 図２に示した積層基板における９層目の誘電体層の上面を示す平面図である。 図２に示した積層基板における１０層目の誘電体層の上面を示す平面図である。 図２に示した積層基板における１０層目の誘電体層およびその下の導体層を示す平面図である。 本発明の第２の実施の形態に係る高周波フィルタの積層基板における３層目の誘電体層の上面を示す平面図である。 本発明の第２の実施の形態に係る高周波フィルタの積層基板における４層目の誘電体層の上面を示す平面図である。 本発明の第３の実施の形態に係る高周波フィルタの積層基板における３層目の誘電体層の上面を示す平面図である。 本発明の第３の実施の形態に係る高周波フィルタの積層基板における４層目の誘電体層の上面を示す平面図である。 本発明の第４の実施の形態に係る高周波フィルタの積層基板における３層目の誘電体層の上面を示す平面図である。 本発明の第４の実施の形態に係る高周波フィルタの積層基板における４層目の誘電体層の上面を示す平面図である。

符号の説明

１…高周波フィルタ、２…不平衡入出力端子、３Ａ，３Ｂ…平衡入出力端子、４…直流電圧印加用端子、１１…共振器（第１の共振器）、１２…共振器（第２の共振器）、２１〜２８…キャパシタ、３０…積層基板、４３３，４３４…電極用導体層（第２の電極）、４４１，４４２…電極用導体層（第１の電極）。

Claims (4)

1. 交互に積層された誘電体層と導体層とを含む積層基板と、
   それぞれ前記積層基板内の導体層よりなり、誘導結合する第１および第２の共振器と、
   それぞれ前記積層基板内の導体層よりなり、前記第１の共振器と第２の共振器とを容量結合する、少なくとも一対の第１および第２の電極とを備え、
   前記第１の電極は、前記積層基板内に設けられたスルーホールを介して、前記第１の共振器と第２の共振器のうちの一方に接続され、
   前記第２の電極は、前記積層基板内に設けられた他のスルーホールを介して、前記第１の共振器と第２の共振器のうちの他方に接続され、
   前記第１および第２の電極は、前記第１および第２の共振器に対して前記誘電体層の積層方向における同じ側にのみ存在し、前記積層基板内の誘電体層を介して互いに対向することを特徴とする高周波フィルタ。
   
2. 前記第１の共振器と第２の共振器は、前記積層基板内の同じ誘電体層の上に配置されていることを特徴とする請求項１記載の高周波フィルタ。
3. 前記第１および第２の共振器はいずれも、両端開放の１／２波長共振器であり、
   前記第１および第２の電極は二対設けられ、
   一方の対の第１および第２の電極は、前記第１および第２の共振器の一方の端部同士を結合し、他方の対の第１および第２の電極は、前記第１および第２の共振器の他方の端部同士を結合することを特徴とする請求項１または２記載の高周波フィルタ。
4. 更に、不平衡信号の入力または出力が行われる不平衡入出力端子と、平衡信号の入力または出力が行われる２つの平衡入出力端子とを備え、
   前記第１および第２の共振器は、回路構成上、前記不平衡入出力端子と平衡入出力端子との間に設けられていることを特徴とする請求項３記載の高周波フィルタ。
   

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