特許 7593496 フィルタ装置、アンテナ装置、およびアンテナモジュール

(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】2024-11-25

(45)【発行日】2024-12-03

(54)【発明の名称】フィルタ装置、アンテナ装置、およびアンテナモジュール

(51)【国際特許分類】

   H03H 5/02 20060101AFI20241126BHJP

   H03H 7/09 20060101ALI20241126BHJP

   H01Q 1/50 20060101ALI20241126BHJP

【ＦＩ】

H03H5/02

H03H7/09 Z

H01Q1/50

【請求項の数】 16

(21)【出願番号】P 2023531899

(86)(22)【出願日】2022-06-24

(86)【国際出願番号】 JP2022025295

(87)【国際公開番号】W WO2023276879

(87)【国際公開日】2023-01-05

【審査請求日】2023-10-13

(31)【優先権主張番号】P 2021111022

(32)【優先日】2021-07-02

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000006231

【氏名又は名称】株式会社村田製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】立花 真也

【審査官】福田 正悟

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１６／１６７１７１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１８／０９２４５３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００４－３１２７４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２００５／０３６７４１（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０３Ｈ ５／０２

Ｈ０３Ｈ ７／０９

Ｈ０１Ｑ １／５０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

通過帯域が第１周波数帯であり、前記第１周波数帯よりも低い減衰帯域が第２周波数帯であるフィルタ装置であって、
第１端子と、
第２端子と、
前記第１端子と前記第２端子との間に配置される第１インダクタと、
前記第１インダクタと並列に接続され、第１キャパシタおよび第２インダクタを含むＬＣ直列共振器とを備え、
前記第１インダクタと前記第２インダクタとは、互いに磁気結合し、
前記第１インダクタのインダクタンスは、前記第２インダクタのインダクタンスよりも小さく、
前記第１端子は、入力端子であり、
前記第２端子は、出力端子であり、
一体化された部品として構成される、フィルタ装置。

【請求項2】

前記第１インダクタと前記第２インダクタとは、互いに加極性結合をする、請求項１に記載のフィルタ装置。

【請求項3】

複数の誘電体層が積層された積層体をさらに備え、
前記フィルタ装置は一つの部品として形成されている、請求項１に記載のフィルタ装置。

【請求項4】

前記積層体の少なくとも一つの層に形成された前記第１インダクタと、前記積層体の少なくとも一つの層に形成された前記第２インダクタは隣接して配置される、請求項３に記載のフィルタ装置。

【請求項5】

前記第１端子と前記第１インダクタの一端が電気的に接続され、
前記第１端子と前記第２インダクタの一端が電気的に接続され、
前記第１端子側から電流が流れたときに、前記第１インダクタで発生する磁界の向きと、前記第２インダクタで発生する磁界の向きは逆向きである、請求項１に記載のフィルタ装置。

【請求項6】

前記積層体を平面視した場合に前記第１インダクタの開口と前記第２インダクタの開口とは少なくとも一部が重なっている、請求項３に記載のフィルタ装置。

【請求項7】

複数の誘電体層が積層された積層体をさらに備え、
前記第１インダクタは、前記積層体に配置された第３インダクタおよび第４インダクタを含み、
前記第２インダクタは、前記積層体に配置された第５インダクタおよび第６インダクタを含み、
前記第１キャパシタは、前記積層体に配置された第２キャパシタおよび第３キャパシタを含み、
前記第３インダクタおよび前記第４インダクタは、隣接して配置される、請求項１に記載のフィルタ装置。

【請求項8】

前記積層体を平面視した場合の前記第３インダクタの巻き方向と前記第４インダクタの巻き方向とは異なる方向である、請求項７に記載のフィルタ装置。

【請求項9】

請求項１に記載のフィルタ装置を備えるアンテナ装置であって、
高周波信号を供給する第１給電回路と、
前記第１周波数帯の高周波を放射可能である第１アンテナと、
第１伝送線路と、
一端が前記第１伝送線路と接続され、他端が前記フィルタ装置と接続された第２伝送線路と、
一端が前記フィルタ装置と接続され、他端が前記第１アンテナと接続された第３伝送線路とを備える、アンテナ装置。

【請求項10】

前記第１アンテナは、第３周波数帯の高周波を放射可能であり、
前記第３周波数帯は、前記第２周波数帯よりも低い周波数帯域である、請求項９に記載のアンテナ装置。

【請求項11】

前記第１伝送線路の特性インピーダンスは５０Ωであり、
前記第２伝送線路および前記第３伝送線路の特性インピーダンスは５０Ω未満である、請求項９に記載のアンテナ装置。

【請求項12】

請求項１に記載のフィルタ装置を備えるアンテナ装置であって、
高周波信号を供給する第１給電回路と、
前記第１周波数帯の高周波を放射可能である第１アンテナとを備え、
前記フィルタ装置は、前記第１アンテナと前記第１給電回路との間に直列に接続される、アンテナ装置。

【請求項13】

請求項９に記載のアンテナ装置を第１アンテナ装置として、備えるアンテナモジュールであって、
高周波信号を供給する第２給電回路と、
前記第２周波数帯の高周波を放射可能である第２アンテナとを備える第２アンテナ装置をさらに備え、
前記第１周波数帯は、前記第２周波数帯から所定の範囲内の帯域である、アンテナモジュール。

【請求項14】

アンテナを搭載可能な基板をさらに備え、
前記第１アンテナと前記第２アンテナとは、前記基板に搭載される、請求項１３に記載のアンテナモジュール。

【請求項15】

通過帯域が第１周波数帯であり、前記第１周波数帯よりも低い減衰帯域が第２周波数帯であるフィルタ装置であって、
第１端子と、
第２端子と、
前記第１端子と前記第２端子との間に配置される第１インダクタと、
前記第１インダクタと並列に接続され、第１キャパシタおよび第２インダクタを含むＬＣ直列共振器とを備え、
前記第１インダクタと前記第２インダクタとは、互いに磁気結合し、
前記第１インダクタのインダクタンスは、前記第２インダクタのインダクタンスよりも小さく、
前記フィルタ装置は、複数の誘電体層が積層された積層体をさらに備え、
前記第１インダクタは、前記積層体に配置された第３インダクタおよび第４インダクタを含み、
前記第２インダクタは、前記積層体に配置された第５インダクタおよび第６インダクタを含み、
前記第１キャパシタは、前記積層体に配置された第２キャパシタおよび第３キャパシタを含み、
前記第３インダクタおよび前記第４インダクタは、隣接して配置される、フィルタ装置。

【請求項16】

前記積層体を平面視した場合の前記第３インダクタの巻き方向と前記第４インダクタの巻き方向とは異なる方向である、請求項１５に記載のフィルタ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、フィルタ装置、アンテナ装置、およびアンテナモジュールに関し、より特定的には、減衰帯域の急峻性を改善するための技術に関する。

【背景技術】

【0002】

国際公開第２０１６／１６７１７１号（特許文献１）には、第１インダクタおよび第１キャパシタから構成される直列回路に対して、第２インダクタが並列に接続されているフィルタ装置が開示されている。第１インダクタと第２インダクタとは、磁束を互いに強め合う方向に磁界を介して結合している。

【0003】

特許文献１では、磁界結合により第１インダクタおよび第２インダクタの実効的なインダクタンスが大きくなるため、第１インダクタおよび第２インダクタの各々単体におけるインダクタンスは小さくなる。これにより、特許文献１のフィルタ装置では、並列共振器の抵抗成分を減少させ、Ｑ値を向上させることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】国際公開第２０１６／１６７１７１号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

近年、様々な周波数帯域の高周波が使用されるようになったことから、フィルタ装置においては、減衰帯域に近接した帯域を通過帯域とする場合がある。通過帯域が減衰帯域と近接する場合、特許文献１に示されているフィルタ装置において、減衰帯域の急峻性が十分でない場合がある。

【0006】

本開示は、このような課題を解決するためになされたものであり、その目的は高周波信号におけるフィルタ装置において、減衰帯域の急峻性を改善し、減衰帯域と近接する帯域の高周波信号を通過させる場合に発生する損失を抑制することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示の他の局面に従うフィルタ装置は、通過帯域が第１周波数帯であり、第１周波数帯よりも低い減衰帯域が第２周波数帯である。フィルタ装置は、第１端子と、第２端子と、第１インダクタと、ＬＣ直列共振器とを備える。第１インダクタは、第１端子と第２端子との間に配置される。ＬＣ直列共振器は、第１インダクタと並列に接続され、第１キャパシタおよび第２インダクタを含む。第１インダクタと第２インダクタとは、互いに磁気結合する。第１インダクタのインダクタンスは、第２インダクタのインダクタンスよりも小さい。

【発明の効果】

【0008】

本開示によるフィルタ装置においては、ＬＣ並列共振器において、第１インダクタのインダクタンスは、第２インダクタのインダクタンスよりも小さくなるように構成される。このような構成とすることによって、第１インダクタのインダクタンスが第２インダクタのインダクタンスよりも大きくなる構成に比べて、減衰帯域の急峻性を改善することができ、減衰帯域と近接する帯域の高周波信号を通過させる場合に発生する損失を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施の形態１におけるアンテナ装置の構成を示す図である。

【図2】フィルタ装置の等価回路図である。

【図3】一般的なＬＣ並列共振器のリアクタンス特性について説明する図である。

【図4】ＬＣ並列共振器の共振に必要な誘導性リアクタンスを説明するための図である。

【図5】実施の形態１におけるフィルタ装置の挿入損失および比較例のフィルタ装置の挿入損失の一例を示す図である。

【図6】図５に示す領域の縦軸拡大図である。

【図7】実施の形態１におけるフィルタ装置の挿入損失および比較例のフィルタ装置の挿入損失の一例を示す図である。

【図8】ＬＣ並列共振器が並列接続される回路構成を示す図である。

【図9】図８に示す回路構成を実現するフィルタ装置の分解図である。

【図10】実施の形態２におけるアンテナモジュールの構成を示す図である。

【図11】実施の形態２におけるアンテナ装置と反射損失と比較例のアンテナ装置の反射損失との一例を示す図である。

【図12】アンテナ装置とアンテナ装置との間のアイソレーション特性を示す図である。

【図13】アンテナ装置の放射効率を示す図である。

【図14】実施の形態２におけるＬＣ並列共振器の合成リアクタンス特性を示す図である。

【図15】実施の形態２におけるフィルタ装置の挿入損失を示す図である。

【図16】実施の形態２におけるアンテナの挿入損失を示す図である。

【図17】実施の形態２の変形例におけるアンテナ装置の挿入損失および比較例のアンテナ装置の挿入損失の一例を示す図である。

【図18】実施の形態２の変形例におけるアンテナ装置の放射効率および比較例のアンテナ装置の放射効率の一例を示す図である。

【図19】実施の形態２の変形例におけるアンテナ装置とアンテナ装置との間のアイソレーション特性を示す図である。

【図20】逆Ｆ型アンテナであるアンテナモジュールの外観図である。

【図21】逆Ｆ型アンテナである場合のアンテナの放射効率を示す図である。

【図22】ループアンテナであるアンテナモジュールの外観図である。

【図23】ループアンテナである場合のアンテナの放射効率を示す図である。

【図24】パッチアンテナであるアンテナモジュールの外観図である。

【図25】パッチアンテナである場合のアンテナの放射効率を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

【0011】

［実施の形態１］
＜アンテナ装置の基本構成＞
図１は、実施の形態１におけるアンテナ装置１５０の構成を示す図である。アンテナ装置１５０は、給電回路ＲＦ１と、フィルタ装置１００と、アンテナ１５５とを含む。アンテナ装置１５０は、たとえば、携帯電話、スマートフォンあるいはタブレットなどの携帯端末や、通信機能を備えたパーソナルコンピュータなどの通信装置に搭載される。

【0012】

給電回路ＲＦ１は、ｆ１帯の周波数帯域の高周波信号をアンテナ１５５に供給する。アンテナ１５５は、給電回路ＲＦ１から供給されたｆ１帯の高周波信号を電波として空気中に放射可能である。ｆ１帯の周波数帯域は、たとえば、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）の５ＧＨｚ帯（５．１５－５．７ＧＨｚ）である。アンテナ１５５は、たとえば、モノポールアンテナである。

【0013】

フィルタ装置１００は、特定の周波数帯の高周波信号の通過を妨げ、減衰させるトラップフィルタである。フィルタ装置１００は、バンドエリミネートフィルタとも称される。実施の形態１におけるフィルタ装置１００は、ｆ２帯の周波数帯域の高周波信号を減衰させるように構成されている。ｆ２帯の周波数帯域は、５Ｇ－ＮＲ（Ｎｅｗ Ｒａｄｉｏ）のｎ７７（３.３－４.２ＧＨｚ）、ｎ７８（３.３－３.８ＧＨｚ）を含む帯域である。ｆ１帯とｆ２帯とは近接する周波数帯域である。周波数帯域が近接するか否かは、たとえば、帯域幅とその帯域幅に対する中心周波数を用いて定められる。たとえば、ｆ１帯の周波数端とｆ２帯の周波数端との帯域幅とその帯域幅に対する中心周波数の比が所定の範囲内にある場合、ｆ１帯とｆ２帯とが近接していると判断する。なお、その他の手法によって、周波数帯域が近接しているか否かを定めてもよい。フィルタ装置１００において、ｆ１帯が通過帯域であってｆ２帯が減衰帯域である。

【0014】

アンテナ装置１５０は、伝送線路ＴＬ１，ＴＬ２，ＴＬ３を含む。伝送線路ＴＬ１と伝送線路ＴＬ２とは、接続点ＳＰにおいて電気的に接続させる。伝送線路ＴＬ１（第１伝送線路）は、接続点ＳＰから給電回路ＲＦ１または給電回路ＲＦ１側に配置されている他の構成までの伝送線路である。すなわち、伝送線路ＴＬ１の一端は、給電回路ＲＦ１または給電回路ＲＦ１側に配置されている他の構成と接続し、伝送線路ＴＬ１の他端は、接続点ＳＰにおいて伝送線路ＴＬ２（第２伝送線路）と接続する。

【0015】

伝送線路ＴＬ２は、接続点ＳＰからフィルタ装置１００までの伝送線路である。すなわち、伝送線路ＴＬ２の一端は接続点ＳＰにおいて伝送線路ＴＬ１と接続し、伝送線路ＴＬ２の他端はフィルタ装置１００と接続する。伝送線路ＴＬ３（第３伝送線路）は、フィルタ装置１００からアンテナ１５５までの伝送線路である。すなわち、伝送線路ＴＬ３の一端はフィルタ装置１００と接続され、伝送線路ＴＬ３の他端はアンテナ１５５と接続する。図１では、フィルタ装置１００がアンテナ１５５に接続される例について説明したが、フィルタ装置１００はパワーアンプ等に接続されてもよい。

【0016】

＜フィルタ装置１００の等価回路図＞
図２は、フィルタ装置１００の等価回路図である。端子Ｐ１は、フィルタ装置１００を伝送線路ＴＬ２と接続するための端子である。端子Ｐ２は、フィルタ装置１００をアンテナ１５５側の伝送線路ＴＬ３と接続するための端子である。

【0017】

給電回路ＲＦ１がフィルタ装置１００を介して高周波信号をアンテナ１５５に供給する場合、端子Ｐ１は入力端子となり、端子Ｐ２は出力端子となる。アンテナ１５５が受信した高周波信号がフィルタ装置１００を介して給電回路ＲＦ１側の回路に伝達される場合、端子Ｐ１は出力端子となり、端子Ｐ２は入力端子となる。フィルタ装置１００は、接地電極を有さず、一体化された部品として構成される。

【0018】

フィルタ装置１００は、インダクタＬ１とインダクタＬ２とキャパシタＣ１とを備える。ＬＣ直列共振器ＲＳは、インダクタＬ２とキャパシタＣ１とが直列接続されることによって形成されるＬＣ直列共振器である。ＬＣ直列共振器ＲＳは、端子Ｐ１と端子Ｐ２との間に配置される。

【0019】

インダクタＬ１は、ＬＣ直列共振器ＲＳと並列に接続される。すなわち、インダクタＬ１も、端子Ｐ１と端子Ｐ２との間に配置される。ＬＣ並列共振器ＲＰは、インダクタＬ１とＬＣ直列共振器ＲＳとが並列接続されることによって形成されるＬＣ並列共振器である。

【0020】

インダクタＬ１とインダクタＬ２とは、磁束を互いに強め合う方向に磁気結合をする。これにより、インダクタＬ１とインダクタＬ２とに対して、相互インダクタンスＭが発生する。インダクタＬ１とインダクタＬ２との磁気結合は、加極性結合である。すなわち、図２における端子Ｐ１から端子Ｐ２に向かって電流が流れる時に、インダクタＬ１で発生する磁界の方向とインダクタＬ２で発生する磁界の方向は逆である。実施の形態１のフィルタ装置１００では、インダクタＬ１のインダクタンスは、インダクタＬ２のインダクタンスよりも小さい。フィルタ装置１００は、図２に示すＬＣ並列共振器ＲＰおよびＬＣ直列共振器ＲＳを用いて、共振する周波数帯域の高周波信号を通過させずに減衰させる。なお、ＬＣ直列共振器ＲＳにおいて、インダクタＬ２の配置とキャパシタＣ１の配置とは、逆であってもよい。また、フィルタ装置１００は、インピーダンスを整合させる回路、スイッチなどの他の構成を含んでもよい。

【0021】

＜一般的なＬＣ並列共振器のリアクタンス特性について＞
続いて、実施の形態１におけるＬＣ並列共振器ＲＰの急峻性を改善するための方法について、一般的なＬＣ並列共振器の例を用いて説明する。一般的なＬＣ並列共振器とは、図２に示すようなＬＣ直列共振器ＲＳを含むＬＣ並列共振器ＲＰではなく、インダクタおよびキャパシタのみが並列に接続された構成のＬＣ並列共振器を意味する。

【0022】

図３は、一般的なＬＣ並列共振器３００Ｍ，Ｎのリアクタンス特性について説明する図である。図３では、２つのＬＣ並列共振器３００ＭおよびＬＣ並列共振器３００Ｎにおけるリアクタンスを示す線ＬｎＭ１，ＬｎＭ２，ＬｎＮ１，ＬｎＮ２が示されている。横軸は高周波信号の周波数を示し、縦軸はＬＣ並列共振器のリアクタンスの値を示す。

【0023】

ＬＣ並列共振器３００ＭとＬＣ並列共振器３００Ｎとは、インダクタとキャパシタとが並列に接続された一般的なＬＣ並列共振器の一例であるが、ＬＣ並列共振器３００ＭとＬＣ並列共振器３００Ｎの各々が有するインダクタのインダクタンスの値およびキャパシタのキャパシタンスの値が異なるように構成されている。

【0024】

具体的には、ＬＣ並列共振器３００Ｎのインダクタのインダクタンスは１ｎＨであり、キャパシタのキャパシタンスは３ｐＦである。ＬＣ並列共振器３００Ｍのインダクタのインダクタンスは３ｎＨであり、キャパシタのキャパシタンスは１ｐＦである。線ＬｎＮ１および線ＬｎＮ２は、ＬＣ並列共振器３００Ｎのリアクタンスを示す。線ＬｎＭ１および線ＬｎＭ２は、ＬＣ並列共振器３００Ｍのリアクタンスを示す。

【0025】

線ＬｎＮ１の絶対値が無限大に収束する周波数と線ＬｎＮ２の絶対値が無限大に収束する周波数との間の周波数帯において、ＬＣ並列共振器３００Ｎは共振する。これにより、当該周波数帯は、ＬＣ並列共振器３００Ｎにおける減衰帯域ｄ２となる。同様に、線ＬｎＭ１の絶対値が無限大に収束する周波数と線ＬｎＭ２の絶対値が無限大に収束する周波数との間の周波数帯において、ＬＣ並列共振器３００Ｍは共振する。これにより、当該周波数帯は、ＬＣ並列共振器３００Ｍにおける減衰帯域ｄ１となる。ＬＣ並列共振器３００Ｍ，３００Ｎは、減衰帯域ｄ１および減衰帯域ｄ２がｆ２帯の周波数帯域に含まれるように構成されている。

【0026】

図３に示されるように、ＬＣ並列共振器３００Ｍよりも、インダクタのインダクタンスが小さいＬＣ並列共振器３００Ｎの減衰帯域ｄ２は、ＬＣ並列共振器３００Ｍの減衰帯域ｄ１よりも狭くなる。すなわち、インダクタとキャパシタとが並列に接続された一般的なＬＣ並列共振器において、並列接続されたインダクタのインダクタンスを小さくすることにより、減衰帯域は狭域化し、急峻性が改善される。

【0027】

図２に示すＬＣ並列共振器ＲＰにおけるインダクタＬ１は、図３で説明した一般的なＬＣ並列共振器３００Ｍ，Ｎにおけるインダクタに対応する。すなわち、図２に示す等価回路の構成を有するフィルタ装置１００では、一般的なＬＣ並列共振器のインダクタに対応するインダクタＬ１のインダクタンスを小さくすることにより、フィルタ装置１００の減衰帯域を狭域化することができる。

【0028】

＜ＬＣ並列共振器ＲＰにおける共振周波数について＞
続いて、実施の形態１におけるＬＣ並列共振器ＲＰの急峻性をより改善するため、ＬＣ並列共振器ＲＰにおけるインダクタＬ１のインダクタンスを小さくする方法について説明する。

【0029】

図４は、ＬＣ並列共振器ＲＰの共振に必要な誘導性リアクタンスを説明するための図である。横軸は高周波信号の周波数を示し、縦軸はリアクタンスの値を示す。フィルタ装置１００は、図２に示す等価回路を有するフィルタ装置の一例である。図２に示すように、フィルタ装置１００では、インダクタＬ１とインダクタＬ２との間で加極性の磁気結合がされる。一方で、比較例のフィルタ装置１００Ｑは、インダクタＬ１とインダクタＬ２との間で磁気結合がされないフィルタ装置である。フィルタ装置１００Ｑは、インダクタＬ１とインダクタＬ２との間で磁気結合がされない点を除いて、フィルタ装置１００と同一の構成を有する。

【0030】

線ＬｎＰは、フィルタ装置１００におけるＬＣ直列共振器ＲＳの容量性リアクタンスを示す。線ＬｎＱは、フィルタ装置１００ＱにおけるＬＣ直列共振器ＲＳの容量性リアクタンスを示す。図４のｆ２帯に示されているように、フィルタ装置１００におけるＬＣ直列共振器ＲＳの容量性リアクタンスｒｃ３は、フィルタ装置１００ＱにおけるＬＣ直列共振器ＲＳの容量性リアクタンスｒｃ４よりも高くなる。これは、インダクタＬ１とインダクタＬ２との磁気結合によって、結合係数ｋに応じた相互インダクタンスＭが生じるためである。

【0031】

また、図４の線ＬｎＰ，ＬｎＱに示されるように、ｆ１帯において、フィルタ装置１００およびフィルタ装置１００ＱにおけるＬＣ直列共振器ＲＳの容量性リアクタンスの値は共に０となる。すなわち、ｆ１帯に属する周波数の高周波信号は、フィルタ装置１００およびフィルタ装置１００ＱにおけるＬＣ直列共振器ＲＳを通過する。これにより、フィルタ装置１００およびフィルタ装置１００Ｑは、通過帯域であるｆ１帯の高周波信号を通過させることができる。

【0032】

破線ＬｎＱｐは、フィルタ装置１００ＱにおけるインダクタＬ１の誘導性リアクタンスを示す。フィルタ装置１００Ｑにおいて、ＬＣ並列共振器ＲＰをｆ２帯で共振させるために、インダクタＬ１の誘導性リアクタンスの値は、図４に示す誘導性リアクタンスｒｃ１となる必要がある。すなわち、誘導性リアクタンスｒｃ１の絶対値は、容量性リアクタンスｒｃ４の絶対値と同一の値となる。

【0033】

破線ＬｎＰｐは、フィルタ装置１００のインダクタＬ１の誘導性リアクタンスを示す。フィルタ装置１００において、ＬＣ並列共振器ＲＰをｆ２帯で共振させるために、インダクタＬ１の誘導性リアクタンスの値は、図４に示す誘導性リアクタンスｒｃ２となる必要がある。すなわち、誘導性リアクタンスｒｃ２の絶対値は、容量性リアクタンスｒｃ３の絶対値と同一の値となる。このように、フィルタ装置１００においてＬＣ並列共振器ＲＰを共振させるために必要となる誘導性リアクタンスｒｃ２は、誘導性リアクタンスｒｃ１よりも小さくなる。これは、相互インダクタンスＭが生じた結果、容量性リアクタンスｒｃ３が容量性リアクタンスｒｃ４よりも高くなっているためである。

【0034】

さらに、フィルタ装置１００では、誘導性リアクタンスｒｃ２自身についても、インダクタＬ１のインダクタンスに相互インダクタンスＭが加わるため、インダクタＬ１の値は低下する。このように、フィルタ装置１００では、インダクタＬ１とインダクタＬ２とが加極性の磁気結合をすることによって、フィルタ装置１００Ｑと比較して、インダクタＬ１のインダクタンスを小さくすることができる。これにより、図２で説明したように、減衰帯域を狭帯域化することが可能となり、フィルタ装置１００の減衰帯域の急峻性を改善することができる。なお、フィルタ装置１００では、インダクタＬ１のインダクタンスがインダクタＬ２のインダクタンスよりも小さければ、加極性結合ではなく減極性の磁気結合がされてもよい。

【0035】

＜シミュレーション結果＞
図５は、実施の形態１におけるフィルタ装置１００の挿入損失および比較例のフィルタ装置１００Ｚ１，１００Ｚ２の挿入損失の一例を示す図である。図５では、実施の形態１に係るフィルタ装置１００および比較例のフィルタ装置１００Ｚ１，１００Ｚ２の挿入損失を示す線Ｌｎ１～Ｌｎ３が示されている。横軸は高周波信号の周波数を示し、縦軸は高周波信号の挿入損失を示す。ここで、挿入損失とはフィルタ装置１００に入力される電力に対し、出力される電力の比である。挿入損失が大きければ、高周波信号はフィルタ装置を通過しにくく、挿入損失が小さければ高周波信号はフィルタ装置を通過し易い。

【0036】

線Ｌｎ１は、実施の形態１におけるフィルタ装置１００の挿入損失の波形を示す。線Ｌｎ２は、比較例におけるフィルタ装置１００Ｚ１の挿入損失の波形を示す。線Ｌｎ３は、比較例におけるフィルタ装置１００Ｚ２の挿入損失の波形を示す。

【0037】

以下、図５におけるフィルタ装置１００，フィルタ装置１００Ｚ１，フィルタ装置１００Ｚ２の違いについて説明する。フィルタ装置１００，フィルタ装置１００Ｚ１，フィルタ装置１００Ｚ２の各々は、図２に示すＬＣ並列共振器ＲＰと同様の構成を有するフィルタ装置の一例であるが、以下に示す点において異なる。

【0038】

実施の形態１のフィルタ装置１００において、インダクタＬ１のインダクタンスは０．７７５ｎＨであり、インダクタＬ２のインダクタンスは０．９９７ｎＨであり、キャパシタＣ１のキャパシタンスは０．８８５ｐＦであり、インダクタＬ１とインダクタＬ２とは加極性の磁気結合をする。

【0039】

比較例のフィルタ装置１００Ｚ１において、インダクタＬ１のインダクタンスは１．１９５ｎＨであり、インダクタＬ２のインダクタンスは１．４１７ｎＨであり、キャパシタＣ１のキャパシタンスは０．８８５ｐＦであり、インダクタＬ１とインダクタＬ２とは減極性の磁気結合をする。

【0040】

比較例のフィルタ装置１００Ｚ２において、インダクタＬ１のインダクタンスは０．９９７ｎＨであり、インダクタＬ２のインダクタンスは０．７７５ｎＨであり、キャパシタＣ１のキャパシタンスは０．８８５ｐＦであり、インダクタＬ１とインダクタＬ２とは加極性の磁気結合をする。

【0041】

すなわち、比較例のフィルタ装置１００Ｚ１は、インダクタＬ１とインダクタＬ２との磁気結合が減極性結合である点において実施の形態１のフィルタ装置１００と異なる。また、比較例のフィルタ装置１００Ｚ２は、インダクタＬ１のインダクタンスがインダクタＬ２のインダクタンスよりも大きい点において実施の形態１のフィルタ装置１００と異なる。

【0042】

なお、実施の形態１のフィルタ装置１００において、インダクタＬ１，Ｌ２のインダクタンスおよびキャパシタＣ１のキャパシタンスは、上述の値に限られるものではない。また、各フィルタ装置のインダクタＬ１，Ｌ２のインダクタンスの値およびキャパシタＣ１のキャパシタンスの値は、浮遊容量、浮遊インダクタンスを含む。

【0043】

各線Ｌｎ１～Ｌｎ３の減衰する周波数は、周波数Ｆ２である。すなわち、周波数Ｆ２は、ＬＣ並列共振器ＲＰの共振周波数である。また、周波数Ｆ２は、減衰帯域であるｆ２帯に属する周波数である。そのため、図５に示されるように、フィルタ装置１００，１００Ｚ１，１００Ｚ２のうちのいずれのフィルタ装置においても、ｆ２帯の周波数Ｆ２は最も挿入損失が大きくなる。一方で、周波数Ｆ１は、通過帯域であるｆ１帯に属する周波数である。以下では、図６を用いて、フィルタ装置１００，１００Ｚ１，１００Ｚ２におけるｆ１帯に属する周波数の挿入損失について説明する。なお、以下では、周波数Ｆ２は、ｆ２帯に属する任意の周波数として扱い、周波数Ｆ１は、ｆ１帯に属する任意の周波数として扱う。すなわち、周波数Ｆ２は、ｆ２帯に属する周波数であればよく、周波数Ｆ１は、ｆ１帯に属する周波数であればよい。

【0044】

図６は、図５に示す領域Ｒｇ１の縦軸拡大図である。図６では、図５に示す領域Ｒｇ１の縦軸（挿入損失）方向が拡大された波形が示されている。各線Ｌｎ１～Ｌｎ３の違いをわかりやすくするため、図６における横軸（周波数）方向の比率は、図５と同様であり、縦軸（挿入損失）方向の比率のみ拡大されている。

【0045】

図６に示されるように、周波数Ｆ１の高周波信号が通過する場合の挿入損失は、線ＬＮ１では０．４１８ｄＢであり、線ＬＮ２では０．４６８ｄＢであり、線ＬＮ３では０．７７３ｄＢである。実施の形態１におけるフィルタ装置１００、比較例におけるフィルタ装置１００Ｚ１，１００Ｚ２のうち、実施の形態１におけるフィルタ装置１００の挿入損失が最も小さい。すなわち、実施の形態１におけるフィルタ装置１００は、フィルタ装置１００Ｚ１，Ｚ２と同様にｆ２帯を減衰帯域とする一方で、フィルタ装置１００Ｚ１，Ｚ２よりも通過帯域であるｆ１帯に属する周波数Ｆ１の高周波信号を最も通過させやすい。

【0046】

このように、実施の形態１のフィルタ装置１００では、インダクタＬ１のインダクタンスがインダクタＬ２のインダクタンスよりも小さいことにより、減衰帯域の急峻性が改善し、減衰帯域であるｆ２帯に近接する通過帯域のｆ１帯の挿入損失を比較例よりも小さくすることができる。すなわち、実施の形態１のフィルタ装置１００では、ｆ１帯の高周波信号を通過させる場合に発生する損失を抑制することができる。

【0047】

さらに、実施の形態１のフィルタ装置１００では、インダクタＬ１とインダクタＬ２とが加極性結合をすることにより、インダクタＬ１のインダクタンスをより小さくすることができるため、減衰帯域の急峻性をさらに改善することが可能となる。

【0048】

＜伝送線路の特性インピーダンスについて＞
続いて、伝送線路の特性インピーダンスを調整することによって、フィルタ装置１００の挿入損失を調整する例について説明する。図７は、実施の形態１におけるフィルタ装置１００の挿入損失および比較例のフィルタ装置１００Ｚ３の挿入損失の一例を示す図である。

【0049】

図１に示されるように、伝送線路ＴＬ１の特性インピーダンスは５０Ωである。また、伝送線路ＴＬ２および伝送線路ＴＬ３の特性インピーダンスは５Ωである。図７では、実施の形態１に係るフィルタ装置１００および比較例のフィルタ装置の挿入損失を示す線Ｌｎ４，Ｌｎ５が示されている。横軸は高周波信号の周波数を示し、縦軸は高周波信号の挿入損失を示す。図７においては、フィルタ装置１００およびフィルタ装置１００Ｚ３のＬＣ並列共振器ＲＰは、共振周波数Ｆ２が４．３５ＧＨｚとなるように調整されている。

【0050】

線Ｌｎ４は、実施の形態１におけるフィルタ装置１００の挿入損失の波形を示す。線Ｌｎ５は、比較例におけるフィルタ装置１００Ｚ３の挿入損失の波形を示す。フィルタ装置１００，フィルタ装置１００Ｚ３は、同一の構成を有するフィルタ装置であるが、フィルタ装置１００Ｚ３は５０Ωの伝送線路ＴＬ２と５０Ωの伝送線路ＴＬ３とに接続されている。一方で、図１に示されるように、フィルタ装置１００は５Ωの伝送線路ＴＬ２と５Ωの伝送線路ＴＬ３との間に接続されている。

【0051】

このように、実施の形態１のフィルタ装置１００では、特性インピーダンスが５０Ωよりも低い伝送線路ＴＬ１，ＴＬ２に接続されることにより、伝送線路の特性インピーダンスとフィルタ装置１００の特性インピーダンスとの比率を大きくして、挿入損失を増大させることが可能となる。これにより、図７に示されているように挿入損失が増大し、周波数Ｆ２を含む減衰帯域が改善される。なお、伝送線路ＴＬ２および伝送線路ＴＬ３の特性インピーダンスは５０Ω未満の値であれば他の値であってもよい。

【0052】

＜回路構成の一例＞
続いて、実施の形態１におけるフィルタ装置１００を一体化した素子として形成する例について、図８および図９を用いて説明する。図８は、ＬＣ並列共振器ＲＰが並列接続される回路構成を示す図である。図９は、一体化した素子として形成されるフィルタ装置１００の分解図である。

【0053】

図８では、図２に示すＬＣ並列共振器ＲＰが並列に接続されることにより、図２に示す等価回路を実現する回路構成のフィルタ装置１００が示されている。図８におけるインダクタＬ１ａおよびインダクタＬ１ｂは、図２におけるインダクタＬ１として機能する。また、図８におけるインダクタＬ２ａおよびインダクタＬ２ｂは、図２におけるインダクタＬ２として機能する。また、図８におけるキャパシタＣ１ａおよびキャパシタＣ１ｂは、図２におけるキャパシタＣ１として機能する。インダクタＬ２ａとインダクタＬ１ａとは、加極性の磁気結合をする。また、インダクタＬ２ｂとインダクタＬ１ｂとは、加極性の磁気結合をする。

【0054】

すなわち、図２に示す等価回路が図８に示す回路構成により実現される場合、図２に示すインダクタＬ１は、積層体に配置されたインダクタＬ１ａ（第３インダクタ）およびインダクタＬ１ｂ（第４インダクタ）を含む。また、図２に示すインダクタＬ２は、積層体に配置されたインダクタＬ２ａ（第５インダクタ）およびインダクタＬ２ｂ（第６インダクタ）を含む。さらに、図２に示すキャパシタＣ１は、積層体に配置されたキャパシタＣ１ａおよびキャパシタＣ１ｂを含む。このように、図２に示すＬＣ並列共振器ＲＰが並列接続されることにより、インダクタＬ１のインダクタンスをより小さくすることができる。以下では、図９を用いて、インダクタＬ１のインダクタンスをより小さくすることを説明する。

【0055】

図９に示すように、フィルタ装置１００は１０枚の誘電体層Ｌｙ１～Ｌｙ１０が重ねられて構成される。すなわち、フィルタ装置１００は、誘電体層Ｌｙ１～Ｌｙ１０が積層された積層体を備える。図９では、各誘電体層Ｌｙ１～Ｌｙ１０の各々を平面視した状態が示されている。各誘電体層において、斜線で示される領域は高周波信号を伝達する電極を意味し、円形状は各誘電体層間を接続するビアの端部を意味する。

【0056】

誘電体層Ｌｙ３，Ｌｙ５，Ｌｙ６，Ｌｙ８には、端子ｉｎ１，ｉｎ２，ｉｎ３，ｉｎ４がそれぞれ設けられている。端子ｉｎ１，ｉｎ２，ｉｎ３，ｉｎ４の各々は、図８における端子Ｐ１に接続される。誘電体層Ｌｙ２，Ｌｙ４，Ｌｙ７，Ｌｙ９には、端子ｏｕｔ１，ｏｕｔ２，ｏｕｔ３，ｏｕｔ４がそれぞれ設けられている。端子ｏｕｔ１，ｏｕｔ２，ｏｕｔ３，ｏｕｔ４の各々は、図８における端子Ｐ２に接続される。

【0057】

図９に示されるように、誘電体層Ｌｙ１と誘電体層Ｌｙ２と誘電体層Ｌｙ３とが含む巻線形状の電極はインダクタＬ２ａを形成する。誘電体層Ｌｙ１と誘電体層Ｌｙ２と誘電体層Ｌｙ３と誘電体層Ｌｙ４とが含む平板形状の電極は、キャパシタＣ１ａを形成する。誘電体層Ｌｙ４と誘電体層Ｌｙ５とが含む巻線形状の電極は、インダクタＬ１ａを形成する。

【0058】

誘電体層Ｌｙ６と誘電体層Ｌｙ７とが含む巻線形状の電極は、インダクタＬ１ｂを形成する。誘電体層Ｌｙ８と誘電体層Ｌｙ９と誘電体層Ｌｙ１０とが含む巻線形状の電極は、インダクタＬ２ｂを形成する。誘電体層Ｌｙ７と誘電体層Ｌｙ８と誘電体層Ｌｙ９と誘電体層Ｌｙ１０とが含む平板形状の電極は、キャパシタＣ１ｂを形成する。これにより、図９に示すフィルタ装置１００が備える積層体は、図８に示す回路構成を実現する。

【0059】

図３で説明したように、インダクタＬ１のインダクタンスを小さくすることにより、減衰帯域の急峻性は改善される。また、図４で説明したように、インダクタＬ１とインダクタＬ２とが加極性の磁気結合をする。これにより、相互インダクタンスＭを発生し、インダクタＬ１のインダクタンスはより小さくなる。

【0060】

図９に示されるインダクタＬ１ａおよびインダクタＬ２ａの開口面（断面積）を大きくすれば、インダクタＬ１ａおよびインダクタＬ２ａ間の加極性の磁気結合による相互インダクタンスＭは増大する。しかしながら、インダクタＬ１ａの断面積を大きくすれば、インダクタＬ１ａ自身のインダクタンスも増大してしまう。そのため、図９に示されるように、インダクタＬ１ａおよびインダクタＬ１ｂは、並列して配置される。具体的には、インダクタＬ１ａは誘電体層Ｌｙ４，Ｌｙ５の電極によって形成され、インダクタＬ１ｂは誘電体層Ｌｙ４，Ｌｙ５と隣接した誘電体層Ｌｙ６，Ｌｙ７の電極によって形成される。これにより、図９に示すフィルタ装置１００では、インダクタＬ１ａとインダクタＬ１ｂとで合成したインダクタンスを増大させることなく、インダクタＬ１ａとインダクタＬ２ａとの間の加極性の磁気結合による相互インダクタンスＭを増大させることができる。

【0061】

続いて、インダクタＬ１ａとインダクタＬ１ｂとの磁気結合に着目する。インダクタＬ１ａとインダクタＬ１ｂとが磁気結合することにより、インダクタＬ１ａおよびインダクタＬ１ｂのインダクタンスが増大し得る。

【0062】

図９のフィルタ装置１００は、インダクタＬ１ａの巻き方向とインダクタＬ１ｂの巻き方向は異なる方向であるように構成されている。具体的には、矢印Ａｒ１として示されるように、誘電体層Ｌｙ５の巻線状の電極は端子ｉｎ２から反時計回りに旋回する。その後、誘電体層Ｌｙ５の巻線状の電極はビアを介して誘電体層Ｌｙ４の巻線状の電極と接続する。誘電体層Ｌｙ４の巻線状の電極は、矢印Ａｒ２として示されるように、ビアの端部からさらに反時計回りに旋回する。すなわち、矢印Ａｒ１および矢印Ａｒ２として示されているように、積層体を平面した場合のインダクタＬ１ａの巻き方向は、反時計回り（左回り）となる。

【0063】

一方で、矢印Ａｒ３として示されるように、誘電体層Ｌｙ６の巻線状の電極は端子ｉｎ３から時計回りに旋回する。その後、誘電体層Ｌｙ６の巻線状の電極はビアを介して誘電体層Ｌｙ７の巻線状の電極と接続する。誘電体層Ｌｙ７の巻線状の電極は、矢印Ａｒ４として示されるように、ビアの端部からさらに時計回りに旋回する。すなわち、矢印Ａｒ３および矢印Ａｒ４として示されているように、積層体を平面した場合のインダクタＬ１ｂの巻き方向は、時計回り（右回り）となる。

【0064】

このように、図９に示されるフィルタ装置１００では、インダクタＬ１ａとインダクタＬ１ｂとの巻き方向が逆回りであり、平面視した場合のインダクタＬ１ａとインダクタＬ１ｂとの重なりを減少させる。これにより、図９に示されるフィルタ装置１００では、インダクタＬ１ａとインダクタＬ１ｂとの間で磁気結合を低下し、インダクタＬ１ａおよびインダクタＬ１ｂのインダクタンスが増大することを防止しつつ、インダクタＬ１ａとインダクタＬ１ｂとを隣接した誘電体層に配置することが可能となる。

【0065】

さらに、平面視した場合に誘電体層Ｌｙ３におけるインダクタＬ２ａを形成する巻線が誘電体層Ｌｙ４におけるインダクタＬ１ａを形成する巻線と重なる面積は、誘電体層Ｌｙ５におけるインダクタＬ１ａを形成する巻線が誘電体層Ｌｙ３におけるインダクタＬ２ａを形成する巻線と重なる面積よりも大きい。これにより、インダクタＬ２ａおよびインダクタＬ１ａの間の磁気結合の結合係数を増大させることができ、よりインダクタＬ１ａのインダクタンスを小さくすることができる。同様に、インダクタＬ２ｂとインダクタＬ１ｂとの間の磁気結合の結合係数を増大させることができ、インダクタＬ１ｂのインダクタンスをより小さくすることができる。

【0066】

また、図９に示すように、誘電体層Ｌｙ１～Ｌｙ１０において、インダクタＬ１ａ，Ｌ１ｂ，Ｌ２ａ，Ｌ２ｂは、誘電体層Ｌｙ１～Ｌｙ１０を平面視した場合にキャパシタＣ１ａ，Ｃ１ｂと重ならないように配置されている。これにより、インダクタＬ１ａとインダクタＬ２ａとの磁気結合により発生する磁束、およびインダクタＬ１ｂとインダクタＬ２ｂとの磁気結合により発生する磁束を遮ることなく、結合係数を高めることができ、Ｌ１ａおよびＬ１ｂのインダクタンスが増大することを防止できる。

【0067】

なお、実施の形態１のフィルタ装置１００は、図９における積層体の誘電体層Ｌｙ１～Ｌｙ５またはＬｙ６～Ｌｙ１０のいずれかを有する構成であってもよい。

【0068】

［実施の形態２］
上記の実施の形態１では、アンテナ１５５を有するアンテナ装置１５０について説明した。実施の形態２においては、実施の形態１におけるアンテナ装置１５０に加えて、アンテナ装置１６０を備えるアンテナモジュール２００について説明する。なお、実施の形態２のアンテナモジュール２００において、実施の形態１のアンテナ装置１５０と重複する構成については、説明を繰り返さない。

【0069】

＜アンテナモジュールの基本構成＞
図１０は、実施の形態２におけるアンテナモジュール２００の構成を示す図である。アンテナモジュール２００は、アンテナ装置１５０およびアンテナ装置１６０を含む。アンテナ装置１６０は、給電回路ＲＦ２とアンテナ１６５とを含む。アンテナモジュール２００は、たとえば、携帯電話、スマートフォンあるいはタブレットなどの携帯端末や、通信機能を備えたパーソナルコンピュータなどの通信装置に搭載される。

【0070】

給電回路ＲＦ１は、ｆ１帯およびｆ３帯の周波数帯域の高周波信号をアンテナ１５５に供給する。アンテナ１５５は、給電回路ＲＦ１から供給されたｆ１帯およびｆ３帯の高周波信号を電波として空気中に放射可能である。ｆ１帯の周波数帯域は、たとえば、Ｗｉ－Ｆｉの５ＧＨｚ帯（５．１５－５．７ＧＨｚ）である。ｆ３帯の周波数帯域は、たとえば、Ｗｉ－Ｆｉの２ＧＨｚ帯（２．４－２．４８ＧＨｚ）である。

【0071】

実施の形態２におけるフィルタ装置１００は、ｆ２帯の周波数帯域の高周波信号を減衰させるように構成されている。ｆ２帯の周波数帯域は、たとえば、５Ｇ－ＮＲのｎ７７（３.３－４.２ＧＨｚ）などの帯域である。ｆ２帯は、ｎ７７（３.３－４.２ＧＨｚ）のみに限られず、ｎ７７に加えてｎ７８（３.３－３.８ＧＨｚ）、ｎ７９（４.４－４.９ＧＨｚ）を含む帯域であってもよい。

【0072】

実施の形態２におけるフィルタ装置１００において、ｆ１帯およびｆ３帯が通過帯域であってｆ２帯が減衰帯域である。ｆ２帯は、ｆ１帯とｆ３帯との間の周波数帯域である。ｆ２帯の周波数帯域は、ｆ１帯の周波数帯域よりも低い。また、ｆ３帯の周波数帯域は、ｆ２帯の周波数帯域よりも低い。

【0073】

すなわち、ｆ１帯、ｆ２帯、およびｆ３帯のうち、ｆ１帯が最も高い周波数帯域であり、ｆ３帯が最も低い周波数帯域である。なお、ｆ１帯，ｆ２帯，ｆ３帯の関係性がｆ１帯，ｆ２帯，ｆ３帯の順番で低くなる関係性であれば、ｆ１帯、ｆ２帯、およびｆ３帯の各々は他の周波数帯域であってもよい。実施の形態２におけるフィルタ装置１００のＬＣ並列共振器ＲＰの共振周波数Ｆ２は、実施の形態２におけるｆ２帯の中央値付近である３．８ＧＨｚとなるように調整されている。

【0074】

給電回路ＲＦ２は、ｆ２帯の周波数帯域の高周波信号をアンテナ１６５に供給する。アンテナ１６５は、給電回路ＲＦ２から供給されたｆ２帯の高周波信号を電波として、空気中に放射可能である。

【0075】

アンテナ装置１５０において、同一のアンテナモジュール２００内に設けられているアンテナ装置１６０から放射されるｆ２帯の高周波信号は、ノイズとなり得る。そのため、フィルタ装置１００は、アンテナ装置１５０においてノイズとなり得るｆ２帯の高周波信号を、並列共振による挿入損失を増大させることで取り除くために設けられている。

【0076】

アンテナ１５５およびアンテナ１６５は、同一の基板１７０に搭載されている。なお、図１０では、アンテナ１５５およびアンテナ１６５は、同一の基板１７０に設けられているが、同一のアンテナモジュール２００内に設けられれば、異なる基板に設けられてもよい。また、実施の形態２において、給電回路ＲＦ１は、ｆ３帯の高周波信号を供給せず、ｆ１帯の高周波信号のみを供給してもよい。

【0077】

図１１は、実施の形態２におけるアンテナ装置１５０と反射損失と比較例のアンテナ装置１５０Ｚの反射損失との一例を示す図である。横軸は高周波信号の周波数を示し、縦軸は高周波信号の反射損失を示す。ここで、反射損失とは、アンテナ装置１５０の給電回路ＲＦ１から供給された電力に対する反射された電力の比を示す。すなわち、アンテナから電力が放射されると反射損失も大きくなる。

【0078】

線Ｌｎ６は、実施の形態２におけるアンテナ装置１５０の反射損失の波形を示す。線Ｌｎ７は、比較例におけるアンテナ装置１５０Ｚの反射損失の波形を示す。アンテナ装置１５０Ｚは、図１０に示すアンテナ装置１５０からフィルタ装置１００を取り除いた構成を有する。すなわち、実施の形態２のアンテナ装置１５０と比較例のアンテナ装置１５０Ｚは、フィルタ装置１００を備えるか否かという点で異なる。

【0079】

図１１に示されているように、通過帯域のｆ１帯に含まれる周波数Ｆ１において、フィルタ装置１００を備える実施の形態２のアンテナ装置１５０の反射損失は、比較例のアンテナ装置１５０Ｚと比較して大きくなる。すなわち、フィルタ装置１００を備えることにより、アンテナ装置１５０のアンテナ特性は、比較例のアンテナ装置１５０Ｚよりも向上している。また、線Ｌｎ７および線Ｌｎ６は、共に周波数Ｆ１で減衰する。すなわち、アンテナ装置１５０とアンテナ装置１５０Ｚとの間において、フィルタ装置１００が有する直列共振によりインピーダンスの周波数にズレが発生せず、整合を保つことができる。換言すれば、フィルタ装置１００を備えるか否かによってインピーダンスの整合は劣化しない。したがって、実施の形態２のアンテナモジュール２００では、インピーダンスの劣化を改めて整合することなくフィルタ装置１００をアンテナ装置１５０に搭載することができる。

【0080】

図１２は、アンテナ装置１５０とアンテナ装置１６０との間のアイソレーション特性を示す図である。横軸は高周波信号の周波数を示し、縦軸は高周波信号のアイソレーションを示す。すなわち、アイソレーションとはアンテナ装置１５０の給電回路ＲＦ１から入力された電力に対する、アンテナを介してアンテナ装置１６０の給電回路ＲＦ２が受信した電力の比である。

【0081】

線Ｌｎ８は、実施の形態２におけるアンテナモジュール２００のアンテナ装置１５０とアンテナ装置１６０との間のアイソレーションを示す。線Ｌｎ９は、比較例におけるアンテナモジュール２００Ｚのアンテナ装置１５０とアンテナ装置１６０との間のアイソレーションを示す。

【0082】

アンテナモジュール２００Ｚは、図１０のアンテナモジュール２００からフィルタ装置１００を取り除いた構成を有する。すなわち、実施の形態２のアンテナモジュール２００と比較例のアンテナモジュール２００Ｚは、フィルタ装置１００を備えるか否かという点で異なる。

【0083】

図１２に示されているように、ｆ２帯の周波数Ｆ２において、実施の形態２のアンテナモジュール２００では、比較例のアンテナモジュール２００Ｚよりもアイソレーションが１５ｄＢ以上大きくなっている。すなわち、実施の形態２では、フィルタ装置１００がｆ２帯の周波数を減衰させることによって、アンテナ装置１５０およびアンテナ装置１６０のアイソレーションが比較例よりも改善されている。

【0084】

図１３は、アンテナ装置１６０の放射効率を示す図である。横軸は高周波信号の周波数を示し、縦軸はアンテナ装置１６０の放射効率を示す。線Ｌｎ１０は、実施の形態２におけるアンテナモジュール２００のアンテナ装置１６０の放射効率を示す。線Ｌｎ１１は、比較例におけるアンテナモジュール２００Ｚのアンテナ装置１６０の放射効率を示す。ここで、放射効率とは、給電回路から供給される電力に対し、アンテナから放射される電力の比を意味する。すなわち、図１３ではグラフ上部ほど、同じ供給電力に対し、アンテナから放射される電力が大きくなる。

【0085】

図１３に示されているように、ｆ２帯に含まれる周波数Ｆ２において、実施の形態２のアンテナモジュール２００は、比較例のアンテナモジュール２００Ｚよりも放射効率が約４．５ｄＢだけ改善されている。すなわち、実施の形態２にでは、アンテナ装置１５０においてフィルタ装置１００が備えられることにより、アンテナ装置１６０の放射効率を比較例よりも改善することができる。

【0086】

＜フィルタ装置１００Ｚ２との比較＞
図１４～図１６では、アンテナモジュール２００において、実施の形態２におけるフィルタ装置１００を適用した場合と上述で説明した比較例のフィルタ装置１００Ｚ２を適用した場合との比較について説明する。

【0087】

比較例のフィルタ装置１００Ｚ２は、インダクタＬ１のインダクタンスがインダクタＬ２のインダクタンスよりも大きい点において、実施の形態２のフィルタ装置１００と異なる。

【0088】

図１４は、実施の形態２におけるＬＣ並列共振器ＲＰの合成リアクタンス特性を示す図である。図１４では、横軸は高周波信号の周波数を示し、縦軸はＬＣ並列共振器ＲＰの合成リアクタンスの値を示す。

【0089】

線Ｌｎ１５は、実施の形態２におけるフィルタ装置１００のＬＣ並列共振器ＲＰの合成リアクタンスの値を示す。線Ｌｎ１６は、比較例のフィルタ装置１００Ｚ２を適用した場合のフィルタ装置１００Ｚ２におけるＬＣ並列共振器ＲＰの合成リアクタンスの値を示す。

【0090】

図１４に示されるように、インダクタＬ１のインダクタンスがインダクタＬ２のインダクタンスよりも小さいフィルタ装置１００では、通過帯域であるｆ１帯の周波数Ｆ１およびｆ３帯の周波数Ｆ３における合成リアクタンスの値が比較例よりも小さくなる。これにより、通過帯域に含まれる周波数Ｆ１，Ｆ３の高周波信号は、フィルタ装置１００Ｚ２よりもフィルタ装置１００の方が通り易くなる。以下では、周波数Ｆ３は、ｆ３帯に属する任意の周波数として扱う。すなわち、周波数Ｆ３は、ｆ３帯に属する周波数であればよい。

【0091】

図１５は、実施の形態２におけるフィルタ装置１００の挿入損失を示す図である。線Ｌｎ１３は、実施の形態２におけるアンテナモジュール２００のフィルタ装置１００の挿入損失を示す。線Ｌｎ１４は、比較例におけるフィルタ装置１００Ｚ２を実施の形態２に適用した場合のフィルタ装置１００Ｚ２の挿入損失を示す。

【0092】

図１４で説明したように、通過帯域であるｆ１帯の周波数Ｆ１およびｆ３帯の周波数Ｆ３において合成リアクタンスが小さくなるため、図１５に示されるように、周波数Ｆ１および周波数Ｆ３における実施の形態２におけるフィルタ装置１００の挿入損失は、比較例のフィルタ装置１００Ｚ２の挿入損失よりも小さくなる。

【0093】

すなわち、実施の形態２におけるフィルタ装置１００は、インダクタＬ１のインダクタンスがインダクタＬ２のインダクタンスよりも小さいことによって、比較例よりも減衰帯域に近接する通過帯域の周波数Ｆ１，Ｆ３の高周波信号を通過させ易くなる。

【0094】

実施の形態２におけるフィルタ装置１００では、ＬＣ並列共振器ＲＰの共振周波数をｆ２帯に含まれる周波数Ｆ２とすることにより、ｆ２帯を減衰帯域とする。このとき、ｆ２帯よりも低い周波数Ｆ３の高周波信号は、ＬＣ直列共振器ＲＳの経路よりもインダクタＬ１が配置される経路を通過する。すなわち、ｆ３帯の高周波信号が通過する場合、インダクタＬ１が配置される経路が支配的となる。

【0095】

実施の形態２においては、減衰帯域を狭帯域化するためにインダクタＬ１のインダクタンスがインダクタＬ２のインダクタンスよりも小さくなるように構成されている。これにより、周波数Ｆ３がインダクタＬ１を通過する際のインピーダンスが小さくなる。このように、実施の形態２におけるアンテナモジュール２００では、周波数Ｆ２を給電回路ＲＦ２から効率的に放射し、フィルタ装置１００Ｚ２と比較して、減衰帯域を狭帯域化することにより、周波数Ｆ１，Ｆ３を給電回路ＲＦ１から効率的に放射することが可能となる。

【0096】

図１６は、実施の形態２におけるアンテナ１５５の挿入損失を示す図である。線Ｌｎ１７は、実施の形態２におけるアンテナモジュール２００のアンテナ１５５の挿入損失を示す。線Ｌｎ１８は、比較例におけるアンテナ１５５Ｚの挿入損失を示す。線Ｌｎ１９は、比較例におけるアンテナ１５５Ｚ１の挿入損失を示す。

【0097】

アンテナ１５５Ｚは、図１０に示すアンテナ装置１５０からフィルタ装置１００を取り除いた場合のアンテナである。アンテナ１５５Ｚ１は、図１０に示すアンテナ１５５がフィルタ装置１００に代えてフィルタ装置１００Ｚ２を有する構成を有する。

【0098】

図１６に示されているように、周波数Ｆ３近傍において、線Ｌｎ１７の挿入損失が大きい周波数は、線Ｌｎ１９の挿入損失が大きい周波数よりも線Ｌｎ１８の挿入損失が大きい周波数に近づく。すなわち、フィルタ装置１００Ｚ２を搭載する場合と比較して、実施の形態２におけるフィルタ装置１００を搭載する場合の方がインピーダンス整合は劣化しない。したがって、実施の形態２のフィルタ装置１００は、比較例のフィルタ装置１００Ｚ２よりも、アンテナモジュール２００に適用する際のインピーダンス整合にかかる負担が少なくなる。

【0099】

＜実施の形態２の変形例＞
実施の形態２では、フィルタ装置１００のＬＣ並列共振器ＲＰの共振周波数Ｆ２がｆ２帯域内である３．８ＧＨｚとなるように設計されている構成について説明した。実施の形態２の変形例では、ＬＣ並列共振器ＲＰの共振周波数Ｆ２がｆ２帯の周波数帯域の下限値付近として設計されたフィルタ装置１００Ｂについて説明する。実施の形態２の変形例において、ｆ２帯の周波数帯域は、５Ｇ－ＮＲのｎ７８（３.３－３.８ＧＨｚ）帯域である。すなわち、フィルタ装置１００ＢのＬＣ並列共振器ＲＰの共振周波数Ｆ２は、３.３ＧＨｚである。図１７～図１９では、フィルタ装置１００Ｂに対する比較例としてフィルタ装置１００Ａを用いて説明する。比較例であるフィルタ装置１００ＡのＬＣ並列共振器ＲＰの共振周波数Ｆ２は、ｆ２帯の周波数帯域内の３．５ＧＨｚとなるように調整されている。実施の形態２の変形例のフィルタ装置１００Ｂにおいて、実施の形態１，実施の形態２と重複する構成については説明を繰り返さない。

【0100】

図１７は、実施の形態２の変形例におけるフィルタ装置１００Ｂの挿入損失および比較例のフィルタ装置１００Ａの挿入損失の一例を示す図である。図１７～図１９には、ｆ２帯の下限値付近の周波数３．３ＧＨｚを示す周波数ｆ２ｓと、ｆ２帯の中央付近の周波数３．５ＧＨｚを示す周波数ｆ２ｃと、ｆ２帯の上限値付近の周波数３．８ＧＨｚを示す周波数ｆ２ｅとが図示されている。以下では、実施の形態２でのフィルタ装置１００に代えて、フィルタ装置１００Ａおよびフィルタ装置１００Ｂを適用したアンテナモジュールをそれぞれアンテナモジュール２５０Ａ、２５０Ｂと称する。

【0101】

図１７に示される線Ｌｎ２０は、実施の形態２の変形例におけるアンテナモジュール２５０Ｂのアンテナ装置１５０の挿入損失を示す。線Ｌｎ２１は、実施の形態２の変形例における比較例のアンテナモジュール２５０Ａのアンテナ装置１５０の挿入損失を示す。上述したように、フィルタ装置１００Ｂにおける共振周波数Ｆ２は、ｎ７８帯域の下限値付近である周波数ｆ２ｓ（３．３ＧＨｚ）となるように設計されている。なお、フィルタ装置１００Ｂにおける共振周波数は、３．３ＧＨｚではなく、たとえば、３．２ＧＨｚまたは３．４ＧＨｚであってもよい。一方で、フィルタ装置１００Ａにおける共振周波数Ｆ２は、周波数ｆ２ｃ（３．５ＧＨｚ）となるように設計されている。

【0102】

図１８は、実施の形態２の変形例におけるアンテナ装置１５０の放射効率および比較例のアンテナ装置１５０の放射効率の一例を示す図である。図１８に示される線Ｌｎ２２は、実施の形態２の変形例におけるアンテナモジュール２５０Ｂのアンテナ装置１５０の放射効率を示す。線Ｌｎ２３は、実施の形態２の変形例における比較例のアンテナモジュール２５０Ａのアンテナ装置１５０の放射効率を示す。線Ｌｎ２４は、実施の形態２の変形例における比較例のアンテナモジュール２００Ｚのアンテナ装置１５０の放射効率を示す。上述したように、アンテナモジュール２００Ｚは、図１０のアンテナモジュール２００からフィルタ装置１００を取り除いた構成を有する。

【0103】

比較例のアンテナモジュール２５０Ａの放射効率は、周波数ｆ２ｓから周波数ｆ２ｃまでの周波数帯であって、特に周波数ｆ２ｓ付近において、比較例のアンテナモジュール２００Ｚの放射効率よりも低い。一方で、実施の形態２の変形例であるアンテナモジュール２５０Ｂの放射効率は、周波数ｆ２ｓから周波数ｆ２ｃまでの周波数帯において、比較例のアンテナモジュール２００Ｚの放射効率よりも高い。すなわち、実施の形態２の変形例であるアンテナモジュール２５０Ｂの放射効率は、ｆ２帯の全域（周波数ｆ２ｓから周波数ｆ２ｅまでの帯域）において、比較例のアンテナモジュール２００Ｚよりも放射効率が向上している。

【0104】

図１９は、実施の形態２の変形例におけるアンテナ装置１５０とアンテナ装置１６０との間のアイソレーション特性を示す図である。線Ｌｎ２５は、実施の形態２の変形例におけるアンテナモジュール２５０Ｂのアンテナ装置１５０とアンテナ装置１６０との間のアイソレーションを示す。線Ｌｎ２６は、比較例におけるアンテナモジュール２００Ｚのアンテナ装置１５０とアンテナ装置１６０との間のアイソレーションを示す。

【0105】

図１９に示されるように、ｆ２帯全域において、アンテナモジュール２５０Ｂでは、比較例のアンテナモジュール２００Ｚよりもアイソレーションが大きい。すなわち、実施の形態２の変形例では、フィルタ装置１００Ｂがｆ２帯の周波数を減衰させることによって、アンテナ装置１５０およびアンテナ装置１６０のアイソレーションが比較例よりも改善されている。

【0106】

フィルタ装置１００Ｂは、共振周波数Ｆ２が減衰帯域であるｆ２帯の下限値付近となるように調整されている。これにより、実施の形態２におけるフィルタ装置１００Ｂでは、ｆ２帯の全域において高い効率を得ることができる。なお、フィルタ装置１００Ｂの共振周波数Ｆ２は、減衰帯域の下限値付近の周波数であればよく、減衰帯域の下限値よりも低い周波数であってもよい。

【0107】

＜各アンテナへの適用例＞
図２０は、アンテナ１５５が逆Ｆ型アンテナであるアンテナモジュール２０１の外観図である。図２０に示されるように、アンテナ１５５は、逆Ｆ型アンテナとして形成されている。アンテナ１６５は、モノポールアンテナとして形成されている。図２０に示されるように、アンテナ１５５はフィルタ装置１００を介して給電回路ＲＦ１と接続する。

【0108】

図２０に示されるように、逆Ｆ型アンテナであるアンテナ１５５は、給電回路ＲＦ１へと接続する経路と分岐して接地電極ＧＮＤと接続する。以下では、給電回路ＲＦ１へと接続する経路と接地電極ＧＮＤへと接続する経路とに分岐する位置を分岐点と称する。

【0109】

図２１は、アンテナ１５５が逆Ｆ型アンテナである場合のアンテナ１６５の放射効率を示す図である。線ＬｎＦ１は、比較例のアンテナモジュール２０１Ｚのアンテナ１６５の放射効率を示す。線ＬｎＦ２は、実施の形態２のアンテナモジュール２０１のアンテナ１６５の放射効率を示す。線ＬｎＦ３は、変形例１のアンテナモジュール２０１Ａのアンテナ１６５の放射効率を示す。線ＬｎＦ４は、変形例２のアンテナモジュール２０１Ｂのアンテナ１６５の放射効率を示す。

【0110】

比較例のアンテナモジュール２０１Ｚは、フィルタ装置１００を備えない。すなわち、アンテナモジュール２０１Ｚは、図２０のアンテナモジュール２０１からフィルタ装置１００を取り除いた構成を有する。

【0111】

変形例１のアンテナモジュール２０１Ａは、分岐点から給電回路ＲＦ１までの間の経路にフィルタ装置１００が配置されるのではなく、分岐点から接地電極ＧＮＤまでの間の経路Ｒｔにフィルタ装置１００が配置される構成を有する。

【0112】

変形例２のアンテナモジュール２０１Ｂは、分岐点から給電回路ＲＦ１までの間の経路にフィルタ装置１００が配置され、さらに、分岐点から接地電極ＧＮＤまでの間の経路Ｒｔにおいてもフィルタ装置１００が配置される構成を有する。すなわち、変形例２のアンテナモジュール２０１Ｂのアンテナ装置１５０は、２つのフィルタ装置１００を備える。

【0113】

図２１に示されるように、フィルタ装置１００を備えない比較例のアンテナモジュール２０１Ｚにおけるアンテナ１６５の放射効率は、最も低下している。すなわち、逆Ｆ型アンテナを適用した実施の形態２および、変形例１，２は、フィルタ装置１００を備えることにより、アンテナ１６５の放射効率が比較例よりも改善されている。

【0114】

図２２は、アンテナ１５５がループアンテナであるアンテナモジュール２０２の外観図である。図２２に示されるように、アンテナ１５５は、ループアンテナとして形成されている。アンテナ１６５は、モノポールアンテナとして形成されている。図２２に示されるように、ループアンテナであるアンテナ１５５においても、給電回路ＲＦ１へと接続する経路と異なる経路Ｒｔを介して接地電極ＧＮＤと接続する。

【0115】

図２３は、アンテナ１５５がループアンテナである場合のアンテナ１６５の放射効率を示す図である。線ＬｎＬ１は、比較例のアンテナモジュール２０２Ｚのアンテナ１６５の放射効率を示す。線ＬｎＬ２は、実施の形態２のアンテナモジュール２０２のアンテナ１６５の放射効率を示す。線ＬｎＬ３は、変形例１のアンテナモジュール２０２Ａのアンテナ１６５の放射効率を示す。線ＬｎＬ４は、変形例２のアンテナモジュール２０２Ｂのアンテナ１６５の放射効率を示す。

【0116】

比較例のアンテナモジュール２０２Ｚは、図２２のアンテナモジュール２０２からフィルタ装置１００を取り除いた構成を有する。変形例１のアンテナモジュール２０２Ａは、アンテナ１５５から給電回路ＲＦ１までの間の経路にフィルタ装置１００が配置されるのではなく、アンテナ１５５から接地電極ＧＮＤまでの間の経路Ｒｔにフィルタ装置１００が配置される構成を有する。変形例２のアンテナモジュール２０２Ｂは、アンテナ１５５から給電回路ＲＦ１までの間の経路にフィルタ装置１００が配置され、さらに、アンテナ１５５から接地電極ＧＮＤまでの間の経路Ｒｔにおいてもフィルタ装置１００が配置される構成を有する。

【0117】

図２３に示されるように、フィルタ装置１００を備えない比較例のアンテナモジュール２０２Ｚにおけるアンテナ１６５の放射効率は、最も低下している。すなわち、ループアンテナを適用した実施の形態２、変形例１，２においても、フィルタ装置１００を備えることにより、アンテナ１６５の放射効率が比較例よりも改善されている。

【0118】

図２４は、アンテナ１５５がパッチアンテナであるアンテナモジュール２０３の外観図である。図２４に示されるようにアンテナ１５５は、パッチアンテナとして形成されている。アンテナ１６５は、モノポールアンテナとして形成されている。図２４に示されるように、パッチアンテナであるアンテナ１５５においても、給電回路ＲＦ１へと接続する経路と異なる経路Ｒｔで接地電極ＧＮＤと接続する。

【0119】

図２５は、アンテナ１５５がパッチアンテナである場合のアンテナ１６５の放射効率を示す図である。線ＬｎＰ１は、比較例のアンテナモジュール２０３Ｚのアンテナ１６５の放射効率を示す。線ＬｎＰ２は、実施の形態２のアンテナモジュール２０３のアンテナ１６５の放射効率を示す。線ＬｎＰ３は、変形例１のアンテナモジュール２０３Ａのアンテナ１６５の放射効率を示す。線ＬｎＰ４は、変形例２のアンテナモジュール２０３Ｂのアンテナ１６５の放射効率を示す。

【0120】

比較例のアンテナモジュール２０３Ｚは、図２４のアンテナモジュール２０３からフィルタ装置１００を取り除いた構成を有する。変形例１のアンテナモジュール２０３Ａは、アンテナ１５５から給電回路ＲＦ１までの間の経路にフィルタ装置１００が配置されるのではなく、アンテナ１５５から接地電極ＧＮＤまでの間の経路Ｒｔにフィルタ装置１００が配置される構成を有する。変形例２のアンテナモジュール２０３Ｂは、アンテナ１５５から給電回路ＲＦ１までの間の経路にフィルタ装置１００が配置され、さらに、アンテナ１５５から接地電極ＧＮＤまでの間の経路Ｒｔにおいてもフィルタ装置１００が配置される構成を有する。

【0121】

図２５に示されるように、フィルタ装置１００を備えない比較例のアンテナモジュール２０３Ｚにおけるアンテナ１６５の放射効率は、最も低下している。すなわち、パッチアンテナを適用した実施の形態２、変形例１，２においても、フィルタ装置１００を備えることにより、アンテナ１６５の放射効率が比較例よりも改善されている。

【0122】

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0123】

１００ フィルタ装置、１５０，１６０ アンテナ装置、１５５，１６５ アンテナ、１７０ 基板、２００，２０１，２０２，２０３，２５０ アンテナモジュール、Ａｒ１～Ａｒ４ 矢印、Ｃ１ａ，Ｃ１ｂ，Ｃ１ キャパシタ、Ｆ１～Ｆ３，ｆ２ｓ，ｆ２ｃ，ｆ２ｅ 周波数、ＧＮＤ 接地電極、Ｌ１，Ｌ１ａ，Ｌ１ｂ，Ｌ２，Ｌ２ｂ，Ｌ２ａ インダクタ、Ｌｙ１～Ｌｙ１０ 誘電体層、Ｐ１，Ｐ２，ｉｎ１～ｉｎ４，ｏｕｔ１～ｏｕｔ４ 端子、ＲＦ１，ＲＦ２ 給電回路、ＲＳ ＬＣ直列共振器、ＲＰ ＬＣ並列共振器、Ｒｇ１ 領域、ＳＰ 接続点、ＴＬ１～ＴＬ３ 伝送線路、ｄ１，ｄ２ 減衰帯域、Ｍ 相互インダクタンス、ｒｃ１，ｒｃ２ 誘導性リアクタンス、ｒｃ３，ｒｃ４ 容量性リアクタンス、Ｒｔ 経路。

【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】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】