特許 6649841 共振器及び誘電体フィルタ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6649841

(24)【登録日】2020年1月21日

(45)【発行日】2020年2月19日

(54)【発明の名称】共振器及び誘電体フィルタ

(51)【国際特許分類】

   H01P 7/08 20060101AFI20200210BHJP

   H01P 1/203 20060101ALI20200210BHJP

【ＦＩ】

   H01P7/08

   H01P1/203

【請求項の数】8

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2016-85911(P2016-85911)

(22)【出願日】2016年4月22日

(65)【公開番号】特開2017-195565(P2017-195565A)

(43)【公開日】2017年10月26日

【審査請求日】2019年3月12日

(73)【特許権者】

【識別番号】000201777

【氏名又は名称】双信電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100077665

【弁理士】

【氏名又は名称】千葉 剛宏

(74)【代理人】

【識別番号】100116676

【弁理士】

【氏名又は名称】宮寺 利幸

(74)【代理人】

【識別番号】100149261

【弁理士】

【氏名又は名称】大内 秀治

(74)【代理人】

【識別番号】100136548

【弁理士】

【氏名又は名称】仲宗根 康晴

(74)【代理人】

【識別番号】100136641

【弁理士】

【氏名又は名称】坂井 志郎

(72)【発明者】

【氏名】元山 洋人

【審査官】 佐藤 当秀

(56)【参考文献】

【文献】 特開2008−060901（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開2011−109449（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｐ １／２０− １／２１９

Ｈ０１Ｐ ７／００− ７／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

少なくとも一主面に遮蔽導体が形成され、第１側面に第１入出力端子が形成され、前記第１側面と対向する第２側面に第２入出力端子が形成された誘電体基板と、
前記誘電体基板内に形成されたストリップ線路と、
前記誘電体基板内に形成され、前記ストリップ線路から前記遮蔽導体にかけて隣接して形成された第１ビア電極部及び第２ビア電極部と、を有し、
前記誘電体基板の側面のうち、前記第１ビア電極部に対向する第３側面と、前記第２ビア電極部に対向する第４側面にそれぞれ遮蔽導体が形成され、
前記第１ビア電極部は、複数の第１ビア電極から構成され、
前記第２ビア電極部は、複数の第２ビア電極から構成され、
前記第１ビア電極部と前記第２ビア電極部との間に他のビア電極部が存在せず、
前記複数の第１ビア電極は、上面から見たとき、仮想の第１湾曲線に沿って配列され、
前記複数の第２ビア電極は、上面から見たとき、仮想の第２湾曲線に沿って配列されていることを特徴とする共振器。

【請求項2】

請求項１記載の共振器において、
前記第１湾曲線と前記第２湾曲線は、１つの楕円の輪郭線の一部又は１つのトラック形状の輪郭線の一部を構成していることを特徴とする共振器。

【請求項3】

請求項１又は２記載の共振器において、
前記第１ビア電極部は、前記ストリップ線路と共に、第１λ／４共振器を構成し、
前記第２ビア電極部は、前記ストリップ線路と共に、第２λ／４共振器を構成することを特徴とする共振器。

【請求項4】

請求項１〜３のいずれか１項に記載の共振器において、
前記第１ビア電極部と前記第２ビア電極部との間に、他のストリップ線路が形成されていることを特徴とする共振器。

【請求項5】

少なくとも一主面に遮蔽導体が形成され、第１側面に第１入出力端子が形成され、前記第１側面と対向する第２側面に第２入出力端子が形成された誘電体基板と、
前記誘電体基板内に形成された少なくとも２つの共振器本体とを有し、
各前記共振器本体は、
ストリップ線路と、
前記ストリップ線路から前記遮蔽導体にかけて隣接して形成された第１ビア電極部及び第２ビア電極部と、を有し、
前記誘電体基板の側面のうち、前記第１ビア電極部に対向する第３側面と、前記第２ビア電極部に対向する第４側面にそれぞれ遮蔽導体が形成され、
前記第１ビア電極部は、複数の第１ビア電極から構成され、
前記第２ビア電極部は、複数の第２ビア電極から構成され、
前記第１ビア電極部と前記第２ビア電極部との間に他のビア電極部が存在せず、
前記複数の第１ビア電極は、上面から見たとき、仮想の第１湾曲線に沿って配列され、
前記複数の第２ビア電極は、上面から見たとき、仮想の第２湾曲線に沿って配列され、
一方の前記共振器本体と他方の前記共振器本体とが結合されていることを特徴とする誘電体フィルタ。

【請求項6】

請求項５記載の誘電体フィルタにおいて、
一方の前記共振器と他方の前記共振器とが電磁界結合されていることを特徴とする誘電体フィルタ。

【請求項7】

請求項５記載の誘電体フィルタにおいて、
一方の前記共振器と他方の前記共振器とがストリップ線路で直接接続されていることを特徴とする誘電体フィルタ。

【請求項8】

請求項５記載の誘電体フィルタにおいて、
一方の前記共振器と他方の前記共振器とが磁界結合されていることを特徴とする誘電体フィルタ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、共振器及び誘電体フィルタに関し、例えば誘電体に形成されたビアホールによる共振器及び共振器を多段化して構成された誘電体フィルタに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、共振器１００として、例えば図１９Ａに示すように、周囲に遮蔽導体１０２が形成された誘電体基板１０４の内部に板状の中心導体１０６を形成した構成がある。この共振器１００は、電流が中心導体１０６の端部に集中し、Ｑ値が低下するという問題がある。

【0003】

そこで、従来では、Ｑ値の低下を抑えるために、図１９Ｂに示すように、周囲に遮蔽導体１０２が形成された誘電体基板１０４に横断面形状が円形状のビアホールによる電極（以下、ビア電極１０８という）を形成するようにしている（特許文献１参照）。

【0004】

また、従来では、誘電体基板の下面に２つの接地電極と入出力電極を形成し、誘電体内に板状の内部電極を形成し、さらに、誘電体内に、２つの接地電極と内部電極間にビア電極をそれぞれ形成し、入出力電極と内部電極間にビア電極を形成するようにしている（特許文献２参照）。

【0005】

さらに、従来では、誘電体基板の下面のみにグランド用導体層を形成し、このグランド用導体層上にビア電極（グランド接続路）を介してストリップ線路（インダクタ構成部）を形成するようにしている（例えば特許文献３参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００２−００９５１３号公報

【特許文献2】特許第４５０６９０３号公報

【特許文献3】特許第４９８５９９９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

ところで、特許文献１及び２に記載のビア電極は、径を大きくすることで、電流密度を低下させることができ、Ｑ値の向上が期待できる。しかし、ビア電極の径を大きくすると、ビア電極と遮蔽導体との距離が小さくなり、Ｑ値が低下するという問題がある。すなわち、ビア電極と遮蔽導体との距離もＱ値の最適解に関係するため、共振器の設計において考慮する必要がある。

【0008】

ビア電極の径を大きくすると、共振器を多段化して誘電体フィルタを構成する場合において、共振器間に電気壁が発生し、Ｑ値の劣化につながるため、隣り合う共振器との間隔も考慮する必要がある。誘電体フィルタでは、必ず受給電や結合調整のための電極パターン（線路）の配置が必要となるが、この場合、ビア電極と側面の遮蔽導体との間に配置する必要がある。これは、ビア電極からの磁界の広がりを妨げながら電極パターンを配置することになるため、Ｑ値の劣化、不要な結合の発生につながるという問題がある。

【0009】

しかも、誘電体基板に径の大きいビア電極を形成すると、誘電体基板の構造欠陥、すなわち、クラックの発生の原因になるおそれがある。また、複数のビア電極の径のばらつきも大きくなることから、共振器のインピーダンスにばらつきが生じるという問題もある。

【0010】

特に、特許文献２記載の共振器は、その課題解決上、誘電体基板の下面に入出力端子を形成してビア電極と接続するようにしている。この場合、誘電体基板の下面に遮蔽導体を形成することが困難となり、電磁シールドが不十分になるおそれがある。

【0011】

一方、特許文献３記載の共振器において、ＴＥＭ波の共振器として動作する部分はストリップ線路に限定されている。つまり、ビア電極はストリップ線路と平行に配置されたグランド用導体層とを接続する機能を有するに過ぎない。

【0012】

本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、ビア電極のサイズを大きくすることなく、電流密度の分散を図ることができ、しかも、共振器として機能するビア電極からの磁界の広がりを妨げることなく、各種電極パターンを形成でき、Ｑ値の劣化の抑制、不要な結合の抑制、電磁シールドの低下の抑制、設計の自由度の向上、製造コストの低減を図ることができる共振器及び誘電体フィルタを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0013】

［１］ 第１の本発明に係る共振器は、以下の特徴を有する。すなわち、少なくとも一主面に遮蔽導体が形成され、第１側面に第１入出力端子が形成され、前記第１側面と対向する第２側面に第２入出力端子が形成された誘電体基板と、前記誘電体基板内に形成されたストリップ線路と、前記誘電体基板内に形成され、前記ストリップ線路から前記遮蔽導体にかけて隣接して形成された第１ビア電極部及び第２ビア電極部と、を有する。

【0014】

さらに、前記誘電体基板の側面のうち、前記第１ビア電極部に対向する第３側面と、前記第２ビア電極部に対向する第４側面にそれぞれ遮蔽導体が形成され、前記第１ビア電極部は、複数の第１ビア電極から構成され、前記第２ビア電極部は、複数の第２ビア電極から構成されている。

【0015】

また、前記第１ビア電極部と前記第２ビア電極部との間に他のビア電極部が存在せず、前記複数の第１ビア電極は、上面から見たとき、仮想の第１湾曲線に沿って配列され、前記複数の第２ビア電極は、上面から見たとき、仮想の第２湾曲線に沿って配列されている。

【0016】

これにより、先ず、誘電体基板の側面のうち、第１ビア電極部に対向する第３側面と、第２ビア電極部に対向する第４側面にそれぞれ遮蔽導体を形成したので、第１ビア電極部及び第２ビア電極部は、側面の遮蔽導体と共にＴＥＭ波の共振器として動作する。すなわち、第１ビア電極部及び第２ビア電極部が、側面の遮蔽導体を参照したＴＥＭ波の共振器として動作する。そして、第１ビア電極部及び第２ビア電極部からそれぞれ対向する遮蔽導体に向かって磁界が広がり、第１ビア電極部と第２ビア電極部間に電磁界が疎になった領域が形成される。

【0017】

従来は、ビア電極と側面の遮蔽導体との間に、ビア電極からの磁界の広がりを妨げながら、受給電や結合調整をするためのパターン（線路）を配置していた。そのため、Ｑ値の劣化や、不要な結合が発生していた。

【0018】

しかし、第１の本発明では、上述した電磁界が疎になった領域、すなわち、第１ビア電極部と第２ビア電極部間に、受給電や結合調整をするためのパターン（線路）を形成することが可能となるため、Ｑ値の劣化を抑制することができ、しかも、不要な結合を抑制することができる。

【0019】

このように、ビア電極のサイズを大きくすることなく、電流密度の分散を図ることができ、しかも、ビア電極からの磁界の広がりを妨げることなく、各種電極パターンを形成でき、Ｑ値の劣化の抑制、不要な結合の抑制、電磁シールドの低下の抑制、設計の自由度の向上、製造コストの低減を図ることができる。

【0020】

［２］ 第１の本発明において、前記第１湾曲線と前記第２湾曲線は、１つの楕円の輪郭線の一部又は１つのトラック形状の輪郭線の一部を構成していてもよい。

【0021】

これにより、第１ビア電極部と第２ビア電極部は、１つの楕円の輪郭線の一部又は１つのトラック形状の輪郭線の一部、すなわち、楕円又はトラック形状の長軸上の各端部に形成されることになる。この部分は、高周波電流の表皮効果により、電流が集中する部分でもある。すなわち、第１ビア電極部と第２ビア電極部に集中して電流が流れる。そのため、第１ビア電極部と第２ビア電極部との間に、他のビア電極部を配置する必要がなくなる。

【0022】

［３］ 第１の本発明において、前記第１ビア電極部は、前記ストリップ線路と共に、第１λ／４共振器を構成し、前記第２ビア電極部は、前記ストリップ線路と共に、第２λ／４共振器を構成してもよい。これにより、第１λ／４共振器と第２λ／４共振器には常に同相の電流が流れることとなる。同相となることで、共振器単体で見た場合、第１ビア電極部と第２ビア電極部との間は電磁界が疎の状態になり、その間に結合や引き回しのための電極を配置しても不要な結合を極力抑えることができる。その結果、Ｑ値の劣化防止、ばらつき抑制の効果を奏する。

【0023】

［４］ 第１の本発明において、前記第１ビア電極部と前記第２ビア電極部との間に、他のストリップ線路が形成されていてもよい。上述したように、第１ビア電極部と第２ビア電極部間に電磁界が疎になった領域が形成される。その結果、第１ビア電極部と第２ビア電極部との間に、他のストリップ線路、例えば受給電や結合調整をするためのパターン（線路）を形成することが可能となり、Ｑ値の劣化を抑制することができ、しかも、不要な結合を抑制することができる。

【0024】

［５］ 第２の本発明に係る誘電体フィルタは、以下の特徴を有する。すなわち、少なくとも一主面に遮蔽導体が形成され、第１側面に第１入出力端子が形成され、前記第１側面と対向する第２側面に第２入出力端子が形成された誘電体基板と、前記誘電体基板内に形成された少なくとも２つの共振器本体とを有する。

【0025】

各前記共振器本体は、ストリップ線路と、前記ストリップ線路から前記遮蔽導体にかけて隣接して形成された第１ビア電極部及び第２ビア電極部と、を有する。

【0026】

さらに、前記誘電体基板の側面のうち、前記第１ビア電極部に対向する第３側面と、前記第２ビア電極部に対向する第４側面にそれぞれ遮蔽導体が形成され、前記第１ビア電極部は、複数の第１ビア電極から構成され、前記第２ビア電極部は、複数の第２ビア電極から構成されている。

【0027】

また、前記第１ビア電極部と前記第２ビア電極部との間に他のビア電極部が存在せず、前記複数の第１ビア電極は、上面から見たとき、仮想の第１湾曲線に沿って配列され、前記複数の第２ビア電極は、上面から見たとき、仮想の第２湾曲線に沿って配列され、一方の前記共振器本体と他方の前記共振器本体とが結合されている。

【0028】

これにより、ビア電極のサイズを大きくすることなく、電流密度の分散を図ることができ、しかも、ビア電極からの磁界の広がりを妨げることなく、各種電極パターンを形成でき、Ｑ値の劣化の抑制、不要な結合の抑制、電磁シールドの低下の抑制、設計の自由度の向上、製造コストの低減を図ることができる。

【0029】

［６］ 第２の本発明において、一方の前記共振器と他方の前記共振器とが電磁界結合されていてもよい。一方の共振器における上述した電磁界が疎になった領域と、他方の共振器における上述した電磁界が疎になった領域を利用して、共振器同士を容量結合するためのストリップ線路を形成することができる。すなわち、Ｑ値の劣化の抑制や、不要な結合の抑制を図りながらも、一方の前記共振器と他方の前記共振器とを電磁界結合することができる。

【0030】

［７］ 第２の本発明において、一方の前記共振器と他方の前記共振器とがストリップ線路で直接接続されていてもよい。この場合、一方の共振器における上述した電磁界が疎になった領域と、他方の共振器における上述した電磁界が疎になった領域を利用して、一方の共振器と他方の共振器間の結合調整をするためのパターン（線路）を形成することができる。

【0031】

［８］ 第２の本発明において、一方の前記共振器と他方の前記共振器とが磁界結合されていてもよい。この場合も、一方の共振器における上述した電磁界が疎になった領域と、他方の共振器における上述した電磁界が疎になった領域を利用して、一方の共振器と他方の共振器間の結合調整をするためのパターン（線路）を形成することができる。

【発明の効果】

【0032】

以上説明したように、本発明に係る共振器及び誘電体フィルタによれば、ビア電極のサイズを大きくすることなく、電流密度の分散を図ることができ、しかも、ビア電極からの磁界の広がりを妨げることなく、各種電極パターンを形成でき、Ｑ値の劣化の抑制、不要な結合の抑制、電磁シールドの低下の抑制、設計の自由度の向上、製造コストの低減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0033】

【図1】本実施の形態に係る共振器を示す斜視図である。

【図2】本実施の形態に係る共振器を示す斜視図である。

【図3】図３Ａは図１におけるＩＩＩＡ−ＩＩＩＡ線上の断面図であり、図３Ｂは図１におけるＩＩＩＢ−ＩＩＩＢ線上の断面図である。

【図4】第１ビア電極部を構成する複数の第１小径ビア電極の配列状態と、第２ビア電極部を構成する複数の第２小径ビア電極の配列状態を示す説明図である。

【図5】図５Ａは横断面形状が円形状のビア電極である場合の問題を示す説明図であり、図５Ｂは横断面形状が楕円形状のビア電極の有利な点を示す説明図である。

【図6】図６Ａは楕円形状のビア電極を複数の小径ビア電極で構成した例を示す説明図であり、図６Ｂは楕円形状のビア電極において、電流が集中する部分のみに小径ビア電極を配列させた例を示す説明図である。

【図7】図７Ａは楕円形状のビア電極の問題点を示す説明図であり、図７Ｂは楕円形状のビア電極を複数の小径ビア電極で構成した場合の問題点を示す説明図である。

【図8】楕円形状のビア電極において、電流が集中する部分のみに小径ビア電極を配列させた場合の利点を示す説明図である。

【図9】図９Ａは本実施の形態に係る共振器を示す等価回路図であり、図９Ｂは共振器の電流の流れを示す説明図である。

【図10】変形例に係る共振器を示す断面図である。

【図11】第１の実施の形態に係る誘電体フィルタ（第１誘電体フィルタ）の構成を示す斜視図である。

【図12】図１１におけるＸＩＩ−ＸＩＩ線上の断面図である。但し、誘電体基板の断面ハッチングの表示を省略した。

【図13】第１誘電体フィルタの変形例の構成を示す斜視図である。

【図14】図１３におけるＸＩＶ−ＸＩＶ線上の断面図である。但し、誘電体基板の断面ハッチングの表示を省略した。

【図15】第１誘電体フィルタを示す等価回路図である。

【図16】第２の実施の形態に係る誘電体フィルタ（第２誘電体フィルタ）の構成を示す斜視図である。

【図17】図１６におけるＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ線上の断面図である。但し、誘電体基板の断面ハッチングの表示を省略した。

【図18】第２誘電体フィルタを示す等価回路図である。

【図19】図１９Ａは従来の共振器の一例を示す断面図であり、図１９Ｂは従来の共振器の他の例を示す断面図である。但し、誘電体基板の断面ハッチングの表示を省略した。

【発明を実施するための形態】

【0034】

以下、本発明に係る共振器及び誘電体フィルタの実施の形態例を図１〜図１８を参照しながら説明する。

【0035】

先ず、本実施の形態に係る共振器１０は、図１、図２並びに図３Ａ及び図３Ｂに示すように、少なくとも上部及び下部にそれぞれ遮蔽導体１２Ｕ及び１２Ｂが形成された誘電体基板１４と、該誘電体基板１４内に形成され、上部の遮蔽導体１２Ｕと対向するストリップ線路１６と、誘電体基板１４内に形成され、ストリップ線路１６から下部の遮蔽導体１２Ｂにかけて隣接して形成された第１ビア電極部１８Ａ及び第２ビア電極部１８Ｂとを有する。第１ビア電極部１８Ａ及び第２ビア電極部１８Ｂは、誘電体基板１４に形成されたビアホールにて構成されている。

【0036】

誘電体基板１４は、複数の誘電体層を積層して構成され、例えば図１に示すように、直方体状を有する。誘電体基板１４の４つの側面のうち、第１側面１４ａに第１入出力端子２０Ａが形成され、第１側面１４ａと対向する第２側面１４ｂに第２入出力端子２０Ｂが形成されている。また、第３側面１４ｃと、該第３側面１４ｃと対向する第４側面１４ｄにそれぞれ遮蔽導体１２ａ及び１２ｂが形成されている。誘電体基板１４内において、第１ビア電極部１８Ａが第３側面１４ｃに対向し、第２ビア電極部１８Ｂが第４側面１４ｄに対向している。

【0037】

図２、図３Ａ及び図３Ｂに示すように、第１ビア電極部１８Ａは、複数の小径の第１ビア電極（以下、第１小径ビア電極２２ａと記す）から構成され、第２ビア電極部１８Ｂは、複数の小径の第２ビア電極（以下、第２小径ビア電極２２ｂと記す）から構成されている。第１ビア電極部１８Ａと第２ビア電極部１８Ｂとの間に他のビア電極部は存在しない。

【0038】

さらに、本実施の形態では、第１ビア電極部１８Ａと第２ビア電極部１８Ｂとの間であって、且つ、ストリップ線路１６の下方から第１入出力端子２０Ａに延びる第１入出力線路２４Ａと、同じくストリップ線路１６の下方から第２入出力端子２０Ｂに延びる第２入出力線路２４Ｂとを有する。

【0039】

これにより、先ず、共振器１０の第１ビア電極部１８Ａ及び第２ビア電極部１８Ｂは、側面の遮蔽導体１２ａ〜１２ｄと共にＴＥＭ波の共振器として動作する。つまり、第１ビア電極部１８Ａ及び第２ビア電極部１８Ｂが、側面の遮蔽導体１２ａ〜１２ｄを参照したＴＥＭ波の共振器として動作する。ストリップ線路１６は、開放端容量を形成する機能として動作する。これは、特許文献３記載の共振器の構造、すなわち、ＴＥＭ波の共振器として動作する部分がストリップ線路に限定され、ビア電極がストリップ線路と平行に配置されたグランド用導体層とを接続する機能を有するに過ぎない共振器の構造とは明らかに異なる。

【0040】

さらに、本実施の形態では、図４に示すように、複数の第１小径ビア電極２２ａは、上面から見たとき、仮想の第１湾曲線２６ａ（高周波電流が集中する部分）に沿って配列され、複数の第２小径ビア電極２２ｂは、上面から見たとき、仮想の第２湾曲線２６ｂ（高周波電流が集中する部分である）に沿って配列されている。第１湾曲線２６ａと第２湾曲線２６ｂは、１つの楕円の輪郭線の一部又は１つのトラック形状の輪郭線の一部を構成している。

【0041】

ここで、第１ビア電極部１８Ａ及び第２ビア電極部１８Ｂと１つの楕円との関係について図５Ａ〜図７Ｂを参照しながら説明する。

【0042】

図５Ａに示すように、横断面形状が円形状のビア電極１０８の径を大きくすると、共振器１００を多段化して誘電体フィルタ１１０を構成する場合において、共振器１００間に電気壁１１２が発生し、Ｑ値の劣化につながる。

【0043】

そこで、図５Ｂに示すように、横断面形状が楕円形状のビア電極１１４にした場合、短軸方向に共振器１００を多段化して誘電体フィルタ１１０を構成すると、共振器１００間に電気壁１１２は生じるが、ビア電極１１４間の距離が円形状のビア電極１０８よりも長くなるため、Ｑ値の向上につながる。

【0044】

さらに、図６Ａに示すように、楕円形状のビア電極１１４を複数の小径のビア電極（以下、小径ビア電極２２と記す）で構成すると、磁界の包絡線１１８があたかも大径のビア電極であるかのように振る舞わせる。個々の小径ビア電極２２の径が一定の割合ばらついても、包絡線１１８（大径のビア電極）への影響は、その割合未満となるため、ばらつきの低減効果も得ることができる。

【0045】

ところで、例えば図６Ａに示す楕円形状のビア電極１１４では、高周波電流は楕円の端部、曲率の大きい両端部に集中する。そこで、図６Ｂに示すように、楕円形状のビア電極１１４を構成する複数の小径ビア電極２２のうち、楕円形状の両端部に位置する曲率の大きい仮想の第１湾曲線２６ａに沿った複数の第１小径ビア電極２２ａと、曲率の大きい仮想の第２湾曲線２６ｂに沿った複数の第２小径ビア電極２２ｂを残し、中央に位置する複数の小径ビア電極２２を取り除くことができる。

【0046】

すなわち、第１ビア電極部１８Ａを構成する複数の第１小径ビア電極２２ａは仮想の第１湾曲線２６ａに沿って配列され、第２ビア電極部１８Ｂを構成する複数の第２小径ビア電極２２ｂは仮想の第２湾曲線２６ｂに沿って配列された形態となる。

【0047】

また、図７Ａに示すように、横断面形状が楕円形状のビア電極１１４や、図７Ｂに示すように、複数の小径ビア電極２２で楕円形状のビア電極１１４を構成した場合、楕円形状のビア電極１１４からそれぞれ対向する遮蔽導体１０２に向かって磁界２８が広がる。しかし、共振器１００を多段化して誘電体フィルタ１１０を構成する場合、受給電や結合調整をするためのパターン１１６（線路）を配置する必要があるが、楕円形状のビア電極１１４と側面の遮蔽導体１０２との間に、ビア電極１１４からの磁界２８の広がりを妨げながら、受給電や結合調整をするためのパターン１１６（線路）を配置せざるを得なかった。これは、Ｑ値の劣化や、不要な結合の発生をもたらす。

【0048】

一方、本実施の形態では、図６Ｂに示すように、第１ビア電極部１８Ａを構成する複数の第１小径ビア電極２２ａを仮想の第１湾曲線２６ａに沿って配列し、第２ビア電極部１８Ｂを構成する複数の第２小径ビア電極２２ｂを仮想の第２湾曲線２６ｂに沿って配列したので、図８に示すように、第１ビア電極部１８Ａ及び第２ビア電極部１８Ｂからそれぞれ対向する遮蔽導体１２ａ及び１２ｂに向かって磁界２８が広がり、第１ビア電極部１８Ａと第２ビア電極部１８Ｂ間に電磁界が疎になった領域３０が形成される。

【0049】

そのため、上述した電磁界が疎になった領域３０、すなわち、第１ビア電極部１８Ａと第２ビア電極部１８Ｂ間に、受給電や結合調整をするためのパターン３２（線路）を形成することが可能となる。その結果、Ｑ値の劣化を抑制することができ、しかも、不要な結合を抑制することができる。

【0050】

また、図７Ａに示す楕円形状のビア電極１１４や、図７Ｂに示す複数の小径ビア電極２２等と異なり、図８に示すように、電流が集中する部分のみに小径ビア電極２２（２２ａ、２２ｂ）を配列させたので、小径ビア電極２２（２２ａ、２２ｂ）を構成する金属材料（例えば銀）の量を大幅に低減することができると共に、小径ビア電極２２（２２ａ、２２ｂ）の本数を減らすことができるため、工数の低減を図ることができる。

【0051】

このように、本実施の形態に係る共振器１０においては、ビア電極のサイズを大きくすることなく、電流密度の分散を図ることができ、しかも、ビア電極からの磁界の広がりを妨げることなく、各種電極パターンを形成でき、Ｑ値の劣化の抑制、不要な結合の抑制、電磁シールドの低下の抑制、設計の自由度の向上、製造コストの低減を図ることができる。

【0052】

本実施の形態に係る共振器１０の等価回路を図９Ａ及び図９Ｂに示す。図９Ａに示すように、第１ビア電極部１８Ａからストリップ線路１６の入出力部分（Ｉ／Ｏ）にかけて第１λ／４共振器３４Ａを構成し、第２ビア電極部１８Ｂからストリップ線路１６の入出力部分（Ｉ／Ｏ）にかけて第２λ／４共振器３４Ｂを構成する。これにより、図９Ｂに示すように、第１λ／４共振器３４Ａと第２λ／４共振器３４Ｂには常に同相の電流ｉが流れることとなる。同相となることで、共振器１０単体で見た場合、第１ビア電極部１８Ａと第２ビア電極部１８Ｂとの間は電磁界が疎の状態になり、その間に結合や引き回しのための電極を配置しても不要な結合を極力抑えることができる。その結果、Ｑ値の劣化を防止することができると共に、特性のばらつきを抑制することができる。

【0053】

上述の例では、ストリップ線路１６を上部の遮蔽導体１２Ｕに対向させ、第１ビア電極部１８Ａを構成する第１小径ビア電極２２ａ並びに第２ビア電極部１８Ｂを構成する第２小径ビア電極２２ｂをそれぞれ下部の遮蔽導体１２Ｂに接続するようにしたが、その他、図１０に示す変形例に係る共振器１０ａのように、ストリップ線路１６を下部の遮蔽導体１２Ｂに対向させ、第１小径ビア電極２２ａ及び第２小径ビア電極２２ｂをそれぞれ上部の遮蔽導体１２Ｕに接続するようにしてもよい。

【0054】

次に、第１の実施の形態に係る誘電体フィルタ（以下、第１誘電体フィルタ５０Ａと記す）について図１１〜図１５を参照しながら説明する。なお、上述した共振器１０と共通する部材については、その重複説明を省略する。

【0055】

図１１及び図１２は、共振器１０を多段化して３つの共振器１０にて第１誘電体フィルタ５０Ａを構成した例を示す。

【0056】

すなわち、第１誘電体フィルタ５０Ａは、誘電体基板１４内に、３つの共振器本体（第１共振器本体５２Ａ〜第３共振器本体５２Ｃ）を有する。

【0057】

第１共振器本体５２Ａ（共振器１０）〜第３共振器本体５２Ｃ（共振器１０）は、それぞれ上部の遮蔽導体１２Ｕと対向するストリップ線路１６と、ストリップ線路１６から下部の遮蔽導体１２Ｂにかけて隣接して形成された第１ビア電極部１８Ａ及び第２ビア電極部１８Ｂとを有する。第１ビア電極部１８Ａは、複数の第１小径ビア電極２２ａから構成され、第２ビア電極部１８Ｂは、複数の第２小径ビア電極２２ｂから構成されている。

【0058】

特に、この第１誘電体フィルタ５０Ａは、下記構成を有する。すなわち、第１共振器本体５２Ａのストリップ線路１６と第１入出力端子２０Ａとの間に、ストリップ線路１６と第１入出力端子２０Ａとを電気的に接続する第１接続線路５４Ａが形成されている。第２共振器本体５２Ｂのストリップ線路１６から第１共振器本体５２Ａに向かって延びる容量性の第１結合調整線路５６Ａが形成されている。この第１結合調整線路５６Ａの端部は、第１共振器本体５２Ａの第１ビア電極部１８Ａと第２ビア電極部１８Ｂとの間であって、且つ、ストリップ線路１６の下方に位置されている。

【0059】

同様に、第３共振器本体５２Ｃのストリップ線路１６と第２入出力端子２０Ｂとの間に、ストリップ線路１６と第２入出力端子２０Ｂとを電気的に接続する第２接続線路５４Ｂが形成されている。第２共振器本体５２Ｂのストリップ線路１６から第２入出力端子２０Ｂに向かって延びる容量性の第２結合調整線路５６Ｂが形成されている。この第２結合調整線路５６Ｂの端部は、第３共振器本体５２Ｃの第１ビア電極部１８Ａと第２ビア電極部１８Ｂとの間であって、且つ、ストリップ線路１６の下方に位置されている。

【0060】

図１３及び図１４は、第１誘電体フィルタ５０Ａの変形例に係る誘電体フィルタ５０Ａａを示す。この変形例に係る誘電体フィルタ５０Ａａは、図１３及び図１４に示すように、上述した第１誘電体フィルタ５０Ａとほぼ同様の構成を有するが、第１共振器本体５２Ａと第２共振器本体５２Ｂの各ストリップ線路１６同士が第３接続線路５４Ｃにて直接接続され、第２共振器本体５２Ｂと第３共振器本体５２Ｃの各ストリップ線路１６同士が第４接続線路５４Ｄにて直接接続されている。

【0061】

さらに、第１共振器本体５２Ａのストリップ線路１６の下方の位置から第２共振器本体５２Ｂのストリップ線路１６の下方の位置にかけて容量性の第３結合調整線路５６Ｃが形成され、第２共振器本体５２Ｂのストリップ線路１６の下方の位置から第３共振器本体５２Ｃのストリップ線路１６の下方の位置にかけて容量性の第４結合調整線路５６Ｄが形成されている。

【0062】

第１誘電体フィルタ５０Ａ及びその変形例に係る誘電体フィルタ５０Ａａの等価回路を図１５に示す。図１５に示すように、第１誘電体フィルタ５０Ａ及び変形例に係る誘電体フィルタ５０Ａａは、第１共振器本体５２Ａと第２共振器本体５２Ｂとが電磁界結合され、第２共振器本体５２Ｂと第３共振器本体５２Ｃとが電磁界結合されて構成される。

【0063】

そして、第１共振器本体５２Ａ〜第３共振器本体５２Ｃにおいて、第１ビア電極部１８Ａは、ストリップ線路１６と共に、第１λ／４共振器３４Ａを構成し、第２ビア電極部１８Ｂは、ストリップ線路１６と共に、第２λ／４共振器３４Ｂを構成する。

【0064】

第１誘電体フィルタ５０Ａは、上述した本実施の形態に係る共振器１０を多段化して構成したので、ビア電極のサイズを大きくすることなく、電流密度の分散を図ることができ、しかも、ビア電極からの磁界の広がりを妨げることなく、各種電極パターンを形成でき、Ｑ値の劣化の抑制、不要な結合の抑制、電磁シールドの低下の抑制、設計の自由度の向上、製造コストの低減を図ることができる。

【0065】

特に、第１共振器本体５２Ａ、第２共振器本体５２Ｂ及び第３共振器本体５２Ｃにおける電磁界が疎になった領域３０を利用して、第１結合調整線路５６Ａ〜第４結合調整線路５６Ｄを形成することができ、第１共振器本体５２Ａと第２共振器本体５２Ｂとの電磁界結合及びその調整、並びに第２共振器本体５２Ｂと第３共振器本体５２Ｃとの電磁界結合及びその調整を容易に行うことができる。

【0066】

すなわち、第１誘電体フィルタ５０Ａ及びその変形例に係る誘電体フィルタ５０Ａａは、第１共振器本体５２Ａと第２共振器本体５２Ｂとが電磁界結合し、第２共振器本体５２Ｂと第３共振器本体５２Ｃとが電磁界結合している。従って、第１誘電体フィルタ５０Ａでは、第１結合調整線路５６Ａによって第１共振器本体５２Ａと第２共振器本体５２Ｂ間の容量結合の調整が容易になり、第２結合調整線路５６Ｂによって第２共振器本体５２Ｂと第３共振器本体５２Ｃ間の容量結合の調整が容易になる。同様に、変形例に係る誘電体フィルタ５０Ａａでは、第３結合調整線路５６Ｃによって第１共振器本体５２Ａと第２共振器本体５２Ｂ間の容量結合の調整が容易になり、第４結合調整線路５６Ｄによって第２共振器本体５２Ｂと第３共振器本体５２Ｃ間の容量結合の調整が容易になる。

【0067】

一方、誘導結合の調整については、第１誘電体フィルタ５０Ａでは、第１共振器本体５２Ａと第２共振器本体５２Ｂ間の距離を変更したり、第２共振器本体５２Ｂと第３共振器本体５２Ｃ間の距離を変更することで、第１共振器本体５２Ａと第２共振器本体５２Ｂ間の誘導結合、並びに第２共振器本体５２Ｂと第３共振器本体５２Ｃ間の誘導結合の調整が容易になる。変形例に係る誘電体フィルタ５０Ａａでは、第１共振器本体５２Ａと第２共振器本体５２Ｂ間の距離を変更したり、第２共振器本体５２Ｂと第３共振器本体５２Ｃ間の距離を変更する方法のほか、第３接続線路５４Ｃの接続位置を変更したり、第４接続線路５４Ｄの接続位置を変更することで、第１共振器本体５２Ａと第２共振器本体５２Ｂ間の誘導結合、並びに第２共振器本体５２Ｂと第３共振器本体５２Ｃ間の誘導結合の調整が容易になる。

【0068】

次に、第２の実施の形態に係る誘電体フィルタ（以下、第２誘電体フィルタ５０Ｂと記す）について、図１６〜図１８を参照しながら説明する。

【0069】

図１６及び図１７は、共振器１０を多段化して４つの共振器１０にて第２誘電体フィルタ５０Ｂを構成した例を示す。

【0070】

すなわち、第２誘電体フィルタ５０Ｂは、誘電体基板１４内に、４つの共振器本体（第１共振器本体５２Ａ〜第４共振器本体５２Ｄ）を有する。

【0071】

第１共振器本体５２Ａ〜第４共振器本体５２Ｄは、それぞれ上部の遮蔽導体１２Ｕと対向するストリップ線路１６と、ストリップ線路１６から下部の遮蔽導体１２Ｂにかけて隣接して形成された第１ビア電極部１８Ａ及び第２ビア電極部１８Ｂとを有する。第１ビア電極部１８Ａは、複数の第１小径ビア電極２２ａから構成され、第２ビア電極部１８Ｂは、複数の第２小径ビア電極２２ｂから構成されている。

【0072】

特に、この第２誘電体フィルタ５０Ｂは、下記構成を有する。すなわち、第１共振器本体５２Ａのストリップ線路１６と第１入出力端子２０Ａとの間に、ストリップ線路１６と第１入出力端子２０Ａとを電気的に接続する第１接続線路５４Ａが形成されている。第２共振器本体５２Ｂのストリップ線路１６から第１入出力端子２０Ａに向かって延びる容量性の第５結合調整線路５６Ｅが形成されている。この第５結合調整線路５６Ｅの端部は、第１共振器本体５２Ａの第１ビア電極部１８Ａと第２ビア電極部１８Ｂとの間であって、且つ、ストリップ線路１６の下方に位置されている。

【0073】

同様に、第４共振器本体５２Ｄのストリップ線路１６と第２入出力端子２０Ｂとの間に、ストリップ線路１６と第２入出力端子２０Ｂとを電気的に接続する第２接続線路５４Ｂが形成されている。第３共振器本体５２Ｃのストリップ線路１６から第２入出力端子２０Ｂに向かって延びる容量性の第６結合調整線路５６Ｆが形成されている。この第６結合調整線路５６Ｆの端部は、第４共振器本体５２Ｄの第１ビア電極部１８Ａと第２ビア電極部１８Ｂとの間であって、且つ、ストリップ線路１６の下方に位置されている。

【0074】

さらに、磁界結合される第２共振器本体５２Ｂと第３共振器本体５２Ｃ間に容量性の第７結合調整線路５６Ｇが形成されている。第７結合調整線路５６Ｇの一方の端部は、第２共振器本体５２Ｂの第１ビア電極部１８Ａと第２ビア電極部１８Ｂとの間であって、且つ、ストリップ線路１６の下方に位置されている。第７結合調整線路５６Ｇの他方の端部は、第３共振器本体５２Ｃの第１ビア電極部１８Ａと第２ビア電極部１８Ｂとの間であって、且つ、ストリップ線路１６の下方に位置されている。

【0075】

第２誘電体フィルタ５０Ｂの等価回路を図１８に示す。図１８に示すように、第２誘電体フィルタ５０Ｂは、第１共振器本体５２Ａと第２共振器本体５２Ｂとが電磁界結合され、第２共振器本体５２Ｂと第３共振器本体５２Ｃとが電磁界結合され、第３共振器本体５２Ｃと第４共振器本体５２Ｄとが電磁界結合されて構成される。

【0076】

また、第１誘電体フィルタ５０Ａと同様に、第４共振器本体５２Ｄにおいても、第１ビア電極部１８Ａは、ストリップ線路１６と共に、第１λ／４共振器３４Ａを構成し、第２ビア電極部１８Ｂは、ストリップ線路１６と共に、第２λ／４共振器３４Ｂを構成する。

【0077】

第２誘電体フィルタ５０Ｂは、上述した本実施の形態に係る共振器１０を多段化して構成したので、第１誘電体フィルタ５０Ａと同様の構成を有する。しかも、電磁界が疎になった領域３０、すなわち、第１ビア電極部１８Ａと第２ビア電極部１８Ｂ間に、各種電極パターンを形成でき、不要な結合の抑制、電磁シールドの低下の抑制、設計の自由度の向上、製造コストの低減を図ることができる。

【0078】

この第２誘電体フィルタ５０Ｂにおいても、上述した第１誘電体フィルタ５０Ａ及び変形例に係る誘電体フィルタ５０Ａａと同様に、第１共振器本体５２Ａ〜第４共振器本体５２Ｄにおける電磁界が疎になった領域３０を利用して、第５結合調整線路５６Ｅ〜第７結合調整線路５６Ｇを形成することができ、第１共振器本体５２Ａと第２共振器本体５２Ｂとの電磁界結合及びその調整、第２共振器本体５２Ｂと第３共振器本体５２Ｃとの電磁界結合及びその調整、並びに第３共振器本体５２Ｃと第４共振器本体５２Ｄとの電磁界結合及びその調整を容易に行うことができる。

【0079】

すなわち、第２誘電体フィルタ５０Ｂでは、第１共振器本体５２Ａと第２共振器本体５２Ｂとが電磁界結合し、第２共振器本体５２Ｂと第３共振器本体５２Ｃとが電磁界結合し、第３共振器本体５２Ｃと第４共振器本体５２Ｄとが電磁界結合している。従って、第５結合調整線路５６Ｅによって第１共振器本体５２Ａと第２共振器本体５２Ｂ間の容量結合の調整が容易になり、第６結合調整線路５６Ｆによって第３共振器本体５２Ｃと第４共振器本体５２Ｄ間の容量結合の調整が容易になり、第７結合調整線路５６Ｇによって第２共振器本体５２Ｂと第３共振器本体５２Ｃ間の容量結合の調整が容易になる。

【0080】

一方、誘導結合の調整については、第１共振器本体５２Ａと第２共振器本体５２Ｂ間の距離を変更したり、第２共振器本体５２Ｂと第３共振器本体５２Ｃ間の距離を変更したり、第３共振器本体５２Ｃと第４共振器本体５２Ｄ間の距離を変更することで、第１共振器本体５２Ａと第２共振器本体５２Ｂ間の誘導結合の調整、第２共振器本体５２Ｂと第３共振器本体５２Ｃ間の誘導結合の調整、並びに第３共振器本体５２Ｃと第４共振器本体５２Ｄ間の誘導結合の調整が容易になる。

【0081】

もちろん、上述した変形例に係る誘電体フィルタ５０Ａａと同様に、隣接する共振器本体同士（例えば第２共振器本体５２Ｂと第３共振器本体５２Ｃ）を直接接続線路でつなぎ、該接続線路のつなぐ位置を変えることで、共振器本体間の誘導結合の調整が容易になる。

【0082】

なお、本発明に係る共振器及び誘電体フィルタは、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

【0083】

すなわち、上述の例では、３つの共振器本体あるいは４つの共振器本体を設けた例を示したが、その他、２つの共振器本体あるいは５つ以上の共振器本体を設けてもよい。また、第１小径ビア電極２２ａ及び第２小径ビア電極２２ｂをそれぞれ３本配列させた例を示したが、これに限定されることなく、２本や、４本以上配列させてもよい。

【符号の説明】

【0084】

１０…共振器 １２Ｕ…上部の遮蔽導体
１２Ｂ…下部の遮蔽導体 １２ａ、１２ｂ…遮蔽導体
１４…誘電体基板 １６…ストリップ線路
１８Ａ…第１ビア電極部 １８Ｂ…第２ビア電極部
２０Ａ…第１入出力端子 ２０Ｂ…第２入出力端子
２２…小径ビア電極 ２２ａ…第１小径ビア電極
２２ｂ…第２小径ビア電極 ２４Ａ…第１入出力線路
２４Ｂ…第２入出力線路 ２６ａ…第１湾曲線
２６ｂ…第２湾曲線 ２８…磁界
３０…電磁界が疎になった領域 ３２…パターン
３４Ａ…第１λ／４共振器 ３４Ｂ…第２λ／４共振器
５０Ａ…第１誘電体フィルタ ５０Ａａ…誘電体フィルタ（変形例）
５０Ｂ…第２誘電体フィルタ
５２Ａ〜５２Ｄ…第１共振器本体〜第４共振器本体
５４Ａ〜５４Ｄ…第１接続線路〜第４接続線路
５６Ａ〜５６Ｇ…第１結合調整線路〜第７結合調整線路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】