以下、マイクロストリップラインフィル� ��の構成例を説明する。

 ここで示すマイクロストリップラインフ� ��ルタは帯域通過型のフィルタである。この� ��ィルタは、5GHz帯の無線LAN設備に利用される 。

 図1(A)は、マイクロストリップラインフィ ルタの斜視図である。同図(B)はマイクロスト リップラインフィルタの透過斜視図である。

 マイクロストリップラインフィルタ100は� ��誘電体基板1とガラス層2とを備える。基板1� ��酸化チタン等からなる比誘電率が約111の小� ��直方体状のセラミック焼結基板である。な� ��、基板1の組成および寸法は周波数特性など を考慮して適宜設定するとよい。

 基板1の上面には電極パターンが形成されて いる。基板1の上面側には、上面電極パター� �の機械的保護および電気絶縁のための保護� �として、ガラス層2を15μm以上の厚みで積層� �る。このガラス層2は、結晶性SiO ₂ または硼珪酸ガラス等の絶縁体からなる。ガ ラス層2は、ガラスペーストの印刷と焼成と� �より形成している。なお、ガラスペースト� �して感光性ガラスペーストを用いてもよい� �また、透光性のあるガラスペーストと遮光� �のあるガラスペーストとを積層するように� �てガラス層2を形成してもよい。このような� ��ラス層2によって、上面電極パターンを機械 的に保護するとともに耐候性を向上させるこ とができる。

 なお、ガラス層2のさらに上面側にも電極 を形成することも可能である。その場合、ガ ラス層2の上面電極が誘電体基板1上の上面電� ��パターンに短絡することを、ガラス層2によ って防止することができる。なお、ガラス層 2のパターンおよび寸法は、誘電体基板1とガ� ��ス層2との密着度や耐環境性、周波数特性な どを考慮して適宜設定すればよい。

 図2は、誘電体基板1の展開図であり、同� �(A)は正面図、同図(B)は上面図、同図(C)は背� �図、同図(D)は下面図、同図(E)は左側面図、� �図(F)は右側面図である。

 同図(B)に示す誘電体基板1の上面には、主 面線路6A~6Dと先端容量電極7A~7Dと引出電極8A,8B とからなる上面電極パターンを形成している 。上面電極パターンは厚み約6μm以上の銀電� �で形成している。上面電極パターンは、母� �板に感光性銀ペーストを塗布し、フォトリ� �グラフィプロセスによりパターン形成し、� �成してなる。

 同図(A)に示す誘電体基板1の正面には、側 面電極10A~10Dからなる側面電極パターンを形� �している。また、同図(C)に示す誘電体基板1� ��背面には、側面電極9A~9Dからなる側面電極� �ターンを形成している。これらの側面電極� �ターンは厚み約12μm以上の銀電極である。こ れら正面および背面の側面電極パターンは互 いに相似する形状である。これは、正面の側 面電極パターンと背面の側面電極パターンと の印刷工程を略同一にするためである。この ような形状を採用することで、印刷工程では これらの側面電極パターンの正面および背面 の向きや、上面および下面の向きを整列させ る必要が無くなる。これらの側面電極パター ンは、誘電体基板1の正面および背面に、ス� �リーンマスクまたはメタルマスクを用いて� �感光性の銀ペーストを塗布し、焼成してな� �。

 同図(D)に示す誘電体基板1の下面は、この マイクロストリップラインフィルタの実装面 であり、接地電極11と入出力電極12A,12Bからな る下面電極パターンを形成している。入出力 電極12A,12Bは、接地電極11から分離して形成し ている。入出力電極12A,12Bは、このマイクロ� �トリップラインフィルタ100を実装基板に実� �する際に、高周波信号入出力端子に接続さ� �る。接地電極11は共振器のグランド面であり 、実装基板の接地電極に接続される。下面電 極パターンは厚み約12μmの銀電極である。下� ��電極パターンは、誘電体基板1の下面に、ス クリーンマスクまたはメタルマスクを用いて 非感光性の銀ペーストを塗布し、焼成してな る。

 同図(E)に示す誘電体基板1の左側面には、 側面電極13からなる側面電極パターンを形成� ��ている。また、同図(F)に示す誘電体基板1の 右側面には、側面電極14からなる側面電極パ� ��ーンを形成している。これらの側面電極パ� ��ーンは厚み約12μm以上の銀電極である。こ� �ら正面および背面の側面電極パターンは互� �に相似する形状である。これは、左側面の� �面電極パターンと右側面の側面電極パター� �との印刷工程を略同一にするためである。� �のような形状を採用することで、印刷工程� �はこれらの側面電極パターンの左側面およ� �右側面の向きや、上面および下面の向きを� �列させる必要が無くなる。これらの側面電� �パターンは、誘電体基板1の左側面および右� ��面に、スクリーンマスクまたはメタルマス� ��を用いて非感光性の銀ペーストを塗布し、� ��成してなる。

 さて、同図(B)に示す上面電極パターンに� ��いて、主面線路6A~6Dは誘電体基板1の背面と� ��面との境界から、誘電体基板1の正面方向に 延設されている。したがって、これらは、互 いにコムライン結合する4段の1/4波長共振器� �構成する。

 引出電極8Aは、誘電体基板1の左側面側か� ��背面側にかけて屈曲する形状である。引出� ��極8Aは、誘電体基板1の背面側で、主面線路6 Aに連続する。引出電極8Aは、誘電体基板1の� �側面および上面の境界で側面電極13に連続す る。なお、側面電極13は、誘電体基板1の左側 面における上面側で引出電極8Aに連続し、下� ��側で入出力電極12Aに連続する。これにより� ��出電極8Aは、入出力電極12Aを主面線路6Aの構 成する共振器にタップ結合させる。

 主面線路6Aは、開放端側電極61Aと短絡端� �電極62Aと先端開放電極63Aとを備えている。� �放端側電極61Aは、誘電体基板1の正面側が開� ��され、背面側および左側面側の角で短絡端� ��電極62Aに連続し、背面側および右側面側の� ��で先端開放電極63Aに連続する長方形状の電� ��である。先端開放電極63Aは、開放端側電極6 1Aの背面側の端辺から、誘電体基板1の背面側 に延設されていて、先端開放電極63Aの背面側 の端部は開放されている。短絡端側電極62Aは 、正面側で開放端側電極61Aに連続し、中央付 近が引出電極8Aに接続され、誘電体基板1の背 面と上面との境界で側面電極9Aに連続する。� ��絡端側電極62Aは、開放端側電極61Aよりも線� ��幅が細く、これにより主面線路6Aはステッ� �構造となる。なお、側面電極9Aは、上面側で 短絡端側電極62Aに連続し、下面側の誘電体基 板1の正面と下面との境界で接地電極11に連続 する。これにより主面線路6Aは、誘電体基板1 を介して接地電極11に対向し、側面電極9Aを� �して接地電極11に導通する。したがって、主 面線路6Aは入力段(または出力段)の1/4波長共� �器を構成する。

 主面線路6Bは、開放端側電極61Bと短絡端� �電極62Bと先端開放電極63Bとを備えている。� �放端側電極61Bは長方形状の電極であり、誘� �体基板1の正面側が開放され、背面側の端部� ��おける右側面側で短絡端側電極62Bに連続し� ��背面側の端部における左側面側で先端開放� ��極63Bに連続する。先端開放電極63Bは、開放� ��側電極61Bの背面側の端辺から、誘電体基板1 の背面側に延設されていて、先端開放電極63B の背面側の端部は開放されている。短絡端側 電極62Bは、正面側で開放端側電極61Bに連続し 、誘電体基板1の背面と上面との境界で側面� �極9Bに連続する。短絡端側電極62Bは、開放端 側電極61Bよりも線路幅が細く、これにより主 面線路6Bはステップ構造となる。なお、側面� ��極9Bは、上面側で短絡端側電極62Bに連続し� �下面側の誘電体基板1の正面と下面との境界� ��接地電極11に連続する。これにより主面線� �6Bは、誘電体基板1を介して接地電極11に対向 し、側面電極9Bを介して接地電極11に導通す� �。したがって、主面線路6Bは2段目の1/4波長� �振器を構成する。

 主面線路6Aの開放端側電極61Aおよび先端� �放電極63Aと、主面線路6Bの開放端側電極61Bお よび先端開放電極63Bとは、それぞれ並行し、 所定の間隔の電極非形成部を介して互いに対 向する。これにより、主面線路6Aの構成する� ��振器と、主面線路6Bの構成する共振器との� �には開放端側に大きな相互容量が付与され� �。また、主面線路6Aの短絡端側電極62Aと、主 面線路6Bの短絡端側電極62Bとは、互いの間に� ��先端開放電極63Aおよび先端開放電極63Bが介� ��する。これにより、主面線路6Aの構成する� �振器は、主面線路6Bの構成する共振器との間 には短絡端側にはほとんど相互容量が付与さ れない。したがって、これらの共振器間は容 量性結合する。この容量性結合によってマイ クロストリップラインフィルタ100の帯域低域 側に減衰極が立ち下がることになる。

 主面線路6Cは、開放端側電極61Cと短絡端� �電極62Cと先端開放電極63Cとを備えている。� �面線路6Cは主面線路6Bと相似する形状であり� ��右側面側および左側面側の向きが逆になっ� ��いる。なお、短絡端側電極62Cは、誘電体基� ��1の背面と上面との境界で側面電極9Cに連続� ��る。側面電極9Cは、上面側で短絡端側電極62 Cに連続し、下面側の誘電体基板1の正面と下� ��との境界で接地電極11に連続する。主面線� �6Cは3段目の1/4波長共振器を構成する。

 主面線路6Bの開放端側電極61Bおよび短絡� �側電極62Bと、主面線路6Cの開放端側電極61Cお よび短絡端側電極62Cとは、それぞれ並行し、 所定の間隔の電極非形成部を介して互いに対 向する。これにより、主面線路6Bの構成する� ��振器と、主面線路6Cの構成する共振器との� �には開放端側から短絡端側にかけて一様に� �互容量が付与される。なお、開放端側電極61 B,61Cは、正面側の端部が後述する先端容量電� ��7B,7Cに対向する。先端容量電極7B,7Cは、側面 電極10B,10Cを介して接地電極11に連続する。し たがって開放端側電極61B,61Cには先端容量が� �加される。これらの先端容量は共振器にお� �る浮遊容量として作用し、これらの共振器� �は誘導性結合する。この誘導性結合によっ� �マイクロストリップラインフィルタ100の帯� �高域側に減衰極が立ち下がることになる。

 主面線路6Dは、開放端側電極61Dと短絡端� �電極62Dと先端開放電極63Dとを備えている。� �面線路6Dは主面線路6Aと相似する形状であり� ��右側面側および左側面側の向きが逆になっ� ��いる。なお、短絡端側電極62Dは、中央付近� ��引出電極8Bに接続され、誘電体基板1の背面� ��上面との境界で側面電極9Dに連続する。ま� �、側面電極9Dは、上面側で短絡端側電極62Dに 連続し、下面側の誘電体基板1の正面と下面� �の境界で接地電極11に連続する。したがって 、主面線路6Dは出力段(または入力段)の1/4波� �共振器を構成する。この主面線路6Dと、上記 主面線路6Cとは容量性結合する共振器対を構� ��する。この容量性結合によってマイクロス� ��リップラインフィルタ100の帯域低域側には2 つ目の減衰極が立ち下がることになる。

 引出電極8Bは、引出電極8Aと相似する形状 であり、右側面側および左側面側の向きが逆 になっている。引出電極8Bは、誘電体基板1の 背面側で、主面線路6Dに連続する。引出電極8 Bは、誘電体基板1の右側面および上面の境界� ��側面電極14に連続する。なお、側面電極14は 、誘電体基板1の右側面における上面側で引� �電極8Bに連続し、下面側で入出力電極12Bに連 続する。これにより引出電極8Bは、入出力電� ��12Bを主面線路6Dの構成する共振器にタップ� �合させる。

 先端容量電極7A~7Dは、互いに相似する形� �であり、誘電体基板1の正面と上面との境界� ��側面電極10A~10Dに連続し、背面側の先端を開 放している。先端容量電極7A~7Dは、それぞれ� ��面線路6A~6Dの開放端から一定間隔だけ離し� �いる。これにより、先端容量電極7A~7Dは先端 容量を主面線路6A~6Dに付与する。先端容量の� ��きさは、先端容量電極7A~7Dと主面線路6A~6Dと の間の間隔寸法と対向長さとにより定まり、 これらの調整によって周波数特性の調整が可 能となる。

 先端容量電極7B,7Cは、先端部の全体が主� �線路6B,6Cに対向する。したがって、先端容量 電極7B,7Cによって主面線路6B,6Cに付与される� �端容量は極めて大きく、主面線路6B,6C間の結 合が誘導性にバイアスされる。

 一方、先端容量電極7A,7Dの図中左右方向� �中心は、主面線路6A,6Dの図中左右方向の中心 から大きくずれていて、先端容量電極7A,7Dの� ��端部の一部のみが主面線路6A,6Dに対向する� �したがって、先端容量電極7A,7Dによって主面 線路6A,6Dに付与される先端容量は極めて小さ� ��、主面線路6A,6B間の開放端側の相互容量お� �び主面線路6C,6D間の開放端側の相互容量によ って、主面線路6A,6B間の結合および主面線路6 C,6D間の結合は容量性にバイアスされたまま� �なる。

 なお、先端容量電極7A,7Dおよび側面電極10 A,10Dは必ずしも設ける必要は無い。しかし、� ��面電極パターンを相似形にするために側面� ��極10A,10Dを設ける場合には、先端容量電極7A, 7Dを設けたほうが好適である。例えば、先端� ��量電極7A,7Dを設けずに側面電極10A,10Dのみを� ��けた場合には、側面電極10A,10Dによって主面 線路6A,6Dに先端容量が付与されることになる� ��この先端容量は誘電体基板のカット誤差等� ��よってばらつきが生じ易く、マイクロスト� ��ップラインフィルタ100の周波数特性の安定� ��に影響を及ぼす危険性がある。一方、先端� ��量電極7A,7Dを設けた場合には、誘電体基板� �カット誤差があっても、先端容量電極7A,7Dに よって主面線路6A,6Dに付与される先端容量は� ��定し、マイクロストリップラインフィルタ1 00の周波数特性の安定性に寄与する。

 以上に示した構造によって、マイクロス� ��リップラインフィルタ100は4段の共振器を備 えるフィルタを構成する。具体的には、入出 力電極12Aは、主面線路6Aの構成する共振器に� ��ップ結合する。主面線路6Aの構成する共振� �は、主面線路6Bの構成する共振器と容量性結 合する。主面線路6Bの構成する共振器は、主� ��線路6Cの構成する共振器と誘導性結合する� �主面線路6Cの構成する共振器は、主面線路6D� ��構成する共振器と容量性結合する。入出力� ��極12Bは、主面線路6Dの構成する共振器にタ� �プ結合する。

 隣り合う共振器間の容量性結合を考える� ��合、共振器間の中央に電気壁が存在するよ� ��な奇(odd)モードと、共振器間の中央に磁気� �が存在するような偶(even)モードとでの、共� �周波数の差を考える必要がある。主面線路6A ~6Dをステップ構造とすることにより、各主面 線路における奇(odd)モードの共振周波数より� ��、偶(even)モードの共振周波数が低くなる。� ��のことにより、奇(odd)モードの共振周波数� �りも、偶(even)モードの共振周波数が大きく� �り、より強い容量性結合が得られる。

 そして、各主面線路6A~6Dの先端開放電極63 A~63Dによっても、共振器間の容量性結合が強� ��られる。先端開放電極63A,63Bを設けたことに よって、奇(odd)モードの共振器長は極めて長� ��なり、奇(odd)モードの共振周波数は著しく� �くなる。一方、偶(even)モードの共振器長も� �干長くなるが、その伸長の程度は小さく、� �(even)モードの共振周波数は微小にしか低く� �らない。したがって、奇(odd)モードの共振周 波数よりも、偶(even)モードの共振周波数が大 きくなり、より強い容量性結合が得られる。

 また、各主面線路6A~6Dにおける開放端側� �極61A~61Dの背面側の端部に、それぞれ一つの� ��絡端側電極62A~62Dと一つの先端開放電極63A~63 Dとを連続させているので、それぞれの線路� �を開放端側電極61A~61Dの線路幅の半分より若� ��細い程度で形成でき、上面電極パターンの� ��細度を緩和できる。

 例えば、上述した特許文献1に記載された マイクロストリップラインフィルタでは、ス テップ部分の片側の幅は、開放端側の線路幅 と短絡端側の線路幅の差分の半分の寸法であ った。

 しかしながら本構成では、ステップ部分� ��片側の幅である、短絡端側電極62Aと先端開� ��電極63Aとの間の間隙寸法と先端開放電極63A� ��線路幅とを加えた値を、開放端側電極61Aの� ��路幅から短絡端側電極62Aの線路幅を減じた� ��のの半分より大きく形成する事が可能にな� ��。さらには、開放端側電極61Aの線路幅の1/2� ��より大きく形成する事さえ可能になる。し� ��がって、上面電極パターンの微細度を緩和� ��きる。

 なお、誘電体基板1の上面に設けた上面電 極パターンは、その形状精度によってマイク ロストリップラインフィルタの周波数特性に 大きな影響を及ぼすため、ここでは、フォト リソグラフィプロセスによりできるかぎり電 極精度を改善して形成している。

 また、側面電極パターンの電極厚みを上� ��電極パターンの電極厚みよりは厚いものに� ��ているので、一般に電流集中が生じる接地� ��側の部位での電流を分散させ、導体ロスを� ��減させている。この構成によって、このマ� ��クロストリップラインフィルタは挿入損失� ��小さい素子になっている。

 次に、マイクロストリップラインフィル� ��の周波数特性をシミュレーションにより確� ��した例を示す。

 図3(A)は、シミュレーションに用いたマイ クロストリップラインフィルタ101の各部寸法 を説明する図である。なお、同図において、 上述のマイクロストリップラインフィルタ100 の同様な構成には同一の符号を付している。 また同図中に示す寸法は単位がμm(マイクロ� �ートル)である。同図(B)は、シミュレーショ� ��によって得られたマイクロストリップライ� ��フィルタ101の周波数特性を示すグラフであ� ��。同グラフ中に示す破線はマイクロストリ� ��プラインフィルタ101のS11特性を示す。図中� ��示す実線は、マイクロストリップラインフ� ��ルタ101のS21特性を示す。

 マイクロストリップラインフィルタ101のS 21特性に注目すると、マイクロストリップラ� ��ンフィルタ101は約5100MHz~約5900MHzにわたって� ��入損失が約-2dBの通過帯域を実現している。 また、通過帯域の低域側である約4200MHz~約4800 MHz付近に2つの減衰極が位置し、4600GHz以下で� ��減衰量が約-40dB以下になっている。

 本構成では、先端開放電極63A,63Bによって 、主面線路6A,6Bの共振器対の容量性結合が強� ��られ、先端開放電極63C,63Dによって、主面線 路6C,6Dの共振器対の容量性結合が強められて� ��る。したがって、通過帯域の低域側の2つの 減衰極は、減衰量が約-40dB以下と深く立ち下� ��っている。また、主面線路6B,6Cの共振器対� �誘導性結合することにより、通過帯域の高� �側が比較的急峻に立ち下がっている。

 なお、上記した構成例での主面線路や側� ��電極の配置位置や形状は製品仕様に応じた� ��のであり、製品仕様に応じたどのような配� ��位置や形状であっても良い。本発明は上記� ��成以外であっても適用でき、多様なフィル� ��素子のパターン形状に採用できる。また、� ��のフィルタ素子に、他の構成(高周波回路)� �さらに配しても良い。