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(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】
(24)【登録日】2023-07-26
(45)【発行日】2023-08-03
(54)【発明の名称】フィルタ装置
(51)【国際特許分類】
H01P 1/203 20060101AFI20230727BHJP
【ＦＩ】
H01P1/203
【請求項の数】
5
(21)【出願番号】P 2022545296
(86)(22)【出願日】2021-03-22
(86)【国際出願番号】 JP2021011617
(87)【国際公開番号】W WO2022044406
(87)【国際公開日】2022-03-03
【審査請求日】2022-10-04
(31)【優先権主張番号】P 2020142046
(32)【優先日】2020-08-25
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000005186
【氏名又は名称】株式会社フジクラ
(74)【代理人】
【識別番号】110000338
【氏名又は名称】弁理士法人 ＨＡＲＡＫＥＮＺＯ ＷＯＲＬＤ ＰＡＴＥＮＴ ＆ ＴＲＡＤＥＭＡＲＫ
(72)【発明者】
【氏名】上道 雄介
【審査官】岸田 伸太郎
(56)【参考文献】
【文献】実開昭６２－１９６４０２（ＪＰ，Ｕ）
【文献】米国特許第０５３４３１７６（ＵＳ，Ａ）
【文献】実開平０４－０２９２０３（ＪＰ，Ｕ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｐ １／２０３
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
対向する第１主面及び第２主面を含む誘電体製の基板と、前記第１主面側に設けられ、且つ、隣接する帯状導体同士が電磁気的に結合している複数の帯状導体と、
少なくとも前記第２主面側に設けられた地導体層と、を備え、
前記第１主面において隣接する帯状導体同士の間に介在する各領域を中間領域として、前記第２主面において当該中間領域の各々に対向する領域には、表面が前記地導体層により覆われた１又は複数の第１凹部が形成されており、
前記複数の帯状導体の各々について、前記第２主面には、平面視において当該帯状導体と重なり、且つ、表面が前記地導体層により覆われた１又は複数の第２凹部が形成されており、
前記複数の帯状導体の各々が延伸されている方向である長さ方向に沿ってみた場合に、前記第２凹部の各々は、長さが、平面視において当該第２凹部に重なっている帯状導体の長さを上回り、且つ、当該帯状導体を包含している、
ことを特徴とするフィルタ装置。
【請求項2】
前記１又は複数の第１の凹部の各々について、前記複数の帯状導体の各々が延伸されている方向である長さ方向に沿ってみた場合に、前記１又は複数の第１の凹部の各々の両端部は、当該第１の凹部に隣接する２つの帯状導体の両端部よりも突出している、ことを特徴とする請求項１に記載のフィルタ装置。
【請求項3】
前記第１凹部の深さが、前記第２凹部の深さよりも深い、ことを特徴とする請求項１に記載のフィルタ装置。
【請求項4】
前記複数の帯状導体の各々について、平面視において当該帯状導体と当該第２凹部とが重なる領域に設けられ、且つ、当該帯状導体と前記地導体層とを短絡する１又は複数の導体ポストを更に備えている、ことを特徴とする請求項１～３の何れか１項に記載のフィルタ装置。
【請求項5】
対向する第１主面及び第２主面を含む誘電体製の基板と、
前記第１主面側に設けられ、且つ、隣接する帯状導体同士が電磁気的に結合している複数の帯状導体と、
少なくとも前記第２主面側に設けられた地導体層と、を備え、
前記第１主面において隣接する帯状導体同士の間に介在する各領域を中間領域として、前記第２主面において当該中間領域の各々に対向する領域には、表面が前記地導体層により覆われた１又は複数の第１凹部が形成されており、
前記複数の帯状導体の各々について、前記第２主面には、平面視において当該帯状導体と重なり、且つ、表面が前記地導体層により覆われた１又は複数の第２凹部が形成されており、
前記第２主面に設けられた前記地導体層を第１地導体層とし、前記１又は複数の第２凹部の前記表面を覆う前記地導体層を第２地導体層として、
前記複数の帯状導体の各々について、当該帯状導体の一方の端部は、平面視において当該帯状導体に重なっている第２凹部から突出しており、
前記複数の帯状導体の各々について、平面視において前記一方の端部と前記第１地導体層とが重なる領域に設けられ、且つ、前記一方の端部と前記第１地導体層とを短絡する１又は複数の導体ポストであって、前記第２地導体層のうち前記第２凹部の側面を覆う第２地導体層とともに二導体線路を構成する１又は複数の導体ポストを更に備えている、
ことを特徴とするフィルタ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、フィルタ装置に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１の図３及び図４には、誘電体製の基板（特許文献１においては、誘電体基板１）と、その基板の第１主面に設けられ、且つ、隣接する帯状導体同士が電磁気的に結合している複数の帯状導体（特許文献１においては、共振導体３～７）と、その基板の第２主面に設けられた地導体層（特許文献１においては、接地導体２）と、を備えたマイクロストリップ型のフィルタ装置（特許文献１においては、共振回路装置）が、従来例として図示されている。なお、複数の帯状導体の各々は、それぞれ、共振器として機能する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】日本国公開特許公報「特開平９－１３９６０５号公報」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
そのうえで、特許文献１の図１には、基板のうち、平面視において前記複数の帯状導体（特許文献１の図１においては、共振導体５，６）の各々と重ならない領域に、それぞれ、第１主面に開口を有する凹部（特許文献１の図１においては、トレンチ１１）が設けられたフィルタ装置が図示されている。この構成によれば、凹部内に充満している空気の比誘電率が基板を構成する誘電体の比誘電率よりも小さいことに起因して、隣接する帯状導体同士の間に生じる電磁気的な結合を弱めることができる。したがって、このフィルタ装置は、隣接する帯状導体同士に生じる結合の大きさが従来と同程度になるように設計した場合に、隣接する帯状導体同士の間隔を狭くすることができるので、フィルタ装置を小型化することができる。ただし、このようなフィルタ装置においては、更なる小型化が求められている。
【0005】
本発明の一態様は、上述した課題に鑑みなされたものであり、その目的は、フィルタ装置を従来よりも小型化することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の第１の態様に係るフィルタ装置は、対向する第１主面及び第２主面を含む誘電体製の基板と、前記第１主面側に設けられ、且つ、隣接する帯状導体同士が電磁気的に結合している複数の帯状導体と、少なくとも前記第２主面側に設けられた地導体層と、を備え、前記第１主面において隣接する帯状導体同士の間に介在する各領域を中間領域として、前記第２主面において当該中間領域の各々に対向する領域には、表面が前記地導体層により覆われた１又は複数の第１凹部が形成されている。
【発明の効果】
【0007】
本発明の一態様に係るフィルタ装置は、フィルタ装置を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】（ａ）は、本発明の第１の実施形態に係るフィルタ装置の平面図である。（ｂ）及び（ｃ）は、（ａ）に示したフィルタ装置の断面図である。
【図5】（ａ）は、本発明の第２の実施形態に係るフィルタ装置の平面図である。（ｂ）及び（ｃ）は、（ａ）に示したフィルタ装置の断面図である。
【図9】（ａ）は本発明の第１の実施例の構造、（ｂ）は本発明の第２の実施例の構造、（ｃ）は第２の比較例の構造を示す平面図である。
【図10】（ａ）は本発明の第１の実施例～第３の実施例の構造の透過特性を示すグラフであり、（ｂ）は第１の比較例及び第２の比較例の構造の透過特性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0009】
本発明の一実施形態に係るフィルタ装置は、周波数がミリ波又はマイクロ波と呼ばれる周波数帯域に属する高周波信号のうち、所定の通過帯域に属する高周波信号を通過させ、それ以外の高周波信号を遮断するバンドパスフィルタとして機能する。以下で説明する第１の実施形態及び第２の実施形態では、通過帯域の中心周波数が２５ＧＨｚ帯に含まれているものとして説明する。ただし、通過帯域の中心周波数及び帯域幅は、限定されるものではなく、フィルタ装置の用途に応じて適宜設計することができる。
【0010】
〔第１の実施形態〕
本発明の第１の実施形態に係るフィルタ装置１について、図１を参照して説明する。図１の（ａ）は、フィルタ装置１の平面図である。図１の（ｂ）及び（ｃ）は、フィルタ装置１の断面図である。図１の（ｂ）は、図１の（ａ）に示したＡ－Ａ’線に沿った断面における断面図であり、図１の（ｃ）は、図１の（ａ）に示したＢ－Ｂ’線に沿った断面における断面図である。
本発明の第１の実施形態に係るフィルタ装置１について、図１を参照して説明する。図１の（ａ）は、フィルタ装置１の平面図である。図１の（ｂ）及び（ｃ）は、フィルタ装置１の断面図である。図１の（ｂ）は、図１の（ａ）に示したＡ－Ａ’線に沿った断面における断面図であり、図１の（ｃ）は、図１の（ａ）に示したＢ－Ｂ’線に沿った断面における断面図である。
【0011】
＜フィルタ装置の構成＞
図１の（ａ）～（ｃ）に示すように、フィルタ装置１は、基板１１と、導体パターン１２と、地導体層１３と、を備えている。
図１の（ａ）～（ｃ）に示すように、フィルタ装置１は、基板１１と、導体パターン１２と、地導体層１３と、を備えている。
【0012】
（基板）
基板１１は、対向する主面１１１及び主面１１２を含む誘電体製の板状部材である。主面１１１は、特許請求の範囲に記載した第１主面の一例である。主面１１２は、特許請求の範囲に記載した第２主面の一例である。
基板１１は、対向する主面１１１及び主面１１２を含む誘電体製の板状部材である。主面１１１は、特許請求の範囲に記載した第１主面の一例である。主面１１２は、特許請求の範囲に記載した第２主面の一例である。
【0013】
本実施形態において、基板１１は、石英製である。ただし、基板１１を構成する誘電体は、石英に限定されるものではなく、適宜選択することができる。この誘電体の例としては、石英以外のガラス、セラミックス、シリコンやＧａＡｓなどに代表される半導体、及び、樹脂が挙げられる。
【0014】
本実施形態において、基板１１の形状は、主面１１１の法線に沿った方向から主面１１１をみた場合に、長方形状である。ただし、基板１１の形状は、長方形状に限定されるものではなく、適宜定めることができる。なお、以下において、主面１１１の法線に沿った方向から主面１１１をみることを平面視すると称する。
【0015】
本実施形態において、主面１１１には、後述する導体パターン１２が設けられており、主面１１２には、後述する凹部１１ａ１～１１ａ２及び地導体層１３が設けられている。ただし、導体パターン１２は、基板１１の主面１１１側に、間接的に設けられていてもよく、地導体層１３は、基板１１の主面１１２側に、間接的に設けられていてもよい。例えば、主面１１１と導体パターン１２との間、及び、主面１１２と地導体層１３との間の少なくとも何れかには、導電性が低い別の層（例えば誘電体層）が介在していてもよい。また、基板１１の内部には、後述する導体ポスト１１ｂ１～１１ｂ３が設けられている。
【0016】
（導体パターン）
主面１１１に設けられた導体パターン１２は、導体膜を所定の形状にパターニングすることによって得られる。本実施形態において、導体パターン１２は、銅製である。ただし、導体パターン１２を構成する導体は、銅に限定されるものではなく、適宜選択することができる。導体パターン１２は、帯状導体１２ａ１～１２ａ３と、コプレーナ線路１２ｂと、コプレーナ線路１２ｃと、を含んでいる。また、本実施形態において、導体パターン１２は、３つの帯状導体１２ａ１～１２ａ３により構成されているが、導体パターン１２を構成する帯状導体の数は、３個に限定されるものでない。導体パターン１２を構成する帯状導体の数は、少なくとも複数であればよく、３個以外の例としては、５個が挙げられる。
主面１１１に設けられた導体パターン１２は、導体膜を所定の形状にパターニングすることによって得られる。本実施形態において、導体パターン１２は、銅製である。ただし、導体パターン１２を構成する導体は、銅に限定されるものではなく、適宜選択することができる。導体パターン１２は、帯状導体１２ａ１～１２ａ３と、コプレーナ線路１２ｂと、コプレーナ線路１２ｃと、を含んでいる。また、本実施形態において、導体パターン１２は、３つの帯状導体１２ａ１～１２ａ３により構成されているが、導体パターン１２を構成する帯状導体の数は、３個に限定されるものでない。導体パターン１２を構成する帯状導体の数は、少なくとも複数であればよく、３個以外の例としては、５個が挙げられる。
【0017】
図１の（ａ）に示すように、帯状導体１２ａ１～１２ａ３の各々の形状は、長方形状である。以下において、各帯状導体１２ａｉ（ｉは、１以上３以下の整数）が延伸されている方向（すなわち、各帯状導体１２ａｉの長辺に沿った方向）を長さ方向と呼ぶ。また、長さ方向に交わる方向（すなわち、各帯状導体１２ａｉの短辺に沿った方向）を幅方向と呼ぶ。また、各帯状導体１２ａｉにおいて、長さ方向に沿って測った場合の長さを長さと呼び、幅方向に沿って測った場合の長さを幅と呼ぶ。
【0018】
各帯状導体１２ａｉは、それぞれの長辺が平行になるように配置されている。また、各帯状導体１２ａｉは、隣接する帯状導体同士の間隔が所定の値になるように、配置されている。このように配置された各帯状導体１２ａｉは、隣接する帯状導体と電磁気的に結合している。隣接する帯状導体同士の間隔は、隣接する帯状導体同士の結合量が所望の大きさとなるように適宜調整されている。
【0019】
各帯状導体１２ａｉの長さ方向に沿ってみた場合に、各帯状導体１２ａｉの長さは、通過帯域の中心周波数と、基板１１の比誘電率と、に応じて、適宜定めることができる。本実施形態では、周波数が前記中心周波数である電磁波の実効波長の１／４になるように、各帯状導体１２ａｉの長さを定めている。ただし、各帯状導体１２ａｉの長さは、前記実効波長の１／４に限定されるものではなく、１／４の整数倍であってもよい。
【0020】
コプレーナ線路１２ｂは、信号線１２ｂ１と、地導体パターン１２ｂ２，１２ｂ３とからなる。信号線１２ｂ１の一方の端部は、帯状導体１２ａ１の一方の端部に電気的に接続されている。地導体パターン１２ｂ２，１２ｂ３の各々は、信号線１２ｂ１を挟み込むように配置されている。コプレーナ線路１２ｂは、フィルタ装置１の入出力ポートとして機能する。
【0021】
コプレーナ線路１２ｃは、信号線１２ｃ１と、地導体パターン１２ｃ２，１２ｃ３とからなる。信号線１２ｃ１の一方の端部は、帯状導体１２ａ３の一方の端部に電気的に接続されている。地導体パターン１２ｃ２，１２ｃ３の各々は、信号線１２ｃ１を挟み込むように配置されている。コプレーナ線路１２ｃは、フィルタ装置１の入出力ポートとして機能する。
【0022】
（凹部）
主面１１１において、隣接する帯状導体同士の間に介在する各領域を中間領域と称する。図１の（ａ）に示すように、フィルタ装置１は、３本の帯状導体１２ａ１～１２ａ３を備えているので、中間領域は、帯状導体１２ａ１と帯状導体１２ａ２との間、及び、帯状導体１２ａ２と帯状導体１２ａ３との間に存在する。凹部１１ａ１，１１ａ２の各々は、主面１１２において、当該中間領域の各々に対向する領域に設けられた凹部である。凹部１１ａ１，１１ａ２は、第１凹部の一例である。このように設けられた凹部１１ａ１，１１ａ２の各々は、平面視において、隣接する帯状導体１２ａ１及び１２ａ２の間、並びに、帯状導体１２ａ２及び１２ａ３の間に配置されている（図１の（ａ）参照）。
主面１１１において、隣接する帯状導体同士の間に介在する各領域を中間領域と称する。図１の（ａ）に示すように、フィルタ装置１は、３本の帯状導体１２ａ１～１２ａ３を備えているので、中間領域は、帯状導体１２ａ１と帯状導体１２ａ２との間、及び、帯状導体１２ａ２と帯状導体１２ａ３との間に存在する。凹部１１ａ１，１１ａ２の各々は、主面１１２において、当該中間領域の各々に対向する領域に設けられた凹部である。凹部１１ａ１，１１ａ２は、第１凹部の一例である。このように設けられた凹部１１ａ１，１１ａ２の各々は、平面視において、隣接する帯状導体１２ａ１及び１２ａ２の間、並びに、帯状導体１２ａ２及び１２ａ３の間に配置されている（図１の（ａ）参照）。
【0023】
また、各凹部１１ａｊ（ｊは１又は２）の表面を構成する底面及び側面は、後述する第２地導体層１３２により覆われている（図１の（ｂ）参照）。
【0024】
本実施形態において、各凹部１１ａｊは、帯状導体１２ａｉの各々が延伸されている方向である長さ方向に沿ってみた場合に、凹部１１ａｊの両端部は、当該凹部１１ａｊに隣接する２つの帯状導体１２ａｉの両端部よりも突出している。例えば、凹部１１ａ１の両端部は、長さ方向に沿ってみた場合に、帯状導体１２ａ１と帯状導体１２ａ２のいずれの両端部よりも突出している。ただし、各凹部１１ａｊの長さは、各帯状導体１２ａｉの長さと等しくてもよいし、各帯状導体１２ａｉの長さよりも短くてもよい。各凹部１１ａｊは、長さ方向に沿ってみた場合に、各凹部１１ａｊの少なくともその一部が隣接する帯状導体１２ａｉの少なくとも一部に重なっていればよい。
【0025】
本実施形態において、各凹部１１ａｊの形状は、直方体状である。ただし、各凹部１１ａｊの形状は、直方体状に限定されるものではなく、適宜定めることができる。
【0026】
本実施形態において、各凹部１１ａｊの幅は、各帯状導体１２ａｉの幅と同程度である。ただし、各凹部１１ａｊの幅は、各帯状導体１２ａｉの幅より狭くてもよいし、各帯状導体１２ａｉの幅と等しくてもよい。
【0027】
凹部１１ａｊは、空気層を形成するため、誘電体製の基板１１に比べて、電気力線が通りにくい。凹部１１ａｊを設けることは、その部分の基板１１の厚さが減少することとなり、凹部１１ａｊの両側にある帯状導体１２ａｉ間に存在する電気力線が減少する。すなわち、凹部１１ａｊの両側にある帯状導体１２ａｉ間の結合量（共振器間の結合係数）が低下する。従って、隣接する帯状導体同士に生じる結合の大きさが従来と同程度になるように設計した場合に、隣接する帯状導体同士の間隔を狭くすることができる。つまり、フィルタ装置１の大きさを小さくすることができる。
【0028】
なお、各凹部１１ａｊの幅及び底面までの深さは、隣接する帯状導体１２ａｉ同士間の結合量が所望の大きさとなるように適宜調整されている。
【0029】
（地導体層）
地導体層１３は、少なくとも主面１１２に設けられている。具体的には、図１の（ｂ）に示すように、地導体層１３は、第１地導体層１３１と第２地導体層１３２とにより構成されている。地導体層１３のうち、第１地導体層１３１は、主面１１２に設けられた部分を指し、第２地導体層１３２は、各凹部１１ａｊの表面を覆う部分を指す。
地導体層１３は、少なくとも主面１１２に設けられている。具体的には、図１の（ｂ）に示すように、地導体層１３は、第１地導体層１３１と第２地導体層１３２とにより構成されている。地導体層１３のうち、第１地導体層１３１は、主面１１２に設けられた部分を指し、第２地導体層１３２は、各凹部１１ａｊの表面を覆う部分を指す。
【0030】
地導体層１３は、導体膜により構成されている。本実施形態において、地導体層１３は、銅製である。ただし、地導体層１３を構成する導体は、銅に限定されるものではなく、適宜選択することができる。
【0031】
図１の（ｂ）に示すように、第１地導体層１３１と第２地導体層１３２とは、連続して形成されており、電気的にも接続されている。したがって、第１地導体層１３１と第２地導体層１３２とは、同電位となる。
【0032】
（導体ポスト）
導体ポスト１１ｂ１～１１ｂ３の各々は、それぞれ、帯状導体１２ａ１～１２ａ３の各々に対応している。各帯状導体１２ａｉに対応する各導体ポスト１１ｂｉ（ｉは、１以上３以下の整数）は、主面１１１を平面視した場合に、各帯状導体１２ａｉの一方の端部と重なる領域に設けられており（図１の（ａ）参照）、且つ、各帯状導体１２ａｉと第１地導体層１３１とを短絡している（図１の（ｃ）に示した導体ポスト１１ｂ２参照）。
導体ポスト１１ｂ１～１１ｂ３の各々は、それぞれ、帯状導体１２ａ１～１２ａ３の各々に対応している。各帯状導体１２ａｉに対応する各導体ポスト１１ｂｉ（ｉは、１以上３以下の整数）は、主面１１１を平面視した場合に、各帯状導体１２ａｉの一方の端部と重なる領域に設けられており（図１の（ａ）参照）、且つ、各帯状導体１２ａｉと第１地導体層１３１とを短絡している（図１の（ｃ）に示した導体ポスト１１ｂ２参照）。
【0033】
各導体ポスト１１ｂｉは、基板１１のうち各帯状導体１２ａｉの一方の端部に対応する領域に設けられた貫通孔の内壁に導体膜を形成することによって得られる。なお、各導体ポスト１１ｂｉは、上記貫通孔に充填された導体により構成されていてもよい。
【0034】
導体ポスト１１ｃ１，１１ｃ２，１１ｃ３，１１ｃ４の各々は、平面視において、それぞれ、地導体パターン１２ｂ２，１２ｂ３，１２ｃ２，１２ｃ３と重なる領域に設けられている。導体ポスト１１ｃ１，１１ｃ２，１１ｃ３，１１ｃ４の各々は、それぞれ、地導体パターン１２ｂ２，１２ｂ３，１２ｃ２，１２ｃ３の各々と第１地導体層１３１とを短絡している。
【0035】
なお、フィルタ装置１において、各導体ポスト１１ｂｉは、２本の導体ポストにより構成されている。ただし、各導体ポスト１１ｂｉを構成する導体ポストの数は、限定されるものではなく、１本であってもよいし、３本以上であってもよい。また、各導体ポスト１１ｂｉを構成する導体ポストの横断面の形状は、円形状に限定されるものではない。
【0036】
以上の構成を備えるフィルタ装置１は、従来技術を用いた同じ結合量を有するフィルタ装置に比べて、小型化することができるという効果を奏する。
【0037】
＜第１の変形例＞
次に、図１に示したフィルタ装置１の第１の変形例であるフィルタ装置１Ａについて、図２を参照して説明する。図２は、フィルタ装置１Ａの断面図であり、フィルタ装置１における図１の（ｂ）に対応する断面図である。なお、説明の便宜上、フィルタ装置１Ａにおいて、フィルタ装置１にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。これは、この後に説明する各変形例についても同様である。
次に、図１に示したフィルタ装置１の第１の変形例であるフィルタ装置１Ａについて、図２を参照して説明する。図２は、フィルタ装置１Ａの断面図であり、フィルタ装置１における図１の（ｂ）に対応する断面図である。なお、説明の便宜上、フィルタ装置１Ａにおいて、フィルタ装置１にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。これは、この後に説明する各変形例についても同様である。
【0038】
フィルタ装置１Ａは、フィルタ装置１をベースにして、各凹部１１ａｊの形状を直方体状からハーフパイプ状に変更することによって得られる。本実施形態におけるハーフパイプ状とは、横断面が楕円状であるパイプを、パイプの中心軸に沿って、且つ、楕円状の短軸に沿って二分割することによって得られる形状である。
【0039】
フィルタ装置１においては、各凹部１１ａｊが直方体状であったため、各凹部１１ａｊの底面及び側面の境界に不連続な角が形成されていた（図１の（ｂ）参照）。しかし、本変形例のフィルタ装置１Ａのように、各凹部１１ａｊの底面と側面とが滑らかに接続されていてもよい。また、フィルタ装置１Ａの更なる変形例においては、フィルタ装置１をベースにして、直方体である各凹部１１ａｉの底面を円弧（例えば半円状）により構成することもできる。
【0040】
本変形例においても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、本変形例のように、凹部１１ａｊの形状をハーフパイプ状とすることにより、凹部１１ａｊの形状が直方体状である場合に比べて、凹部１１ａｊの第２地導体層１３２の厚さを均一に形成しやすくなるという効果を更に得ることができる。
【0041】
＜第２の変形例＞
次に、図１に示したフィルタ装置１の第２の変形例であるフィルタ装置１Ｂについて、図３を参照して説明する。図３の（ａ）は、フィルタ装置１Ｂの平面図である。図３の（ｂ）は、フィルタ装置１ＢのＡ－Ａ’断面図であり、フィルタ装置１における図１の（ｂ）に対応する断面図である。
次に、図１に示したフィルタ装置１の第２の変形例であるフィルタ装置１Ｂについて、図３を参照して説明する。図３の（ａ）は、フィルタ装置１Ｂの平面図である。図３の（ｂ）は、フィルタ装置１ＢのＡ－Ａ’断面図であり、フィルタ装置１における図１の（ｂ）に対応する断面図である。
【0042】
フィルタ装置１Ｂは、フィルタ装置１をベースにして、各凹部１１ａｊの形状を、１つの直方体状から、幅を小さくした複数の直方体状に変更することによって得られる。したがって、本変形例では、１つの凹部１１ａｊの形状について説明する。
【0043】
図３に示すように、フィルタ装置１Ｂの各凹部１１ａｊは、左凹部１１ａｊ１、中凹部１１ａｊ２、右凹部１１ａｊ３により構成されている。なお、ここでいう「左」、「中」、「右」という用語は、単に１つの凹部１１ａｊを構成する３つの凹部を区別するためだけのものであり、それ以外の意味は有しない。
【0044】
左凹部１１ａｊ１、中凹部１１ａｊ２、及び、右凹部１１ａｊ３の各々は、フィルタ装置１の各凹部１１ａｊと同様に、直方体状である。ただし、左凹部１１ａｊ１、中凹部１１ａｊ２、及び、右凹部１１ａｊ３の各々は、フィルタ装置１の各凹部１１ａｊと比較して、幅が約１／５に狭められている。そのうえで、左凹部１１ａｊ１、中凹部１１ａｊ２、及び、右凹部１１ａｊ３の各々は、等間隔になるように配置されている。なお、フィルタ装置１Ｂにおける各凹部１１ａｊの幅は、フィルタ装置１における各凹部１１ａｊの幅と等しい。
【0045】
本変形例においても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、本変形例のように、各凹部１１ａｊを、複数の凹部に分割して構成することにより、１つの凹部で形成するよりも製造しやすいという効果が得られる。また、幅の狭い凹部を複数設けることにより、フィルタ装置１と比較して基板１１の強度を高められるという効果を更に得ることができる。なお、本変形例においても、前述の第１の変形例を適用することが可能である。それにより、第１の変形例で得られる効果を併せて得ることができる。
【0046】
＜第３の変形例＞
【0047】
次に、図１に示したフィルタ装置１の第３の変形例であるフィルタ装置１Ｃについて、図４を参照して説明する。図４は、フィルタ装置１Ｃの断面図であり、フィルタ装置１における図１の（ｂ）に対応する断面図である。
【0048】
フィルタ装置１Ｃは、図４に示すように、凹部１１ａｊが、平面視において、複数の帯状導体１２ａｉの各々の両側に配置されている。具体的には、平面視において、帯状導体１２ａ１の両側に凹部１１ａ１と凹部１１ａ２が配置されている。また、帯状導体１２ａ２の両側に凹部１１ａ３と凹部１１ａ４が配置されている。さらに、帯状導体１２ａ３の両側に凹部１１ａ５と凹部１１ａ６が配置されている。
【0049】
なお、例えば２つの帯状導体１２ａｉの間に配置される２つの凹部１１ａｊを合わせた幅は、フィルタ装置１における１つの凹部１１ａｊの幅と同程度である。
【0050】
本変形例においても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。なお、本変形例においても、前述の第１の変形例を適用することが可能である。それにより、第１の変形例で得られる効果を併せて得ることができる。また、フィルタ装置１Ｃは、凹部１１ａｊが設けられていない場合と比較して、インピーダンスの制御という観点から小型化の効果が期待できる。これは、インピーダンスを整合させた場合に、各帯状導体１２ａｉの幅を、凹部１１ａｊが設けられていない場合よりも狭くすることができるためである。
【0051】
〔第２の実施形態〕
次に、本発明の第２の実施形態に係るフィルタ装置２について、図５を参照して説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。図５の（ａ）は、フィルタ装置２の平面図である。図５の（ｂ）及び（ｃ）は、フィルタ装置２の断面図である。図５の（ｂ）は、図５の（ａ）に示したＡ－Ａ’線に沿った断面における断面図であり、図５の（ｃ）は、図５の（ａ）に示したＢ－Ｂ’線に沿った断面における断面図である。フィルタ装置２は、図１に示したフィルタ装置１の一変形例であるともいえる。したがって、説明の便宜上、フィルタ装置２において、フィルタ装置１にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。これは、この後に説明する各変形例についても同様である。
次に、本発明の第２の実施形態に係るフィルタ装置２について、図５を参照して説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。図５の（ａ）は、フィルタ装置２の平面図である。図５の（ｂ）及び（ｃ）は、フィルタ装置２の断面図である。図５の（ｂ）は、図５の（ａ）に示したＡ－Ａ’線に沿った断面における断面図であり、図５の（ｃ）は、図５の（ａ）に示したＢ－Ｂ’線に沿った断面における断面図である。フィルタ装置２は、図１に示したフィルタ装置１の一変形例であるともいえる。したがって、説明の便宜上、フィルタ装置２において、フィルタ装置１にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。これは、この後に説明する各変形例についても同様である。
【0052】
（更なる凹部）
図５に示すように、フィルタ装置２は、フィルタ装置１をベースにして、主面１１２に、凹部１１ａ１～１１ａ２に加えて、凹部１１ｄ１～１１ｄ３を有する。凹部１１ｄ１～１１ｄ３は、第２凹部の一例である。
図５に示すように、フィルタ装置２は、フィルタ装置１をベースにして、主面１１２に、凹部１１ａ１～１１ａ２に加えて、凹部１１ｄ１～１１ｄ３を有する。凹部１１ｄ１～１１ｄ３は、第２凹部の一例である。
【0053】
主面１１２に設けられた凹部１１ｄ１～１１ｄ３の各々は、それぞれ、対向する帯状導体１２ａ１～１２ａ３の各々に対応している。各帯状導体１２ａｉに対応する各凹部１１ｄｉは、主面１１１を平面視した場合に各帯状導体１２ａｉと重なるように設けられている（図５の（ａ）参照）。本実施形態において、各凹部１１ｄｉは、各帯状導体１２ａｉを包含するように設けられている。ただし、各凹部１１ｄｉは、少なくともその一部が各帯状導体１２ａｉの少なくとも一部に重なっていればよい。
【0054】
凹部１１ｄｉの深さは、凹部１１ａｊの深さと同等である。また、各凹部１１ｄｉの表面を構成する底面及び側面は、凹部１１ａｊと同様に、第２地導体層１３２により覆われている（図５の（ｂ）参照）。
【0055】
本実施形態において、各凹部１１ｄｉの形状は、直方体状である。ただし、各凹部１１ｄｉの形状は、直方体状に限定されるものではなく、適宜定めることができる。
【0056】
本実施形態において、各凹部１１ｄｉの幅は、対応する各帯状導体１２ａｉの幅を上回る。ただし、各凹部１１ｄｉの幅は、各帯状導体１２ａｉの幅より狭くてもよいし、各帯状導体１２ａｉの幅と等しくてもよい。
【0057】
なお、各帯状導体１２ａｉと各凹部１１ｄｉの底面との間隔は、各帯状導体１２ａｉと各凹部１１ｄｉの底面に設けられた第２地導体層１３２との結合量が所望の大きさとなるように適宜調整されている。
【0058】
本実施形態においては、各帯状導体１２ａｉの各々が延伸されている方向である長さ方向に沿ってみた場合に、各凹部１１ｄｉの長さは、平面視においてその凹部１１ｄｉに重なっている帯状導体１２ａｉの長さを上回る（図５の（ｃ）参照）。また、各帯状導体１２ａｉの長さ方向に沿ってみた場合に、各凹部１１ｄｉは、その凹部１１ｄｉに重なっている帯状導体１２ａｉを包含している（図５の（ｃ）参照）。ただし、各凹部１１ｄｉの長さは、その凹部１１ｄｉに重なっている帯状導体１２ａｉの長さと等しくてもよいし、その凹部１１ｄｉに重なっている帯状導体１２ａｉの長さよりも短くてもよい。なお、各凹部１１ｄｉは、平面視において、少なくともその一部が、当該凹部１１ｄｉに対応する帯状導体１２ａｉの少なくとも一部と重なっていればよい。
【0059】
（導体ポスト）
本実施形態においては、導体ポスト１１ｂ１～１１ｂ３の各々は、それぞれ、帯状導体１２ａ１～１２ａ３の各々に対応している。各帯状導体１２ａｉに対応する各導体ポスト１１ｂｉは、主面１１１を平面視した場合に、各帯状導体１２ａｉと各凹部１１ｄｉとが重なる領域（本実施形態においては、一方の端部）に設けられており（図５の（ａ）参照）、且つ、各帯状導体１２ａｉと第２地導体層１３２とを短絡している（図５の（ｃ）に示した導体ポスト１１ｂ２参照）。また、凹部１１ｄｉの底面のうち、１又は複数の導体ポスト１１ｂｉを包含する領域と、１１１主面との間隔は、一定である。
本実施形態においては、導体ポスト１１ｂ１～１１ｂ３の各々は、それぞれ、帯状導体１２ａ１～１２ａ３の各々に対応している。各帯状導体１２ａｉに対応する各導体ポスト１１ｂｉは、主面１１１を平面視した場合に、各帯状導体１２ａｉと各凹部１１ｄｉとが重なる領域（本実施形態においては、一方の端部）に設けられており（図５の（ａ）参照）、且つ、各帯状導体１２ａｉと第２地導体層１３２とを短絡している（図５の（ｃ）に示した導体ポスト１１ｂ２参照）。また、凹部１１ｄｉの底面のうち、１又は複数の導体ポスト１１ｂｉを包含する領域と、１１１主面との間隔は、一定である。
【0060】
なお、本実施形態においては、主面１１１を平面視した場合に、各凹部１１ｄｉが各帯状導体１２ａｉを包含している。そのため、平面視において、各導体ポスト１１ｂｉは、各凹部１１ｄｉの内部に位置している。ただし、各導体ポスト１１ｂｉが設けられる位置は、各凹部１１ｄｉの内部に限定されるものではなく、各凹部１１ｄｉの外部（すなわち第１地導体層）であってもよいし、各凹部１１ｄｉの外縁（すなわち側面）上であってもよい。
【0061】
第２の実施形態においては、凹部１１ａ１～１１ａ２に加えて、凹部１１ｄ１～１１ｄ３を有する。凹部１１ｄ１～１１ｄ３を設けることにより、複数の帯状導体１２ａｉの各々と、各帯状導体１２ａｉに最も近接する地導体層１３（第２地導体層１３２）との間隔が狭くなることに起因して、当該帯状導体１２ａｉと当該地導体層１３との間に生じる電気力線が、主面１１１の法線方向に集中し、主面１１１の面内方向に広がりにくくなる。従って、隣接する帯状導体１２ａｉ同士間の結合を弱めることができる。そのため、第２の実施形態に係るフィルタ装置２では、隣接する帯状導体１２ａｉ同士に生じる結合の大きさが従来と同程度になるように設計した場合に、フィルタ装置１よりもさらに隣接する帯状導体１２ａｉ同士の間隔を狭くすることができる。つまり、フィルタ装置２の大きさをさらに小さくすることができる。
【0062】
なお、第２の実施形態においても、凹部１１ａ１～１１ａ２及び凹部１１ｄ１～１１ｄ３の少なくともいずれかに対して、第１の実施形態の第１の変形例及び第２の変形例の少なくともいずれかを組み合わせることができる。その場合、各変形例に応じた効果を併せて得ることができる。
【0063】
＜第４の変形例＞
次に、図５に示したフィルタ装置２の第１の変形例（本発明の第４の変形例）であるフィルタ装置２Ａについて、図６を参照して説明する。図６は、フィルタ装置２Ａの断面図であり、フィルタ装置２における図５（ｂ）に対応する断面図である。
次に、図５に示したフィルタ装置２の第１の変形例（本発明の第４の変形例）であるフィルタ装置２Ａについて、図６を参照して説明する。図６は、フィルタ装置２Ａの断面図であり、フィルタ装置２における図５（ｂ）に対応する断面図である。
【0064】
フィルタ装置２Ａは、図６に示すように、凹部１１ａｊの深さＬ１が、凹部１１ｄｉの深さＬ２よりも大きい（深い）。具体的には、フィルタ装置２に比べて、凹部１１ａｊの深さＬ１をより深くしている。これにより、凹部１１ａｊの深さＬ１と凹部１１ｄｉの深さＬ２とが同じ場合よりも、隣接する帯状導体１２ａｉ同士に生じる結合の大きさをさらに小さくすることができる。なお、第４の変形例においても、凹部１１ａ１～１１ａ２及び凹部１１ｄ１～１１ｄ３の少なくともいずれかに対して、第１の変形例及び第２の変形例の少なくともいずれかを組み合わせることができる。
【0065】
＜第５の変形例＞
次に、図５に示したフィルタ装置２の第２の変形例（本発明の第５の変形例）であるフィルタ装置２Ｂについて、図７を参照して説明する。図７の（ａ）は、フィルタ装置２Ｂの平面図である。図７の（ｂ）及び（ｃ）は、フィルタ装置２Ｂの断面図である。図７の（ｂ）は、図７の（ａ）に示したＡ－Ａ’線に沿った断面における断面図であり、図７の（ｃ）は、図７の（ａ）に示したＢ－Ｂ’線に沿った断面における断面図である。
次に、図５に示したフィルタ装置２の第２の変形例（本発明の第５の変形例）であるフィルタ装置２Ｂについて、図７を参照して説明する。図７の（ａ）は、フィルタ装置２Ｂの平面図である。図７の（ｂ）及び（ｃ）は、フィルタ装置２Ｂの断面図である。図７の（ｂ）は、図７の（ａ）に示したＡ－Ａ’線に沿った断面における断面図であり、図７の（ｃ）は、図７の（ａ）に示したＢ－Ｂ’線に沿った断面における断面図である。
【0066】
（凹部）
フィルタ装置２Ｂは、フィルタ装置２をベースにして、第２凹部１１ｄ１～１１ｄ３の長さを短くすることによって得られる。そのため、フィルタ装置２Ｂにおいては、各帯状導体１２ａｉの一方の端部が、平面視において当該帯状導体１２ａｉに重なっている第２凹部１１ｄｉから突出している（図７の（ａ）及び（ｃ）参照）。
フィルタ装置２Ｂは、フィルタ装置２をベースにして、第２凹部１１ｄ１～１１ｄ３の長さを短くすることによって得られる。そのため、フィルタ装置２Ｂにおいては、各帯状導体１２ａｉの一方の端部が、平面視において当該帯状導体１２ａｉに重なっている第２凹部１１ｄｉから突出している（図７の（ａ）及び（ｃ）参照）。
【0067】
なお、各帯状導体１２ａｉの長さ方向に沿ってみた場合（図７の（ｃ）参照）に、各第２凹部１１ｄｉを設ける位置は、各導体ポスト１１ｂｉと、各導体ポスト１１ｂｉに近接する第２地導体層１３２との間隔が、各帯状導体１２ａｉと各第２凹部１１ｄｉの底面との間隔と同程度になるように定められている。より詳しくは、各第２凹部１１ｄｉを設ける位置は、各導体ポスト１１ｂｉと当該導体ポスト１１ｂｉに近接する第２地導体層１３２（第２凹部１１ｄｉの側面のうち導体ポスト１１ｂｉ側の側面を覆う第２地導体層１３２）との間に生じる結合量が、各帯状導体１２ａｉと各第２凹部１１ｄｉの底面に設けられた第２地導体層１３２との間に生じる結合量と同程度になるように定められている。
【0068】
（導体ポスト）
フィルタ装置２Ｂの導体ポスト１１ｂ１～１１ｂ３の各々は、フィルタ装置２の導体ポスト１１ｂ１～１１ｂ３の各々と同様に、それぞれ、帯状導体１２ａ１～１２ａ３の各々に対応している。各帯状導体１２ａｉに対応する各導体ポスト１１ｂｉは、主面１１１を平面視した場合に、各帯状導体１２ａｉの一方の端部であって、各第２凹部１１ｄｉから突出している一方の端部と、第１地導体層１３１とが重なる領域に設けられている。各導体ポスト１１ｂｉは、前記一方の端部と、第１地導体層１３１とを短絡している。各導体ポスト１１ｂｉは、当該導体ポスト１１ｂｉに近接する第２地導体層１３２との間に所定の結合量を有するので、当該第２地導体層１３２とともに二導体線路を構成する。
フィルタ装置２Ｂの導体ポスト１１ｂ１～１１ｂ３の各々は、フィルタ装置２の導体ポスト１１ｂ１～１１ｂ３の各々と同様に、それぞれ、帯状導体１２ａ１～１２ａ３の各々に対応している。各帯状導体１２ａｉに対応する各導体ポスト１１ｂｉは、主面１１１を平面視した場合に、各帯状導体１２ａｉの一方の端部であって、各第２凹部１１ｄｉから突出している一方の端部と、第１地導体層１３１とが重なる領域に設けられている。各導体ポスト１１ｂｉは、前記一方の端部と、第１地導体層１３１とを短絡している。各導体ポスト１１ｂｉは、当該導体ポスト１１ｂｉに近接する第２地導体層１３２との間に所定の結合量を有するので、当該第２地導体層１３２とともに二導体線路を構成する。
【0069】
このようにフィルタ装置２Ｂにおいては、各帯状導体１２ａｉに加えて各導体ポスト１１ｂｉが二導体線路の信号線として機能するため、各帯状導体１２ａｉの長さを、フィルタ装置２の各帯状導体１２ａｉの長さよりも基板１１の厚さ分だけ短くすることができる。
【0070】
なお、本実施形態において、各導体ポスト１１ｂｉは、２本の導体ポストにより構成されている。ただし、各導体ポスト１１ｂｉを構成する導体ポストの本数は、限定されるものではない。なお、各帯状導体１２ａｉの幅と、各導体ポスト１１ｂｉの実効的な幅との差を小さくするために、（１）各導体ポスト１１ｂｉを構成する導体ポスト同士が離間している場合、各導体ポスト１１ｂｉを構成する導体ポストの直径の合計値は、各帯状導体１２ａｉの幅に近いことが好ましく、（２）各導体ポスト１１ｂｉを構成する導体ポスト同士が一体となっている場合、各導体ポスト１１ｂｉの幅（各帯状導体１２ａｉの幅方向に沿った各導体ポスト１１ｂｉの長さ）は、各帯状導体１２ａｉの幅に近いことが好ましい。
【0071】
＜第６の変形例＞
図７に示したフィルタ装置２Ｂの一変形例であるフィルタ装置２Ｃについて、図８を参照して説明する。図８は、フィルタ装置２Ｃが備えている帯状導体の１つである帯状導体１２ａ２の一方の端部の拡大平面図である。なお、説明の便宜上、フィルタ装置２Ｃにおいて、フィルタ装置２Ｂにて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
図７に示したフィルタ装置２Ｂの一変形例であるフィルタ装置２Ｃについて、図８を参照して説明する。図８は、フィルタ装置２Ｃが備えている帯状導体の１つである帯状導体１２ａ２の一方の端部の拡大平面図である。なお、説明の便宜上、フィルタ装置２Ｃにおいて、フィルタ装置２Ｂにて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
【0072】
フィルタ装置２Ｃは、フィルタ装置２Ｂをベースにして、各導体ポスト１１ｂｉの形状を変更することによって得られる。図８においては、各導体ポスト１１ｂｉの一例として導体ポスト１１ｂ２を示しているが、他の導体ポスト１１ｂ１，１１ｂ３も導体ポスト１１ｂ２と同一に構成されている。
【0073】
具体的には、フィルタ装置２Ｂの各導体ポスト１１ｂｉは、各導体ポストの横断面形状が円形状である２本の導体ポストにより構成されていた。それに対して、フィルタ装置２Ｃの各導体ポスト１１ｂｉは、各導体ポストの横断面形状が円形状である８本の導体ポストにより構成されており、且つ、隣接する導体ポスト間の中心間距離が各導体ポストの直径よりも狭くなるように構成されている。その結果、各帯状導体１２ａｉの幅方向に沿ってみた場合に、フィルタ装置２Ｃの各導体ポスト１１ｂｉの幅は、各帯状導体１２ａｉの幅と同程度になっている。
【0074】
なお、本実施形態において、各導体ポスト１１ｂｉの幅は、各帯状導体１２ａｉの幅の９２．５％である。ただし、各導体ポスト１１ｂｉの幅は、これに限定されるものではない。なお、各帯状導体１２ａｉと各導体ポスト１１ｂｉとの連続性を高めるために、各帯状導体１２ａｉの幅に帯する各導体ポスト１１ｂｉの幅の割合は、８０％以上１２０％以下であることが好ましい。
【0075】
〔実施例〕
次に、本発明の第１の実施例～第３の実施例と、第１の比較例及び第２の比較例とについて、図９及び図１０を参照して説明する。図９の（ａ）は、本発明の第１の実施例の構造を示す平面図であり、図９の（ｂ）は、本発明の第２の実施例の構造を示す平面図であり、図９の（ｃ）は、第２の比較例の構造を示す平面図である。図１０の（ａ）は、本発明の第１の実施例～第３の実施例の構造の透過強度の周波数依存性を示すグラフであり、図１０の（ｂ）は、第１の比較例及び第２の比較例の構造の透過強度の周波数依存性を示すグラフである。なお、以下において、透過強度の周波数依存性のことを透過特性と称する。
次に、本発明の第１の実施例～第３の実施例と、第１の比較例及び第２の比較例とについて、図９及び図１０を参照して説明する。図９の（ａ）は、本発明の第１の実施例の構造を示す平面図であり、図９の（ｂ）は、本発明の第２の実施例の構造を示す平面図であり、図９の（ｃ）は、第２の比較例の構造を示す平面図である。図１０の（ａ）は、本発明の第１の実施例～第３の実施例の構造の透過強度の周波数依存性を示すグラフであり、図１０の（ｂ）は、第１の比較例及び第２の比較例の構造の透過強度の周波数依存性を示すグラフである。なお、以下において、透過強度の周波数依存性のことを透過特性と称する。
【0076】
各実施例及び各比較例の構造は、石英ガラス製の基板と、基板の一方の主面である第１主面に、互いに平行に設けられた２つの帯状導体Ａ１，Ａ２と、基板の他方の主面である第２主面に設けられた地導体層とを備えている。
【0077】
各実施例及び各比較例の構造と、各実施形態に係るフィルタ装置との対応関係を、図９の（ａ）に示した第１の実施例の構造と、図３に示した第２の変形例のフィルタ装置１Ｂとを用いて説明すれば以下の通りである。すなわち、第１の実施例の構造における基板、帯状導体、及び地導体層の各々は、それぞれ、フィルタ装置１Ｂにおける基板１１、帯状導体１２ａｉ（ｉは、１，２，３のうち連続する２つ）、及び地導体層１３に対応する。このように、各実施例及び各比較例の構造は、複数の帯状導体を備えたフィルタ装置の構造から結合する複数の帯状導体の最小構成である２本の帯状導体を抜き出した構造といえる。なお、図９の（ａ）～（ｃ）においては、基板の外縁及び地導体層の図示を省略している。
【0078】
各実施例及び各比較例では、基板として、比誘電率３．８２、厚さ４００μｍである石英ガラスを採用し、帯状導体Ａ１，Ａ２の形状を以下のように定めた（図９の（ａ）～（ｃ）参照）。帯状導体Ａ１，Ａ２の形状として、幅が３５０μｍ、長さが１５５０μｍである長方形状を採用し、帯状導体Ａ１と帯状導体Ａ２との間隔として３５０μｍを採用した。なお、帯状導体Ａ１，Ａ２に関係するサイズについては、図９の（ａ）のみに図示し、サイズが共通する図９７の（ｂ）及び（ｃ）においては図示を省略する。また、各実施例及び第２の比較例に設けられている凹部については、後述する。
【0079】
各実施例及び各比較例では、このように構成された構造を計算モデルとして用いて透過強度の周波数依存性をシミュレーションした結果を図１０に示す。
【0080】
なお、各実施例及び各比較例の構造のように、電磁気的に結合した２つの帯状導体においては、隣接する帯状導体間の結合係数ｋが次の式（１）で表されることが知られている。なお、２つの帯状導体の各々は、共振器として振る舞う。
【数1】
【0081】
ここで、結合係数ｋは、共振器間の結合の強さを示す指標であり、結合係数ｋが大きいほど共振器間の結合が強いことを示す。式（１）中、ｆｈは周波数が大きい側の共振周波数、ｆｌは周波数が小さい側の共振周波数である。
【0082】
（第１の実施例）
図９の（ａ）に示すように、第１の実施例の構造においては、基板の第２主面の帯状導体Ａ１，Ａ２に対向していない領域のうち、隣接する帯状導体Ａ１，Ａ２同士の間の領域に凹部Ｂ１が設けられている。凹部Ｂ１は、第１の凹部の一例である。フィルタ装置１Ｂの各凹部１１ａｊは、３つの凹部１１ａｊ１，１１ａｊ２，１１ａｊ３により構成されていたが、本実施例の凹部Ｂ１は、２つの凹部Ｂ１１，Ｂ１２により構成されている。凹部Ｂ１１，Ｂ１２の形状は、それぞれ、幅が１００μｍ、長さが１５５０μｍ、深さ２５０μｍである直方体状である。また、凹部Ｂ１１と凹部Ｂ１２との間隔は、１００μｍである。また、平面視した場合に、帯状導体Ａ１と凹部Ｂ１１との間隔、及び、凹部Ｂ１２と帯状導体Ａ２との間隔は、それぞれ２５μｍである。
図９の（ａ）に示すように、第１の実施例の構造においては、基板の第２主面の帯状導体Ａ１，Ａ２に対向していない領域のうち、隣接する帯状導体Ａ１，Ａ２同士の間の領域に凹部Ｂ１が設けられている。凹部Ｂ１は、第１の凹部の一例である。フィルタ装置１Ｂの各凹部１１ａｊは、３つの凹部１１ａｊ１，１１ａｊ２，１１ａｊ３により構成されていたが、本実施例の凹部Ｂ１は、２つの凹部Ｂ１１，Ｂ１２により構成されている。凹部Ｂ１１，Ｂ１２の形状は、それぞれ、幅が１００μｍ、長さが１５５０μｍ、深さ２５０μｍである直方体状である。また、凹部Ｂ１１と凹部Ｂ１２との間隔は、１００μｍである。また、平面視した場合に、帯状導体Ａ１と凹部Ｂ１１との間隔、及び、凹部Ｂ１２と帯状導体Ａ２との間隔は、それぞれ２５μｍである。
【0083】
（第２の実施例）
図９の（ｂ）に示すように、第２の実施例の構造は、第１の実施例の構造をベースにして、基板の第２主面のうち、平面視において帯状導体Ａ１と重なる領域に凹部Ｃ１を設け、平面視において帯状導体Ａ２と重なる領域に凹部Ｃ２を設けることによって得られる。凹部Ｃ１，Ｃ２は、第２の凹部の一例である。凹部Ｃ１は、凹部Ｃ１１，Ｃ１２により構成されており、凹部Ｃ２は、凹部Ｃ２１，Ｃ２２により構成されている。凹部Ｃ１１，Ｃ１２，Ｃ２１，Ｃ２２の形状は、それぞれ、幅が１００μｍ、長さが１５５０μｍ、深さ２５０μｍである直方体状である。凹部Ｃ１１と凹部Ｃ１２との間隔、及び、凹部Ｃ２１と凹部Ｃ２２との間隔は、１００μｍである。帯状導体Ａ１の長辺から凹部Ｃ１及び凹部Ｃ２の各々までの距離は、何れも２５μｍである。第２の実施例の構造は、図５に示したフィルタ装置２の凹部１１ａ１，１１ａ２，１１ｄ１，１１ｄ２，１１ｄ３を変形したものともいえる。
図９の（ｂ）に示すように、第２の実施例の構造は、第１の実施例の構造をベースにして、基板の第２主面のうち、平面視において帯状導体Ａ１と重なる領域に凹部Ｃ１を設け、平面視において帯状導体Ａ２と重なる領域に凹部Ｃ２を設けることによって得られる。凹部Ｃ１，Ｃ２は、第２の凹部の一例である。凹部Ｃ１は、凹部Ｃ１１，Ｃ１２により構成されており、凹部Ｃ２は、凹部Ｃ２１，Ｃ２２により構成されている。凹部Ｃ１１，Ｃ１２，Ｃ２１，Ｃ２２の形状は、それぞれ、幅が１００μｍ、長さが１５５０μｍ、深さ２５０μｍである直方体状である。凹部Ｃ１１と凹部Ｃ１２との間隔、及び、凹部Ｃ２１と凹部Ｃ２２との間隔は、１００μｍである。帯状導体Ａ１の長辺から凹部Ｃ１及び凹部Ｃ２の各々までの距離は、何れも２５μｍである。第２の実施例の構造は、図５に示したフィルタ装置２の凹部１１ａ１，１１ａ２，１１ｄ１，１１ｄ２，１１ｄ３を変形したものともいえる。
【0084】
（第３の実施例）
第３の実施例の構造は、図９の（ｂ）に示した第２の実施例の構造をベースにして、凹部Ｃ１，Ｃ２の深さを２５０μｍから３００μｍに変更することによって得られる。したがって、平面視において、第３の実施例の構造は、第２の実施例の構造と一致する。
第３の実施例の構造は、図９の（ｂ）に示した第２の実施例の構造をベースにして、凹部Ｃ１，Ｃ２の深さを２５０μｍから３００μｍに変更することによって得られる。したがって、平面視において、第３の実施例の構造は、第２の実施例の構造と一致する。
【0085】
（第１の比較例）
第１の比較例の構造は、図９の（ａ）に示した第１の実施例をベースにして、凹部Ｂ１を省略することによって得られる。第１の比較例においては、基板の第１主面及び第２主面の何れにも凹部は形成されていない。
第１の比較例の構造は、図９の（ａ）に示した第１の実施例をベースにして、凹部Ｂ１を省略することによって得られる。第１の比較例においては、基板の第１主面及び第２主面の何れにも凹部は形成されていない。
【0086】
（第２の比較例）
図９の（ｃ）に示すように、第２の比較例の構造は、第１の比較例の構造をベースにして、基板の第１主面の帯状導体Ａ１，Ａ２が設けられていない領域のうち、隣接する帯状導体Ａ１，Ａ２同士の間の領域に凹部Ｄ１を設けることによって得られる。第２の比較例の構造は、特許文献１の図１に示された構造に対応する。
図９の（ｃ）に示すように、第２の比較例の構造は、第１の比較例の構造をベースにして、基板の第１主面の帯状導体Ａ１，Ａ２が設けられていない領域のうち、隣接する帯状導体Ａ１，Ａ２同士の間の領域に凹部Ｄ１を設けることによって得られる。第２の比較例の構造は、特許文献１の図１に示された構造に対応する。
【0087】
図１０の（ａ）に示された第１の実施例、第２の実施例、及び第３の実施例の各々の透過特性から得られた結合係数ｋは、それぞれ、０．０８６４、０．０６２１、及び０．０４６６であった。
【0088】
一方、図１０の（ｂ）に示された第１の比較例及び第２の比較例の各々の透過特性から得られた結合係数ｋは、それぞれ、０．１８５及び０．１４９であった。
【0089】
以上の結果より、凹部が設けられていない第１の比較例の構造と比較して、第２の比較例の構造は、結合係数ｋを小さくすることができるが、第１の実施例、第２の実施例、及び第３の実施例の各々は、何れも、第２の比較例よりも結合係数ｋを小さくできることがわかった。つまり、従来技術と同じ結合係数を有するフィルタ装置を製造する場合、本発明の一態様に係るフィルタ装置は、従来技術のフィルタ装置よりも小型化できることがわかった。
【0090】
〔まとめ〕
本発明の第１の態様に係るフィルタ装置は、対向する第１主面及び第２主面を含む誘電体製の基板と、前記第１主面側に設けられ、且つ、隣接する帯状導体同士が電磁気的に結合している複数の帯状導体と、少なくとも前記第２主面側に設けられた地導体層と、を備え、前記第１主面において隣接する帯状導体同士の間に介在する各領域を中間領域として、前記第２主面において当該中間領域の各々に対向する領域には、表面が前記地導体層により覆われた１又は複数の第１凹部が形成されている。
本発明の第１の態様に係るフィルタ装置は、対向する第１主面及び第２主面を含む誘電体製の基板と、前記第１主面側に設けられ、且つ、隣接する帯状導体同士が電磁気的に結合している複数の帯状導体と、少なくとも前記第２主面側に設けられた地導体層と、を備え、前記第１主面において隣接する帯状導体同士の間に介在する各領域を中間領域として、前記第２主面において当該中間領域の各々に対向する領域には、表面が前記地導体層により覆われた１又は複数の第１凹部が形成されている。
【0091】
上記の構成によれば、基板に凹部が設けられていないフィルタ装置（例えば、特許文献１の図３に記載されたフィルタ装置）と比較して、隣接する帯状導体同士に生じる結合の大きさが減少する。そのため、隣接する帯状導体同士に生じる結合の大きさを従来と同程度になるように設計した場合に、隣接する帯状導体同士の間隔を狭くすることができるので、フィルタ装置を従来よりも小型化することができる。これは、隣接する帯状導体同士の間の基板に凹部が設けられていないフィルタ装置と比較して、隣接する帯状導体同士の間の基板に凹部という空気層が形成されることにより、隣接する帯状導体同士の間の電気力線が減少するためである。
【0092】
また、本発明の第２の態様に係るフィルタ装置は、上述した第１の態様に係るフィルタ装置の構成に加えて、前記１又は複数の第１の凹部の各々について、前記複数の帯状導体の各々が延伸されている方向である長さ方向に沿ってみた場合に、前記１又は複数の第１の凹部の各々の両端部は、当該第１の凹部に隣接する２つの帯状導体の両端部よりも突出している、構成が採用されている。
【0093】
上記の構成によれば、凹部の底面に設けられた地導体層は、マイクロストリップライン線路を構成する地導体層として十分な大きさを有する。
【0094】
また、本発明の第３の態様に係るフィルタ装置は、上述した第１の態様又は第２の態様に係るフィルタ装置の構成に加えて、前記複数の帯状導体の各々について、前記第２主面には、平面視において当該帯状導体と重なり、且つ、表面が前記地導体層により覆われた１又は複数の第２凹部が形成されている、構成が採用されている。
【0095】
上記の構成によれば、複数の帯状導体の各々と、各帯状導体に最も近接する地導体層との間隔を狭くなることに起因して、当該帯状導体と当該地導体層との間に生じる電気力線が、第１主面の法線方向に集中し、第１主面の面内方向に広がりにくくなるため、隣接する帯状導体同士間の結合をさらに弱めることができる。
【0096】
また、本発明の第４の態様に係るフィルタ装置は、上述した第３の態様に係るフィルタ装置の構成に加えて、前記第１凹部の深さが、前記第２凹部の深さよりも深い、構成が採用されている。
【0097】
上記の構成によれば、隣接する帯状導体同士間の結合をさらに弱めることができる。
【0098】
また、本発明の第５の態様に係るフィルタ装置は、上述した第３の態様又は第４の態様に係るフィルタ装置の構成に加えて、前記複数の帯状導体の各々が延伸されている方向である長さ方向に沿ってみた場合に、前記第２凹部の各々は、長さが、平面視において当該第２凹部に重なっている帯状導体の長さを上回り、且つ、当該帯状導体を包含している、構成が採用されている。
【0099】
上記の構成によれば、凹部の底面に設けられた地導体層は、マイクロストリップライン線路を構成する地導体層として十分な大きさを有する。
【0100】
また、本発明の第６の態様に係るフィルタ装置は、上述した第１の態様から第５の態様のいずれか一態様に係るフィルタ装置の構成に加えて、前記複数の帯状導体の各々について、平面視において当該帯状導体と当該第２凹部とが重なる領域に設けられ、且つ、当該帯状導体と前記地導体層とを短絡する１又は複数の導体ポストを更に備えている、構成が採用されている。
【0101】
上記の構成によれば、帯状導体と第２凹部とを短い導体ポストで短絡できるので、リアクタンスを最小限に抑えた片端ショートストリップ共振器を実現できる。
【0102】
また、本発明の第７の態様に係るフィルタ装置は、上述した第３の態様又は第４の態様に係るフィルタ装置の構成に加えて、前記第２主面に設けられた前記地導体層を第１地導体層とし、前記１又は複数の第２凹部の前記表面を覆う前記地導体層を第２地導体層として、前記複数の帯状導体の各々について、当該帯状導体の一方の端部は、平面視において当該帯状導体に重なっている第２凹部から突出しており、前記複数の帯状導体の各々について、平面視において前記一方の端部と前記第１地導体層とが重なる領域に設けられ、且つ、前記一方の端部と前記第１地導体層とを短絡する１又は複数の導体ポストであって、前記第２地導体層のうち前記第２凹部の側面を覆う第２地導体層とともに二導体線路を構成する１又は複数の導体ポストを更に備えている、構成が採用されている。
【0103】
上記の構成によれば、各帯状導体と、第２凹部の底面に設けられた第２地導体層とが二導体線路として機能することに加えて、１又は複数の導体ポストと、第２凹部の側面に設けられた第２地導体層とが二導体線路として機能する。したがって、第６の態様に係るフィルタ装置は、各帯状導体の長さ方向における長さを短くすることができるので、フィルタ装置を長さ方向においても小型化することができる。
【0104】
〔付記事項〕
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【0105】
１ フィルタ装置
１１ 基板
１１１，１１２ 主面（第１主面，第２主面）
１１ａ１～１１ａ２ 第１凹部
１１ｂ１～１１ｂ３，１１ｃ１～１１ｃ４ 導体ポスト
１１ｄ１～１１ｄ３ 第２凹部
１２ 導体パターン
１２ａ１～１２ａ３ 帯状導体
１２ｂ，１２ｃ コプレーナ線路
１２ｂ１，１２ｃ１ 信号線
１２ｂ２，１２ｂ３，１２ｃ２，１２ｃ３ 地導体パターン
１３ 地導体層
１３１，１３２ 第１地導体層，第２地導体層
１１ 基板
１１１，１１２ 主面（第１主面，第２主面）
１１ａ１～１１ａ２ 第１凹部
１１ｂ１～１１ｂ３，１１ｃ１～１１ｃ４ 導体ポスト
１１ｄ１～１１ｄ３ 第２凹部
１２ 導体パターン
１２ａ１～１２ａ３ 帯状導体
１２ｂ，１２ｃ コプレーナ線路
１２ｂ１，１２ｃ１ 信号線
１２ｂ２，１２ｂ３，１２ｃ２，１２ｃ３ 地導体パターン
１３ 地導体層
１３１，１３２ 第１地導体層，第２地導体層
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】