專利名稱：層疊型帶通濾波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有平衡輸出端的層疊型帶通濾波器。
背景技術(shù)：
在便攜電話等無線通信設(shè)備中，由于強烈要求小型化、薄型化，需要高密度的元件安裝技術(shù)。因而，也提出了使用多層基片來集成元件。
可是，作為無線通信設(shè)備中的部分之一，有對接收信號進行濾波的帶通濾波器。作為該帶通濾波器，據(jù)知有例如特開2003-87008公報所述的層疊型帶通濾波器。該層疊型帶通濾波器包含有使用多層基片上的導(dǎo)體層構(gòu)成的諧振器。
但是，現(xiàn)有的層疊型帶通濾波器輸入輸出以接地電位作為基準電位的不平衡信號。因此，為了將該帶通濾波器的輸出信號輸入到平衡輸入型的放大器中，需要有將不平衡信號變換成由彼此相位相差大致180°、振幅大致相等的兩個信號構(gòu)成的平衡信號的平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器。該平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器也可以用多層基片上的導(dǎo)電層來構(gòu)成。
一直以來，上述帶通濾波器和平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器相互作為個別電路來構(gòu)成。另外，在特開2003-87008號公報上記載了用多層基片將濾波器和平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器一體化而構(gòu)成的層疊型介質(zhì)濾波器。
另外，在特開2000-349505號公報上記載了可不用平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器而進行平衡信號的輸入輸出的介質(zhì)濾波器。該介質(zhì)濾波器中設(shè)有兩端開路或短路的1/2波長諧振器，一端被短路、另一端開路的1/4波長諧振器，耦合在1/4波長諧振器上的不平衡端子，以及在1/2波長諧振器的兩個開路端子附近分別耦合的兩個平衡端子。
在帶通濾波器和平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器相互作為個別電路構(gòu)成的情況下，由于元件個數(shù)多，包含帶通濾波器和平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器的電路存在所謂高功耗、大尺寸的問題。在特開2003-87008號公報中記載的層疊型介質(zhì)濾波器中，濾波器和平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器用多層基片一體化構(gòu)成，但由于濾波器和平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器構(gòu)成個別電路，未能解決上述的問題。
在記載于特開2000-349505號公報上的介質(zhì)濾波器中，兩個平衡端子被配置在與1/2波長諧振器分離的位置上，通過各自在1/2波長諧振器與平衡端子之間產(chǎn)生的電容耦合到1/2波長諧振器上。
可是，在決定濾波器的特性方面有一個重要的參數(shù)是外部Q值。所謂外部Q值，是由連接在諧振器上的外部電路的電阻產(chǎn)生的Q值。外部Q值對諧振器的諧振特性的銳度帶來影響。另外，外部Q值的大小依賴于諧振器與外部電路的耦合強度，耦合越大，外部Q值越小。
參照圖42，這里，就在信號源通過電容器連接到諧振器上的情況下，電容器的電容與外部Q值的關(guān)系進行說明。作為一例，這里就諧振器是1/4波長諧振器的情況進行說明。圖42所示的電路包含一端被短路、另一端開路的1/4波長諧振器501。在1/4波長諧振器501的開路端上，通過電容器502連接信號源503的一端。信號源503的另一端通過電阻504接地。再者，電阻504代表性地表示信號源503的內(nèi)部電阻等，以及通過電容器502連接到1/4波長諧振器501的外部電路電阻。
這時，將1/4波長諧振器501的特性阻抗設(shè)為Z0，電容器502的電容設(shè)為CC，將信號源503輸出的信號的角頻率設(shè)為ω，將電阻504的電阻值設(shè)為R，將諧振器501的外部Q值設(shè)為Qe。
Qe用下式表示。其中，Qc＝ωCCRQe＝(Rπ/4Z0)(1+1/QC2)+1/QC
從該式可知，電容器502的電容CC越大，Qe越小，亦即諧振器501與信號源503的耦合變大。
一旦決定了濾波器的特性即中心頻率、帶寬、級數(shù)、紋波的大小，就決定了其需要的外部Q值。這里，當(dāng)電阻值小的時候，由于電容CC也可以不大，Qe的調(diào)整比較容易。但是，若電阻值R增大，為了得到希望的Qe就需要大的電容CC。另外，在增大濾波器的帶寬的情況下，需要減小Qe，這時也需要大的電容CC。
在特開2000-349505號公報所記載的介質(zhì)濾波器中，在介質(zhì)塊的外面設(shè)置端子電極，使該端子電極與內(nèi)導(dǎo)體之間產(chǎn)生電容。這樣的結(jié)構(gòu)難以得到大電容，其理由如下。也就是說，在端子電極與內(nèi)導(dǎo)體之間產(chǎn)生的電容與端子電極的面積成正比，與端子電極和內(nèi)導(dǎo)體之間的距離成反比。但是，從介質(zhì)濾波器的尺寸考慮，增大端子電極的面積是困難的。另外，如果減小在端子電極與內(nèi)導(dǎo)體之間的介質(zhì)塊的厚度，由于構(gòu)成介質(zhì)塊的陶瓷在煅燒時會破裂，因此也難以減小端子電極與內(nèi)導(dǎo)體的間距。
再有，在記載于特開2000-349505號公報的介質(zhì)濾波器中，大幅度改變端子電極的面積和端子電極與內(nèi)導(dǎo)體的距離是困難的。因此，在該介質(zhì)濾波器中，難以調(diào)整發(fā)生在端子電極與內(nèi)導(dǎo)體之間的電容。
出于這些理由，在記載于特開2000-349505號公報的介質(zhì)濾波器中，存在著濾波器的特性的調(diào)整困難的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供可以輸出平衡信號的、小型的、特性調(diào)整容易的層疊型帶通濾波器。
本發(fā)明的第一和第二疊型帶通濾波器中設(shè)有輸入不平衡信號的不平衡輸入端；輸出平衡信號的兩個平衡輸出端；包含分別由TEM線路構(gòu)成的多個諧振器的、設(shè)于不平衡輸入端與平衡輸出端之間的帶通濾波器部分；以及用于集成多個諧振器的多層基片。
本發(fā)明的第一層疊型帶通濾波器中，帶通濾波器部分包含的諧振器有連接不平衡輸入端的輸入諧振器和由兩端開路的1/2波長諧振器構(gòu)成的、連接平衡輸出端的平衡輸出用1/2波長諧振器。另外，該層疊型帶通濾波器還包含由多層基片的一部分構(gòu)成的電容器，該電容器至少設(shè)在不平衡輸入端與輸入諧振器之間和各平衡輸出端與平衡輸出用1/2波長諧振器之間這兩處中的一處。
在本發(fā)明的第一層疊型帶通濾波器中，兩個平衡輸出端連接到由兩端開路的1/2波長諧振器構(gòu)成的平衡輸出用1/2波長諧振器上。因而，若采用第一層疊型帶通濾波器，可不用設(shè)置平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器而由兩個平衡輸出端輸出平衡信號。另外，在該層疊型帶通濾波器中，至少在不平衡輸入端與輸入諧振器之間和各平衡輸出端與平衡輸出用1/2波長諧振器之間這兩處中的一處設(shè)置由多層基片的一部分構(gòu)成的電容器。在該層疊型帶通濾波器中，容易調(diào)整電容器的電容，因而，濾波器的特性也容易調(diào)整。
本發(fā)明的第一層疊型帶通濾波器也可以在各平衡輸出端與平衡輸出用1/2波長諧振器之間設(shè)置第一和第二輸出用電容器，作為電容器。這時，一個平衡輸出端，可以通過第一輸出用電容器連接到平衡輸出用1/2波長諧振器的縱向上的一個端部，另一個平衡輸出端可以通過第二輸出用電容器連接到平衡輸出用1/2波長諧振器的縱向上的另一端部。再者，這時，第一輸出用電容器的電容與第二輸出用電容器的電容也可以不同。
另外，本發(fā)明的第一層疊型帶通濾波器的多個諧振器中至少一個，與其形狀為矩形的情況相比，可以做成電容值或電感值大的形狀。
再有，本發(fā)明的第一層疊型帶通濾波器中，帶通濾波器部分也可包含至少一個其兩端通過電容器連接的兩端開路的1/2波長諧振器。
本發(fā)明的第二層疊型帶通濾波器中，帶通濾波器部分包含由兩端開路的1/2波長諧振器構(gòu)成的平衡輸出用1/2波長諧振器；以及在平衡輸出用1/2波長諧振器與平衡輸出端之間設(shè)置的分別由1/4波長諧振器構(gòu)成的1級(以一對1/4波長諧振器作為1級)以上的平衡輸出用1/4波長諧振器。各平衡輸出端分別連接最終級的一對平衡輸出用1/4波長諧振器。另外，該層疊型帶通濾波器還設(shè)有由多層基片的一部分構(gòu)成的電容器，至少設(shè)置在不平衡輸入端與連接它的諧振器之間和在各平衡輸出端與最終級的一對平衡輸出用1/4波長諧振器之間這兩處中的一處。
本發(fā)明的第二層疊型帶通濾波器中設(shè)有由兩端開路的1/2波長諧振器構(gòu)成的平衡輸出用1/2波長諧振器，以及設(shè)置在該平衡輸出用1/2波長諧振器與平衡輸出端之間的、1級或1級以上的平衡輸出用1/4波長諧振器；兩個平衡輸出端分別連接最終級的一對平衡輸出用1/4波長諧振器。因而，若采用第二層疊型帶通濾波器，可以不用設(shè)置平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器而由兩個平衡輸出端輸出平衡信號。還有，在該層疊型帶通濾波器中設(shè)置由多層基片的一部分構(gòu)成的電容器，至少設(shè)置在不平衡輸入端與連接它的諧振器之間和各平衡輸出端與最終級的一對平衡輸出用1/4波長諧振器之間這兩處中的一處。在該層疊型帶通濾波器中，容易調(diào)整電容器的電容，從而也容易調(diào)整濾波器的特性。
本發(fā)明的第二層疊型帶通濾波器中，也可以僅設(shè)置最終級的一對平衡輸出用1/4波長諧振器作為平衡輸出用1/4波長諧振器。而且，可以將該最終級的一對平衡輸出用1/4波長諧振器中的一個耦合到平衡輸出用1/2波長諧振器縱向上的一個對半部分，而將最終級的一對平衡輸出用1/4波長諧振器中的另一個耦合到平衡輸出用1/2波長諧振器縱向上的另一對半部分。
最終級的一對平衡輸出用1/4波長諧振器可用相同的耦合方法耦合到平衡輸出用1/2波長諧振器。另外，可以將最終級的一對平衡輸出用1/4波長諧振器中的一個僅耦合在平衡輸出用1/2波長諧振器縱向上的一個對半部分上，而將一對平衡輸出用1/4波長諧振器中的另一個僅耦合在平衡輸出用1/2波長諧振器縱向上的另一對半部分上。
另外，本發(fā)明的第二層疊型帶通濾波器中，平衡輸出用1/4波長諧振器被多級設(shè)置，可以將最接近于平衡輸出用1/2波長諧振器的第一級的一對平衡輸出用1/4波長諧振器中的一個耦合在平衡輸出用1/2波長諧振器縱向上的一個對半部分，而將第一級的一對平衡輸出用1/4波長諧振器中的另一個耦合在平衡輸出用1/2波長諧振器縱向上的另一對半部分。
第一級的一對平衡輸出用1/4波長諧振器，也可用相同的耦合方法耦合到平衡輸出用1/2波長諧振器。另外，也可將第一級的一對平衡輸出用1/4波長諧振器中的一個僅耦合在平衡輸出用1/2波長諧振器縱向上的一個對半部分，而將第一級的一對平衡輸出用1/4波長諧振器中的另一個僅耦合在平衡輸出用1/2波長諧振器縱向上的另一對半部分。還有，各級的一對平衡輸出用1/4波長諧振器也可用相同的方法耦合到其前級或后級的一對平衡輸出用1/4波長諧振器。
另外，本發(fā)明的第二層疊型帶通濾波器中，多個諧振器中的至少一個，與其形狀為矩形的情況相比，可以做成電容或電感大的形狀。
再有，本發(fā)明的第二層疊型帶通濾波器中，帶通濾波器部分也可包含至少一個其兩端通過電容器連接的兩端開路的1/2波長諧振器。
在本發(fā)明的第一層疊型帶通濾波器中，作為諧振器，設(shè)有多個諧振器的帶通濾波器部分包括連接不平衡輸入端的輸入諧振器，以及連接由兩端開路的1/2波長諧振器構(gòu)成的平衡輸出端的平衡輸出用1/2波長諧振器。另外，本發(fā)明的層疊型帶通濾波器設(shè)有用于集成多個諧振器的多層基片。還有，在本發(fā)明的層疊型帶通濾波器中，至少在不平衡輸入端與輸入諧振器之間和各平衡輸出端與平衡輸出用1/2波長諧振器之間這兩處中的一處設(shè)置由多層基片的一部分構(gòu)成的電容器。綜上所述，依據(jù)本發(fā)明，可以實現(xiàn)可輸出平衡信號的、小型的、特性容易調(diào)整的層疊型帶通濾波器。
另外，本發(fā)明的第二層疊型帶通濾波器中，設(shè)有多個諧振器的帶通濾波器部分包括如下的諧振器由兩端開路的1/2波長諧振器構(gòu)成的平衡輸出用1/2波長諧振器，以及分別由1/4波長諧振器構(gòu)成的、設(shè)置在平衡輸出用1/2波長諧振器與平衡輸出端之間的、1級(一對1/4波長諧振器作為1級)以上的平衡輸出用1/4波長諧振器；各平衡輸出端分別連接最終級的一對平衡輸出用1/4波長諧振器。再者，本發(fā)明的層疊型帶通濾波器設(shè)有用于集成多個諧振器的多層基片。并且，在本發(fā)明的層疊型帶通濾波器中，至少在不平衡輸入端與連接它的諧振器之間和各平衡輸出端與最終級的一對平衡輸出用1/4波長諧振器之間這兩處中的一處，設(shè)置由多層基片的一部分構(gòu)成的電容器。綜上所述，若用本發(fā)明，可以實現(xiàn)可輸出平衡信號、小型的、特性容易調(diào)整的層疊型帶通濾波器。
本發(fā)明的其它目的、特征和利益，通過以下的說明當(dāng)可充分了解。


圖1是表示本發(fā)明第一實施例的層疊型帶通濾波器的基本結(jié)構(gòu)的說明圖。
圖2是表示兩端開路的1/2波長諧振器的說明圖。
圖3是表示兩端短路的1/2波長諧振器的說明圖。
圖4是表示1/4波長諧振器的說明圖。
圖5是用于說明本發(fā)明第一實施例的層疊型帶通濾波器的作用的說明圖。
圖6是表示一例用本發(fā)明第一實施例中的多層基片的導(dǎo)體層形成的電容器結(jié)構(gòu)的說明圖。
圖7是表示一例用本發(fā)明第一實施例中的多層基片的導(dǎo)體層形成的電容器結(jié)構(gòu)的說明圖。
圖8是本發(fā)明第一實施例中的第一結(jié)構(gòu)例的層疊型帶通濾波器的電路圖。
圖9是表示一例實現(xiàn)圖8所示的疊型帶通濾波器的多層基片結(jié)構(gòu)的分解透視圖。
圖10是表示一例圖9所示的多層基片的外觀的透視圖。
圖11是本發(fā)明第一實施例中的第二結(jié)構(gòu)例的層疊型帶通濾波器的電路圖。
圖12是表示一例實現(xiàn)圖11所示的層疊型帶通濾波器的多層基片結(jié)構(gòu)的分解透視圖。
圖13是本發(fā)明第一實施例中的第三結(jié)構(gòu)例的層疊型帶通濾波器的電路圖。
圖14是表示一例實現(xiàn)圖13所示的層疊型帶通濾波器的多層基片結(jié)構(gòu)的分解透視圖。
圖15是本發(fā)明第一實施例中的第四結(jié)構(gòu)例的層疊型帶通濾波器的電路圖。
圖16是表示一例實現(xiàn)圖15所示的層疊型帶通濾波器的多層基片結(jié)構(gòu)的分解透視圖。
圖17是表示圖8所示的層疊型帶通濾波器的衰減/介入損耗特性的特性圖。
圖18是表示圖8所示的層疊型帶通濾波器的反射損耗特性的特性圖。
圖19是表示圖8所示的層疊型帶通濾波器的平衡輸出端的輸出信號的振幅差的頻率特性的特性圖。
圖20是表示圖8所示的層疊型帶通濾波器的平衡輸出端的輸出信號的相位差的頻率特性的特性圖。
圖21是表示本發(fā)明第二實施例的層疊型帶通濾波器的基本結(jié)構(gòu)的說明圖。
圖22是用于說明作為諧振器的耦合方法的叉指耦合的說明圖。
圖23是用于說明作為諧振器的耦合方法的梳狀線(コムライン)耦合的說明圖。
圖24是用于說明平衡輸出用1/4波長諧振器和平衡輸出用1/2波長諧振器的耦合方法的說明圖。
圖25是用于說明平衡輸出用1/4波長諧振器與平衡輸出用1/2波長諧振器的耦合方法的說明圖。
圖26是用于說明平衡輸出用1/4波長諧振器與平衡輸出用1/2波長諧振器的耦合方法的說明圖。
圖27是用于說明平衡輸出用1/4波長諧振器與平衡輸出用1/2波長諧振器的耦合方法的說明圖。
圖28是用于說明平衡輸出用1/4波長諧振器與平衡輸出用1/2波長諧振器的耦合方法的說明圖。
圖29是用于說明相鄰2級的平衡輸出用1/4波長諧振器的耦合方法的說明圖。
圖30是用于說明相鄰2級的平衡輸出用1/4波長諧振器的耦合方法的說明圖。
圖31是表示本發(fā)明第三實施例中的諧振器的形狀之第一例的說明圖。
圖32是表示一例實現(xiàn)圖31所示的諧振器的多層基片結(jié)構(gòu)的分解透視圖。
圖33是表示本發(fā)明的第三實施例中的諧振器的形狀之第二例的說明圖。
圖34是表示一例實現(xiàn)圖33所示的諧振器的多層基片結(jié)構(gòu)的分解透視圖。
圖35是表示本發(fā)明的第三實施例中的諧振器的形狀之第三例的說明圖。
圖36是表示一例實現(xiàn)圖35所示的諧振器的多層基片結(jié)構(gòu)的分解透視圖。
圖37是表示第一至第三例的諧振器的等效電路的電路圖。
圖38是表示一例實現(xiàn)本發(fā)明的第三實施例中的第四例的諧振器的多層基片的結(jié)構(gòu)的的分解透視圖。
圖39是表示由本發(fā)明第四實施例中的兩端開路的1/2波長諧振器及電容器構(gòu)成的電路的電路圖。
圖40是表示與圖39所示的電路等效的電路的電路圖。
圖41是表示一例實現(xiàn)由圖39所示的諧振器和電容器構(gòu)成的電路的多層基片結(jié)構(gòu)的分解透視圖。
圖42是用于說明信號源通過電容器連接到諧振器時電容器的電容與外部Q值的關(guān)系的電路圖。
具體實施例方式
下面，參照附圖就本發(fā)明的實施例進行詳細說明。
首先，參照圖1，就本發(fā)明第一實施例的層疊型帶通濾波器的基本結(jié)構(gòu)進行說明。如圖1所示，本實施例的層疊型帶通濾波器1包含輸入不平衡信號的一個不平衡輸入端2，輸出平衡信號的兩個平衡輸出端3A、3B，設(shè)置在不平衡輸入端2與平衡輸出端3A、3B之間的帶通濾波器部分4。帶通濾波器部分4包含分別由TEM線路構(gòu)成的多個諧振器40。另外，層疊型帶通濾波器1包含用于集成多個諧振器40的多層基片。
作為諧振器40，帶通濾波器部分4包含連接不平衡輸入端2的輸入諧振器40I，連接由兩端開路的1/2波長諧振器構(gòu)成的平衡輸出端3A、3B的平衡輸出用1/2波長諧振器41A。
層疊型帶通濾波器1中還設(shè)有用多層基片的一部分構(gòu)成的電容器，設(shè)置在不平衡輸入端2與輸入諧振器40I之間和各平衡輸出端3A、3B與平衡輸出用1/2波長諧振器41A之間這兩處中的至少一處。再者，圖1示出了層疊型帶通濾波器1含有設(shè)于不平衡輸入端2與輸入諧振器40I之間的輸入用電容器44、設(shè)于平衡輸出端3A與平衡輸出用1/2波長諧振器41A之間的第一輸出用電容器45A和設(shè)于平衡輸出端3B與平衡輸出用1/2波長諧振器41A之間的第二輸出用電容器45B的情況。但是，本實施例中，也可僅設(shè)置電容器44、45A、45B中的電容器44，將平衡輸出端3A、3B直接連接在平衡輸出用1/2波長諧振器41A上。另外，本實施例中，也可僅設(shè)置電容器44、45A、45B中的電容器45A、45B，將不平衡輸入端2直接連接在輸入諧振器40I上。
所謂TEM線路，是傳送作為電場和磁場僅共同存在于垂直于電磁波前進方向的截面內(nèi)的電磁波的TEM波(橫向電磁波)的傳送線路。
多層基片具有介質(zhì)層和圖案化的導(dǎo)體層交互層疊而成的構(gòu)造，后文將作詳細說明。各諧振器40和電容器44、45A、45B由該多層基片的導(dǎo)體層構(gòu)成。另外，各諧振器40構(gòu)成分布參數(shù)電路。
構(gòu)成帶通濾波器部分4的多個諧振器40的諧振頻率相等。另外，多個諧振器40被排列成相鄰彼此間作電磁耦合。因而，多個諧振器40發(fā)揮有選擇地讓規(guī)定頻帶內(nèi)的頻率的信號通過的帶通濾波器的功能。
作為各諧振器40，可以使用兩端開路的1/2波長諧振器，兩端短路的1/2波長諧振器及1/4波長諧振器中的任意一個。
圖2表示兩端開路的1/2波長諧振器41和該諧振器41中的電場分布。如圖2所示，在諧振器41中，縱向中央的電場為零，兩端部的電場為最大。在諧振器41中的縱向上的一個對半部分，全部的點上電場相位相同。同樣，諧振器41中的縱向上的另一對半部分，全部的點的相位也是相同的。在一個對半部分與另一對半部分中，電場的相位相差180°，電場的正負符號互為相反。
圖3表示兩端短路的1/2波長諧振器42和該諧振器42中的電場分布。如圖3所示，在該諧振器42中，縱向中央的電場為最大，兩端部的電場為零。
圖4表示在1/4波長諧振器43和該諧振器43中的電場分布。如圖4所示，在該諧振器43中，一端短路，另一端開路。在該諧振器43中，被短路的端部的電場為零，被開路的端部的電場為最大。
圖1示出了作為輸入諧振器40I，使用圖2所示的兩端開路的1/2波長諧振器41的例子。在該例中，不平衡輸入端2通過輸入用電容器44連接到輸入諧振器40I的縱向上的一個端部上。另外，在該例中，平衡輸出端3A通過第一輸出用電容器45A連接到平衡輸出用1/2波長諧振器41A的縱向上的一個端部上。平衡輸出端3B通過第二輸出用電容器45B連接到平衡輸出用1/2波長諧振器41A的縱向上的另一端部上。
再者，在使用圖3所示的兩端短路的1/2波長諧振器42作為輸入諧振器40I的場合，不平衡輸入端2被連接到諧振器42的縱向上的中央部分。另外，在使用圖4所示的1/4波長諧振器43作為輸入諧振器40I的場合，不平衡輸入端2被連接到諧振器43的開路端上。
接著，參照圖5，就本實施例的層疊型帶通濾波器1的作用進行說明。在層疊型帶通濾波器1的不平衡輸入端2上輸入不平衡信號。該信號中，預(yù)定的頻帶內(nèi)的頻率信號選擇性地通過帶通濾波器部分4。帶通濾波器部分4的最終級的諧振器40成為由兩端開路的1/2波長諧振器41構(gòu)成的平衡輸出用1/2波長諧振器41A。在該諧振器41A中，如參照圖2說明過的那樣，縱向上的一個對半部分與另一對半部分中電場的相位相差180°。平衡輸出端3A被連接到諧振器41A的一個對半部分上，平衡輸出端3B被連接到諧振器41A的另一對半部分上。因此，從平衡輸出端3A、3B輸出的各電壓必然具有相位差180°。因而，如果從平衡輸出端3A、3B輸出的兩個電壓的振幅達到相等，就可使平衡信號從平衡輸出端3A、3B輸出。
這里，就使得從平衡輸出端3A、3B輸出的兩個電壓相等的方法進行說明。如圖5所示，把電容器45A、45B的電容分別設(shè)為Ca、Cb。在諧振器41A的一個對半部分與另一對半部分中，在電場的分布對稱的情況下，為使從平衡輸出端3A、3B輸出的兩個電壓的振幅相等，使電容Ca，Cb相等即可。但是，由于不平衡輸入端2被連接到輸入諧振器40I等原因，諧振器41A的一個對半部分與另一對半部分中的電場分布也有不對稱的時候。在這種情況下，通過使電容器45A、45B的電容Ca、Cb相互不同，就可以使從平衡輸出端3A、3B輸出的兩個電壓的振幅相等。從有關(guān)外部Q值的已作的說明中可知其原因是，平衡輸出端3A、3B與諧振器41A的耦合強度因Ca、Cb的值而變化。
電容器44、45A、45B的電容值，根據(jù)濾波器的特性即中心頻率、帶寬、級數(shù)、紋波的大小加以適當(dāng)設(shè)定。
下面，參照圖6和圖7，就電容器44、45A、45B的形成方法進行說明。電容器44、45A、45B由多層基片的導(dǎo)體層形成。圖6表示一例用多層基片的導(dǎo)體層形成的電容器的構(gòu)造。圖6所示的是多層基片20為介質(zhì)層21與圖案化后的導(dǎo)體層交互層疊的構(gòu)造。在多層基片20的上面、下面和側(cè)面形成多個端子電極22。圖6所示的多層基片20含有用導(dǎo)體層形成的一個諧振器23、與該諧振器23相對地配置的電容器用導(dǎo)體層24。導(dǎo)體層24連接到端子電極22上。在該多層基片20中，用對置的諧振器23和電容器用導(dǎo)體層24形成連接到諧振器23的電容器。
圖7表示另一例用多層基片的導(dǎo)體層形成的電容器的構(gòu)造。與圖6所示的多層基片20一樣，圖7所示的多層基片20也形成介質(zhì)層21與導(dǎo)體層交互層疊的構(gòu)造。另外，在多層基片20的上面、下面和側(cè)面上形成多個端子電極22。圖7所示的多層基片20包含用導(dǎo)體層形成的一個諧振器23，將該諧振器23夾在中間配置的兩個電容器用導(dǎo)體層24、25；將導(dǎo)體層25夾于中間的、配置在諧振器23的相對側(cè)的電容器用導(dǎo)體層26。導(dǎo)體層26經(jīng)由通孔27連接到諧振器23上。導(dǎo)體層24、25被連接到端子電極22上。該多層基片20中，由諧振器23和電容器用導(dǎo)體層26和與它們對置的電容器用導(dǎo)體層24、25形成連接到諧振器23的電容器。
用這樣的多層基片的導(dǎo)體層形成電容器時，由于可以減小對置的導(dǎo)體層的間隔，可以容易形成具有大電容的電容器。另外，在用多層基片的導(dǎo)體層形成電容器的情況下，通過變更構(gòu)成電容器的導(dǎo)體層的面積，容易變更電容值。再者，如圖7所示，通過用3層以上的導(dǎo)體層構(gòu)成電容器，容易形成電容比用2層導(dǎo)體層構(gòu)成的電容器更大的電容器。
下面就關(guān)于本實施例的層疊型帶通濾波器1的具體結(jié)構(gòu)的第一至第四例進行說明。
圖8是第一結(jié)構(gòu)例的層疊型帶通濾波器1的電路圖。該層疊型帶通濾波器1包含不平衡輸入端2，平衡輸出端3A、3B，設(shè)置在不平衡輸入端2與平衡輸出端3A、3B之間的帶通濾波器部分4。帶通濾波器部分4均由兩端開路的1/2波長諧振器41構(gòu)成，設(shè)有并排配置的3個諧振器40。在3個諧振器40中，最接近于不平衡輸入端2的位置上配置的諧振器40是輸入諧振器40I。在輸入諧振器40I上，通過電容器44連接不平衡輸入端2。另外，在最接近于平衡輸出端3A、3B的位置上配置的諧振器40是平衡輸出用1/2波長諧振器41A。在平衡輸出用1/2波長諧振器41A上，分別通過電容器45A、45B連接平衡輸出端3A、3B。以下，將諧振器40I與諧振器41A之間配置的諧振器40稱為中間諧振器40M。輸入諧振器40I與中間諧振器40M電磁耦合，中間諧振器40M與平衡輸出用1/2波長諧振器41A也電磁耦合。另外，在3個諧振器40的各開路端與地之間設(shè)有電容器C。
圖9是表示一例實現(xiàn)圖8所示的層疊型帶通濾波器1的多層基片30的結(jié)構(gòu)的分解透視圖。在該例中，多層基片30包含從下起依次層疊的7個介質(zhì)層31a～31g。在介質(zhì)層31b的上面，形成兼作屏蔽的接地用導(dǎo)體層32。在介質(zhì)層31c的上面，形成輸入諧振器40I、中間諧振器40M和平衡輸出用1/2波長諧振器41A。
在介質(zhì)層31d的上面形成電容器用導(dǎo)體層81、82A、82B以及分別連接到導(dǎo)體層81、82A、82B的端子用導(dǎo)體層33、34A、34B。在端子用導(dǎo)體層33上與導(dǎo)體層81相反的一側(cè)的端部形成不平衡輸入端2。在端子用導(dǎo)體層34A、34B上與導(dǎo)體層82A、82B相反側(cè)的端部形成平衡輸出端3A、3B。另外，在介質(zhì)層31d的上面，在對應(yīng)于諧振器40I、40M、40A的兩端部的位置上，形成6個通孔35。
在介質(zhì)層31e的上面，在對應(yīng)于6個通孔35的位置上，形成6個電容器用導(dǎo)體層36及連接于這些導(dǎo)體層的6個通孔37。各電容器用導(dǎo)體層36分別經(jīng)由通孔35、37連接到諧振器40I、40M、41A的各端部。在介質(zhì)層31d的上面形成的電容器用導(dǎo)體層81，與被連接到諧振器40I的一個端部的電容器用導(dǎo)體層36相對置。圖8中的電容器44由該對置的導(dǎo)體層81、36形成。在介質(zhì)層31d的上面形成的電容器用導(dǎo)體層82A，與連接到諧振器41A的一個端部上的電容器用導(dǎo)體層36相對置。圖8中的電容器45A由該對置的導(dǎo)體層82A、36形成。在介質(zhì)層31d的上面形成的電容器用導(dǎo)體層82B，與連接在諧振器41A的另一端部的電容器用導(dǎo)體層36相對置。圖8中的電容器45B由該對置的導(dǎo)體層82B、36形成。
在介質(zhì)層31f的上面，形成兼作屏蔽的接地用導(dǎo)體層38。圖8中的電容器C由電容器用導(dǎo)體層36和接地用導(dǎo)體層38形成。
圖10是表示一例圖9所示的多層基片30的外觀的透視圖。該例中，在多層基片30的上面、下面和側(cè)面上形成多個端子電極39。該端子電極39被連接到多層基片30的內(nèi)部的導(dǎo)體層上，用于導(dǎo)體層與外部裝置的連接。
多層基片30由例如低溫煅燒的陶瓷多層基片構(gòu)成。這時，多層基片30例如用以下的方法制造。亦即，首先在預(yù)先形成通孔用的孔的陶瓷生片上，例如用銀為主要成分的導(dǎo)電膏形成預(yù)定圖案的導(dǎo)電層。然后，層疊這樣形成導(dǎo)體層的多個陶瓷生片，同時煅燒它們。于是，通孔也同時形成。接著，形成端子電極39，完成多層基片30。
在第一結(jié)構(gòu)例的層疊型帶通濾波器1中，由于排列均由兩端開路的1/2波長諧振器41構(gòu)成的3個諧振器40來構(gòu)成帶通濾波器部分4，平衡信號的平衡良好。另外，在該層疊型帶通濾波器1中，由于在諧振器40的各開路端與地之間設(shè)置了電容器C，比起不設(shè)置電容器C的情況來，可減小具有所要諧振頻率的諧振器40的物理長度。
圖11是第二結(jié)構(gòu)例的層疊型帶通濾波器1的電路圖。在該層疊型帶通濾波器1中，在圖8所示的第一結(jié)構(gòu)例的層疊型帶通濾波器1上，增加了直流電壓施加用端子5。直流電壓施加用端子5直接連接在平衡輸出用1/2波長諧振器41A的縱向上的中央附近的平衡輸出用1/2波長諧振器41A上。另外，在第二例中，平衡輸出端3A被直接連接在平衡輸出用1/2波長諧振器41A的縱向上的一個對半部分上，平衡輸出端3B被直接連接在平衡輸出用1/2波長諧振器41A的縱向上的另一個對半部分上。直流電壓施加用端子5用于將直流電壓加到平衡輸出用1/2波長諧振器41A上。該直流電壓用于驅(qū)動連接于平衡輸出端3A、3B的集成電路。
圖12是表示一例實現(xiàn)圖11所示的層疊型帶通濾波器1的多層基片的結(jié)構(gòu)的透視圖。在該例中，在多層基片30中，在圖9所示的多層基片30上的介質(zhì)層31c的上面，形成連接到平衡輸出用1/2波長諧振器41A的端子用導(dǎo)體層50。在端子用導(dǎo)體層50上與諧振器41A相反側(cè)的端部上，形成直流電壓施加用端子5。另外，在該例中，在圖9所示的多層基片30的介質(zhì)層31d的上面，形成端子用導(dǎo)體層91A、91B，代替電容器用導(dǎo)體層82A、82B及端子用導(dǎo)體層34A、34B。端子用導(dǎo)體層91A、91B的各一個端部被連接到連接到平衡輸出用1/2波長諧振器41A的各端部的通孔35上。在端子用導(dǎo)體層91A、91B上的各另一端部構(gòu)成平衡輸出端3A、3B。
第二結(jié)構(gòu)例的層疊型帶通濾波器1的其它構(gòu)成與第一結(jié)構(gòu)例的層疊型帶通濾波器1相同。
圖13是第三結(jié)構(gòu)例的層疊型帶通濾波器1的電路圖。該層疊型帶通濾波器1包含不平衡輸入端2，平衡輸出端3A、3B，設(shè)置在不平衡輸入端2與平衡輸出3A、3B之間的帶通濾波器部分4。帶通濾波器部分4包含并列配置的3個諧振器40。3個諧振器40之中，配置在最接近于不平衡輸入端2的位置上的諧振器40是輸入諧振器40I。在輸入諧振器40I上，通過電容器44連接不平衡輸入端2。另外，配置在最接近于平衡輸出端3A、3B的位置上的諧振器40是平衡輸出用1/2波長諧振器41A。在平衡輸出用1/2波長諧振器41A上，分別通過電容器45A、45B連接平衡輸出端3A、3B。輸入諧振器40I和中間諧振器40M，采用1/4波長諧振器43。輸入諧振器40I與中間諧振器40M電磁耦合，中間諧振器40M與平衡輸出用1/2波長諧振器41A也電磁耦合。
圖14是表示一例實現(xiàn)圖13所示的層疊型帶通濾波器1的多層基片30的結(jié)構(gòu)的分解透視圖。該例中，多層基片30包含從下起依次層疊的6個介質(zhì)層51a～51f。在介質(zhì)層51b的上面，形成兼作屏蔽的接地用導(dǎo)體層52。在介質(zhì)層51c的上面，形成輸入諧振器40I、中間諧振器40M和平衡輸出用1/2波長諧振器41A。在介質(zhì)層51d的上面，形成電容器用導(dǎo)體層83、84A、84B和分別連接在導(dǎo)體層83、84A、84B上的端子用導(dǎo)體層5 、54A、54B。在端子用導(dǎo)體層53上與導(dǎo)體層83相反側(cè)的端部，構(gòu)成不平衡輸入端2。在端子用導(dǎo)體層54A、54B上與導(dǎo)體層84A、84B相反側(cè)的端部，構(gòu)成平衡輸出端3A、3B。電容器用導(dǎo)體層83對置于輸入諧振器40I的一個端部附近，從而形成圖13中的電容器44。電容器用導(dǎo)體層84A對置于平衡輸出用1/2波長諧振器41A的一個端部附近，從而形成圖13中的電容器45A。電容器用導(dǎo)體層84B對置于平衡輸出用1/2波長諧振器41A的另一端部附近，從而形成圖13中的電容器45B。在介質(zhì)層51e的上面形成兼作屏蔽的接地用導(dǎo)體層55。
第三結(jié)構(gòu)例中的多層基片30的外觀，例如與第一結(jié)構(gòu)例中的多層基相同。在第三結(jié)構(gòu)例中，輸入諧振器40I和中間的諧振器40M采用1/4波長諧振器43，因此，與第一結(jié)構(gòu)例相比，能夠?qū)盈B型帶通濾波器1小型化。
圖15是第四結(jié)構(gòu)例的層疊型帶通濾波器1的電路圖。該層疊型帶通濾波器1包含不平衡輸入端2，平衡輸出端3A、3B，以及設(shè)置在不平衡輸入端2與平衡輸出端3A、3B之間的帶通濾波器部分4。帶通濾波器部分4包含均由兩端開路的1/2波長諧振器41構(gòu)成、并列配置的兩個諧振器40。配置在接近于不平衡輸入端2附近的位置上的諧振器40是輸入諧振器40I。在輸入諧振器40I上，直接連接不平衡輸入端2。另外，配置在接近于平衡輸出端3A、3B的位置上的諧振器40是平衡輸出用1/2波長諧振器41A。平衡輸出用1/2波長諧振器41A，分別通過電容器45A、45B連接于平衡輸出端3A、3B。輸入諧振器40I與平衡輸出用1/2波長諧振器41A電磁耦合。另外，在兩個諧振器40的各開路端與地之間設(shè)置電容器C。
圖16是表示一例實現(xiàn)圖15所示的層疊型帶通濾波器1的多層基片30的結(jié)構(gòu)的透視圖。在該例中，多層基片30包含從下起依次層疊的7個介質(zhì)層61a～61g。在介質(zhì)層61b的上面，形成兼作屏蔽的接地用導(dǎo)體層62。在介質(zhì)層61c的上面，形成電容器用導(dǎo)體層85A、85B和分別連接于導(dǎo)體層85A、85B的端子用導(dǎo)體層64A、64B。端子用導(dǎo)體層64A、64B上與導(dǎo)體層85A、85B相反側(cè)的端部，構(gòu)成平衡輸出端3A、3B。
在介質(zhì)層61d的上面，形成輸入諧振器40I和平衡輸出用1/2波長諧振器41A。在介質(zhì)層61d的上面，還形成連接到諧振器40I、41A的各一個端部的兩個電容器用導(dǎo)體層65A以及連接到諧振器40I、41A的各另一端部的兩個電容器用導(dǎo)體層65B。連接到諧振器41A的一個端部的電容器用導(dǎo)體層65A對置于電容器用導(dǎo)體層85A。連接在諧振器41A的另一端部的電容器用導(dǎo)體層65B對置于電容器用導(dǎo)體層85B。在介質(zhì)層61d的上面，還形成與連接于輸入諧振器40I的一個端部的電容器用導(dǎo)體層65A相連的端子用導(dǎo)體層67。端子用導(dǎo)體層67上與電容器用65A相反側(cè)的端部，構(gòu)成不平衡輸入端2。
在介質(zhì)層61e的上面，形成兩個接地用導(dǎo)體層68A和兩個接地用導(dǎo)體層68B。兩個接地用導(dǎo)體層68A被配置在對置于兩個電容器用導(dǎo)體層65A的位置上。同樣，兩個接地用導(dǎo)體層68B被配置在對置于兩個電容器用導(dǎo)體層65B的位置上。在介質(zhì)層61f的上面形成兼作屏蔽的接地用導(dǎo)體層69。
圖15中的電容器C，由電容器用導(dǎo)體層65A、65B和接地用導(dǎo)體層68A、68B形成。圖15中的電容器45A，由電容器導(dǎo)體層85A和與其對置的電容器用導(dǎo)體層65A形成。圖15中的電容器45B，由電容器導(dǎo)體層85B和與其對置的電容器導(dǎo)體層65B形成。
第四結(jié)構(gòu)例中的多層基片30的外觀，例如與第一結(jié)構(gòu)例中的多層基片30相同。在第四結(jié)構(gòu)例中，由于在諧振器40的各開路端與地之間設(shè)置電容器C，與不設(shè)置電容器C的情況相比，可以減小具有所要的諧振頻率的諧振器40的物理長度。另外，在第四結(jié)構(gòu)例中，由于用兩個諧振器40構(gòu)成帶通濾波器部分4，與由3個諧振器40構(gòu)成帶通濾波器部分4的情況相比，減小了介入損耗。
圖17至圖20表示一例第一結(jié)構(gòu)例的層疊型帶通濾波器1的特性。圖17示出層疊型帶通濾波器1的衰減、介入損耗特性。圖18示出層疊型帶通濾波器1的反射損耗特性。從圖17和圖18可知，該層疊型帶通濾波器1具有作為使預(yù)定頻帶內(nèi)的頻率的信號選擇性地通過的帶通濾波器的作用。圖19示出層疊型帶通濾波器1的平衡輸出端3A、3B的輸出信號的振幅差的頻率特性。圖20示出層疊型帶通濾波器1的平衡輸出端3A、3B的輸出信號相位差的頻率特性。從圖19和圖20可知，該層疊型帶通濾波器1中，由平衡輸出端3A、3B輸出平衡信號。
如上所述，采用本實施例的層疊型帶通濾波器1，可輸出由彼此相位相差約180°、振幅大致相等的兩個信號構(gòu)成的平衡信號。
另外，采用本實施例的層疊型帶通濾波器1，可以不用平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器輸出平衡信號。再者，在本實施例的層疊型帶通濾波器1中，集成了用多層基片30構(gòu)成的多個諧振器40。據(jù)此，采用本實施例，可實現(xiàn)層型疊帶通濾波器1的小型化。
再者，本實施例的層疊型帶通濾波器1包含設(shè)置在不平衡輸入端2與輸入諧振器40I之間和各平衡輸出端3A、3B與平衡輸出用1/2波長諧振器41A之間這兩處中的至少一處的電容器。由于該電容器由多層基片的一部分構(gòu)成，所以，采用本實施例，容易形成具有大電容的電容器，并容易變更電容器的電容。因而，采用本實施例，可使層疊型帶通濾波器1的特性調(diào)整變得容易。
還有，本實施例中，在不平衡輸入端2與輸入諧振器40I之間設(shè)置電容器44的場合，可以阻止直流在不平衡輸入端2與輸入諧振器40I之間通過。同樣，在平衡輸出3A、3B與平衡輸出用1/2波長諧振器41A之間設(shè)置電容器45A、45B的場合，可以阻止直流在平衡輸出端3A、3B與平衡輸出用1/2波長諧振器41A之間通過。依據(jù)本實施例，通過電容器44、45A、45B，可以防止不需要的直流流到連接于層疊型帶通濾波器1的IC(集成電路)等其它元件上，因而，可以保護其它元件?？墒?，在將為了保護這樣的元件而外接的電容器設(shè)置在帶通濾波器與元件之間的場合，考慮到外接的電容器，必需在帶通濾波器與元件之間取得匹配。為此，在本實施例中，電容器44、45A、45B被包含在層疊型帶通濾波器1中。因而，在本實施例中，可以考慮電容器44、45A、45B來設(shè)計層疊型帶通濾波器1，使層疊型帶通濾波器1與外部電路取得匹配。因而，依據(jù)本實施例，可以容易地取得層疊型帶通濾波器1與外部電路的匹配。
下面，參照圖21，就本發(fā)明的第二實施例的層疊型帶通濾波器的基本結(jié)構(gòu)進行說明。如圖21所示，本實施例的層疊型帶通濾波器71包含輸入不平衡信號的一個不平衡輸入端2，輸出平衡信號的兩個平衡輸出端3A、3B，設(shè)置在不平衡輸入端2與平衡輸出端3A、3B之間的帶通濾波器部分4。帶通濾波器部分4包含分別由TEM線路構(gòu)成的多個諧振器。另外，層疊型帶通濾波器71還包含用于集成多個諧振器的多層基片。構(gòu)成帶通濾波器部分4的多個諧振器的諧振頻率相等。還有，多個諧振器排列成相互之間電磁耦合。于是，多個諧振器發(fā)揮了作為使預(yù)定頻帶內(nèi)的頻率的信號選擇性地通過的帶通濾波器的功能。
帶通濾波器部分4包含由兩端開路的1/2波長諧振器41構(gòu)成的平衡輸出用1/2波長諧振器41A以及設(shè)置在平衡輸出用1/2波長諧振器41A和平衡輸出端3A、3B之間的平衡輸出用1/4波長諧振器72A、72B，作為諧振器。平衡輸出用1/4波長諧振器72A、72B分別由1/4波長諧振器43構(gòu)成。平衡輸出用1/4波長諧振器72A、72B設(shè)置成多級，以一對諧振器72A、72B為1級。各平衡輸出端3A、3B分別通過輸出用電容器45A、45B連接到最終級的一對平衡輸出用1/4波長諧振器72A、72B上。不平衡輸入端2通過輸入用電容器44連接到輸入諧振器40I上。再有，與第一實施例一樣，在本實施例中，也可僅設(shè)置電容器44、45A、45B中的電容器44，將平衡輸出端3A、3B直接連接到平衡輸出用1/4波長諧振器72A、72B上。另外，也可僅設(shè)置電容器44、45A、45B中的電容器45A、45B，將不平衡輸入端2直接連接到輸入諧振器40I上。
帶通濾波器部分4還可包含設(shè)置在不平衡輸入端2和平衡輸出用1/2波長諧振器41A之間的一個或一個的諧振器。作為該諧振器，可以采用兩端開路的1/2波長諧振器、兩端短路的1/2波長諧振器和1/4波長諧振器中的任意一種。圖21表示一例設(shè)置在不平衡輸入端2與平衡輸出用1/2波長諧振器41A之間的至少一個輸入諧振器40I。但是，也可以不在不平衡輸入端2和平衡輸出用1/2波長諧振器41A之間設(shè)置其它諧振器，而在平衡輸出用1/2波長諧振器41A上連接不平衡輸入端2，將平衡輸出用1/2波長諧振器41A兼作輸入諧振器40I。
下面，就本實施例的層疊型帶通濾波器71的作用進行說明。首先，作為平衡輸出用1/4波長諧振器72A、72B，就僅設(shè)置最終級的平衡輸出用1/4波長諧振器72A、72B時的層疊型帶通濾波器71的作用進行說明。這時，一方的諧振器72A與平衡輸出用1/2波長諧振器41A的縱向上的一個對半部分相耦合，另一方的諧振器72B與平衡輸出用1/2波長諧振器41A的縱向上的另一個對半部分相耦合。
如第一實施例所述，在平衡輸出用1/2波長諧振器41A中，縱向上的一個對半部分與另一對半部分電場相位相差180°。因此，在平衡輸出用1/4波長諧振器72A、72B中的電場相位也相差180°所以，可以使平衡信號從平衡輸出端3A、3B輸出。
如上所述，依據(jù)本實施例的層疊型帶通濾波器71，與第一實施例一樣，可以不用平衡-不平衡轉(zhuǎn)換器地輸出平衡信號。另外，在本實施例的層疊型帶通濾波器71中，用多層基片30集成多個諧振器40?；谶@些理由，采用本實施例，可以實現(xiàn)層疊型帶通濾波器71的小型化。
另外，本實施例的層疊型帶通濾波器71包含設(shè)置在不平衡輸入端2與輸入諧振器40I之間和各平衡輸出端3A、3B與平衡輸出用1/4波長諧振器72A、72B之間這兩處中的至少一處的電容器。因而，依據(jù)本實施例，容易進行層疊型帶通濾波器71的特性調(diào)整。
這里，參照圖22至圖28，就平衡輸出用1/4波長諧振器72A、72B與平衡輸出用1/2波長諧振器41A的耦合方式進行說明。作為兩個諧振器的耦合方法，有叉指型耦合方法和梳狀線耦合方法。所謂叉指型耦合，是如圖22所示配置諧振器301、302，使一方的諧振器301的開路端301a與另一方的諧振器302的短路端302b相對，一方的諧振器301的短路端301b與另一方的諧振器302的開路端302a相對構(gòu)成的耦合方法。所謂梳狀線耦合，是如23所示那樣配置諧振器301、302，使一方的諧振器301的開路端301a與另一方的諧振器302的開路端302a相對，一方的諧振器301的短路端301b與另一方的諧振器302的短路端302b相對構(gòu)成的耦合方法。叉指耦合與梳狀線耦合相比，叉指的耦合更強。
在平衡輸出用1/4波長諧振器72A、72B與平衡輸出用1/2波長諧振器41A的耦合方法中，認為有圖24至圖26所示的3種耦合方法。圖24所示的耦合方法是平衡輸出用1/4波長諧振器72A、72B的兩者相對于平衡輸出用1/2波長諧振器41A作叉指耦合的方法。圖25所示的耦合方法是平衡輸出用1/4波長諧振器72A、72B的兩者相對于平衡輸出用1/2波長諧振器41A作梳狀線耦合的方法。圖26所示的耦合方法是平衡輸出用1/4波長諧振器72A、72B中的一方(圖26中的諧振器72B)相對于平衡輸出用1/2波長諧振器41A作叉指耦合，另一方(圖26中的諧振器72A)相對于平衡輸出用1/2波長諧振器41A作梳狀線耦合的方法。
在圖26所示的耦合方法中，平衡信號的振幅的平衡變差。因而，如圖24或圖25所示，平衡輸出用1/4波長諧振器72A、72B最好用相同的耦合方法與平衡輸出用1/2波長諧振器41A相耦合。
另外，如圖27所示，如果平衡輸出用1/4波長諧振器72A、72B的一方(圖27中的諧振器72B)與平衡輸出用1/2波長諧振器41A縱向上的一個對半部分41Aa和另一對半部分41Ab二者相耦合，則平衡信號的平衡變差。因而，最好這樣如圖28所示，平衡輸出用1/4波長諧振器72A僅耦合在平衡輸出用1/2波長諧振器41A上的縱向上的一個對半部分41Aa上，平衡輸出用1/4波長諧振器72B僅耦合在平衡輸出用1/2波長諧振器41A上的縱向上的另一對半部分41Ab上。
下面，作為平衡輸出用1/4波長諧振器72A、72B，就設(shè)置多級平衡輸出用1/4波長諧振器72A、72B時的層疊型帶通濾波器71的作用進行說明。這時，最接近于平衡輸出用1/2波長諧振器71A的第一級的一對諧振器72A、72B中的一方的諧振器72A被耦合在平衡輸出用1/2波長諧振器41A縱向上的一個對半部分上，另一方的諧振器72B被耦合在平衡輸出用1/2波長諧振器41A縱向上的另一對半部分上。后級的諧振器72A被耦合在前級的諧振器72A上，后級的諧振器72B被耦合在前級的諧振器72B上。
如前所述，在平衡輸出用1/2波長諧振器41A中，在縱向上的一個對半部分與另一對半部分中，電場的相位相差180°。因此，各級中的平衡輸出用1/4波長諧振器72A、72B中的電場的相位也相差180°。所以，可以使平衡信號從平衡輸出端3A、3B輸出。
基于與參照圖24至圖26作的說明相同的理由，第一級的平衡輸出用1/4波長諧振器72A、72B最好用相同的耦合方法與平衡輸出用1/2波長諧振器41A耦合。另外，出于同樣的理由，如圖29或圖30所示，各級的一對平衡輸出用1/4波長諧振器72A、72B最好用相同的耦合方法與其前級或后級的一對平衡輸出用1/4波長諧振器72A、72B耦合。圖29表示相鄰的兩個級的諧振器72A彼此間和諧振器72B彼此間都用梳狀線耦合作耦合的情況。另外，圖30表示相鄰的2級的諧振器72A彼此間和72B彼此間都用叉指耦合進行耦合的情況。
另外，基于與參照圖27和圖28的說明相同的理由，最好這樣第一級的平衡輸出用1/4波長諧振器72A僅耦合在平衡輸出用1/2波長諧振器41A的縱向上的一個對半部分41Aa部分上，第一級的平衡輸出用1/4波長諧振器72B僅耦合在平衡輸出用1/2波長諧振器41A的縱向上的另一對半部分41Ab部分上。
本實施例中的多層基片30的結(jié)構(gòu)是例如，在第一實施例中的平衡輸出用1/2波長諧振器41A與平衡輸出端3A、3B用的導(dǎo)體層之間配置有1級或1級以上的平衡輸出用1/4波長諧振器72A、72B。另外，本實施例中的多層基片30的外觀例如是與圖10所示的多層基片30一樣。本實施例的其它結(jié)構(gòu)、作用和效果與第一實施例相同。
下面，參照圖31至圖33，就本發(fā)明第三實施例的層疊型帶通濾波器進行說明。本實施例的層疊型帶通濾波器與第一或第二實施例的層疊型帶通濾波器的不同點在于，構(gòu)成帶通濾波器部分4的多個諧振器中至少有一個作成與其形狀是矩形時相比電容或電感成為更大的形狀。
下面，就本實施例中諧振器的4例具體形狀進行說明。
圖31是表示第一例的諧振器101和用于與該諧振器101相比較的矩形諧振器102的說明圖。諧振器101、102都是兩端開路的1/2波長諧振器。諧振器101、102的諧振頻率相等。在諧振器101中，開路端附近的兩個部分101a、101b的寬度形成比101a、101b部分101c之間的部分更寬。101c部分的寬度與諧振器102的寬度相等。在諧振器101中，與諧振器102相比，開路端附近的電容大。其結(jié)果，諧振器101的物理長度比諧振器102的物理長度更小。
圖32表示一例實現(xiàn)圖31所示的諧振器101的多層基片30的結(jié)構(gòu)的分解透視圖。另外，圖32僅示出多層基片30中諧振器101附近的部分。圖32所示的多層基片30包含從下面起依次集成的9個介質(zhì)層111a～111i。在介質(zhì)層111b的上面，形成接地用導(dǎo)體層112。在介質(zhì)層111c的上面，形成單方向長的導(dǎo)體層113。在介質(zhì)層111d的上面，形成接地用導(dǎo)體層114和兩個通孔115。再有，通孔115不與接地用導(dǎo)體層114接觸。在介質(zhì)層111e的上面，形成兩個電容器用導(dǎo)體層116a、116b和分別與各電容器用導(dǎo)體層116a、116b連接的兩個通孔117。在介質(zhì)層111f的上面，形成接地用導(dǎo)體層118和兩個通孔119。另外，通孔119不與接地用導(dǎo)體層118接觸。在介質(zhì)層111g上面，形成兩個電容器用導(dǎo)體層120a、120b和分別與各電容器用導(dǎo)體層120a、120b連接的兩個通孔121。在介質(zhì)層111h的上面，形成接地用導(dǎo)體層122。
電容器用導(dǎo)體層116a、116b、120a、120b的寬度比導(dǎo)體層113的寬度更大。電容器用導(dǎo)體層116a、120a經(jīng)由通孔115、117、119、121連接到導(dǎo)體層113的一個端部附近。電容器用導(dǎo)體層116b、120b經(jīng)由通孔115、117、119、121連接到導(dǎo)體層113的另一端部附近。導(dǎo)體層113和電容器用導(dǎo)體層116a、116b、120a、120b構(gòu)成圖31所示的諧振器101。電容器用導(dǎo)體層116a、120a對應(yīng)于圖31中的部分101a。電容器用導(dǎo)體層116b、120b對應(yīng)于圖31中的部分101b。
圖33是表示第二例的諧振器131和用于與該諧振器131比較的矩形諧振器132的說明圖。諧振器131、132都是兩端短路的1/2波長諧振器，諧振器131、132的諧振頻率相等。在諧振器131中，縱向上的中央附近部分131c的寬度比短路端附近的兩個部分131a、131b的寬度更大。部分131a、131b的寬度與諧振器132的寬度相等。在諧振器131中，與諧振器132相比，縱向中央附近的電容變大。其結(jié)果，諧振器131的物理長度變得比諧振器132的物理長度小。
圖34是表示一例實現(xiàn)圖33所示的諧振器131的多層基片30的結(jié)構(gòu)的分解透視圖。另外，圖34僅示出多層基片30中的諧振器131附近的部分。圖34所示的多層基片30包含從下起依次集成的8個介質(zhì)層141a～141h。在介質(zhì)層141b的上面，形成接地用導(dǎo)體層142。在介質(zhì)層141c的上面，形成單方向長的導(dǎo)體層143。在介質(zhì)層141d的上面，形成電容器用導(dǎo)體層144和連接該電容器用導(dǎo)體層144的通孔145。在介質(zhì)層141e的上面，形成接地用導(dǎo)體層146和通孔147。另外，通孔147不與接地用導(dǎo)體層146接觸。在介質(zhì)層141f的上面，形成電容器用導(dǎo)體層148和連接該電容器用導(dǎo)體層148的通孔149。在介質(zhì)層141g的上面，形成接地用導(dǎo)體層150。
電容器用導(dǎo)體層144、148的寬度比導(dǎo)體層143的寬度更大。電容器用導(dǎo)體層144、148經(jīng)由通孔145、147、149連接到導(dǎo)體層143的縱向上的中央部分。導(dǎo)體層143和電容器用導(dǎo)體層144、148構(gòu)成圖33所示的諧振器131。
圖35是表示第三例的諧振器151和用于與該諧振器151相比較的矩形諧振器152的說明圖。諧振器151、152都是一端被短路，另一端開路的1/4波長諧振器。諧振器151、152的諧振頻率相等。在諧振器151中，開路端一側(cè)的部分151a的寬度比短路端一側(cè)的部分151b的寬度更大。部分151b的寬度與諧振器152的寬度相等。在諧振器151中，與諧振器152相比，開路端一側(cè)的部分151a中的電容變大。其結(jié)果，諧振器151的物理長度變得比諧振器152的物理長度小。
圖36是表示一例實現(xiàn)圖35所示的諧振器151的多層基片30的結(jié)構(gòu)的分解透視圖。另外，圖36僅示出多層基片30中的諧振器151附近的部分。圖36所示出的多層基片30包含從下面起依次集成的8個介質(zhì)層161a～161h。在介質(zhì)層161b的上面，形成接地用導(dǎo)體層162。在介質(zhì)層161c的上面，形成單方向長的導(dǎo)體層163。在介質(zhì)層161d的上面，形成電容器用導(dǎo)體層164和連接該電容器用導(dǎo)體層164的通孔165。在介質(zhì)層161e的上面，形成接地用導(dǎo)體層166和通孔167。另外，通孔167不與接地用導(dǎo)體層166接觸。在介質(zhì)層161f的上面，形成電容器用導(dǎo)體層168和連接在該電容器用導(dǎo)體層168上的通孔169。在介質(zhì)層161g的上面，形成接地用導(dǎo)體層170。
電容器用導(dǎo)體層164、168的寬度比導(dǎo)體層163的寬度更大，電容器用導(dǎo)體層164、168經(jīng)由通孔165、167、169連接到導(dǎo)體層163的開路端附近。導(dǎo)體層163和電容器用導(dǎo)體層164、168構(gòu)成圖35所示的諧振器151。
這里，就采用第一至第三例的諧振器，與矩形諧振器相比，可以減小物理長度的理由進行說明。在第一至第三例的諧振器中，都是將諧振器的電場構(gòu)成為最大的部分的附近部分的寬度做得比其它部分的寬度更大。這種形狀的諧振器的等效電路示于圖37。圖37所示的電路包含并聯(lián)連接的電感器171、電容器172和電容器173。電感器171、電容器172和電容器173各有一端被接地。電感器171和電容器172對應(yīng)于矩形的諧振器中的電感成分和電容成分。電容器173對應(yīng)于由于加大該矩形的諧振器的一部分的寬度產(chǎn)生的電容成分。
這里，將電感器171的電感設(shè)為L0，電容器172的電容設(shè)為設(shè)為C0，電容器173的電容設(shè)為Cadd。另外，將從圖37所示的電路中除去電容器173后的電路的諧振頻率設(shè)為f0，把圖37所示的電路的諧振頻率設(shè)為f1。諧振頻率f0、f1分別用下式表示。
f0＝1/{2π√(L0C0)}f1＝1/[2π√{L0(C0+Cadd)}]從上述2式可知，在加大矩形諧振器的一部分來產(chǎn)生電容Cadd的諧振器中，與矩形諧振器相比，諧振頻率變低。因而，如果不改變諧振頻率，可以通過加大矩形諧振器的一部分的寬度來減小諧振器的物理長度。
第四例的諧振器與矩形諧振器相比，在諧振器的電場為零部分的附近部分形成為電感成分增大的形狀。具體地說，在第四例的諧振器中，諧振器的電場為零部分的附近部分，形成螺旋狀的電感器。采用這樣形狀的諧振器，與矩形諧振器的物理長度相比，可以減小該諧振器的占有區(qū)域的物理長度。
圖38是表示一例實現(xiàn)第四例的諧振器的多層基片30的結(jié)構(gòu)的分解透視圖。另外，圖38僅示出多層基片中第四例的諧振器附近部分。圖38所示的多層基片30包含從下面起依次層疊的8個介質(zhì)層181a～181h。在介質(zhì)層181b的上面，形成接地用導(dǎo)體層182。在介質(zhì)層181c的上面，形成約3/4圈形狀的電感器用導(dǎo)體層183。在介質(zhì)層181d的上面，形成約3/4圈的形狀的電感器用導(dǎo)體層184和連接在該電感器用導(dǎo)體層184一端部的通孔185。在介質(zhì)層181e的上面，形成接地用導(dǎo)體層186和通孔187。另外，通孔187不與接地用導(dǎo)體層186相接觸。在介質(zhì)層181f的上面，形成電容器用導(dǎo)體層188和連接該電容器用導(dǎo)體層188的通孔189。在介質(zhì)層181g的上面，形成接地用導(dǎo)體層190。
電容器用導(dǎo)體層188的寬度形成得比導(dǎo)體層183、184的寬度更大。在導(dǎo)體層183的一個端部經(jīng)未圖示的端子電極連接在接地用導(dǎo)體層182、186、190上。導(dǎo)體層183的另一端部經(jīng)由通孔185連接到導(dǎo)體層184的一端部。導(dǎo)體層184的另一端部經(jīng)由通孔187、189連接到電容器用導(dǎo)體層188上。導(dǎo)體層183、184、188構(gòu)成諧振器。
本實施例中的其它結(jié)構(gòu)、作用和效果與第一或第二實施例相同。
下面，參照圖39至圖41，就涉及本發(fā)明的第四實施例的層疊型帶通濾波器進行說明。如圖39所示，本實施例的層疊型帶通濾波器中，第一至第三的實施例中的帶通濾波器部分4中所包含的至少一個兩端開路的1/2波長諧振器191的兩端經(jīng)由電容器192連接。1/2波長諧振器191可以是平衡輸出用1/2波長諧振器41A，也可以是其它的兩端開路的1/2波長諧振器。
圖39中，標記193標示的虛線表示1/2波長諧振器191的縱向上的中央位置和構(gòu)成電容器192的兩導(dǎo)體間的中央位置。在圖39所示的電路中，標記193標示的位置上電位為零。圖39表示的電路與圖40表示的電路等效。圖40所示的電路中包含1/4波長諧振器191a和電容器192a。1/4波長諧振器191a的短路端被接地。1/4波長諧振器191a的開路端被連接到電容器192a的一端。電容器192a的另一端接地。電容器192a的電容是圖39所示的電容器192的電容的2倍。
因而，依據(jù)圖39所示的結(jié)構(gòu)，比起將1/2波長諧振器191的兩端分別通過個別電容器接地的情況來，可以用少的電容器來減小1/2波長諧振器191的物理長度。
圖41是表示一例實現(xiàn)圖39所示的諧振器191和電容器192的多層基片30的結(jié)構(gòu)的分解透視圖。另外，圖41僅示出多層基片中的諧振器191和電容器192的附近部分。圖41所示的多層基片30包含從下起依次層疊的9個電解質(zhì)層201a～201i。在介質(zhì)層201b的上面，形成接地用導(dǎo)體層202。在介質(zhì)層201c的上面，形成單方向長的導(dǎo)體層203。在介質(zhì)層201d的上面，形成電容器用導(dǎo)體層204和連接在該電容器用導(dǎo)體層204上的通孔205。在介質(zhì)層201e的上面，形成電容器用導(dǎo)體層206和連接在該電容器用導(dǎo)體層206上的通孔207。在介質(zhì)層201f的上面，形成電容器用導(dǎo)體層208和連接在該電容器用導(dǎo)體層208上的通孔209。在介質(zhì)層201g的上面，形成電容器用導(dǎo)體層210和連接在該電容器用導(dǎo)體層210上的通孔211。在介質(zhì)層201h的上面，形成接地用導(dǎo)體層212。
電容器用導(dǎo)體層204、206、208、210的寬度形成得比導(dǎo)體層203的寬度更大。電容器用導(dǎo)體層204、208經(jīng)由通孔205、209連接到導(dǎo)體層203的一個端部的附近。另外，電容器用導(dǎo)體層206、210經(jīng)由通孔207、211連接到導(dǎo)體層203的另一端部附近。導(dǎo)體層203構(gòu)成圖39中的諧振器191。電容器用導(dǎo)體層204、206、208、210構(gòu)成圖39中的電容器192。
本實施例中的其它構(gòu)成、作用和效果與第一至第三的實施例相同。
另外，本發(fā)明不局限于上述各實施例，可以有種種的變更。例如，作為構(gòu)成帶通濾波器部分4的諧振器40，可以有實施例中舉例以外的種種組合。
以上說明，明確了本發(fā)明的種種可能實施方式和變形例。在與權(quán)利要求相當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)，即使在上述最佳方式以外的方式中也能夠?qū)嵤┍景l(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種層疊型帶通濾波器，其中設(shè)有輸入不平衡信號的不平衡輸入端，輸出平衡信號的兩個平衡輸出端，含有分別由TEM線路構(gòu)成的多個諧振器的、設(shè)于所述不平衡輸入端與所述平衡輸出端之間的帶通濾波器部分，以及用于集成所述多個諧振器的多層基片，其特征在于所述帶通濾波器部分包含與所述不平衡輸入端連接的輸入諧振器，以及與由兩端開路的1/2波長諧振器構(gòu)成的、與所述平衡輸出端連接的平衡輸出用1/2波長諧振器，作為所述諧振器；層疊型帶通濾波器還設(shè)有由所述多層基片的一部分構(gòu)成的電容器，設(shè)于不平衡輸入端與輸入諧振器之間和各平衡輸出端與平衡輸出用1/2波長諧振器之間這兩處中的至少一處。
2.如權(quán)利要求1所述的層疊型帶通濾波器，其特征在于作為所述電容器，設(shè)有在各平衡輸出端與平衡輸出用1/2波長諧振器之間設(shè)置的第一和第二輸出用電容器；一個平衡輸出端經(jīng)由所述第一輸出用電容器連接到所述平衡輸出用1/2波長諧振器的縱向上的一個端部，另一平衡輸出端經(jīng)由所述第二輸出用電容器連接到所述平衡輸出用1/2波長諧振器的縱向上的另一端部。
3.如權(quán)利要求2所述的層疊型帶通濾波器，其特征在于所述第一輸出用電容器的電容與所述第二輸出用電容器的電容不同。
4.如權(quán)利要求1所述的層疊型帶通濾波器，其特征在于所述多個諧振器中至少有一個作成與其形狀為矩形時相比電容或電感成為更大的形狀。
5.如權(quán)利要求1所述的層疊型帶通濾波器，其特征在于所述帶通濾波器部分包含至少一個其兩端通過電容器連接的兩端開路的1/2波長諧振器。
6.一種層疊型帶通濾波器，其中設(shè)有輸入不平衡信號的不平衡輸入端，輸出平衡信號的兩個平衡輸出端，含有分別由TEM線路構(gòu)成的多個諧振器的、設(shè)于所述不平衡輸入端與所述平衡輸出端之間的帶通濾波器部分，以及用于集成所述多個諧振器的多層基片，其特征在于所述帶通濾波器部分包含由兩端開路的1/2波長諧振器構(gòu)成的平衡輸出用1/2波長諧振器，以及分別由1/4波長諧振器構(gòu)成的、在所述平衡輸出用1/2波長諧振器與所述平衡輸出端之間設(shè)置的1級或1級以上(以一對1/4波長諧振器為1級)的平衡輸出用1/4波長諧振器，作為所述諧振器；各平衡輸出端與最終級的一對平衡輸出用1/4波長諧振器各自連接；層疊型帶通濾波器還設(shè)有由所述多層基片的一部分構(gòu)成的電容器，設(shè)于不平衡輸入端與同它相連的諧振器之間和各平衡輸出端與最終級的一對平衡輸出用1/4波長諧振器之間這兩處中的至少一處。
7.如權(quán)利要求6所述的層疊型帶通濾波器，其特征在于作為所述平衡輸出用1/4波長諧振器，僅設(shè)置最終級的一對平衡輸出用1/4波長諧振器，該最終級的一對平衡輸出用1/4波長諧振器中的一個與所述平衡輸出用1/2波長諧振器的縱向上的一個對半部分相耦合，所述最終級的一對平衡輸出用1/4波長諧振器中的另一個與所述平衡輸出用1/2波長諧振器的縱向上的另一對半部分相耦合。
8.如權(quán)利要求7所述的層疊型帶通濾波器，其特征在于所述最終級的一對平衡輸出用1/4波長諧振器，用相同的耦合方法與所述平衡輸出用1/2波長諧振器相耦合。
9.如權(quán)利要求7所述的層疊型帶通濾波器，其特征在于所述最終級的一對平衡輸出用1/4波長諧振器中的一個只與所述平衡輸出用1/2波長諧振器的縱向上的一個對半部分相耦合，所述一對平衡輸出用1/4波長諧振器中的另一個只與所述平衡輸出用1/2波長諧振器的縱向上的另一對半部分相耦合。
10.如權(quán)利要求6所述的層疊型帶通濾波器，其特征在于所述平衡輸出用1/4波長諧振器被多級設(shè)置，最接近所述平衡輸出用1/2波長諧振器的第一級的一對平衡輸出用1/4波長諧振器中的一個與所述平衡輸出用1/2波長諧振器的縱向上的一個對半部分相耦合，所述第一級的一對平衡輸出用1/4波長諧振器中的另一個與所述平衡輸出用1/2波長諧振器的縱向上的另一對半部分相耦合。
11.如權(quán)利要求10所述的層疊型帶通濾波器，其特征在于所述第一級的一對平衡輸出用1/4波長諧振器用相同的耦合方法與所述平衡輸出用1/2波長諧振器相耦合。
12.如權(quán)利要求10所述的層疊型帶通濾波器，其特征在于所述第一級的一對平衡輸出用1/4波長諧振器中的一個只與所述平衡輸出用1/2波長諧振器的縱向上的一個對半部分相耦合，所述第一級的一對平衡輸出用1/4波長諧振器中的另一個只與所述平衡輸出用1/2波長諧振器的縱向上的另一對半部分相耦合。
13.如權(quán)利要求10所述的層疊型帶通濾波器，其特征在于各級的一對平衡輸出用1/4波長諧振器用相同的耦合方法與其前級或后級的一對平衡輸出用1/4波長諧振器相耦合。
14.如權(quán)利要求6所述的層疊型帶通濾波器，其特征在于所述多個諧振器中至少有一個作成與其形狀為矩形時相比電容或電感成為更大的形狀。
15.如權(quán)利要求6所述的層疊型帶通濾波器，其特征在于所述帶通濾波器部分包含至少一個其兩端通過電容器連接的兩端開路的1/2波長諧振器。
全文摘要
層疊型帶通濾波器包含不平衡輸入端，兩個平衡輸出端，以及設(shè)置在不平衡輸入端與兩個平衡輸出端之間的帶通濾波部分。帶通濾波器部分包含分別由TEM線路構(gòu)成的多個諧振器。另外，層疊型帶通濾波器還包含用于集成多個諧振器的多層基片。作為諧振器，帶通濾波器部分包含輸入諧振器和由兩端開路的1/2波長諧振器構(gòu)成的平衡輸出用1/2波長諧振器。不平衡輸入端通過電容器連接到諧振器，各平衡輸出端分別通過電容器連接到諧振器。
文檔編號H01P1/20GK1591965SQ20041007690
公開日2005年3月9日 申請日期2004年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月4日
發(fā)明者福永達也, 松原英哉, 戶田慎一郎 申請人:Tdk株式會社