JP4895982B2 - フィルタ装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば携帯電話、無線ＬＡＮ（Local Area Network）、ＵＷＢ（Ultra Wide Band）等の無線通信機器その他の各種通信機器等において使用されるフィルタ装置およびこれを用いた無線通信モジュールならびに無線通信機器に関するものである。

近年、携帯電話機や無線ＬＡＮ等の様々な用途で無線通信機器が用いられるようになっており、各無線通信機器において使用される周波数が互いに近くなっていることから、これらの無線通信機器には、所望周波数帯域の信号のみを選択的に通過させるとともに、通過帯域の低周波側および高周波側に近接した信号帯域における不所望信号の混入を防止して良質の通信を行ない得るようにするために、通過周波数帯域の低周波側および高周波側の減衰帯域にそれぞれ減衰極を備えた帯域通過特性を有するフィルタ装置が搭載されている。

情報伝送容量の増加に伴い、無線通信機器は使用可能な周波数帯域において、高周波化と広帯域化とで利用帯域幅を拡張して情報伝送容量を確保するようになってきている。そのため、通過帯域が広く、通過帯域の近傍に減衰極を有する（急峻な減衰特性を有する）フィルタ装置が求められるようになってきている。また、無線通信機器に対する小型化薄型化の要求により、複数の誘電体と電極とを積層したフィルタ装置が採用されている。

従来のフィルタ装置として、図10に分解斜視図で示すような、多数の誘電体シート11ａが積層・接合されて焼結一体化されている誘電体チップ11の内部に、複数の共振器内導体13ａ，13ｃと内挿入出力電極14・15とが埋設され、誘電体チップ11の外面には、共振器外導体12ｂと外部入出力電極14ａ・15ａとが設けられているストリップ線路型の積層誘電体フィルタにおいて、複数の共振器内導体13ａ，13ｃの配置は共振器内導体13ａ，13ｃの短絡端と開放端とが互い違いとなるインターデジタル型であり、隣接する共振器内導体13ａ・13ｃの短絡端近傍の共振器外導体12ｂ・12ｂ間を繋ぐ短絡端接続パターン16が埋設されたものが知られている（例えば、特許文献１を参照。）。これによれば、短絡端接続パターン16を形成する層の位置や、パターン幅などのパターン形状を変えることにより、通過帯域付近の任意の周波数に減衰極を設定し、急峻な減衰特性を得ることができるというものである。
特開平11−88009号公報

近年、新しい通信手段として着目されているＵＷＢは、10ｍ程度の短い距離において広い周波数帯域を使用して大容量のデータ転送を実現するものであり、例えば米国ＦＣＣ（Federal Communication Commission）の規定によると3.1〜10.6ＧＨｚという非常に広い周波数帯域を使用する計画となっている。そして、日本では、無線ＬＡＮのＩＥＥＥ802.11.aにおいて使用される5.15ＧＨｚ〜5.25ＧＨｚを避ける形で、3.4ＧＨｚ〜4.8ＧＨｚ程度の帯域を使用するローバンドと7.25ＧＨｚ〜10.25ＧＨｚ程度の帯域を使用するハイバンドとに分割された規格が立案されている。このため、ローバンド用のフィルタであれば、3.4ＧＨｚ〜4.8ＧＨｚ程度の広い帯域を使用する（通過させる）のに対してわずかに0.35ＧＨｚしか離れていない5.15ＧＨｚでは減衰するという非常に急峻な減衰特性が求められている。

しかしながら、従来のフィルタ装置では、通過帯域よりも低域側または高域側にそれぞれ１つの減衰極を発生させることしかできないため、例えばＵＷＢのローバンドのような広い通過帯域の両側で急峻に減衰する極を形成すると、この減衰極よりさらに高周波側および低周波側に減衰特性の跳ね上がりのある減衰特性となってしまうので、通過帯域の高周波側の無線ＬＡＮで使用する帯域における減衰量が十分ではなく、その無線ＬＡＮと干渉してしまうという問題があった。

本発明は、上記問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的は、通過帯域よりも低域側および高域側に減衰極を発生させることができ、かつ通過帯域よりも低域側および高域側の減衰量が充分に確保できる、例えばＵＷＢ用にも用いることのできるフィルタ装置を提供することにある。

本発明のフィルタ装置は、複数の誘電体層が積層されてなる積層体と、該積層体を挟んで対向するように配置された接地電極と、前記積層体内において電磁界結合するように平面視で短絡端と開放端とが互い違いに横並びに整列された３個以上の奇数個の共振器電極と、前記積層体内において前記共振器電極が配置された前記誘電体層間とは異なる層間に形成され、初段の前記共振器電極に沿った形状で対向して電磁界結合するとともに、平面視で初段の前記共振器電極の前記開放端側に外部回路からの電気信号が入力される電気信号入力点を有する入力結合電極と、前記積層体内において前記共振器電極が配置された前記誘電体層間とは異なる層間に形成され、最終段の前記共振器電極に沿った形状で対向して電磁界結合するとともに、平面視で最終段の前記共振器電極の前記開放端側に外部回路へ電気信号が出力される電気信号出力点を有する出力結合電極と、一端部および他端部を有しており、前記一端部が、前記入力結合電極または前記出力結合電極に対して初段または最終段の前記共振器電極とは反対側に配置されて、前記入力結合電極または前記出力結合電極と前記誘電体層を挟んで対向して電磁界結合しており、前記他端部が、前記一端部が対向する前記入力結合電極または前記出力結合電極が対向している初段または最終段の前記共振器電極以外の前記共振器電極に前記誘電体層を挟んで、間に前記入力結合電極および前記出力結合電極が介在することなく対向して電磁界結合する結合電極とを備えることを特徴とするものである。

また、本発明のフィルタ装置は、上記構成において、前記結合電極の前記一端部と前記他端部とを接続する接続部が、前記入力結合電極または前記出力結合電極の長さ方向の中央よりも前記電気信号入力点または前記電気信号出力点から離れた側に配置されていることを特徴とするものである。

また、本発明のフィルタ装置は、上記構成において、前記結合電極は、前記入力結合電極に電磁界結合するものと前記出力結合電極に結合するものとの２つあることを特徴とするものである。

また、本発明のフィルタ装置は、上記各構成において、前記共振器電極が配置された前記誘電体層間に、平面視で奇数個の前記共振器電極を取り囲むように形成された内部接地電極を備えることを特徴とするものである。

また、本発明のフィルタ装置は、上記各構成において、前記接地電極と前記共振器電極との間において前記誘電体層を挟んで前記接地電極と対向するとともに、複数の前記共振器電極の開放端にそれぞれ接続された複数の容量電極を有することを特徴とするものである。

また、本発明のフィルタ装置は、上記構成において、前記容量電極の一部が前記誘電体層を挟んで前記内部接地電極と対向して電磁界結合するように配置されていることを特徴とするものである。

また、本発明のフィルタ装置は、上記各構成において、前記誘電体層を挟んで初段の前記共振器電極に接続された前記容量電極と対向して電磁界結合し、前記入力結合電極に接続された補助入力結合電極と、前記誘電体層を挟んで最終段の前記共振器電極に接続された前記容量電極と対向して電磁界結合し、前記出力結合電極に接続された補助出力結合電極とを備えることを特徴とするものである。

本発明の無線通信モジュールは、上記各構成のいずれかの本発明のフィルタ装置を備えることを特徴とするものである。

本発明の無線通信機器は、上記各構成のいずれかの本発明のフィルタ装置を含むＲＦ部と、該ＲＦ部に接続されたベースバンド部と、前記ＲＦ部に接続されたアンテナとを備えることを特徴とするものである。

本発明のフィルタ装置によれば、初段の共振器電極に沿った形状で対向して電磁界結合するとともに、平面視で初段の共振器電極の開放端側に電気信号入力点を有する入力結合
電極と、最終段の共振器電極に沿った形状で対向して電磁界結合するとともに、平面視で最終段の共振器電極の開放端側に外部回路へ電気信号が出力される電気信号出力点を有する出力結合電極とを備えることから、入力結合電極と初段の共振器電極との結合および出力結合電極と最終段の共振器電極との結合は、誘電体層を介してブロードサイドにインターデジタル型で結合するので、磁界による結合と電界による結合とが加算されてさらに強く電磁界結合することができ、従来の１／４波長共振器を利用したフィルタで実現可能だった領域を遙かに超えた広い通過帯域であっても、挿入損失が大きく増加することのない、広い通過帯域の全域に渡って平坦で低損失な通過特性を有するフィルタ装置を得ることができる。また、一端部および他端部を有しており、一端部が、入力結合電極または前記出力結合電極に対して初段または最終段の前記共振器電極とは反対側に配置されて、入力結合電極または出力結合電極と誘電体層を挟んで対向して電磁界結合しており、他端部が、一端部が対向する入力結合電極または出力結合電極が対向している初段または最終段の共振器電極以外の共振器電極に誘電体層を挟んで、間に入力結合電極および出力結合電極が介在することなく対向して電磁界結合する結合電極を備えることから、入力結合電極と出力結合電極との間で、横並びの共振器電極を介して伝達される信号と、結合電極と複数の共振器電極の一部を介して伝達される信号との間に180°の位相差が生じて互いに打ち
消し合うので、通過帯域の高周波側および低周波側に減衰極が形成され、通過帯域の高周波側および低周波側の減衰量が大きくなる。このような結果として、広い通過帯域を有し、その高周波側および低周波側の減衰量が大きく低損失な、減衰特性が優れたフィルタ装置を得ることができる。

また、本発明のフィルタ装置によれば、結合電極の一端部と他端部とを接続する接続部が、入力結合電極または出力結合電極の長さ方向の中央よりも電気信号入力点または電気信号出力点から離れた側に配置されているときには、通過帯域の高周波側において、入力結合電極および出力結合電極のそれぞれが１／２波長共振することにより発生する減衰極より通過帯域に近い側（低周波側）に減衰極が発生することとなる。これにより、通過帯域の高周波側の減衰がより大きく、また、より急峻なものとなり、特に通過帯域の高周波側における減衰特性がより優れたフィルタ装置となる。

また、本発明のフィルタ装置によれば、結合電極が入力結合電極に電磁界結合するものと出力結合電極に結合するものとの２つあるときには、結合電極による減衰極が形成される周波数の調整が容易となるので、結合電極の大きさを極端に大きくしたり、誘電体層を極端に薄くしたりする必要がなく、容易にフィルタ装置を形成することができる。

また、本発明のフィルタ装置によれば、共振器電極が配置された誘電体層間に、平面視で奇数個の共振器電極を取り囲むように形成された内部接地電極を備えるときには、内部接地電極が共振器電極の周囲を取り囲むことによって、共振器電極から発生する電磁波の周囲への漏洩を低減することができる。この効果は、モジュール基板の一部の領域に本発明のフィルタ装置が形成される場合に、モジュール基板の他の領域への悪影響を防止する上で特に有用である。また、内部接地電極により、共振器電極の長さ方向の両側に接地電位に接続される電極が存在することになるため、互い違いに配置された各々の共振器電極の短絡端を容易に短絡させることができる。

また、本発明のフィルタ装置によれば、接地電極と共振器電極との間において誘電体を挟んで接地電極と対向するとともに、複数の共振器電極の開放端にそれぞれ電気的に接続された複数の容量電極を有するときには、容量電極と接地電極との間の距離は共振器電極と接地電極との距離より短くなり、これにより共振器電極と接地電極との間の結合がより強くなり、共振器電極の容量結合が強化されるので、各共振器電極の長さを短縮することができ、より小型のフィルタ装置を提供することができる。

また、本発明のフィルタ装置によれば、容量電極の一部が誘電体層を挟んで内部接地電極と対向するように配置されているときには、内部接地電極は共振器電極と同じ誘電体層間と同じ誘電体層間に形成されており、容量電極を内部接地電極と電磁界結合させるように対向させると、共振器電極と容量電極との電気的接続を行なう貫通導体等の配線長を短くすることができるので、この配線による不要なインダクタンスを減らすことができ、この電極間の配線のインダクタンスによる副次的な共振のない、優れたフィルタ特性を有するフィルタ装置とすることができる。

また、本発明のフィルタ装置によれば、誘電体層を挟んで初段の共振器電極に接続された容量電極と対向して電磁界結合し、入力結合電極に接続された補助入力結合電極と、誘電体層を挟んで最終段の共振器電極に接続された容量電極と対向して電磁界結合し、出力結合電極に接続された補助出力結合電極とを備えるときには、初段の共振器電極に接続された容量電極と入力結合電極に接続された補助入力結合電極との間の電磁界結合が、初段の共振器電極と入力結合電極との間の電磁界結合に加算され、同様に、最終段の共振器電極に接続された容量電極と出力結合電極に接続された補助出力結合電極との間の電磁界結合が、最終段の共振器電極と出力結合電極との間の電磁界結合に加算されるので、入力結合電極と初段の共振器電極との間の電磁界結合、および出力結合電極と最終段の共振器電極との間の電磁界結合がさらに強まり、非常に広い通過帯域幅であっても、挿入損失の増加がさらに低減された、広い通過帯域の全域に渡ってより平坦でより低損失な通過特性を有するフィルタ装置を得ることができる。この効果は、容量電極を形成して共振器電極を短くすると、入力結合電極と初段の共振器電極とが重なる面積、および出力結合電極と最終段の共振器電極とが重なる面積が小さくなり、それぞれの間の電磁界結合が小さくなるので、このような場合に特に有用であり、小型で高性能のフィルタ装置を得ることができる。

本発明の無線通信モジュールおよび本発明の無線通信機器によれば、通信帯域の全域に渡って通過する信号の損失が小さい本発明のフィルタ装置を送信信号および受信信号の濾波に用いることにより、フィルタ装置を通過する受信信号および送信信号の減衰が少なくなるため、受信感度が向上し、また、送信信号および受信信号の増幅度を小さくできるため増幅回路における消費電力が少なくなる。よって受信感度が高く消費電力が少ない高性能な無線通信モジュールおよび無線通信機器を得ることができる。

本発明のフィルタ装置について以下に詳細に説明する。図１〜図３はそれぞれ本発明のフィルタ装置の実施の形態の一例を示す分解斜視図である。図１〜図３において、１ａは誘電体層、１は複数の誘電体層１ａが積層されてなる積層体、２は接地電極、２ａは内部接地電極、３ａ〜３ｅは共振器電極、３ａは初段の共振器電極、３ｃは最終段の共振器電極、４は入力結合電極、５は出力結合電極、４ａは入力端子電極、５ａは出力端子電極、６は結合電極である。また、破線は、誘電体層１ａの上下に位置する導体層を電気的に接続するための、誘電体層１ａを貫通する貫通導体があることを示している。なお、以下の図においても、同様の部位には同じ符号を付してある。

図１〜図３に示す例では、本発明のフィルタ装置は、積層体１の外表面に形成された入力端子電極４ａに外部回路から入力された電気信号は、入力端子電極４ａが接続された電気信号入力点から入力結合電極４へ伝達され、主に、入力結合電極４と電磁界結合した初段の共振器電極３ａへ、さらに電磁結合により最終段の共振器電極３ｃへ伝達され、最終段の共振器電極３ｃと電磁結合された出力結合電極５を介して出力端子電極５ａへと伝達されてフィルタとして機能する。

本発明のフィルタ装置は、図１に示す例のように、複数の誘電体層１ａが積層されてなる積層体１と、この積層体１を挟んで対向するように配置された接地電極２・２と、積層体１内において電磁界結合するように平面視で短絡端と開放端とが互い違いに横並びに整列された３個以上の奇数個の共振器電極３ａ〜３ｃと、積層体１内において共振器電極３ａ〜３ｃが配置された誘電体層１ａの層間とは異なる層間に形成され、初段の共振器電極３ａに沿った形状で対向して電磁界結合するとともに、平面視で初段の共振器電極３ａの開放端側に外部回路から電気信号が入力される電気信号入力点を有する入力結合電極４と、積層体１内において共振器電極３ａ〜３ｃが配置された誘電体層１ａ・１ａ間とは異なる層間に形成され、最終段の共振器電極３ｃに沿った形状で対向して電磁界結合するとともに、平面視で最終段の共振器電極３ｃの開放端側に外部回路へ電気信号が出力される電気信号出力点を有する出力結合電極５と、一端部および他端部を有しており、一端部が、入力結合電極４または出力結合電極５に対して初段または最終段の共振器電極３ａ，３ｃとは反対側に配置されて対向して電磁界結合しており、他端部が、一端部が対向する入力結合電極４または出力結合電極５が対向している初段または最終段の共振器電極３ａ，３ｃ以外の共振器電極３ｂに誘電体層１ａを挟んで、間に入力結合電極および出力結合電極３ａ，３ｃが介在することなく対向して電磁界結合する結合電極６とを備えることを特徴とするものである。

本発明のフィルタ装置によれば、このような構成としたことから、入力結合電極４と初段の共振器電極３ａとの結合および出力結合電極５と最終段の共振器電極３ｃとの結合は、誘電体層１ａを介してブロードサイドにインターデジタル型で結合するので、磁界による結合と電界による結合とが加算されてさらに強く電磁界結合することができ、従来の１／４波長共振器を利用したフィルタで実現可能だった領域を遙かに超えた広い通過帯域であっても、挿入損失が大きく増加することのない、広い通過帯域の全域に渡って平坦で低損失な通過特性を有するフィルタ装置を得ることができる。また、入力結合電極４と出力結合電極５との間で、横並びの共振器電極３ａ〜３ｃを介して伝達される信号と、結合電極６と複数の共振器電極の一部３ｂ，３ｃを介して伝達される信号との間に180°の位相差が生じて互いに打ち消し合うので、通過帯域の高周波側および低周波側に減衰極が形成され、通過帯域の高周波側および低周波側の減衰量が大きくなる。このような結果として、広い通過帯域を有し、その高周波側および低周波側の減衰量が大きく低損失な、減衰特性が優れたフィルタ装置を得ることができる。

図４（ａ）〜（ｅ）は、それぞれ本発明のフィルタ装置の実施の形態の一例について図１に示す例における結合電極６が形成された絶縁層１ａを透視して上面視した平面図であり、結合電極６とその下の絶縁層１ａ上に形成された入力結合電極４および出力結合電極５との重なりの例を示している。図４（ａ）〜（ｅ）において、４ｃは電気信号入力点、５ｃは電気信号出力点、６ａは結合電極６の一端部、６ｂは結合電極６の接続部、６ｃは結合電極６の他端部である。

本発明のフィルタ装置は、上記構成において、図４（ａ）〜（ｅ）に示す例のように、結合電極６の一端部６ａと他端部６ｃとを接続する接続部６ｂが、入力結合電極４または出力結合電極５の長さ方向の中央よりも電気信号入力点４ｃまたは電気信号出力点５ｃから離れた側に配置されていることが好ましい。このようにすると、通過帯域の高周波側において、入力結合電極４および出力結合電極５のそれぞれが１／２波長共振することにより発生する減衰極より通過帯域に近い側（低周波側）に減衰極が発生することとなる。これにより、通過帯域の高周波側の減衰がより大きく、また、より急峻なものとなり、特に通過帯域の高周波側における減衰特性がより優れたフィルタ装置となる。

また、本発明のフィルタ装置は、図２に示す例のように、上記構成において、結合電極６は、入力結合電極４に電磁界結合するものと出力結合電極５に電磁界結合するものとの２つあることが好ましい。このようにすると、結合電極６による減衰極が形成される周波数の調整が容易となるので、結合電極６の大きさを極端に大きくしたり、誘電体層１ａを極端に薄くしたりする必要がなく、容易にフィルタ装置を形成することができる。

また、本発明のフィルタ装置は、図２および図３に示す例のように、上記構成において、共振器電極３ａ〜３ｅが配置された誘電体層間１ａ・１ａ間に、平面視で奇数個の共振器電極３ａ〜３ｅの周囲を取り囲むように形成された内部接地電極２ａを備えることが好ましい。このように内部接地電極２ａが共振器電極３ａ〜３ｅの周囲を取り囲むことによって、共振器電極３ａ〜３ｅから発生する電磁波の周囲への漏洩を低減することができる。この効果は、モジュール基板の中の一部の領域にフィルタ装置が形成される場合に、モジュール基板の他の領域への悪影響を防止する上で特に有用である。また、内部接地電極２ａにより、共振器電極３ａ〜３ｅの長さ方向の両側に接地電位に接続される電極が存在することになるため、互い違いに配置された各々の共振器電極３ａ〜３ｅの一方端を容易に短絡させることができる。

図５および図６は図１と同様の分解斜視図であり、図５および図６において、４ｂは補助入力結合電極、５ｂは補助出力結合電極、７ａ〜７ｃは容量電極である。

また、本発明のフィルタ装置は、上記各構成において、図５および図６に示す例のように、接地電極２と共振器電極３ａ〜３ｃとの間において誘電体層１ａを挟んで接地電極２と対向するとともに、複数の共振器電３ａ〜３ｃの開放端にそれぞれ接続された複数の容量電極７ａ〜７ｃを有することが好ましい。このような構成とすると、容量電極７ａ〜７ｃと接地電極２との距離は共振器電極３ａ〜３ｃと接地電極２との距離より短くなり、これにより、共振器電極３ａ〜３ｃと接地電極２との間の結合がより強くなり共振器電極３ａ〜３ｃの容量結合が強化されるので、各共振器電極３ａ〜３ｃの長さを短縮することができ、より小型なフィルタ装置を提供することができる。

また、本発明のフィルタ装置は、上記構成において、図６に示す例のように、容量電極７ａ〜７ｃの一部が誘電体層１ａを挟んで内部接地電極２ａと対向して電磁界結合するように配置されていることが好ましい。このようにすると、内部接地電極２ａは共振器電極３ａ〜３ｃが形成された誘電体層１ａ・１ａ間と同じ誘電体層１ａ・１ａ間に形成されており、容量電極７ａ〜７ｃを内部接地電極２ａと結合させるように対向させると、容量電極７ａ〜７ｃを接地電極２のみと結合させるように対向させた場合と比較して、共振器電極３ａ〜３ｃと容量電極７ａ〜７ｃとの電気的接続を行なう貫通導体等の配線長を短くすることができるので、この配線による不要なインダクタンスを減らすことができ、このインダクタンスによる副次的な共振のない優れたフィルタ特性を有するフィルタ装置とすることができる。また、共振器電極３ａ〜３ｃと容量電極７ａ〜７ｃとの電気的接続を行なう貫通導体等の配線長が同じ場合であっても、容量電極７ａ〜７ｃと内部接地電極２ａとの間の静電容量が加わるので、共振器電極３ａ〜３ｃの開放端と接地電位との間の静電容量がさらに増加し、共振器電極３ａ〜３ｃの長さを短縮することができるので、より小型なフィルタ装置を得ることができる。

また、本発明のフィルタ装置は、図６に示す例のように、上記構成において、誘電体層１ａを挟んで初段の共振器電極３ａに接続された容量電極７ａと対向して電磁界結合し、入力結合電極４に接続された補助入力結合電極４ｂと、誘電体層１ａを挟んで最終段の共振器電極３ｃに接続された容量電極７ｃと対向して電磁界結合し、出力結合電極５に接続された補助出力結合電極５ｂとを備えることが好ましい。このようにしたときには、初段の共振器電極３ａに接続された容量電極７ａと入力結合電極４に接続された補助入力結合電極４ｂとの間の電磁界結合が、初段の共振器電極３ａと入力結合電極４との間の電磁界結合に加算される。同様に、最終段の共振器電極３ｃに接続された容量結合７ｃと出力結合電極５に接続された補助出力結合電極５ｂとの間の電磁界結合が、最終段の共振器電極３ｃと出力結合電極５との間の電磁界結合に加算される。これらによって、入力結合電極４と初段の共振器電極３ａとの間の電磁界結合、および出力結合電極５と最終段の共振器電極３ｃとの間の電磁界結合がさらに強まるので、非常に広い通過帯域幅であっても、挿入損失の増加がさらに低減された、広い通過帯域の全域に渡ってより平坦でより低損失な通過特性を有するフィルタ装置を得ることができる。この効果は、容量電極７ａ〜７ｃを形成して共振器電極３ａ〜３ｃを短くすると、入力結合電極４と初段の共振器電極３ａとが重なる面積、および出力結合電極５と最終段の共振器電極３ｃとが重なる面積が小さくなり、それぞれの間の電磁界結合が小さくなるので、このような場合に特に有用であり、小型で高性能のフィルタ装置を得ることができる。

接地電極２・２は、誘電体層１ａが積層された積層体１の上下面に、入力端子電極４ａおよび出力端子電極５ａの周囲を除いたほぼ全面に配置されており、接地電位に接続されている。

共振器電極３ａ〜３ｅは、積層体１内において互いに電磁界結合するように平面視で横並びに整列されていればよい。通常は、例えば図１に示すように、３つの共振器電極３ａ〜３ｃが１つの誘電体層１ａ・１ａ間に配置されるが、共振器電極３ａ，３ｃを１つの誘電体層１ａ・１ａ間に配置し、共振器電極３ｂを誘電体層１ａを１層介した別の誘電体層１ａ・１ａ間に配置してもよい。このように配置すると、隣り合う共振器電極間における短絡がないのでその形成は容易になるので好ましいが、誘電体層１ａの層数が増加してフィルタ装置の厚みは厚いものとなる。

また、共振器電極３ａ〜３ｅは、短絡端と開放端とが互い違いに、いわゆるインターデジタル型に配置されており、これにより、コムライン型の配置と比較して共振器電極３ａ〜３ｅの結合は強い結合となる。このため、共振器電極３ａ〜３ｅのパターン幅を小さくして磁界を強める必要がないので、共振器電極３ａ〜３ｅのパターン幅を大きくすることによって共振器電極３ａ〜３ｅの電気抵抗を小さくし、共振器の急峻性共振の鋭さを示すＱ値（quality factor）を高くすることができる。その結果として、広い通過帯域であっても、挿入損失が大きく増加することのない、広い通過帯域の全域に渡って平坦で低損失な通過特性を有するフィルタ装置を得ることができる。

共振器電極３ａ〜３ｅの間隔は小さい方が強い結合が得られ、容易に通過帯域を広くできるので好ましいが、短絡端から開放端の間において互いに短絡しないようにして等間隔に良好に形成するには、例えば、0.05〜0.5ｍｍ程度に設定される。横並びに配置されて相互に電磁界結合するためには、共振器電極３ａ〜３ｅの形状は細長い帯状のものであるのが好ましい。

本発明のフィルタ装置においては、共振器電極３ａ〜３ｅは奇数個であるが、これは、偶数個であると入力結合電極４と出力結合電極５との間で、横並びの共振器電極３ａ〜３ｅを介して伝達される信号の位相が横並びの共振器電極３ａ〜３ｅが奇数個の場合と比較して位相の変化が異なるため、上記のような結合電極６による減衰特性の変化が起こらないからである。

また、図１、図２、図５、および図６に示す例では３個の共振器電極３ａ〜３ｃでフィルタ装置を形成しているが、さらに広い通過帯域を構成したい場合やさらに通過帯域外の減衰特性が優れたフィルタ装置を得ようとするときには、図３に示す例のように、５個の共振器電極３ａ〜３ｅでフィルタ装置を構成してもよい。しかし、共振器電極の数については、多くなりすぎると通過帯域における損失が増加するとともにフィルタ装置が大型化するので、実用上は５個程度以下とされる場合が多い。ＵＷＢのローバンド用途では、損失と減衰特性とのバランスから３個が好ましい。

共振器電極３ａ〜３ｅは、上下の接地電極２，２と共にストリップライン共振器を構成しており、短絡端が上下の接地電極２，２に接続されて接地電位に接続されることによって、１／４波長共振器として機能する。共振器電極３ａ〜３ｅと上下の接地電極２，２との接続は、図１に示す例のように、共振器電極３ａ〜３ｃを形成した誘電体層１ａ・１ａ間に共振器電極３ａ〜３ｃの短絡端同士を接続するための導体層を設け、この導体層と貫通導体（図示せず。）とにより接続したり、この導体層を誘電体層１ａの端部まで延ばして誘電体層１ａの端面（積層体１の側面）に形成した端面導体（図示せず。）により接続したりすればよい。共振器電極３ａ〜３ｅの短絡端同士を接続するための導体層を設けない場合は、共振器電極３ａ〜３ｅのそれぞれを貫通導体により接地電極２・２に接続してもよいし、共振器電極３ａ〜３ｅの短絡端を誘電体層１ａの端部まで延ばして誘電体層１ａの端面（積層体１の側面）に形成した端面導体により接地電極２・２に接続してもよい。端面導体で接続すると、共振器電極３ａ〜３ｅから発生する電磁波の周囲への漏洩を低減するシールド層として端面導体を機能させることができ、貫通導体の場合でも、その間隔を小さくしたり、共振器電極３ａ〜３ｅの周りに二重以上に配列し、側面から見てできるだけ貫通導体を隙間なく配置したりすれば、同様にシールドの機能がより顕著になるので好ましい。図１に示す例のように、共振器電極３ａ〜３ｃの短絡端同士を接続するための導体層を設けると、共振器電極３ａ〜３ｃの短絡端を接地電極２，２に接続するのが容易となるので好ましい。

内部接地電極２ａは、上述した共振器電極３ａ〜３ｅの短絡端同士を接続するための導体層と、共振器電極３ａ〜３ｅの並びの両側に形成された導体層とからなる環状のものである。内部接地電極２ａと共振器電極３ａ〜３ｅとの距離は、共振器電極３ａ〜３ｅによる磁界に影響を与えてフィルタ装置のＱ値が低下し通過帯域の損失が大きくなってしまわないように、共振器電極３ａ〜３ｅによる磁束が通過できる距離があればよく、共振器電極３ａ〜３ｅと接地電極２との間の距離より大きいことが好ましい。

入力結合電極４および出力結合電極５は、それぞれ初段の共振器電極３ａおよび最終段の共振器電極３ｃと電磁界結合するものであるので、それぞれ初段の共振器電極３ａおよび最終段の共振器電極３ｃに沿った形状である。上述したように、共振器電極３ａ〜３ｅの形状は細長い帯状とするのが好ましいので、入力結合電極４および出力結合電極５の形状も細長い帯状とするのが好ましい。

入力結合電極４と出力結合電極５とは、図１、図３および図５に示す例では、両方とも共振器電極３ａ〜３ｅに対して誘電体層１ａを挟んで上側の同一の誘電体層１ａ・１ａ間に配置しているが、図２および図６に示す例のように、共振器３ａ〜３ｅに対して誘電体層１ａを挟んで上下の異なる誘電体層１ａ・１ａ間に配置してもよい。

また、入力結合電極４および出力結合電極５の平面視での配置については、図４（ａ）や図４（ｄ）に示す例のように、入力結合電極４および出力結合電極５が内部接地電極２ａと結合するように平面視で重なると、それらの間に発生する不要な浮遊容量が大きくなってしまうので、図４（ｂ），図４（ｃ）および図４（ｅ）に示す例のように、入力結合電極４および出力結合電極５が平面視で内部接地電極２ａと重ならないように配置することが好ましい。

入力結合電極４および出力結合電極５は、積層体１の外表面に形成された入力端子電極４ａおよび出力端子電極５ａにそれぞれ接続される。図１〜図６に示す例では、積層体１の上面や下面に形成された入力端子電極４ａおよび出力端子電極５ａに貫通導体で接続されているが、積層体１の側面に形成した端面導体により接続してもよい。また、積層体１の側面に形成した入力端子電極４ａおよび出力端子電極５ａに入力結合電極４および出力結合電極５から引き出した導体層で接続してもよい。不要な浮遊容量の発生を抑えるためには、積層体１の上面や下面に形成された入力端子電極４ａおよび出力端子電極５ａに貫通導体で接続するのが好ましい。

結合電極６は、入力結合電極４または出力結合電極５に対向して電磁界結合する一端部６ａと、この一端部６ａが対向する入力結合電極４または出力結合電極５が対向していない共振器電極３ｂに対向して電磁界結合する他端部６ｃと、これらを接続する接続部６ｂとにより構成された形状である。図１に示す例では、結合電極６の一端部６ａ、他端部６ｃおよび接続部は、同一の絶縁層１ａ・１ａ間に形成されているが、図３に示す例のように、結合電極６の一端部６ａと他端部６ｃとをそれぞれ異なる絶縁層１ａ・１ａ間に形成して、貫通導体等の接続部で接続した形状としてもよい。一端部６ａと他端部６ｃを同一の絶縁層１ａ・１ａ間に形成する場合は、１つの結合電極６全体を印刷などにより同時に形成することができるので形成しやすさの点でよく、一端部６ａと他端部６ｃとをそれぞれ異なる絶縁層１ａ・１ａ間に形成する場合は、一端部６ａまたは他端部６ｃと対向する電極との距離を変えることができ、それらの間の結合量を調整することができるのでよい。

結合電極６の一端部６ａおよび他端部６ｃは、それぞれが対向する入力結合電極４または出力結合電極５、共振器電極３ｂに沿った形状、例えば図１に示す例のような矩形状とすればよく、必要な結合量に応じてその幅や長さ等を調節すればよい。

入力結合電極４または出力結合電極５に沿った形状の一端部６ａと、共振器電極３ｂに沿った形状の他端部６ｃとを接続する接続部６ｂは、その長さをできるだけ短くして抵抗成分の小さいものとすることが好ましいので、平面視で入力結合電極４および出力結合電極５または共振器電極３ｂの長さ方向に垂直な方向に延びる矩形状とすればよい。

結合電極６の形状は、図４（ａ）および図４（ｂ）に示す例のような、一端部６ａと他端部６ｃとを平行に並べてその長さ方向にずらし、互いに近い端同士を接続部６ｂで接続したクランク型や、図４（ｃ）および図４（ｄ）に示す例のような、一端部６ａと他端部６ｃとを平行に並べて、それぞれの一方の端同士を接続部６ｂで接続したコの字型（Ｕ字型）や、図４（ｅ）に示す例のような、一端部６ａと他端部６ｃとを平行に並べて、それぞれの長さ方向の中央において接続部６ｂで接続したＨ型等、特に限定されるものではない。

そして、結合電極６の接続部６ｂは、上述したように、入力結合電極４または出力結合電極５の長さ方向の中央よりも電気信号入力点４ｃまたは電気信号出力点５ｃから離れた側に配置されていることが好ましい。なお、図４（ａ）〜（ｅ）のそれぞれに示す１点鎖線は、図４（ａ）〜（ｅ）に記号で示すように、一端部６ａが対向する入力結合電極４の長さ方向の中央に位置する中心線であり、接続部６ｂはこの中心線より電気信号入力点４ｃから離れた側に配置する。このようにすることで、通過帯域より高周波側において、通過帯域により近い位置に結合電極６による減衰極を発生させることができるので、より急峻な減衰特性が求められるフィルタ装置に特に好適である。このように中心線で示した入力結合電極４または出力結合電極５の長さ方向の中央は、入力結合電極４または出力結合電極５の長さや位置によらず、入力結合電極４または出力結合電極５の長さ方向の中央にあたる。

結合電極６は、図１に示す例では、一端部６ａは入力結合電極４に対向し、他端部６ｃは２段の共振器電極３ｂと対向しているが、一端部６ａは出力結合電極５と対向していてもよいし、図２や図６に示す例のように、入力結合電極４と出力結合電極５とを共振器３ａ〜３ｃに対して誘電体層１ａを挟んで上下に別々の誘電体層１ａ・１ａ間に配置した場合は、結合電極６の他端部６ｃは最終段の共振器電極３ｃと対向させてもよい。また、図３に示す例のように５段の共振器電極３ａ〜３ｅを有する場合も同様に、一端部６ａが入力結合電極４と対向している場合は、他端部６ｃは２段から最終段の共振電極３ｂ〜３ｅのどれと結合させてもよい。しかしながら、他端部６ｃが対向する共振電極３ｂ〜３ｅが初段の共振器電極３ａから遠くなるに従って、入力結合電極４と出力結合電極５との間で、結合電極６と複数の共振器電極３ｂ〜３ｅの一部を介して伝達される信号が増えて横並びの共振器電極３ａ〜３ｅを介して伝達される信号が減るので、通過帯域よりも高周波側の減衰特性が低化してしまう傾向がある。従って、結合電極６の他端部６ｃは、一端部６ａが対向する入力結合電極４または出力結合電極５が対向する初段の共振器電極３ａまたは最終段の共振器電極３ｃにより近い共振器電極３ｂ，３ｅに対向するのが好ましい。

結合電極６の他端部６ｃは、一端部６ａが対向する入力結合電極４または出力結合電極５が対向していない共振器電極３ａ〜３ｅであれば複数個のものと対向しても構わないが、上述したように、一端部６ａが対向する入力結合電極４または出力結合電極５が対向する初段の共振器電極３ａまたは最終段の共振器電極３ｃからより離れた共振器電極３ａ〜３ｅと対向して電磁界結合することによる影響が出るので、意味のないものとなってしまう。

結合電極６が入力結合電極４に電磁界結合するものと出力結合電極５に結合するものとの２つある場合は、図２および図６に示す例のように、入力結合電極４と出力結合電極５を共振器３ａ〜３ｃに対して誘電体層１ａを挟んで上下の異なる誘電体層１ａ・１ａ間に配置して、２つの結合電極６，６の距離を離すことが好ましい。これは、図５に示す例のように、３段の共振器電極３ａ〜３ｃに対して誘電体層１ａを挟んで同一の誘電体層１ａ・１ａ間に２つの結合電極６・６を配置すると、２つの結合電極６・６間の距離が短く、２つの結合電極６・６が電磁界結合してしまい、入力結合電極４に入力された信号が、結合電極６を介して出力結合電極５へ伝達されやすくなり、通過帯域よりも高周波側の減衰特性が低化してしまうからである。同様の理由で、１つの他端部６ｃを２つの結合電極６・６で共有してしまうなど、２つの結合電極６・６の一端部６ａ・６ａ同士を接続してしまうと結合電極６として機能しなくなってしまう。

容量電極７ａ〜７ｃと共振器電極３ａ〜３ｅとは、平面視での重なりができるだけ小さくなるように配置するのが好ましい。容量電極７ａ〜７ｃと共振器電極３ａ〜３ｅとが平面視で重なると、その重なった面積分だけ共振器電極３ａ〜３ｅと接地電極２や内部接地電極２ａとの結合が小さくなってしまい、また、例えば初段の共振器電極３ａに接続された容量電極７ａと他の共振器電極３ｂ〜３ｅとが平面視で重なると、初段の共振器電極３ａと他の共振器電極３ｂ〜３ｅとの結合量が変わってしまうからである。このようなことから、容量電極７ａ〜７ｃを長方形や楕円形のような細長い形状とし、共振器電極３ａ〜３ｅの開放端と容量電極７ａ〜７ｃの一方端とを貫通導体で接続し、容量電極７ａ〜７ｃの他方端を共振器電極３ａ〜３ｅの開放端を延長する方向に向けるとよい。図５や図６に示す例のように、容量電極７ａ〜７ｃの共振器電極３ａ〜３ｃと平面視で重なる部分の幅は細く、接地電極２や内部接地電極２ａと重なる部分の幅は太い、例えば凸形状とすると、上記のような不具合がなく、短い容量電極７ａ〜７ｃでも接地電極２や内部接地電極２ａとの結合が得やすいのでより好ましい。

また、容量電極７ａ〜７ｃは、図５に示す例では、共振器電極３ａ〜３ｃに対して誘電体層１ａを挟んで下方のみにそれぞれ１つずつ設けており、図６に示す例では、共振器電極３ａ〜３ｃに対して誘電体層１ａを挟んで上方または下方のいずれかにそれぞれ１つずつ設けているが、共振器電極３ａ〜３ｃに対して誘電体層１ａを挟んで上方のみ、あるいは上方および下方にそれぞれ１つずつ設けてもよい。容量電極７ａ〜７ｃが上述した凸形状の場合は、図６に示す例のように、共振器電極３ａ〜３ｃに対して誘電体層１ａを挟んで上方と下方とに分けて容量電極７ａ〜７ｃを配置すると、接地電極２や内部接地電極２ａと重なる部分の幅をより太くすることができるので好ましい。

補助入力結合電極４ｂ、補助出力結合電極５ｂは、内部接地電極２ａが形成されて容量電極７ａ〜７ｃが内部接地電極２ａと主に結合する場合は、容量電極７ａ〜７ｃと接地電極２，２との間に形成すればよい。内部接地電極２ａが形成されないか、または形成されても接地電極２と主に結合する場合は、例えば図６に示す例における補助入力結合電極４ｂを配置している位置に容量電極７ａを配置し、入力結合電極４の、初段の共振器電極３ａの開放端側に補助入力結合電極４ｂを配置して、接続導体層で入力結合電極４と接続すればよい。この接続導体層は、容量電極７ａと初段の共振器電極３ａとを接続する貫通導体と短絡しないようにする。補助出力結合電極５ｂも同様にすればよい。

補助入力結合電極４ｂ、補助出力結合電極５ｂは、対向する容量電極７ａ，７ｃと相似形で、一回り小さいものにすることで、容量結合電極７ａ，７ｃと結合しつつ、接地電極２や内部接地電極２ａと容量結合電極７ａ，７ｃとの間に補助入力結合電極４ｂや補助出力結合電極５ｂが配置されることで、容量結合電極７ａ，７ｃと接地電極２や内部接地電極２ａとの電磁界結合が大きく減少することを抑えられる。

また、図６に示す例のように、接地電極２と容量電極７ａ，７ｃとの間に補助入力結合電極４ｂや補助出力結合電極５ｂが配置される場合は、補助入力結合電極４ｂと容量電極７ａとの電磁界結合ならびに補助出力結合電極５ｂと容量電極７ｃとの電磁界結合を強めて、補助入力結合電極４ｂや補助出力結合電極５ｂと接地電極２，２との電磁界結合を相対的に弱めるために、補助入力結合電極４ｂおよび補助入力結合電極４ｂと接地電極２，２との間の誘電体層１ａの厚みよりも、補助入力結合電極４ｂと容量電極７ａとの間の誘電体層１ａおよび補助入力結合電極４ｂと容量電極７ａとの間の誘電体層１ａの厚みを薄くするほうが好ましい。また、接地電極２，２と容量電極７ａ，７ｃとの電磁界結合が弱まるので、容量電極７ａ，７ｃと内部接地電極２ａとの電磁界結合を強めるために、これらの間の誘電体層１ａ，１ａも薄くして、この電磁界結合が主となるようにするのが好ましい。

誘電体層１ａとしては、例えば、アルミナ，ムライト，窒化アルミニウム，ＢａＯ−ＴｉＯ_２系，ＣａＯ−ＴｉＯ_２系，ＭｇＯ−ＴｉＯ_２系およびガラスセラミックス等のセラミック材料、あるいは四ふっ化エチレン樹脂（ポリテトラフルオロエチレン；ＰＴＦＥ），四ふっ化エチレン−エチレン共重合樹脂（テトラフルオロエチレン−エチレン共重合樹脂；ＥＴＦＥ），四ふっ化エチレン−パーフルオロアルコキシエチレン共重合樹脂（テトラフルオロエチレン−パーフルテロアルキルビニルエーテル共重合樹脂；ＰＦＡ）等のフッ素樹脂やガラスエポキシ樹脂，ポリイミド等の有機樹脂材料が用いられる。これらの材料による誘電体層１ａの形状や寸法（厚みや幅，長さ）は、使用される周波数や用途等に応じて設定される。セラミック材料の場合は、より高周波の信号を伝送することが可能な、Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ等の低抵抗金属からなる導体材料と同時焼成が可能な低温焼成セラミックスが好ましい。

接地電極２，内部接地電極２ａ，共振器電極３ａ〜３ｅ，入力結合電極４，出力結合電極５，入力端子電極４ａ，出力端子電極５ａ，補助入力結合電極４ｂ，補助出力結合電極５ｂ，結合電極６，容量電極７ａ〜７ｃは、誘電体層１ａがセラミック材料からなる場合は、Ｗ，Ｍｏ，Ｍｏ−Ｍｎ，Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ等の金属を主成分とするメタライズ層により形成される。また、誘電体層１ａが樹脂系材料からなる場合は、厚膜印刷法，各種の薄膜形成方法，めっき法あるいは箔転写法等により形成した金属層や、このような金属層上にめっき層を形成したもの、例えばＣｕ層，Ｃｒ−Ｃｕ合金層，Ｃｒ−Ｃｕ合金層上にＮｉめっき層およびＡｕめっき層を被着させたもの，ＴａＮ層上にＮｉ−Ｃｒ合金層およびＡｕめっき層を被着させたもの，Ｔｉ層上にＰｔ層およびＡｕめっき層を被着させたもの，Ｎｉ−Ｃｒ合金層上にＰｔ層およびＡｕめっき層を被着させたもの等が挙げられる。その厚みや幅は、伝送される高周波信号の周波数や用途等に応じて設定される。

接地電極２，内部接地電極２ａ，共振器電極３ａ〜３ｅ，入力結合電極４，出力結合電極５，入力端子電極４ａ，出力端子電極５ａ，補助入力結合電極４ｂ，補助出力結合電極５ｂ，結合電極６，容量電極７ａ〜７ｃの形成は、従来周知の方法を用いればよい。例えば誘電体層１ａがガラスセラミックスから成る場合であれば、まず、それら誘電体層１ａとなるガラスセラミックスのグリーンシートを準備し、グリーンシート上にスクリーン印刷法によりＡｇ等の導体ペーストを所定形状で印刷塗布して接地電極２，内部接地電極２ａ，共振器電極３ａ〜３ｅ，入力結合電極４，出力結合電極５，入力端子電極４ａ，出力端子電極５ａ，補助入力結合電極４ｂ，補助出力結合電極５ｂ，結合電極６，容量電極７ａ〜７ｃの各電極パターンを形成する。次に、これらの電極パターンが形成されたグリーンシートを重ねて圧着するなどして積層体を作製し、この積層体を850〜1000℃で焼成することにより形成する。その後、外表面に露出している導体層上には、ＮｉめっきおよびＡｕめっき等のめっき皮膜を形成する。誘電体層１ａが有機樹脂材料から成る場合であれば、例えば有機樹脂シート上に接地電極２，内部接地電極２ａ，共振器電極３ａ〜３ｅ，入力結合電極４，出力結合電極５，入力端子電極４ａ，出力端子電極５ａ，補助入力結合電極４ｂ，補助出力結合電極５ｂ，結合電極６，容量電極７ａ〜７ｃの各電極パターン形状に加工したＣｕ箔を転写し、Ｃｕ箔が転写された有機樹脂シートを積層して接着剤で接着することにより形成する。

接地電極２と共振器電極３ａ〜３ｅの短絡端とを接続する接続導体は、それらの間に位置する誘電体層１ａ内に形成された貫通導体、または誘電体層１ａの端面に形成された端面導体の形態で形成することにより、積層されたそれら誘電体層１ａの内部に形成するフィルタ装置の設計自由度が向上するとともに、より小型で高性能なフィルタ装置とすることができる。

このような接続導体となる貫通導体や側面導体は、誘電体層１ａがガラスセラミックス等のセラミックスから成る場合には、貫通導体については、例えば前述の製造方法において、接地電極２，内部接地電極２ａ，共振器電極３ａ〜３ｅ，入力結合電極４，出力結合電極５，入力端子電極４ａ，出力端子電極５ａ，補助入力結合電極４ｂ，補助出力結合電極５ｂ，結合電極６，容量電極７ａ〜７ｃの各電極パターンを形成する前に、グリーンシートに金型加工やレーザー加工によりあらかじめ形成しておいた貫通孔内に同様の導体ペーストを印刷法等により充填することで形成することができる。そして、端面導体は、例えば共振器電極３ａ〜３ｅの電極パターンの短絡端を端面に露出させたグリーンシート積層体を形成した後、同様の導体ペーストをグリーンシート積層体の側面に印刷することにより形成することができる。また、端面導体は、グリーンシートに共振器電極３ａ〜３ｅの列の幅程度の貫通孔を形成しておき、共振器電極３ａ〜３ｅの電極パターンの短絡端をこの貫通孔に接するように形成した後、グリーンシートの積層前または積層後に導体ペーストを貫通孔の内面に印刷し、または貫通穴に充填して、貫通孔の部分で切断することによっても形成することができる。誘電体層１ａが樹脂系材料から成る場合も同様に、グリーンシートに代えて有機樹脂シートを用い、導体ペーストの印刷やめっきにより貫通孔内に貫通導体を形成したり、薄膜法等により側面導体を形成したりすればよい。共振器電極３ａ〜３ｅの電極パターンの短絡端を積層体の側面に露出させるには、共振器電極３ａ〜３ｅの電極パターンの短絡端がグリーンシート（あるいは有機樹脂シート）の端部に位置するように形成したり、共振器電極３ａ〜３ｅの電極パターンを形成したグリーンシート（有機樹脂シート）を積層した後に、共振器電極３ａ〜３ｅの電極パターンの短絡端が側面に露出するように積層体を切断したりすればよい。

このようなフィルタ装置で所望のフィルタ特性を得るには、誘電体層１ａの厚み，共振器電極３ａ〜３ｅの長さや幅，各共振器間の距離，入力結合電極４および出力結合電極５の長さや幅，結合電極６の一端部６ａや他端部６ｃの長さや幅や各電極への結合位置を所望の減衰特性となるように調整すればよい。

具体的には、ＵＷＢのローバンド規格に用いられるような、通過帯域の中心周波数が3.9ＧＨｚのバンドパスフィルタとしてのフィルタ装置は、図１に示すような形態であれば、例えば誘電体層１ａとして比誘電率が9.2のガラスセラミックスを用い、接地電極２，内部接地電極２ａ，共振器電極３ａ〜３ｃ，入力結合電極４，出力結合電極５，入力端子電極４ａ，出力端子電極５ａ，結合電極６および貫通導体にＡｇメタライズを用いることにより得られる。比誘電率が9.2のガラスセラミックスは、例えば、ガラス成分としてＰｂＯ，Ｂ_２Ｏ_３，ＳｉＯ_２，Ａｌ_２Ｏ_３，ＺｎＯおよびアルカリ土類金属酸化物を主成分とする結晶化ガラスが50質量％とフィラー成分としてアルミナが50質量％とからなるものを用いればよい。

このとき、誘電体層１ａは、厚みを上から順に、140μｍ，80μｍ，80μｍ，300μｍとする。接地電極２・２は、寸法を6.9ｍｍ×3.3ｍｍとし、入力端子電極４ａおよび出力端子電極５ａを配置するための0.5ｍｍ×0.5ｍｍの開口部を２つ設ける。内部接地電極２ａは、外寸を6.9ｍｍ×3.3ｍｍとし、内寸（開口の寸法）を5.9ｍｍ×2.9ｍｍとする。この開口内に、寸法が5.75ｍｍ×0.4ｍｍの共振器電極３ａ，３ｂ，３ｃを0.095ｍｍ，0.095ｍｍの間隔で横並びに整列し、各短絡端を内部接地電極２ａに接続して、各開放端と内部接地電極２ａとの間隔が0.15ｍｍとなり、共振器電極３ａ，３ｃと内部接地電極２ａとの間隔が0.755ｍｍとなるように配置する。内部接地電極２ａと積層体１の上下面の接地電極２・２とは、外周部に配列した直径0.1ｍｍの貫通導体で接続する。入力結合電極４は、寸法が5.65ｍｍ×0.3ｍｍで、初段の共振器電極３ａと幅方向の中心を合わせて、その開放端側と平面視で5.65ｍｍ×0.3ｍｍの範囲で重なるように配置する。出力結合電極７も同様に、寸法が5.65ｍｍ×0.3ｍｍで、最終段の共振器電極３ｃと幅方向の中心を合わせて、その開放端側と平面視で5.65ｍｍ×0.3ｍｍの範囲で重なるように配置する。入力端子電極４ａは、寸法が0.2ｍｍ×0.2ｍｍで、接地電極２の開口部内の中心に、初段の共振器電極３ａと幅方向の中心を合わせて、その開放端側と平面視で0.2ｍｍ×0.2ｍｍの範囲で重なるように配置し、入力結合電極４の、初段の共振器電極３ａの開放端側の端部と直径0.1ｍｍの貫通導体で接続する。出力端子電極５ａも同様に、寸法が0.2ｍｍ×0.2ｍｍで、接地電極２に設けた開口部内の中心に、最終段の共振器電極３ｃと幅方向の中心を合わせて、その開放端側と平面視で0.2ｍｍ×0.2ｍｍの範囲で重なるように配置し、出力結合電極５の、最終段の共振器電極３ｃの開放端側の端部と直径0.1ｍｍの貫通導体で接続する。結合電極６は、一端部６ａおよび他端部６ｃがともに寸法が1.55ｍｍ×0.2ｍｍで、それぞれ初段の共振器電極３ａ、２段の共振器電極３ｂと幅方向の中心を合わせて、それぞれ初段の共振器電極３ａおよび２段の共振器電極３ｂの開放端から2.325ｍｍおよび3.175ｍｍの位置で平面視で1.55ｍｍ×0.2ｍｍの範囲で重なるように配置し、初段の共振器電極３ａの開放端側から2.325ｍｍ離れた位置で、それぞれの端部を線幅0.1ｍｍの接続部６ｂで接続したクランク型とする。

このような例の本発明のフィルタ装置（実施例１）のフィルタ特性は、図７の線図に実線の特性曲線で示すようなものとなる。また、このような例の本発明のフィルタ装置によるフィルタ特性に対して、結合電極６のみを有さないフィルタ装置（比較例）において得られるフィルタ特性は、図７に破線の特性曲線で示すようなものとなる。なお、図７に示す線図において、縦軸は挿入損失（単位：ｄＢ）を、横軸は周波数（単位：ＧＨｚ）を示す。

また、実施例１のフィルタ装置に対して、結合電極６の一端部６ａおよび他端部６ｃを、初段の共振器電極３ａおよび２段の共振器電極３ｂの開放端から3.225ｍｍおよび2.275ｍｍの位置に配置して、接続部６ｂを初段の共振器電極３ａの開放端側から3.225ｍｍ離れた位置に配置した以外は同じにした本発明のフィルタ装置の他の例（実施例２）のフィルタ特性は、図８の線図に点線の特性曲線で示すようなものとなる。図８の線図において実線の特性曲線は、図７と同様に実施例１のフィルタ特性を示す。実施例１のフィルタ装置の接続部６ｂが入力結合電極４の長さ方向の中央より電気信号入力点４ｃに近い側に位置するのに対して、実施例２のフィルタ装置の接続部６ｂは、入力結合電極４の長さ方向の中央より電気信号入力点４ｃから離れた側に位置する。

図７および図８に示すフィルタ特性から、いずれのフィルタ装置においても、従来の１／４波長共振器を用いたフィルタで実現されていた領域よりも遙かに広い、比帯域で40％程度の非常に広い通過帯域の全体において、低損失な特性が得られていることがわかる。なお、6.6ＧＨｚの減衰極は、初段の共振電極３ａと最終段の共振電極３ｃとが近接配置されたことによって両者が自然に弱く誘導結合したことにより発生したものであり、8.3ＧＨｚの減衰極は、入力結合電極４および出力結合電極５のそれぞれが１／２波長共振することにより発生したものと考えられる。比較例と比較すると、実施例１の本発明のフィルタ装置では、通過帯域よりも低周波側（0.5ＧＨｚ）に１個、通過帯域よりも高周波側（9.3ＧＨｚ）に１個の合計２個の減衰極がさらに形成されており、これにより阻止域における減衰量が大きくなっている。また、実施例２の本発明のフィルタ装置では、実施例１と同様の、通過帯域よりも低周波側（0.5ＧＨｚ）に１個の減衰極と、通過帯域よりも高周波側においては、上記6.6ＧＨｚの減衰極と8.3ＧＨｚの減衰極との間の7.5ＧＨｚに１個の減衰極が形成されており、これにより阻止域における減衰量が大きく、また減衰がより急峻になっている。

以上のことから、本発明のフィルタ装置は、入力結合電極４と出力結合電極５とを備えることにより、広い通過帯域の全域に渡って平坦で低損失である優れた通過特性が得られ、さらに結合電極６を備えることにより、通過帯域よりも高周波側および低域側の減衰量が大きい減衰特性を有することが確認できた。

図９は本発明のフィルタ装置を用いた無線通信モジュールおよび無線通信機器の構成例を示すブロック図である。図９において、20は無線通信モジュール、21はベースバンド部、21ａはベースバンドＩＣ、22はＲＦ部、22ａはフィルタ装置、22ｂはＲＦ−ＩＣ、23はアンテナ、24は無線通信器である。

本発明の無線通信モジュール20は、例えば、ベースバンド信号が処理されるベースバンド部21と、ベースバンド部21に接続されベースバンド信号の変調後および復調前のＲＦ信号が処理されるＲＦ部22とを備えている。

ＲＦ部22には前述の本発明のフィルタ装置22ａが含まれており、ベースバンド信号が変調されてなるＲＦ信号または受信したＲＦ信号における通信帯域以外の信号をフィルタ装置22ａによって減衰させている。

具体的な構成としては、ベースバンド部21にはベースバンドＩＣ21ａが配置され、ＲＦ部22にはフィルタ装置22ａとベースバンド部21との間にＲＦ−ＩＣ22ｂが配置されている。なお、これらの回路間には別の回路が介在していてもよい。

そして、無線通信モジュール20のフィルタ装置22ａにアンテナ23を接続することによって、ＲＦ信号の送受信がなされる本発明の無線通信機器24が構成される。

このような構成を有する本発明の無線通信モジュール20および無線通信機器24によれば、通信帯域の全域に渡って通過する信号の損失が小さい本発明のフィルタ装置22ａを用いて送信信号および受信信号の濾波を行なうことから、通信帯域の全体に渡ってフィルタ装置22ａを通過する送信信号および受信信号の減衰を少なくすることができるため、受信感度が向上するとともに、送信信号および受信信号の増幅度を小さくすることができるので、増幅回路における消費電力が少なくなる。よって、受信感度が高く消費電力が少ない高性能な無線通信モジュール20および無線通信機器24を得ることができる。

本発明のフィルタ装置の実施の形態の一例を模式的に示す分解斜視図である。 本発明のフィルタ装置の実施の形態の一例を模式的に示す分解斜視図である。 本発明のフィルタ装置の実施の形態の一例を模式的に示す分解斜視図である。 （ａ）〜（ｅ）は、それぞれ本発明のフィルタ装置の実施の形態の一例を示す平面図である。 本発明のフィルタ装置の実施の形態の一例を模式的に示す分解斜視図である。 本発明のフィルタ装置の実施の形態の一例を模式的に示す分解斜視図である。 図１に示すフィルタ装置の伝送特性のシミュレーション結果を示す図である。 図１に示すフィルタ装置の伝送特性のシミュレーション結果を示す図である。 本発明のフィルタ装置を用いた通信機器モジュールおよび無線通信機器の構成例を示すブロック図である。 従来のフィルタ装置を示す分解斜視図である。

符号の説明

１・・・積層体
１ａ・・・誘電体層
２・・・接地電極
２ａ・・・内部接地電極
３ａ〜３ｅ・・・共振器電極
４・・・入力結合電極
５・・・出力結合電極
４ａ・・・入力端子電極
５ａ・・・出力端子電極
４ｂ・・・補助入力結合電極
５ｂ・・・補助出力結合電極
４ｃ・・・電気信号入力点
５ｃ・・・電気信号出力点
６・・・結合電極
６ａ・・・一端部
６ｂ・・・接続部
６ｃ・・・他端部
７ａ〜７ｃ・・・容量電極
20・・・無線通信モジュール
21・・・ベースバンド部
22・・・ＲＦ部
23・・・アンテナ
24・・・無線通信機器

Claims (9)

1. 複数の誘電体層が積層されてなる積層体と、
   該積層体を挟んで対向するように配置された接地電極と、
   前記積層体内において電磁界結合するように平面視で短絡端と開放端とが互い違いに横並びに整列された３個以上の奇数個の共振器電極と、
   前記積層体内において前記共振器電極が配置された前記誘電体層間とは異なる層間に形成され、初段の前記共振器電極に沿った形状で対向して電磁界結合するとともに、平面視で初段の前記共振器電極の前記開放端側に外部回路からの電気信号が入力される電気信号入力点を有する入力結合電極と、
   前記積層体内において前記共振器電極が配置された前記誘電体層間とは異なる層間に形成され、最終段の前記共振器電極に沿った形状で対向して電磁界結合するとともに、平面視で最終段の前記共振器電極の前記開放端側に外部回路へ電気信号が出力される電気信号出力点を有する出力結合電極と、
   一端部および他端部を有しており、前記一端部が、前記入力結合電極または前記出力結合電極に対して初段または最終段の前記共振器電極とは反対側に配置されて、前記入力結合電極または前記出力結合電極と前記誘電体層を挟んで対向して電磁界結合しており、前記他端部が、前記一端部が対向する前記入力結合電極または前記出力結合電極が対向している初段または最終段の前記共振器電極以外の前記共振器電極に前記誘電体層を挟んで、間に前記入力結合電極および前記出力結合電極が介在することなく対向して電磁界結合する結合電極とを備えることを特徴とするフィルタ装置。
2. 前記結合電極の前記一端部と前記他端部とを接続する接続部が、前記入力結合電極または前記出力結合電極の長さ方向の中央よりも前記電気信号入力点または前記電気信号出力点から離れた側に配置されていることを特徴とする請求項１記載のフィルタ装置。
3. 前記結合電極は、前記入力結合電極に電磁界結合するものと前記出力結合電極に結合するものとの２つあることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のフィルタ装置。
4. 前記共振器電極が配置された前記誘電体層間に、平面視で奇数個の前記共振器電極を取り囲むように形成された内部接地電極を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のフィルタ装置。
5. 前記接地電極と前記共振器電極との間において前記誘電体層を挟んで前記接地電極と対向するとともに、複数の前記共振器電極の開放端にそれぞれ接続された複数の容量電極を
   有することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のフィルタ装置。
6. 前記容量電極の一部が前記誘電体層を挟んで前記内部接地電極と対向して電磁界結合するように配置されていることを特徴とする請求項５記載のフィルタ装置。
7. 前記誘電体層を挟んで初段の前記共振器電極に接続された前記容量電極と対向して電磁界結合し、前記入力結合電極に接続された補助入力結合電極と、前記誘電体層を挟んで最終段の前記共振器電極に接続された前記容量電極と対向して電磁界結合し、前記出力結合電極に接続された補助出力結合電極とを備えることを特徴とする請求項５または請求項６に記載のフィルタ装置。
8. 請求項１乃至請求項７のいずれかに記載のフィルタ装置を備えることを特徴とする無線通信モジュール。
9. 請求項１乃至請求項７のいずれかに記載のフィルタ装置を含むＲＦ部と、該ＲＦ部に接続されたベースバンド部と、前記ＲＦ部に接続されたアンテナとを備えることを特徴とする無線通信機器。

Images