JP4285608B2 - バランスフィルタ - Google Patents

Description

この発明は、不平衡−平衡の信号変換を行うバランの機能と、帯域制御行うフィルタの機能とを兼ね備えたバランスフィルタに関し、特に、小型化に有効なバランスフィルタに関する。

無線通信機器は、アンテナ、フィルタ、ＲＦスイッチ、パワーアンプ、ＲＦ−ＩＣ、バラン等の各種高周波素子によって構成される。ここで、アンテナやフィルタ等の共振素子は、接地電位を基準とした不平衡型の信号を扱うが、高周波信号の生成や処理を行うＲＦ−ＩＣは、平衡型の信号を扱うため、両者を接続する場合には、非平衡−平衡変換器として機能するバランが使用される。

この種のバランとしては、例えば特許文献１および２に示された構成が知られている。これらの特許文献１および２に開示されたバランは、不平衡線路と平衡線路との結合を結合線路を介して行うタイプのバランであり、その構造は、特許文献２の図３に開示されたように、不平衡線路と平衡線路とを一の基板上に形成するとともに、結合線路を他の基板上に形成し、不平衡線路と平衡線路の両方に結合線路を重ねることで、不平衡線路と平衡線路とを結合させた構造を有する。

このように構成されたバランの結合モードは、特許文献２の図８および段落００１６で説明されているように、「不平衡信号端子３から入力した不平衡信号は、第１結合線路１０１、第２結合線路１０２、第３結合線路１０３とこの順に伝搬」するモードとなる。

しかし、この特許文献１および２に記載されたバランの構造では、得られる周波数特性が特許文献２の図４に示された特性となるため、バランとしては使用に耐え得るがフィルタに要求される帯域特性を確保することは困難である。

一方、近年では、バランとフィルタを一体化させたバランスフィルタも多数考案されており、無線通信機器の小型化が図られている。この種のバランスフィルタとしては、例えば特許文献３に示された構成が知られている。この特許文献３に開示されたバランスフィルタは、１／４波長の共振器を用いて設計されたフィルタとバランが誘電体基板上で実現された構造を有し、フィルタを構成する誘電体層とバランを構成する誘電体層が積層されて一体形成される。

また、同文献には、ＲＦ−ＩＣがＤＣ成分に重畳された平衡信号を要求する場合に対応すべく、バランの内部にＤＣ電源層を内層した構造が開示されており、さらなる小型化が図られている。

しかし、このように、バラン部とフィルタ部を別々に形成して一体化させる構造では、高減衰のフィルタ機能が求められる場合に、フィルタ部を多段化することが必要になるため、限られたスペースの中での設計自由度が確保できなくなり、小型化が非常に困難である。
特開２０００−１３４００９号公報 特開２００１−３６３１０号公報 特開２００３−０８７００８号公報

そこで、本発明では、高減衰と小型化に有効なバランスフィルタを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、不平衡側共振電極と平衡側共振電極とを備えたバランスフィルタにおいて、前記不平衡側共振電極に対しては開放端と短絡端とが逆方向に向いた配置で設けられ、かつ、前記平衡側共振電極に対しては開放端と短絡端とが同方向に向いたコムライン配置で設けられ、かつ、該各共振電極に対して電磁界結合された段数構成共振電極を備えたことを特徴とする。

このように、バランを構成する共振電極に対して、別の共振電極をコムライン配置することで、共振器の一部が共用された状態でバランとフィルタが同時に構成されるため、簡易な構造でバランの信号変換機能とフィルタの帯域制御効果を得ることができる。ここで、コムライン配置とは、各共振電極の短絡端が同方向となる配置を意味する。

また、請求項２記載の発明は、不平衡側共振電極と平衡側共振電極とを備えたバランスフィルタにおいて、前記平衡側共振電極とインピーダンス素子を介して電磁界結合された段数構成共振電極を備え、該段数構成共振電極は、前記不平衡側共振電極に対しては開放端と短絡端とが逆方向に向いた配置で設けられ、かつ、前記平衡側共振電極に対しては開放端と短絡端とが同方向に向いたコムライン配置で設けられ、かつ、該各共振電極に対して電磁界結合されたことを特徴とする。

このように、平衡側共振電極と段数構成共振電極とをインピーダンス素子を介して結合させることで、フィルタとしての帯域制御効果を持たせることが可能になる。ここで、インピーダンス素子は、容量性でも誘導性でも良く、平衡側共振電極と段数構成共振電極とを誘電体を介して対向配置することで容量結合させた構成や、平衡側共振電極と段数構成共振電極とをインダクタンス成分を有する線路で結合させた構成を取ることが可能である。

また、請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記段数構成共振電極と前記不平衡側共振電極との間に形成されたマルチパス結合を有することを特徴とする。

このように、マルチパス結合を形成することで、得られるフィルタ特性に第２、第３の極を加えることが可能になるため、より急峻なフィルタ機能を持たせることができる。ここで、マルチパス結合とは、ある電極と別の電極との間に形成される容量性または誘導性の結合パスを意味する。

また、請求項４記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記不平衡側共振電極と前記平衡側共振電極との結合部は、λ／４長を有するストリップラインで形成され、前記段数構成共振電極はλ／４とは異なる長さのストリップラインで形成されたことを特徴とする。

このように、段数構成共振電極をλ／４とは異なる長さのストリップラインで形成することで、この段数構成共振電極の長さを変化させた内層インピーダンス調整を実現することが可能になる。

また、請求項５記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記不平衡側共振電極と前記平衡側共振電極とが互いに隣接して配置されたことを特徴とする。

このように構成することで、簡易な構造でバランとフィルタの両方の機能を備えたバランスフィルタが得られる。ここで、段数構成共振電極は、不平衡側共振電極と平衡側共振電極のいずれか一方または両方に隣接させて配置しても良く、望ましくは、平衡側共振電極に隣接して配置することで高減衰のフィルタ効果が得られる構成とする。

また、請求項６記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記不平衡側共振電極と前記平衡側共振電極とが互いに対向して配置されたことを特徴とする。

このように構成することで、簡易な構造でバランとフィルタの両方の機能を備えたバランスフィルタが得られる。ここで、段数構成共振電極は、不平衡側共振電極と平衡側共振電極のいずれか一方または両方に対向させて配置しても良く、望ましくは、平衡側共振電極に対向して配置することで高減衰のフィルタ効果が得られる構成とする。尚、段数構成共振電極の対向は全対向であっても部分対向であっても良い。

また、請求項７記載の発明は、第１の誘電体層上に形成された不平衡側共振電極と第２の誘電体層上に形成された平衡側共振電極とを第３および第４の誘電体層上にそれぞれ形成された一対のＧＮＤ電極で挟持してストリップライン構造を構成したバランスフィルタにおいて、第５の誘電体層上に形成された段数構成共振電極を備え、前記不平衡側共振電極と前記平衡側共振電極とが互いに対向して配置されるとともに、前記平衡側共振電極と前記段数構成共振電極とが互いに対向して配置され、前記段数構成共振電極は、前記不平衡側共振電極に対しては開放端と短絡端とが逆方向に向いた配置で設けられ、かつ、前記平衡側共振電極に対しては開放端と短絡端とが同方向に向いたコムライン配置で設けられ、かつ、該各共振電極に対して電磁界結合されたことを特徴とする。

このように構成することで、共振電極が部分的に共有された状態でバランとフィルタが同時に形成されるため、簡易な構造でバランとフィルタの両方の機能を備えたバランスフィルタが得られる。

また、請求項８記載の発明は、請求項７記載の発明において、第６の誘電体層上に形成された結合電極をさらに備え、該結合電極が前記平衡側共振電極と前記段数構成共振電極との間に配置されたことを特徴とする。

このように構成することで、積層構造を利用した平衡側共振電極と段数構成共振電極との結合が可能になるため、小型構造で好適なフィルタの帯域制御効果を得ることができる。

また、請求項９記載の発明は、請求項７記載の発明において、第６の誘電体層上に形成されたＤＣ電極をさらに備え、該ＤＣ電極が前記段数構成共振電極と前記ＧＮＤ電極との間に配置されたことを特徴とする。

以上説明したように、本発明によれば、小型構造で高減衰のバランスフィルタを提供することが可能になる。

以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して詳細に説明する。尚、本発明は、以下説明する実施形態に限らず適宜変更可能である。

図１は、本実施形態に係るバランスフィルタの特徴を示す等価回路図である。同図に示すように、本実施形態に係るバランスフィルタは、不平衡側の共振電極を構成するストリップライン共振器ＳＬ１ａおよびＳＬ１ｂと、平衡側の共振電極を構成するストリップライン共振器ＳＬ２ａおよびＳＬ２ｂと、段数構成共振電極を構成するストリップライン共振器ＳＬ３ａおよびＳＬ３ｂと、平衡側の共振電極と段数構成共振電極とを結合するインピーダンス素子Ｚで構成される。

不平衡側共振電極ＳＬ１ａおよびＳＬ１ｂは、それぞれλ／４ストリップラインで形成され、同図に示すように該各ストリップラインの一端で相互に接続される。そして、不平衡側共振電極ＳＬ１ａの他端が不平衡端子Ｚ _ＵＢ に接続されるとともに、不平衡側共振電極ＳＬ１ｂの他端が開放端として構成される。

平衡側共振電極ＳＬ２ａおよびＳＬ２ｂは、それぞれ片端短絡型のλ／４ストリップラインで形成され、同図に示すように、不平衡側共振電極ＳＬ１ａおよびＳＬ１ｂとそれぞれ隣接して配置される。

段数構成共振電極ＳＬ３ａおよびＳＬ３ｂは、それぞれ片端短絡型のストリップラインで形成され、同図に示すように、平衡側共振電極ＳＬ２ａおよびＳＬ２ｂとそれぞれ隣接して配置される。この段数構成共振電極ＳＬ３ａおよびＳＬ３ｂの長さは、λ／４を基本としてインピーダンス調整された長さとなる。

平衡側共振電極ＳＬ２ａおよびＳＬ２ｂと、段数構成共振電極ＳＬ３ａおよびＳＬ３ｂとは、各共振器の開放端と短絡端とが同方向に向いたコムライン配置で構成され、インピーダンス素子Ｚを介して開放端側で相互に接続される。そして、これら開放端側が平衡端子Ｚ _ＢＬａ およびＺ _ＢＬｂ に接続される。

このように構成することにより、各共振器と隣接する共振器との間で電磁界結合が生じ、その結果、不平衡側共振電極ＳＬ１ａおよびＳＬ１ｂと平衡側共振電極ＳＬ２ａおよびＳＬ２ｂとの結合によってバラン部が形成され、平衡側共振電極ＳＬ２ａおよびＳＬ２ｂと段数構成共振電極ＳＬ３ａおよびＳＬ３ｂとの結合によってフィルタ部が形成される。

その結果、平衡側共振電極ＳＬ２ａおよびＳＬ２ｂがバラン部とフィルタ部とで共用された構造でバラン機能とフィルタ機能を得ることができるため、構造が簡単で小型・低価格のバランスフィルタを実現することができる。

図２は、図１に示したバランスフィルタを多段で構成した場合の例を示す等価回路図である。同図に示すように、図１に示したバランスフィルタのフィルタ機能を強化したい場合には、段数構成共振電極ＳＬ４ａおよびＳＬ４ｂ〜ＳＬＮａおよびＳＬＮｂをインピーダンス素子Ｚを介して多段配置しても良い。

図４は、本実施形態に係るバランスフィルタが組み込まれるＲＦフロントエンド部の構成を示す回路ブロック図である。同図に示す無線通信回路は、送信経路ＴＸと受信経路ＲＸの双方にバランスフィルタ（Ｂａｌａｎｃｅｄ Ｆｉｌｔｅｒ）を組み込み、送信経路ＴＸ側に配置したバランスフィルタにＤＣ電源を供給した例である。

同図に示すように、この無線通信回路１４は、電波の送受信を行うアンテナ（ＡＮＴ）と、送信経路ＴＸと受信経路ＲＸの切替を行う高周波スイッチ（ＲＦ−ＳＷ）と、送信経路ＴＸの信号を増幅するパワーアンプ（ＰＡ）と、受信経路ＲＸの信号を増幅するローノイズアンプ（ＬＮＡ）と、送信経路ＴＸおよび受信経路ＲＸのそれぞれに配置されたバランスフィルタ（Ｂａｌａｎｃｅｄ Ｆｉｌｔｅｒ）と、高周波信号の生成や処理を行う集積回路（ＲＦ−ＩＣ）とから構成される。尚、送信経路ＴＸと受信経路ＲＸの切替は、集積回路（ＲＦ−ＩＣ）の制御ポート（ＣＯＮＴ）から出力される信号によって行われる。

アンテナ（ＡＮＴ）が受信した信号は、高周波スイッチ（ＲＦ−ＳＷ）、ローノイズアンプ（ＬＮＡ）を経由して、ＧＮＤ電位を基準とした不平衡信号の形でバランスフィルタ（Ｂａｌａｎｃｅｄ Ｆｉｌｔｅｒ）に入力され、このバランスフィルタによって不平衡信号が１８０°の位相差を有する平衡信号に変換され、集積回路（ＲＦ−ＩＣ）の受信ポートＲＸに入力される。

一方、集積回路（ＲＦ−ＩＣ）が生成した送信信号は、平衡信号の形で送信ポートＴＸから送信用のバランスフィルタ（Ｂａｌａｎｃｅｄ Ｆｉｌｔｅｒ）に入力され、このバランスフィルタによって、ＤＣバイアスが平衡端子に印加された状態で平衡信号が不平衡信号に変換され、パワーアンプ（ＰＡ）、高周波スイッチ（ＲＦ−ＳＷ）を経由して、アンテナ（ＡＮＴ）から放出される。

尚、同図に示す例では、送信経路ＴＸに配置したバランにＤＣ信号を加える構成について説明したが、無線通信回路の仕様に応じて、受信経路ＲＸ側にＤＣ信号を加える構成としても良く、また、送信および受信のいずれの経路にもＤＣ信号を加えない構成としても良い。

図５は、図４に示した送信側バランスフィルタの等価回路を示す回路ブロック図である。同図に示すように、ＤＣ信号が供給される送信側のバランスフィルタは、不平衡側の共振電極を構成するストリップライン共振器ＳＬ１ａおよびＳＬ１ｂと、平衡側の共振電極を構成するストリップライン共振器ＳＬ２ａおよびＳＬ２ｂと、帯域制御用の共振電極ＳＬ３ａおよびＳＬ３ｂと、交流信号バイパス用のコンデンサＣ１およびＣ２とから構成され、図４に示したパワーアンプ（ＰＡ）とは、不平衡端子Ｚ _ＵＢ を介して不平衡端子側で接続され、集積回路（ＲＦ−ＩＣ）とは、平衡端子Ｚ _ＢＬａ およびＺ _ＢＬｂ を介して平衡端子側で接続される。

図６は、図４に示した受信側バランスフィルタの等価回路を示す回路ブロック図である。同図に示すように、この受信側のバランスフィルタは、図５に示した送信側のバランスフィルタからＤＣ供給部分を省略した構成を有し、送信側バランスフィルタの交流信号のバイパス用コンデンサＣ１およびＣ２に替えて、特性調整用コンデンサＣ３を備えた構造を有する。

図７は、本実施形態に係るバランスフィルタの外観構造を示す斜視図である。同図に示すように、このバランスフィルタ１０は、外部端子電極として、不平衡端子５１０と、平衡端子５１２ａ、５１２ｂと、ＤＣ端子５１４と、ＧＮＤ端子５１６ａ、５１６ｂ、５１６ｃとを備える。尚、図中「ＮＣ］で示した端子は非接続端子となるが、内部に形成される不平衡側共振電極は、このＮＣ端子と不平衡端子５１０との間で対称形状で形成されているため、不平衡端子５１０とＮＣ端子とは置き換えて使用することが可能である。

図８は、図７に示したバランスフィルタのＡ−Ａ’視図を示す断面図である。同図に示すように、このバランスフィルタは、ＧＮＤ端子５１６ａ、５１６ｂに接続されたＧＮＤ電極１１２−１とＧＮＤ電極１１２−２と間に、誘電体層上に形成された不平衡側共振電極１０２と、平衡側共振電極１０４と、段数構成共振電極１０８と、ＤＣ電極１１０とが積層配置されたストリップライン構造を有する。

ここで、不平衡側共振電極１０２と平衡側共振電極１０４とは、誘電体層を介して互いに隣接対向関係となる位置に形成され、これらの結合によってバラン部が構成される。

また、平衡側共振電極１０４と段数構成共振電極１０８とは、誘電体層を介して互いに隣接対向関係となる位置に形成されるとともに、これらの間に結合電極１０６−１および１０６−２を介在させることで、平衡側共振電極１０４と段数構成共振電極１０８とが結合された構造となり、これらの結合によってフィルタ部が構成される。

また、段数構成共振電極１０８とＧＮＤ電極１１２−２との間には、ＤＣ端子５１４に接続されたＤＣ電極１１０が配置され、このＤＣ電極は、段数構成共振電極１０８とＧＮＤ電極１１２−２との間に生じる容量結合を伴ってＤＣ供給層として機能する。

尚、不平衡側共振電極１０２は、不平衡端子５１０に接続され、平衡端子側共振電極１０４は、図７に示した不平衡端子５１２ａ、５１２ｂに接続され、ＧＮＤ電極１１２−１および１１２−２は、ＧＮＤ端子５１６ａ、５１６ｂ、５１６ｃに接続され、ＤＣ電極１１０は、ＤＣ端子５１４に接続される。

図９は、図８に示したバランスフィルタの各層における電極の構成を示す第１の分解平面図である。同図（ａ）に示すように、第１の誘電体層２０−１上には、非接続端子ＮＣと、ＤＣ端子５１４と、不平衡端子５１０と、平衡端子５１２ａおよび５１２ｂと、ＧＮＤ端子５１６ａ〜５１６ｃとが形成され、これらにより本バランスフィルタの天面が構成される。

また、同図（ｂ）に示すように、第２の誘電体層２０−２上には、ＧＮＤ電極１１２−１が前述のＧＮＤ端子５１６ａ〜５１６ｃと接した状態で形成され、この第２の誘電体層２０−２が同図（ａ）に示した第１の誘電体層２０−１の下層に配置される。

図１０は、図８に示したバランスフィルタの各層における電極の構成を示す第２の分解平面図である。同図（ａ）に示すように、第３の誘電体層２０−３上には、λ／２の長さを有する不平衡側共振電極１０２が前述のＮＣ端子と不平衡端子５１０に接続された状態で形成され、この第３の誘電体層２０−３が前図（ｂ）に示した第２の誘電体層２０−２の下層に配置される。

また、同図（ｂ）に示すように、第４の誘電体層２０−４上には、前述のＤＣ端子５１４からλ／４の長さでそれぞれ延伸形成された２つのストリップラインから成る平衡側共振電極１０４が形成され、この第４の誘電体層２０−４が同図（ａ）に示した第３の誘電体層２０−３の下層に配置される。

図１１は、図８に示したバランスフィルタの各層における電極の構成を示す第３の分解平面図である。同図（ａ）に示すように、第５の誘電体層２０−５上には、前述の平衡端子５１２ａおよび５１２ｂにそれぞれ接続された結合電極１０６−１および１０６−２が形成され、この第５の誘電体層２０−５が前図（ｂ）に示した第４の誘電体層２０−４の下層に配置される。

また、同図（ｂ）に示すように、第６の誘電体層２０−６上には、前述のＤＣ端子５１４からλ／４±αの長さでそれぞれ延伸形成された２つのストリップラインから成る段数構成共振電極１０８が前述の平衡端子５１２ａおよび５１２ｂに接続された状態で形成され、この第６の誘電体層２０−６が同図（ａ）に示した第５の誘電体層２０−５の下層に配置される。

図１２は、図８に示したバランスフィルタの各層における電極の構成を示す第４の分解平面図である。同図（ａ）に示すように、第７の誘電体層２０−７上には、前述のＤＣ端子５１４に接続されたＤＣ電極１１０が形成され、この第７の誘電体層２０−７が前図（ｂ）に示した第６の誘電体層２０−６の下層に配置される。

また、同図（ｂ）に示すように、第８の誘電体層２０−８上には、前述のＧＮＤ端子５１６ａ〜５１６ｃにそれぞれ接続されたＧＮＤ電極１１２−２が形成され、この第８の誘電体層２０−８が同図（ａ）に示した第７の誘電体層２０−７の下層に配置される。

図１３は、図８に示したバランスフィルタの各層における電極の構成を示す第５の分解平面図である。同図に示すように、第９の誘電体層２０−９上には、平衡端子５１２ａおよび５１２ｂと、ＧＮＤ端子５１６ａ〜５１６ｃと、非接続端子ＮＣと、ＤＣ端子５１４と、不平衡端子５１０とが形成され、これらにより本バランスフィルタの底面が構成される。この第９の誘電体層２０−９は、前図（ｂ）に示した第８の誘電体層２０−８の下層に配置される。

尚、上述した各誘電体層２０−１〜２０−９は、積層・焼成工程を経て一体形成され、複数の誘電体層により構成された積層型のバランスフィルタとして完成する。尚、図中５１０〜５１６の符号で示した各外部電極端子は、積層・焼成後に塗布やメッキで形成することが望ましく、また、上述した各誘電体層２０−１〜２０−９の間には他の中間層を介在させてもよい。

図１４は、図８に示したバランスフィルタの等価回路を示す回路図である。同図に示すように、本バランスフィルタは、不平衡側共振電極１０２によってストリップライン共振器ＳＬ１ａおよびＳＬ１ｂが形成され、平衡側共振電極１０４によってストリップライン共振器ＳＬ２ａおよびＳＬ２ｂが形成され、段数構成共振電極１０８によってストリップライン共振器ＳＬ３ａおよびＳＬ３ｂが形成される。

そして、結合電極１０６−１および１０６−２の介在によって、平衡側ストリップラインＳＬ２ａおよびＳＬ２ｂと帯域制御ストリップラインＳＬ３ａおよびＳＬ３ｂとの間には、容量結合成分ＣａおよびＣｂがそれぞれ形成され、不平衡側ストリップラインＳＬ１ａおよびＳＬ１ｂと帯域制御ストリップラインＳＬ３ａおよびＳＬ３ｂとの間には、それぞれ容量性のマルチパス結合ＣｃおよびＣｄが形成される。

また、ＤＣ電極１１０の介在によって、該ＤＣ電極１１０とＧＮＤ電極１１２−２との間に容量結合Ｃｅが形成され、この容量結合Ｃｅが交流信号バイパス用のコンデンサとして機能する。

図１５は、図８に示したバランスフィルタの減衰および反射特性を示す特性図である。同図に示すように、図８に示したバランスフィルタの減衰特性は、極Ｔ１とＴ２とを備えた高減衰の帯域通過特性となり、不平衡側から見た反射特性Ｒ _ＵＢ と平衡側から見た反射特性Ｒ _ＢＬ とは、いずれも良好な特性が得られている。

図１６は、図８に示したバランスフィルタの位相バランスを示す特性図である。同図に示すように、図８に示したバランスフィルタでは、通過帯域内で良好な位相バランスが得られている。

図１７は、図８に示したバランスフィルタの振幅バランスを示す特性図である。同図に示すように、図８に示したバランスフィルタでは、通過帯域内で良好な振幅バランスが得られている。

図１８は、図８に示したバランスフィルタの変形例を示す断面図である。同図に示すバランスフィルタは、図８に示した構成に加えて、ＧＮＤ電極１１２−１と不平衡側共振電極１０２との間に第２の結合電極１１４−１および１１４−２を設けるとともに、平衡側共振電極１０４と段数構成共振電極１０８との対向関係を部分対向とした場合の構成例である。その他の構成は図８に示したバランスフィルタと同様である。

図１９は、図１８に示したバランスフィルタの各層における電極の構成を示す第１の分解平面図である。同図（ａ）に示すように、第１の誘電体層２０−１上には、非接続端子ＮＣと、ＤＣ端子５１４と、不平衡端子５１０と、平衡端子５１２ａおよび５１２ｂと、ＧＮＤ端子５１６ａ〜５１６ｃとが形成され、これらにより本バランスフィルタの天面が構成される。

また、同図（ｂ）に示すように、第２の誘電体層２０−２上には、ＧＮＤ電極１１２−１が前述のＧＮＤ端子５１６ａ〜５１６ｃと接した状態で形成され、この第２の誘電体層２０−２が同図（ａ）に示した第１の誘電体層２０−１の下層に配置される。

図２０は、図１８に示したバランスフィルタの各層における電極の構成を示す第２の分解平面図である。同図に示すように、第３の誘電体層２０−３上には、前述の平衡端子５１２ａおよび５１２ｂにそれぞれ接続された第２の結合電極１１４−１および１１４−２が形成され、この第３の誘電体層２０−３が前図（ｂ）に示した第２の誘電体層２０−２の下層に配置される。

図２１は、図１８に示したバランスフィルタの各層における電極の構成を示す第３の分解平面図である。同図（ａ）に示すように、第４の誘電体層２０−４上には、λ／２の長さを有する不平衡側共振電極１０２が前述のＮＣ端子と不平衡端子５１０に接続された状態で形成され、この第４の誘電体層２０−４が前図に示した第３の誘電体層２０−３の下層に配置される。

また、同図（ｂ）に示すように、第５の誘電体層２０−５上には、前述のＤＣ端子５１４からλ／４の長さでそれぞれ延伸形成された２つのストリップラインから成る平衡側共振電極１０４が形成され、この第５の誘電体層２０−５が同図（ａ）に示した第４の誘電体層２０−４の下層に配置される。

図２２は、図８に示したバランスフィルタの各層における電極の構成を示す第４の分解平面図である。同図（ａ）に示すように、第６の誘電体層２０−６上には、前述の平衡端子５１２ａおよび５１２ｂにそれぞれ接続された結合電極１０６−１および１０６−２が形成され、この第６の誘電体層２０−６が前図（ｂ）に示した第５の誘電体層２０−５の下層に配置される。

また、同図（ｂ）に示すように、第７の誘電体層２０−７上には、前述のＤＣ端子５１４からλ／４±αの長さでそれぞれ延伸形成された２つのストリップラインから成る段数構成共振電極１０８が前述の平衡端子５１２ａおよび５１２ｂに接続された状態で形成され、この第６の誘電体層２０−７が同図（ａ）に示した第６の誘電体層２０−６の下層に配置される。ここで、この段数構成共振電極１０８と前述の平衡側共振電極１０４とは、部分的に対向した構造で積層配置される。

図２３は、図８に示したバランスフィルタの各層における電極の構成を示す第５の分解平面図である。同図（ａ）に示すように、第８の誘電体層２０−８上には、前述のＤＣ端子５１４に接続されたＤＣ電極１１０が形成され、この第８の誘電体層２０−８が前図（ｂ）に示した第７の誘電体層２０−７の下層に配置される。

また、同図（ｂ）に示すように、第９の誘電体層２０−９上には、前述のＧＮＤ端子５１６ａ〜５１６ｃにそれぞれ接続されたＧＮＤ電極１１２−２が形成され、この第９の誘電体層２０−９が同図（ａ）に示した第８の誘電体層２０−８の下層に配置される。

図２４は、図８に示したバランスフィルタの各層における電極の構成を示す第６の分解平面図である。同図に示すように、第１０の誘電体層２０−１０上には、平衡端子５１２ａおよび５１２ｂと、ＧＮＤ端子５１６ａ〜５１６ｃと、非接続端子ＮＣと、ＤＣ端子５１４と、不平衡端子５１０とが形成され、これらにより本バランスフィルタの底面が構成される。この第１０の誘電体層２０−１０は、前図（ｂ）に示した第９の誘電体層２０−９の下層に配置される。

尚、上述した各誘電体層２０−１〜２０−１０は、積層・焼成工程を経て一体形成され、複数の誘電体層により構成された積層型のバランスフィルタとして完成する。尚、図中５１０〜５１６の符号で示した各外部電極端子は、積層・焼成後に塗布やメッキで形成することが望ましく、また、上述した各誘電体層２０−１〜２０−１０の間には他の中間層を介在させてもよい。

本発明によれば、簡易な構造で高減衰のバランスフィルタが実現できるため、より小型化が要求される無線通信機器への適用が期待される。

本実施形態に係るバランスフィルタの特徴を示す等価回路図である。 図１に示したバランスフィルタを多段で構成した場合の例を示す等価回路図である。 本実施形態に係るバランスフィルタが組み込まれるＲＦフロントエンド部の構成を示す回路ブロック図である。 図４に示した送信側バランスフィルタの等価回路を示す回路ブロック図である。 図４に示した受信側バランスフィルタの等価回路を示す回路ブロック図である。 本実施形態に係るバランスフィルタの外観構造を示す斜視図である。 図７に示したバランスフィルタのＡ−Ａ’視図を示す断面図である。 図８に示したバランスフィルタの各層における電極の構成を示す第１の分解平面図である。 図８に示したバランスフィルタの各層における電極の構成を示す第２の分解平面図である。 図８に示したバランスフィルタの各層における電極の構成を示す第３の分解平面図である。 図８に示したバランスフィルタの各層における電極の構成を示す第４の分解平面図である。 図８に示したバランスフィルタの各層における電極の構成を示す第５の分解平面図である。 図８に示したバランスフィルタの等価回路を示す回路図である。 図８に示したバランスフィルタの減衰および反射特性を示す特性図である。 図８に示したバランスフィルタの位相バランスを示す特性図である。 図８に示したバランスフィルタの振幅バランスを示す特性図である。 図８に示したバランスフィルタの変形例を示す断面図である。 図１８に示したバランスフィルタの各層における電極の構成を示す第１の分解平面図である。 図１８に示したバランスフィルタの各層における電極の構成を示す第２の分解平面図である。 図１８に示したバランスフィルタの各層における電極の構成を示す第３の分解平面図である。 図１８に示したバランスフィルタの各層における電極の構成を示す第４の分解平面図である。 図１８に示したバランスフィルタの各層における電極の構成を示す第５の分解平面図である。 図１８に示したバランスフィルタの各層における電極の構成を示す第６の分解平面図である。

符号の説明

１０…バランスフィルタ、１４…無線通信回路、２０…誘電体基板、１０２…不平衡側共振電極、１０４…平衡側共振電極、１０６…結合電極、１０８…段数構成共振電極、１１０…ＤＣ電極、１１２…ＧＮＤ電極、１１４…第２の結合電極、５１０…不平衡端子、５１２…平衡端子、５１４…ＤＣ端子、５１６…ＧＮＤ端子

Claims (9)

1. 不平衡側共振電極と平衡側共振電極とを備えたバランスフィルタにおいて、
   前記不平衡側共振電極に対しては開放端と短絡端とが逆方向に向いた配置で設けられ、かつ、前記平衡側共振電極に対しては開放端と短絡端とが同方向に向いたコムライン配置で設けられ、かつ、該各共振電極に対して電磁界結合された段数構成共振電極を備えたことを特徴とするバランスフィルタ。
2. 不平衡側共振電極と平衡側共振電極とを備えたバランスフィルタにおいて、
   前記平衡側共振電極とインピーダンス素子を介して電磁界結合された段数構成共振電極を備え、該段数構成共振電極は、前記不平衡側共振電極に対しては開放端と短絡端とが逆方向に向いた配置で設けられ、かつ、前記平衡側共振電極に対しては開放端と短絡端とが同方向に向いたコムライン配置で設けられ、かつ、該各共振電極に対して電磁界結合されたことを特徴とするバランスフィルタ。
3. 前記段数構成共振電極と前記不平衡側共振電極との間に形成されたマルチパス結合を有することを特徴とする請求項２記載のバランスフィルタ。
4. 前記不平衡側共振電極と前記平衡側共振電極との結合部は、λ／４長を有するストリップラインで形成され、前記段数構成共振電極はλ／４とは異なる長さのストリップラインで形成されたことを特徴とする請求項２記載のバランスフィルタ。
5. 前記不平衡側共振電極と前記平衡側共振電極とが互いに隣接して配置されたことを特徴とする請求項１記載のバランスフィルタ。
6. 前記不平衡側共振電極と前記平衡側共振電極とが互いに対向して配置されたことを特徴とする請求項１記載のバランスフィルタ。
7. 第１の誘電体層上に形成された不平衡側共振電極と第２の誘電体層上に形成された平衡側共振電極とを第３および第４の誘電体層上にそれぞれ形成された一対のＧＮＤ電極で挟持してストリップライン構造を構成したバランスフィルタにおいて、
   第５の誘電体層上に形成された段数構成共振電極を備え、
   前記不平衡側共振電極と前記平衡側共振電極とが互いに対向して配置されるとともに、前記平衡側共振電極と前記段数構成共振電極とが互いに対向して配置され、
   前記段数構成共振電極は、前記不平衡側共振電極に対しては開放端と短絡端とが逆方向に向いた配置で設けられ、かつ、前記平衡側共振電極に対しては開放端と短絡端とが同方向に向いたコムライン配置で設けられ、かつ、該各共振電極に対して電磁界結合されたことを特徴とするバランスフィルタ。
8. 第６の誘電体層上に形成された結合電極をさらに備え、該結合電極が前記平衡側共振電極と前記段数構成共振電極との間に配置されたことを特徴とする請求項７記載のバランスフィルタ。
9. 第６の誘電体層上に形成されたＤＣ電極をさらに備え、該ＤＣ電極が前記段数構成共振電極と前記ＧＮＤ電極との間に配置されたことを特徴とする請求項７記載のバランスフィルタ。

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