DE10248477A1

DE10248477A1 - LC-Hochpaßfilter-Schaltungsvorrichtung, laminierte LC-Hochpaßfiltervorrichtung, Multiplexer und Funkkommunikationseinrichtung

Info

Publication number: DE10248477A1
Application number: DE10248477A
Authority: DE
Inventors: Naoto Yamaguchi
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2001-10-18
Filing date: 2002-10-17
Publication date: 2003-05-08
Anticipated expiration: 2022-10-18
Also published as: DE10248477B4; US6765458B2; JP3678228B2; CN100452902C; US20030076199A1; CN1413051A; JP2003198307A

Abstract

Induktordurchgangslöcher, die in benachbarten Isolierlagen gebildet sind, sind in der Richtung des Stapels der Lagen verbunden, um einen einzelnen Bandsperrinduktor zu bilden. Induktordurchgangslöcher, die in einer anderen Isolierlage gebildet sind, bilden separate Hochpaßfilterinduktoren. Der Bandsperrinduktor und die Hochpaßfilterinduktoren weisen Achsen auf, die sich senkrecht zu den Ebenen der Isolierlagen erstrecken. Jeder der Hochpaßschaltunginduktoren bildet in Kombination mit einem Hochpaßfilterkondensator eine Hochpaßfilterschaltung, während der Bandsperrinduktor zusammen mit einem Kondensator eine Bandsperrschaltung bildet. Die Hochpaßfilterschaltung und die Bandsperrschaltung bilden zusammen eine klein dimensionierte LC-Hochpaßfilterschaltungsvorrichtung, die einen hohen Q-Wert aufweist und die ausgezeichnet ist betreffend Frequenzcharakteristika, sowie eine laminierte LC-Hochpaßfiltervorrichtung, einen Multiplexer und eine Funkkommunikationseinrichtung, die die LC-Hochpaßfilterschaltungsvorrichtung einlagern.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine LC- Hochpaßfilter-Schaltungsvorrichtung, eine laminierte LC- Hochpaßfiltervorrichtung und einen Multiplexer, die für eine Verwendung in einer mobilen Kommunikationsvorrichtung, wie z. B. einem Mobiltelephon geeignet sind, und ferner auf eine Funkkommunikationseinrichtung, die eine derartige mobile Kommunikationsvorrichtung implementiert.

Fig. 16 zeigt die Struktur einer bekannten laminierten LC- Hochpaßfiltervorrichtung des Typs, auf den sich die vorliegende Erfindung bezieht. Die bekannte LC- Hochpaßfiltervorrichtung, die allgemein bei 151 bezeichnet ist, weist eine Isolierlage 152 und Isolierlagen 152 bis 158 auf, die jeweils Eingangs- und Ausgangs-Leiter 161 und 162, einen kapazitiven Resonanzleiter 163, Spulenleiter 164 bis 169 und einen Erdungsleiter 170 tragen, wie dargestellt ist.

Die Lagen 152 bis 158 werden gestapelt und gebrannt, um eine einstückige, laminierte Struktur 175 zu bilden, wie in Fig. 17 gezeigt ist. Ein Eingangsanschluß 176, ein Ausgangsanschluß 177 und ein Erdungsanschluß G werden auf der laminierten Struktur 175 gebildet. Der Eingangsleiter 161 ist mit dem Eingangsanschluß 176 verbunden, während der Ausgangsleiter 162 mit Ausgangsanschluß 172 verbunden ist. Der Erdungsleiter 170 ist mit dem Erdungsanschluß G verbunden.

Die Spulenleiter 164 bis 166 sind durch Durchgangslöcher 171b und 171c in Reihe geschaltet, die in den Isolierlagen 155 und 156 gebildet sind. Auf ähnliche Weise sind die Spulenleiter 167 bis 169 durch die Durchgangslöcher 172b und 172c in Reihe geschaltet, die in den Isolierlagen 155 und 156 gebildet sind. Die Reihenschaltung der Spulenstrukturen 164 bis 165 bildet einen Induktor L1, während die Reihenschaltung der Spulenleiter 167 bis 169 einen Induktor L2 bildet. Der Induktor L1 ist an seinem einen Ende elektrisch mit dem Eingangsleiter 161 verbunden, durch ein Durchgangsloch 171a, das in der Isolierlage 154 gebildet ist. Auf ähnliche Weise ist der Induktor L2 an seinem Ende elektrisch mit dem Ausgangsleiter 162 verbunden, durch ein Durchgangsloch 172a, das in der Isolierlage 154 gebildet ist. Die anderen Enden der Induktoren L1 und L2 sind elektrisch mit dem Erdungsleiter 170 verbunden, durch Durchgangslöcher 171d und 172d, die in der Isolierschicht 157 gebildet sind. Die Richtung der Windung des Induktors L1 und die Richtung der Windung des Induktors L2 sind entgegengesetzt gerichtet. Der kapazitive Leiter 173 liegt dem Eingangsleiter 161 und dem Ausgangsleiter 162 über die Isolierschicht 153 gegenüber, um einen Resonanzkondensator C zu bilden.

Fig. 18 zeigt eine Schaltung, die zu der laminierten LC- Hochpaßfiltervorrichtung 151 elektrisch äquivalent ist, die den Aufbau aufweist, der vorangehend hierin beschrieben wurde. Da die Induktoren L1 und L2 in entgegengesetzte Richtungen gewunden sind, sind dieselben zueinander rückgekoppelt. Daher bilden das -M, das durch die induktive Rückkopplung der Induktoren L1 und L2 erzeugt wird, der Resonanzkondensator C und die Induktoren L1 und L2 gemeinschaftlich eine Sperrschaltung bzw. Bandsperrschaltung.

Bei dem bekannten LC-Hochpaßfilter 151, der den beschriebenen Aufbau aufweist, überqueren die Hauptebenen des Eingangsleiters 161, des Ausgangsleiters 162 und des Erdungsleiters 170 die magnetischen Kraftlinien im wesentlichen orthogonal, die durch die Induktoren L1 und L2 erzeugt wurden, aufgrund der Tatsache, daß die Induktoren L1 und L2 jeweils durch die Spulenleiter 164 bis 166 und die Spulenleiter 167 bis 169 gebildet sind. Folglich erzeugen die magnetischen Kraftlinien, die durch die Induktoren L1 und L2 erzeugt werden, z. B. einen großen Wirbelstromverlust in dem Erdungsleiter 70. Dies führt dazu, daß die Produktion der LC-Hochpaßfiltervorrichtung 151 einen geringen Q-Wert aufweist. Zusätzlich dazu war es schwierig, die Größe der LC-Hochpaßfiltervorrichtung 151 zu reduzieren, insbesondere den Planarbereich, da die Spulenleiter 164 bis 166 und die Spulenleiter 167 bis 169 beträchtlich große Bereiche einnehmen.

Es wird ferner darauf hingewiesen, daß es bei der Ersatzschaltung, die in Fig. 18 gezeigt ist schwierig ist, eine Hochpaßfiltervorrichtung zu implementieren, bei der der Dämpfungspol der Bandsperrschaltung in der Nähe der Mittenfrequenz der Hochpaßfilterschaltung positioniert ist.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine LC- Hochpaßfilterschaltungsvorrichtung, eine laminierte LC- Hochpaßfiltervorrichtung, einen Multiplexer und eine Funkkommunikationseinrichtung mit verbesserten Charakteristika zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch eine LC-Hochpaßfilterschaltungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, eine laminierte LC- Hochpaßfiltervorrichtung gemäß Anspruch 4, einen Multiplexer gemäß Anspruch 11 und eine Kommunikationseinrichtung gemäß Anspruch 12 gelöst.

Dementsprechend ist es ein Vorteil der vorliegenden Erfindung, eine LC-Hochpaßfilterschaltungsvorrichtung, die einen hohen Q-Wert aufweist und ausgezeichnet ist im Hinblick auf Frequenzcharakteristika und eine laminierte LC-Hochpaßfiltervorrichtung, einen Multiplexer und eine Funkkommunikationseinrichtung zu schaffen, die eine derartige LC- Hochpaßfilterschaltungsvorrichtung einlagern.

Zu diesem Zweck schafft die vorliegende Erfindung bei einem ihrer Aspekte eine LC-Hochpaßfilterschaltungsvorrichtung, die folgende Merkmale aufweist: ein Paar von Anschlüssen, wobei einer derselben als ein Eingangsanschluß dient und der andere als ein Ausgangsanschluß dient; mindestens zwei Hochpaßfilterschaltungen, die erste Kondensatoren umfassen, die in Reihe zwischen den Eingangs- und Ausgangs- Anschlüssen geschaltet sind und erste Induktoren, die mit den Eingangs- und Ausgangs-Anschlüssen parallel zueinander und geerdet geschaltet sind, wobei jede der Hochpaßfilterschaltungen einen ersten Kondensator und einen ersten Induktor aufweisen; und eine Bandsperrschaltung, die eine Reihenschaltung eines zweiten Kondensators und eines zweiten Induktors umfaßt, wobei die Reihenschaltung an ihrem einen Ende geerdet ist und zwischen zwei benachbarte Hochpaßfilterschaltungen geschaltet ist, um die Eingangs- und Ausgangs-Anschlüsse kurzzuschließen bzw. zu überbrücken.

Vorzugsweise ist der erste Kondensator jeder Hochpaßfilterschaltung zwischen den zugeordneten ersten Induktor und die Bandsperrschaltung geschaltet.

Bei diesen Merkmalen ist es möglich, den Dämpfungspol der Bandsperrschaltung an einer Position in der Nähe des Durchlaßbandes der Hochpaßfilterschaltung zu lokalisieren und daher eine LC-Hochpaßfilterschaltungsvorrichtung zu erhalten, die eine scharfe Frequenzcharakteristik aufweist.

Die LC-Hochpaßfilterschaltungsvorrichtung kann ferner dritte Kondensatoren aufweisen, die zwischen die Anschlüsse und den Knoten zwischen dem zweiten Kondensator und dem zweiten Induktor der Bandsperrschaltung geschaltet sind, wobei die dritten Kondensatoren als Bandanpaßkondensatoren dienen.

Diese Anordnung ermöglicht, daß ein Signalweg einer niedrigen Impedanz separat gebildet wird. Eine niedrigere Impedanz ermöglicht einen höheren Signalverkehr, wodurch möglich gemacht wird, das Durchlaßband der LC- Hochpaßfilterschaltungsvorrichtung zu weiten.

Bei ihrem anderen Aspekt schafft die vorliegende Erfindung eine laminierte LC-Hochpaßfiltervorrichtung, die folgende Merkmale aufweist: eine laminierte Struktur, die durch Stapeln einer Mehrzahl von Isolierschichten gebildet wird, eine Mehrzahl von kapazitiven Leitern und eine Mehrzahl von Spulenleitern, einen Eingangsanschluß, einen Ausgangsanschluß und einen Erdungsanschluß, die auf den Oberflächen der laminierten Struktur bereitgestellt sind, eine Mehrzahl von Hochpaßfilterschaltungen, die in der laminierten Struktur gebildet sind, wobei jede der Hochpaßfilterschaltungen einen ersten Kondensator, der durch einen der kapazitiven Leiter gebildet ist, und einen ersten Induktor, der durch einen der Spulenleiter gebildet ist, aufweist, und eine Bandsperre, die in der laminierten Struktur gebildet ist und eine Reihenschaltung aus einem zweiten Kondensator und einem zweiten Induktor aufweist, wobei der zweite Kondensator durch einen der kapazitiven Leiter gebildet wird und der zweite Induktor durch einen der Spulenleiter gebildet wird; wobei die ersten Kondensatoren der Hochpaßfilterschaltungen in Reihe zwischen den Eingangsanschluß und den Ausgangsanschluß geschaltet sind und die ersten Induktoren der Hochpaßfilterschaltungen parallel zueinander mit dem Eingangsanschluß und dem Ausgangsanschluß verbunden sind und ferner mit dem Erdungsanschluß verbunden sind; und wobei die Bandsperrschaltung zwischen zwei benachbarte Hochpaßfilterschaltungen geschaltet ist, um den Eingangsanschluß und den Ausgangsanschluß zu überbrücken, wobei die Reihenschaltung des zweiten Kondensators und des zweiten Induktors mit dem Erdungsanschluß verbunden ist.

Die Anordnung kann derart sein, daß zumindest ein Teil des Spulenleiters, der den ersten Induktor konstituiert und zumindest ein Teil des Spulenleiters, der den zweiten Induktor konstituiert durch Induktordurchgangslöcher gebildet sind, die in der Isolierschicht gebildet sind, oder alternativ durch einen Helixspulenleiter oder einen Spiralspulenleiter. Induktordurchgangslöcher weisen Achsen auf, die sich in der Richtung des Stapels erstrecken, der die laminierte Struktur bildet. Durch Bilden von zumindest einem Teil der Induktoren durch derartige Induktordurchgangslöcher ist es möglich, einen LC-Hochpaßfilter oder eine Bandsperre zu erhalten, die einen hohen Q-Wert aufweisen. Zusätzlich dazu kann der Bereich des LC-Hochpaßfilters reduziert werden, da die Induktordurchgangslöcher nur kleine Bereiche einnehmen.

Die Anordnung kann ferner derart sein, daß der Spulenleiter, der den ersten Induktor konstituiert, und der Spulenleiter, der den zweiten Induktor konstituiert an unterschiedlichen Positionen in der Richtung des Stapels positioniert sind, der die laminierte Struktur bildet. Somit liefern der erste Induktor und der zweite Induktor eine Mehrstufenanordnung innerhalb der laminierten Struktur. Diese Anordnung minimiert die elektromagnetische Kopplung zwischen dem LC-Hochpaßfilter, der den ersten Induktor aufweist und der Bandsperre, die den zweiten Induktor aufweist, wodurch die Verschlechterung der Hochfrequenzcharakteristik unterdrückt wird, während der Planarbereich der laminierten LC-Hochpaßfiltervorrichtung reduziert wird.

Es wird ferner bevorzugt, daß die Bandsperre auf einer höheren Ebene angeordnet ist als die der Hochpaßfilterschaltungen in der Richtung des Stapels der Isolierschichten. Diese Anordnung reduziert elektrische Felder und magnetische Felder, die an das Äußere der laminierten LC- Hochpaßfiltervorrichtung lecken, durch die ersten Induktoren der Hochpaßfilterschaltungen.

Die Anordnung kann ferner derart sein, daß der erste Induktor jeder der Hochpaßfilterschaltungen einen Hauptabschnitt, der durch ein Induktordurchgangsloch konstituiert ist, das eine Achse aufweist, die sich in der Richtung des Stapels der Isolierschichten erstreckt, und einen Nebenabschnitt aufweist, der durch einen Helixspulenleiter oder einen Spiralspulenleiter konstituiert ist, der an der Oberfläche der Isolierschicht bereitgestellt ist, wobei der Haupt- und der Neben-Abschnitt elektrisch miteinander verbunden sind. Diese Anordnung reduziert die Höhe der ersten Induktoren der Hochpaßfilterschaltungen vorteilhaft.

Die vorliegende Erfindung schafft ferner einen Multiplexer und eine Funkkommunikationseinrichtung, die jeweils die laminierte LC-Hochpaßfiltervorrichtung einlagern, die hierin vorangehend beschrieben wurde. Der Multiplexer und die Funkkommunikationseinrichtung, die derart erhalten wurden, können reduzierte Größen aufweisen.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels der laminierten LC-Hochpaßfiltervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht der laminierten LC- Hochpaßfiltervorrichtung, die in Fig. 1 gezeigt ist;
Fig. 3 eine schematische Querschnittansicht der laminierten LC-Hochpaßfiltervorrichtung, die in Fig. 2 gezeigt ist;
Fig. 4 ein äquivalentes Elektrische-Schaltung-Diagramm der laminierten LC-Hochpaßfiltervorrichtung, die in Fig. 2 gezeigt ist;
Fig. 5 einen Graph, der die Übertragungscharakteristik und die Reflexionscharakteristik der laminierten LC-Hochpaßfiltervorrichtung zeigt, die in Fig. 2 gezeigt ist;
Fig. 6 einen Graph, der die Übertragungscharakteristik und Reflexionscharakteristik der laminierten LC- Hochpaßfiltervorrichtung zeigt, die in Fig. 2 gezeigt ist, die mit einem unterschiedlichen Kapazitätswert eines Kondensators in einer Bandsperrschaltung erhalten wird;
Fig. 7 einen Graph, der die Übertragungscharakteristik und Reflexionscharakteristik der laminierten LC- Hochpaßfiltervorrichtung zeigt, die in Fig. 2 gezeigt ist, die mit einem unterschiedlichen Kapazitätswert eines Kondensators in einer Bandsperrschaltung erhalten wird;
Fig. 8 einen Graph, der die Übertragungscharakteristik und Reflexionscharakteristik der laminierten LC- Hochpaßfiltervorrichtung zeigt, die in Fig. 2 gezeigt ist, die mit einem unterschiedlichen Kapazitätswert eines Kondensators in einer Bandsperrschaltung erhalten wird;
Fig. 9 eine auseinandergezogene, perspektivische Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels der laminierten LC-Hochpaßfiltervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 10 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht eines dritten Ausführungsbeispiels der laminierten LC-Hochpaßfiltervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 11 eine perspektivische Ansicht der laminierten LC- Hochpaßfiltervorrichtung, die in Fig. 10 gezeigt ist;
Fig. 12 ein äquivalentes Elektrische-Schaltung-Diagramm der laminierten LC-Hochpaßfiltervorrichtung, die in Fig. 11 gezeigt ist;
Fig. 13 einen Graph, der die Übertragungscharakteristik S21 und die Reflexionscharakteristik S11 der laminierten LC-Hochpaßfiltervorrichtung zeigt, die in Fig. 11 gezeigt ist;
Fig. 14 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht eines vierten Ausführungsbeispiels der laminierten LC-Hochpaßfiltervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 15 ein Blockdiagramm eines HF-Abschnitts eines Ausführungsbeispiels einer Funkkommunikationseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 16 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht einer bekannten laminierten LC-Hochpaßfiltervorrichtung;
Fig. 17 eine perspektivische Ansicht der laminierten LC- Hochpaßfiltervorrichtung, die in Fig. 16 gezeigt ist; und
Fig. 18 ein äquivalentes Elektrische-Schaltung-Diagramm der laminierten LC-Hochpaßfiltervorrichtung, die in Fig. 17 gezeigt ist.
Es wird nun Bezug auf Fig. 1 bis 8 genommen, die zusammen eine laminierte LC-Hochpaßfiltervorrichtung als ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigen.
Zuerst Bezug nehmend auf Fig. 1 weist die laminierte LC- Hochpaßfiltervorrichtung 1 eine Isolierlage 2 und andere Isolierlagen auf, die Eingangs- und Ausgangs-Leiter 11 und 12, einen kapazitiven Hochpaßfilterleiter 13, kapazitive Bandanpassungsleiter 14 und 15, einen kapazitiven Bandsperrleiter 16, Erdungsleiter 17 und 18, und Induktordurchgangslöcher 20a, 20b, 21 und 22 tragen oder aufweisen. Jede der Isolierlagen 2 bis 8 wird aus einer Lage aus einem Material gebildet, das durch Kneten dielektrischer Pulver und magnetischer Pulver zusammen mit einem Bindemittel erhalten wird.
Die Isolierlage 4, die das Durchgangsloch 20a aufweist, die Isolierlage 5, die das Durchgangsloch 20b aufweist und die Isolierlage 7, die die Durchgangslöcher 21 und 22 aufweist, weisen eine Dicke von mehr als der anderer Isolierlagen auf. Eine derartige größere Dicke kann durch Stapeln einer Mehrzahl von Lagen erreicht werden, wobei jede derselben mit einem Durchgangsloch versehen ist und die gleiche Dicke wie andere Isolierlagen aufweist, derart, daß die Durchgangslöcher ausgerichtet und verbunden sind. Alternativ dazu können dickere Isolierlagen, die die erforderliche größere Dicke aufweisen, separat vorbereitet und verwendet werden.
Jeder der Leiter 11 bis 18 wird durch ein geeignetes Verfahren gebildet, wie z. B. Spritzen, Aufbringen, Drucken oder Photolithographie, aus einem geeigneten Material, wie z. B. Ag, Pd, Cu, Ni, Au, Ag-Pd, oder ähnlichem. Die Induktordurchgangslöcher 20a, 20b, 21 und 22 werden durch Durchstechen der entsprechenden Isolierlagen 4, 5 und 7 mittels eines Laserstrahls oder einer Form und durch Füllen der Löcher mit dem leitfähigen Material, wie z. B. Ag, Pd, Cu, Ni, Au, Ag-Pd oder ähnlichem gebildet. Alternativ wird ein leitfähiges Material auf den Innenoberflächen der Löcher aufgebracht, ohne die Löcher vollständig zu füllen.
Die Induktordurchgangslöcher 20a, 20b sind in der Richtung des Stapels der Isolierlagen 2 bis 8 verbunden, um einen Säuleninduktor L3 zu bilden. Die Induktordurchgangslöcher 21 und 22 bilden separate Säuleninduktoren L1 und L2. Diese Säuleninduktoren L1 bis L3 weisen Achsen auf, die normal zu den Ebenen der Lagen 2 bis 8 sind. Die Induktoren L1 und L2 bilden Teile von Hochpaßfilterschaltungen. Der Induktor L1 ist an seinem einen Ende mit dem Eingangsleiter 11 und an seinem anderen Ende mit dem Erdungsleiter 18 verbunden. Der Induktor L2 ist an seinem einen Ende mit dem Ausgangsinduktor 12 und an seinem anderen Ende mit dem Erdungsleiter 18 verbunden. Der Induktor L3, der einen Teil der Bandsperre bildet, ist an seinem einen Ende mit dem kapazitiven Leiter 16 verbunden, der ferner einen Teil der Bandsperre bildet, und ist an seinem anderen Ende mit dem kapazitiven Leiter 13 verbunden, der Teile der Hochpaßfilterschaltungen bildet.
Der Eingangsleiter 11 und der Ausgangsleiter 12, die auf einer linken Region und einer rechten Region der Isolierlage 7 ausgelegt sind, wie in Fig. 1 gezeigt ist, sind auf der linken und rechten Endfläche der Lage 7 freiliegend. Der Eingangsleiter 11 und der Ausgangsleiter 12 liegen dem kapazitiven Leiter 13 über die Isolierlage 6 gegenüber, wodurch die Kondensatoren C1 und C2 der Hochpaßfilterschaltungen gebildet werden.
Die kapazitiven Bandanpassungsleiter 14 und 15 sind an einer linken und rechten Region der Isolierlage 5 angeordnet und sind an der linken und rechten Endfläche der Lage 5 freiliegend. Die kapazitiven Bandanpassungsleiter 14 und 15 liegen dem kapazitiven Bandsperrbildungsleiter 16 über die Isolierlage 4 gegenüber, um die Bandanpassungskondensatoren C3 und C4 zu bilden. Der Bandsperrbildungsleiter 16 liegt ferner dem Erdungsleiter 17 gegenüber, um einen Bandsperrkondensator C5 zu bilden.
Die Schichten 2 bis 8 werden gestapelt und gebrannt, um eine laminierte Struktur 25 zu bilden, wie in den Fig. 2 und 3 gezeigt ist. Ein Eingangsanschluß 26 und ein Ausgangsanschluß 27 sind an der linken und der rechten Endfläche der laminierten Struktur 25 gebildet. Erdungsanschlüsse G sind an der vorderen und hinteren Endfläche der laminierten Struktur 25 gebildet. Diese Anschlüsse 26, 27 und G sind aus einem leitfähigen Material, wie z. B. Ag-Pd, Ag, Pd, Cu oder einer Cu-Legierung durch ein geeignetes Verfahren gebildet, wie z. B. Spritzen, Aufbringen, Anlegen oder Drucken.
Der Eingangsleiter 11 und der kapazitive Bandanpassungsleiter 14 sind elektrisch mit dem Eingangsanschluß 26 verbunden. Der Ausgangsleiter 12 und der kapazitive Bandanpassungsleiter 15 sind elektrisch mit dem Ausgangsanschluß 27 verbunden. Die Erdungsleiter 17 und 18 sind mit dem Erdungsanschluß G verbunden.
Fig. 4 ist ein Schaltungsdiagramm, das eine elektrische Schaltung zeigt, die zu der laminierten LC-Hochpaßfiltervorrichtung 1 äquivalent ist. Der Hochpaßfilterkondensator C1 und der Hochpaßfilterinduktor L1 bilden zusammen eine Eingangshochpaßfilterschaltung HPF1. Auf ähnliche Weise bilden der Hochpaßfilterkondensator C2 und der Hochpaßfilterinduktor L2 zusammen eine Ausgangshochpaßfilterschaltung HPF2. Der Bandsperrkondensator C5 und der Bandsperrinduktor L3 bilden eine LC-Reihenresonanzschaltung, die als eine Bandsperrschaltung T dient.
Die Kondensatoren C1 und C2 der Hochpaßfilterschaltungen HPF1 und HPF2 sind in Reihe zwischen die Eingangs- und Ausgangs-Anschlüssen 26 und 27 geschaltet. Die Induktoren L1 und L2 der Hochpaßfilterschaltungen HPF1 und HPF2 sind parallel zueinander mit den Eingangs- und Ausgangs- Anschlüssen 26 und 27 verbunden. Jeder der Induktoren L1 und L2 ist an seinem einen Ende mit den Erdungsanschlüssen G verbunden. Die Bandsperrschaltung C weist ein Ende auf, das mit einem Knoten zwischen den zwei Hochpaßfilterschal- Knoten zwischen den zwei Hochpaßfilterschaltungen HPF1 und HPF2 verbunden ist, um den Eingangs- und Ausgangs-Anschluß 26 und 27 zu überbrücken, und weist das andere Ende auf, das mit dem Erdungsanschluß G verbunden ist.
Der Bandanpassungskondensator C3 ist zwischen den Eingangsanschluß 26 und einen Knoten zwischen dem Kondensator C5 der Bandsperrschaltung T und dem Induktor L3 geschaltet. Auf ähnliche Weise ist der Bandanpassungskondensator C4 zwischen den Ausgangsanschluß 27 und einen Knoten zwischen dem Kondensator C5 der Bandsperrschaltung C und dem Induktor L3 geschaltet. Die Bandanpassungskondensatoren C3 und C4 tragen zum Weiten der LC-Hochpaßfiltervorrichtung 1 bei.
Somit weist der laminierte LC-Hochpaßfilter 1 die Bandsperrschaltung T auf, wie in Fig. 4 gezeigt ist. Aufgrund des Bereitstellens dieser Bandsperrschaltung T ist es möglich, den Dämpfungspol der Bandsperre an einer Position in der Nähe des Durchlaßbandes der Hochpaßfilterschaltungen HPF1 und HPF2 zu lokalisieren. Es ist daher möglich, einen LC-Hochpaßfilter zu erhalten, der eine scharfe Charakteristik aufweist.
Im allgemeinen wird die Bandbreite eines Filters geweitet, wenn der Signalverkehr, d. h. die Menge der Signale zwischen den Eingangs- und Ausgangs-Anschlüssen hoch ist. Die Bandanpassungskondensatoren C3 und C4 liefern Kapazitäten zwischen dem Eingangsanschluß 26 und dem Ausgangsanschluß 27 und dienen somit als Nebenschlußkondensatoren, wodurch ein Niedrigimpedanz-Signalweg separat gebildet wird. Eine derartige niedrige Impedanz ermöglicht mehr Signalverkehr, so daß die Bandbreite einer LC-Hochpaßfiltervorrichtung 1 geweitet werden kann.
Die Fig. 5 bis 8 sind Graphen, die die Übertragungscharakteristik S21 und die Eingangsreflexionscharakteristik S11 der LC-Hochpaßfiltervorrichtung 1 zeigen, erhalten mit unterschiedlichen Kapazitätswerten des Bandsperrkondensators C5, zu Bedingungen, daß die Induktivität der Induktoren L1 und L2 0,67 nH beträgt, daß die Kapazität der Hochpaßfilterkondensatoren C1, C2 und die Kapazität der Bandanpassungskondensatoren C3 und C4 3 pF beträgt, dass die Induktivität des Induktors L3 0,8 nH beträgt und dass der Kopplungskoeffizient zwischen den Induktoren L1 und L2 0,2 ist.
Die Fig. 5 bis 8 demonstrieren, daß sich der Dämpfungspol dem Durchlaßband der LC-Hochpaßfiltervorrichtung 1 weiter nähern kann, wenn die Kapazität des Bandsperrkondensators C5 reduziert wird. Es wird ferner darauf hingewiesen, daß eine Erhöhung der Kapazität des Bandsperrkondensators C5 eine größere Menge f an Dämpfung liefert, obwohl die Position des Dämpfungspols gewissermaßen weg von dem Durchlaßband der LC-Hochpaßfiltervorrichtung 1 bewegt wird. Es ist daher möglich eine gewünschte Filtercharakteristik der LC- Hochpaßfiltervorrichtung 1 zu erhalten, durch Anpassen der Kapazität des Bandsperrkondensators C5 gemäß der Verwendung der LC-Hochpaßfiltervorrichtung 1. Eine zu geringe Kapazität des Bandsperrkondensators C5 verursacht, daß der Dämpfungspol innerhalb des Durchlaßbandes der LC- Hochpaßfiltervorrichtung 1 positioniert ist. Bei dem in den Fig. 1 bis 8 gezeigten Ausführungsbeispiel wird es daher bevorzugt, die Kapazität des Bandsperrkondensators C5 auf 4 pF oder größer einzustellen.
Bei der laminierten LC-Hochpaßfiltervorrichtung 1, die den beschriebenen Aufbau aufweist, sind die Induktoren L1 und L2 der Hochpaßfilterschaltungen HPF1 und HPF2 hauptsächlich durch die Induktordurchgangslöcher 21 und 22 gebildet, die Achsen aufweisen, die sich in der Richtung des Stapels der Isolierlagen 2 bis 8 erstrecken. Auf ähnliche Weise wird der Induktor L3 der Bandsperrschaltung T durch die Reihenschaltung der Induktordurchgangslöcher 20a und 20b gebildet, die eine gemeinsame Achse aufweisen, die sich in der Richtung des Stapels der Isolierlagen 2 bis 8 erstreckt. Folglich verlaufen die magnetischen Kraftlinien, die durch die Induktoren L1 bis L3 erzeugt werden, parallel zu den Hauptoberflächen der Kapazitätsleiter 13 und 16 und des Erdungsleiters 18. Dies bedeutet, daß Wirbelstromverluste, die in den Leitern 13, 16 und 18 durch die magnetischen Kraftlinien der Induktoren L1 bis L3 erzeugt werden verringert werden, um eine Verschlechterung des Q-Wertes zu verhindern. Folglich können die Hochpaßfilterschaltungen HPF1 und HPF2 sowie die Bandsperrschaltung T hohe Q-Werte aufweisen.
Die Induktordurchgangslöcher 20a, 20b, 21 und 22 nehmen nur kleine Planarbereiche ein, so daß die laminierte LC- Hochpaßfiltervorrichtung 1 einen reduzierten Bereich in einer Ebene senkrecht zu der Richtung des Stapels der Schichten 2 bis 8 aufweisen kann. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird eine weitere Reduktion des Bereichs aufgrund der Tatsache erreicht, daß die Induktoren L1, L2 der Hochpaßfilterschaltungen HPF1, HPF2 und der Induktor L3 der Bandsperrschaltung T an unterschiedlichen Positionen in der Richtung des Stapels der Isolierschichten 2 bis 8 gebildet sind, d. h. an unterschiedlichen Schichten der laminierten Struktur 25. Folglich kann die laminierte LC- Hochpaßfiltervorrichtung 1 eine reduzierte Größe im Vergleich zu bekannten Filtervorrichtungen aufweisen. Die laminierte LC-Hochpaßfiltervorrichtung 1 dieses Ausführungsbeispiels kann eine Größe von nur 2,0 mm Länge, 1,25 mm Breite und 1,05 mm Höhe bezüglich der repräsentativen Werte aufweisen.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel sind der Induktor L3 der Bandsperrschaltung T und die Induktoren L1, L2 der Hochpaßfilterschaltungen HPF1, HPF2 voneinander in der Richtung des Stapels, der die laminierte Struktur 25 aufbaut, beabstandet. Dies dient dazu, die magnetische Kopplung zwischen dem Induktor L3 und den Induktoren L1, L2 zu reduzieren und dadurch eine Tendenz der Signale zu unterdrücken, in die Hochpaßfilterschaltungen HPF1 und HPF2 zu fließen, um in den Induktor L3 der Bandsperrschaltung T einzutreten. Dies ermöglicht ferner, daß die Hochpaßfilterschaltungen HPF1, HPF2 und die Bandsperrschaltung T separat entworfen werden, wodurch die Vielfältigkeit des Entwurfs verbessert wird. Gleichzeitig unterdrückt diese Anordnung eine Tendenz der Signale in den Hochpaßfilterschaltungen HPF1, HPF2, durch die Bandsperrschaltung T in die Erdung zu fließen, wodurch die Eingangsimpedanz erhöht wird. Es ist daher möglich, eine Verschlechterung der HF-Charakteristika zu verhindern, insbesondere der Eingangsreflexionscharakteristik S11. Eine magnetische Kopplung zwischen den Induktoren L1 und L2 der Hochpaßfilterschaltungen HPF1 und HPF2, falls vorhanden, verursacht keine wesentliche negative Auswirkung auf die HF-Charakteristika.
Es wird ferner darauf hingewiesen, daß das dargestellte Ausführungsbeispiel eine effiziente Verwendung des Raums oder des Innenvolumens der laminierten LC-Hochpaßfiltervorrichtung 1 ermöglicht, aufgrund der Tatsache, daß die Induktivitäten L1, L2 der Hochpaßfilterschaltungen HPF1, HPF2 und der Induktor L3 der Bandsperrschaltung T an unterschiedlichen Schichten des Stapels vorliegen, wodurch dieselben zu einer weiteren Reduktion des Bereichs der laminierten LC-Hochpaßfiltervorrichtung 1 beitragen. Es ist ferner möglich, eine große Distanz zwischen den Induktordurchgangslöchern 21 und 22 beizubehalten, die in einer Isolierlage gebildet sind, d. h., dem Stahl 17. Der Grund dafür ist, daß die Anzahl von Induktordurchgangslöchern, die in der gleichen Schicht gebildet werden sollen, reduziert wird. Folglich kann die laminierte LC-Hochpaßfiltervorrichtung 1 des dargestellten Ausführungsbeispiels eine hohe mechanische Festigkeit und einen reduzierten Bereich aufweisen.
Wie vorangehend beschrieben wurde, ist die Bandsperrschaltung T an einer Ebene höher als die der Hochpaßfilterschaltungen HPF1, HPF2 positioniert, betrachtet aus der Richtung des Stapels der Isolierschichten 2 bis 8. Diese Anordnung macht es möglich, den Öffnungsradius der Erdungsleiter 17, 18 im Vergleich zu dem Fall zu reduzieren, in dem die Bandsperrschaltung T auf einer Ebene niedriger als die Hochpaßfilterschaltung angeordnet ist und somit beiträgt, das Lecken des elektrischen Feldes und des magnetischen Feldes durch die Öffnungen zu unterdrücken.
Eine laminierte LC-Hochpaßfiltervorrichtung wird nun als ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mit spezifischer Bezugnahme auf Fig. 9 beschrieben. Die laminierte LC-Hochpaßfiltervorrichtung 1A dieses Ausführungsbeispiels weist einen Aufbau auf, der ähnlich zu dem der laminierten LC-Hochpaßfiltervorrichtung 1 des ersten Ausführungsbeispiels ist, aber Isolierlagen 7A und 8A aufweist, die sich von den Lagen 7 und 8 unterscheiden, die bei dem ersten Ausführungsbeispiel verwendet werden.
Im wesentlichen werden Helixspulenleiter 41 und 42 an der Oberfläche der Isolierlage 8A gebildet. Genauer gesagt wird der Spulenleiter 41 an einer linken Hälfte der Lage 8A gebildet und weist eine Anschlußleitung auf, die an der vorderen Endfläche der Lage 8A an einer Position in der Nähe des linken Endes der Lage 8A freiliegend ist, und ist mit dem Erdungsanschluß G verbunden. Auf ähnliche Weise ist der Spulenleiter 42 an einer rechten Hälfte der Lage 8A gebildet und weist eine Anschlußleitung auf, die an der vorderen Endfläche der Lage 8A an einer Position in der Nähe des rechten Endes der Lage 8A freiliegend ist und mit dem Erdungsanschluß G verbunden ist.
Die Isolierlage 7A weist ein Induktordurchgangsloch 21 auf, das in derselben gebildet ist. Das Induktordurchgangsloch 21 ist in Reihe mit dem Spulenleiter 41 geschaltet, um mit dem Spulenleiter 51 beim Bilden eines Induktors L1 zusammenzuwirken, der eine gewünschte Induktivität aufweist. Die Isolierlage 7A weist ferner ein Induktordurchgangsloch 22 auf, das in derselben gebildet ist. Das Induktordurchgangsloch 22 ist in Reihe mit dem Spulenleiter 42 geschaltet, um mit dem Spulenleiter 42 beim Bilden eines Induktors L2 zusammenzuwirken, der eine gewünschte Induktivität aufweist.
Bei der LC-Hochpaßfiltervorrichtung 1A, die den beschriebenen Aufbau aufweist, wird ermöglicht, daß die Länge der Induktordurchgangslöcher 21 und 22 reduziert wird, da Teile der Hochpaßfilterschaltungen HPF1 und HPF2 durch die Spulenleiter 41 und 42 gebildet sind, die an der Oberfläche der Isolierlage 8A bereitgestellt sind. Dies ermöglicht eine Reduktion der Dicke der Isolierlage 7A und somit eine reduzierte Höhe der laminierten LC-Hochpaßfiltervorrichtung 1A im Vergleich zu der laminierten LC- Hochpaßfiltervorrichtung 1 des ersten Ausführungsbeispiels.
Es wird nun eine Beschreibung einer laminierten LC- Hochpaßfiltervorrichtung als ein drittes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gegeben, Bezug nehmend auf die Fig. 10 bis 13.
Die laminierte LC-Hochpaßfiltervorrichtung des dritten Ausführungsbeispiels unterscheidet sich von der laminierten LC-Hochpaßfiltervorrichtung 1 des ersten Ausführungsbeispiels insofern, daß das Paar der Bandanpassungskondensatoren C3 und C4 weggelassen ist. Obwohl die Verwendung der Kondensatoren C3 und C4 bevorzugt wird, um eine große Bandbreite wie bei dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel zu erreichen, können diese Kondensatoren weggelassen werden, wenn keine spezifische Anforderung zum Weiten der Bandbreite existiert. Der Dämpfungspol kann an einer Position in der Nähe des Durchlaßbandes der Hochpaßfilterschaltungen HPF1 und HPF2 positioniert sein, und eine LC- Hochpaßfiltervorrichtung mit scharfen Charakteristika ist erreichbar, sogar wenn die Bandanpassungskondensatoren C3 und C4 weggelassen werden. Die Weglassung der Bandanpassungskondensatoren C3 und C4 bietet ferner insofern einen Vorteil, daß die Größe der laminierten LC-Hochpaßfiltervorrichtung reduziert werden kann, da die kapazitiven Leiter zum Bilden dieser Kondensatoren C3 und C4 beseitigt werden können.
Bezug nehmend auf Fig. 10 wird eine LC-Hochpaßfiltervorrichtung als das dritte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, allgemein bezeichnet durch 51, aus den nachfolgenden Isolierlagen neben einer Isolierlage 59 gebildet: eine Isolierlage 52, die einen Erdungsleiter 66 aufweist, der auf der oberen Oberfläche derselben gebildet ist; eine Isolierlage 53, die einen kapazitiven Bandsperrleiter 60 aufweist, der an der oberen Oberfläche derselben gebildet ist; eine Isolierlage 54, die ein Induktordurchgangsloch 67b aufweist, das in derselben gebildet ist; eine Isolierlage 55, die einen kapazitiven Hochpaßfilterleiter 61 aufweist, der an der oberen Oberfläche derselben gebildet ist; eine Isolierlage 56, die Eingangs- und einen Ausgangs-Leiter 62 und 63, die an der oberen Oberfläche derselben gebildet sind und Induktordurchgangslöcher 68a und 69a aufweist, die in derselben gebildet sind; eine Isolierlage 5'7, die Induktordurchgangslöcher 68b, 69b aufweist, die in derselben gebildet sind; und eine Isolierlage 58, die Helixspulenleiter 64 und 65 aufweist, die an der oberen Oberfläche derselben gebildet sind.
Der Eingangsleiter 62 und der Ausgangsleiter 63 sind an der linken Hälfte und an der rechten Hälfte der Isolierlage 56 gebildet. Der Eingangsleiter 62 weist eine Anschlußleitung 62a auf, die an der linken Endfläche der Lage 56 freiliegend ist, während der Ausgangsleiter 63 eine Anschlußleitung 63a aufweist, die an der rechten Endfläche der Lage 56 freiliegend ist. Der Eingangsleiter 62 und der Ausgangsleiter 63 liegen dem kapazitiven Hochpaßfilterleiter 61 über die Isolierlage 56 gegenüber, wodurch die Hochpassfilterkondensatoren C1 und C2 gebildet werden.
Die Induktordurchgangslöcher 68a und 68b sind miteinander ausgerichtet und zueinander in der Richtung des Stapels der Isolierlagen 52 bis 59 in Reihe geschaltet, um einen Säuleninduktor 68 zu bilden. Auf ähnliche Weise sind die Induktordurchgangslöcher 69a und 69b miteinander ausgerichtet und in Reihe zueinander in der Richtung des Stapels der Isolierlagen 52 bis 59 geschaltet, um einen Säuleninduktor 69 zu bilden. Die Säuleninduktoren 68 und 69 weisen Achsen senkrecht zu den Oberflächen der Isolierlagen 52 bis 59 auf. Elektrische Ströme, die in den Säuleninduktoren 68 und 69 fließen, produzieren Magnetfelder um diese Säulenleiter 68 und 69. Diese Magnetfelder zirkulieren in einer Ebene senkrecht zu den Achsen der Säulenleiter 68 und 69. Der Säuleninduktor 68 ist an seinem einen Ende, d. h. an dem Durchgangsloch 68a mit dem Eingangsleiter 62 verbunden, und der Säuleninduktor 69 ist an seinem einen Ende, d. h. an dem Durchgangsloch 69a mit dem Ausgangsleiter 63 verbunden. Der Säuleninduktor 68 ist an seinem anderen Ende, d. h. an dem Durchgangsloch 68b mit dem Helixspulenleiter 64 verbunden, und der Säuleninduktor 69 ist an seinem anderen Ende, d. h. an dem Durchgangsloch 69b mit dem Helixspulenleiter 65 verbunden.
Der Säuleninduktor 68 und der Helixspulenleiter 64 bilden zusammen einen Hochpaßfilterinduktor L1. Auf ähnliche Weise bilden der Säuleninduktor 69 und der Helixspulenleiter 65 zusammen einen Hochpaßfilterinduktor L2. Bei dieser Anordnung gleichen die Helixspulenleiter 64 und 65 eine Unzulänglichkeit der elektrischen Länge aus, d. h. des Induktivitätswerts, die auftreten kann, wenn die Induktoren L1 und L2 nur aus den Säuleninduktoren 68, 69 gebildet sind. Es ist daher möglich, das Innenvolumen der laminierten LC- Hochpaßfiltervorrichtung 51 effektiv zu verwenden und daher die Größe derselben zu reduzieren.
Der Bandsperrleiter 60 liegt dem Erdungsleiter 66 über die Isolierlage 52 gegenüber, wodurch ein Bandsperrkondensator C5 gebildet wird. Die Induktordurchgangslöcher 67a und 67b sind miteinander ausgerichtet und in der Richtung des Stapels der Isolierlagen 52 bis 59 in Reihe geschaltet, wodurch ein Säuleninduktor 67 gebildet wird. Der Säuleninduktor 67 ist an seinem einen Ende, d. h. dem Durchgangsloch 67a, mit dem kapazitiven Bandsperrleiter 60 verbunden, und an seinem anderen Ende, d. h. dem Durchgangsloch 67b, mit dem kapazitiven Hochpaßfilterleiter 61 verbunden. Der Säuleninduktor 67 bildet selbst einen Bandsperrinduktor L3.
Die Induktivitätswerte der Säuleninduktoren 67 bis 69 können durch Variieren der Dicke der Isolierlagen 54 und 57 angepaßt werden. Es sind z. B. höhere Induktivitätswerte durch Erhöhen der Dicke dieser Isolierlagen 54 und 57 erreichbar. Eine derartige Erhöhung der Lagendicke kann durch Verwenden dickerer Isolierlagen als die Isolierlagen 54 und 57 erreicht werden, oder alternativ durch Stapeln einer Mehrzahl von dünnen Lagen, die jeweils so dünn sind wie die Lage 56, um jeweils die Isolierlagen 54 und 57 zu bilden.
Die Isolierlagen 52 bis 58 sind gestapelt und der Stapel ist durch die Isolierlage 59 überlagert, die als eine Schutzlage dient. Diese Lagen werden dann gebrannt, um eine laminierte Struktur 71 zu bilden, wie in Fig. 11 gezeigt ist. Ein Eingangsanschluß 72 und ein Ausgangsanschluß 73 sind an der linken und rechten Endfläche der laminierten Struktur 71 gebildet. Erdungsanschlüsse G1 und G2 sind an der vorderen und hinteren Endfläche der laminierten Struktur 71 gebildet. Der Eingangsleiter 62 weist eine Anschlußleitung 62a auf, die mit dem Eingangsanschluß 72 verbunden ist. Der Ausgangsleiter 63 weist eine Anschlußleitung 63a auf, die mit dem Ausgangsanschluß 73 verbunden ist. Anschlußleitungen 64a und 65a der Helixspulenleiter 64 und 65 sind mit dem Erdungsanschluß G1 verbunden. Der Erdungsleiter 66 ist an seinem einen Ende ferner mit dem Erdungsanschluß G1 verbunden. Das andere Ende des Erdungsleiters 66 ist mit dem Erdungsanschluß G2 verbunden.
Fig. 12 ist ein elektrisches Schaltungsdiagramm, das eine elektrische Schaltung zeigt, die zu der laminierten LC- Hochpaßfiltervorrichtung 51 äquivalent ist, die den beschriebenen Aufbau aufweist. Der Hochpaßfilterkondensator C1 und der Hochpaßfilterinduktor L1 bilden zusammen eine Eingangshochpaßfilterschaltung HPF1. Auf ähnliche Weise bilden der Hochpaßfilterkondensator C2 und der Hochpaßfilterinduktor L2 zusammen eine Ausgangshochpaßfilterschaltung HPF2. Der Bandsperrkondensator C5 und der Bandsperrinduktor L3 bilden zusammen eine Reihenresonanzschaltung, die als eine Bandsperrschaltung T dient.
Die Kondensatoren C1 und C2 der Hochpaßfilterschaltungen HPF1 und HPF2 sind in Reihe zwischen den Eingangsanschluß 72 und den Ausgangsanschluß 73 geschaltet. Die Induktoren L1 und L2 der Hochpaßfilterschaltungen HPF1 und HPF2 sind parallel zu den Eingangs- und Ausgangs-Anschlüssen 72 und 73 geschaltet und sind ferner mit dem Erdungsanschluß G1 verbunden. Die Bandsperrschaltung T ist mit einem Knoten zwischen den Hochpaßfilterschaltungen HPF1 und HPF2 parallel zu den Eingangs- und Ausgangs-Anschlüssen 72 und 73 verbunden und ist an ihrem einen Ende mit den Erdungsanschlüssen G1 und G2 verbunden.
Es ist somit möglich, eine laminierte LC-Hochpaßfiltervorrichtung 51 zu erhalten, die für einen Schmalbandentwurf geeignet ist und die einen reduzierten Bereich und eine reduzierte Höhe aufweisen kann.
Bei dem dritten Ausführungsbeispiel, wie beschrieben wurde, sind der Induktor L3 der Bandsperrschaltung T und die Induktoren L1, L2 der Hochpaßfilterschaltungen HPF1, HPF2 voneinander in der Richtung des Stapels beabstandet, der die laminierte Struktur 71 bildet. Diese Anordnung unterdrückt vorteilhaft die magnetische Kopplung zwischen den Induktoren L1, L2 und dem Induktor L3 und reduziert daher die Tendenz der Signale in den Hochpaßfilterschaltungen HPF1, HPF2 in den Induktor L3 der Bandsperrschaltung T zu fließen. Dies ermöglicht, daß die Hochpaßfilterschaltungen HPF1, HPF2 und die Bandsperrschaltung T unabhängig voneinander entworfen werden, wodurch die Vielseitigkeit des Entwurfs der laminierten LC-Hochpaßfiltervorrichtung verbessert wird. Gleichzeitig unterdrückt diese Anordnung die Tendenz der Signale in den Hochpaßfilterschaltungen HPF1, HPF2, in die Erdung durch die Bandsperrschaltung T zu fließen, wodurch die Eingangsimpedanz erhöht wird. Es ist daher möglich, eine Verschlechterung der HF-Charakteristika zu verhindern, insbesondere der Eingangsreflexionscharakteristik S11. Eine magnetische Kopplung zwischen den Induktoren L1 und L2 der Hochpaßfilterschaltungen HPF1 und HPF2, falls vorhanden, verursacht keine wesentliche negative Auswirkung auf die HF-Charakteristika.
Es wird ferner darauf hingewiesen, daß das dargestellte Ausführungsbeispiel eine effiziente Verwendung des Raums oder des Innenvolumens der laminierten LC- Hochpaßfiltervorrichtung 51 ermöglicht, aufgrund der Tatsache, daß die Induktivitäten L1, L2 der Hochpaßfilterschaltungen HPF1, HPF2 und der Induktor L3 der Bandsperrschaltung T an unterschiedlichen Schichten des Stapels bereitgestellt sind, wodurch dieselben zu einer weiteren Reduktion des Bereichs der laminierten LC-Hochpaßfiltervorrichtung 51 beitragen. Es ist ferner möglich, eine große Distanz zwischen den Induktordurchgangslöchern 68a und 69a beizubehalten, die in einer Isolierlage gebildet sind, d. h. dem Stahl 56, sowie zwischen den Induktordurchgangslöchern 68b und 69b, die in einer Isolierschicht gebildet sind, d. h. dem Stahl 57. Dies liegt daran, daß die Anzahl der Induktordurchgangslöcher, die in derselben Schicht gebildet werden sollen, reduziert wird. Folglich kann die laminierte LC-Hochpaßfiltervorrichtung 51 des dargestellten Ausführungsbeispiels eine hohe mechanische Festigkeit und einen reduzierten Bereich aufweisen.
Zusätzlich dazu, da der Induktor L3 der Bandsperrschaltung T durch die Induktordurchgangslöcher 67a und 67b gebildet ist, die miteinander in der Richtung des Stapels der Isolierlagen 52 bis 59 ausgerichtet sind und in Reihe geschaltet sind, laufen die magnetischen Kraftlinien, die durch den Induktor L3 erzeugt werden, parallel zu der Hauptebene der Leiter, wie z. B. der kapazitiven Leiter 60 und 61. Dies reduziert die Wirbelstromverluste bei diesen Leitern, die durch die magnetischen Kraftlinien verursacht werden, die durch den Induktor L3 erzeugt werden, wodurch eine Verschlechterung des Q-Wertes unterdrückt wird. Zusätzlich dazu wird der Q-Wert verbessert, da es dem Induktor L3 ermöglicht wird, einen vergrößerten Querschnittbereich aufzuweisen. Folglich kann die Bandsperrschaltung T einen hohen Q- Wert aufweisen und somit eine scharfe Charakteristik und eine große Dämpfung zeigen.
Teile der Induktoren L1 und L2 der Hochpaßfilterschaltungen HPF1 und HPF2 sind durch Helixspulenleiter 64 und 65 aufgebaut, die an der Oberfläche der Isolierlage 58 gebildet sind. Dies bedeutet, daß die Höhe der Induktoren L1 und L2 im wesentlichen gleich ist zu der Länge des Induktordurchgangslochs 68, d. h. gleich der Summe der Längen der Induktordurchgangslöcher 68a und 68b oder der Länge des Induktordurchgangslochs 69, d. h. der Summe der Längen der Induktordurchgangslöcher 69a und 69b. Es ist daher möglich, die Höhe der Induktoren L1 und L2 zu reduzieren.
Die Helixspulenleiter 64 und 65 sind an der Oberfläche der Isolierlage 58 gebildet. Dies bedeutet, daß die Induktoren L1 und L2 einen hohen Induktivitätswert aufweisen können. Obwohl die Hochpaßfilterschaltungen HPF1 und HPF2 Induktoren L1 und L2 erfordern, die einen großen Induktivitätswert aufweisen, genügt ein Induktor, der einen vergleichbar kleinen Induktivitätswert aufweist für den Induktor L3 der Bandsperrschaltung T. Es kann z. B. eine laminierte LC- Hochpaßfiltervorrichtung 51 einer für das 2,4 GHz Band durch Verwendung der Induktoren L1, L2 mit einem Induktivitätswert von 1,5 nH, Kondensatoren C1, C2 mit einem Kapazitätswert von 2,54 pF, einem Induktor L3 mit einem Induktivitätswert von 1,0 nH und dem Kondensator C5 mit einem Kapazitätswert von 9,56 pF implementiert sein.
Durch Anordnen der Hochpaßfilterinduktoren L1, L2 und des Bandsperrinduktors L3 an unterschiedlichen Schichten ist es daher möglich, die Länge des Bandsperrinduktors L3 zu reduzieren. Die Mittenfrequenz der Bandsperrschaltung T steht in umgekehrter Proportion zu (LC). Um eine gegebene Mittenfrequenz beizubehalten, während ein Induktor L3 mit einer geringeren Induktivität verwendet wird, ist es notwendig, die Kapazität des Kondensators C5 zu erhöhen. Die Kapazität des Kondensators C5 kann ohne wesentliche Schwierigkeit erhöht werden, durch Reduzieren der Dicke der Isolierlage 52. Daher kann die laminierte LC-Hochpaßfiltervorrichtung weiterhin eine reduzierte Höhe aufweisen, obwohl die Hochpaßfilterinduktoren L1, L2 und der Bandsperrinduktor L3 an unterschiedlichen Ebenen in der Richtung des Stapels angeordnet sind, der die laminierte Struktur 71 darstellt.
Die laminierte LC-Hochpaßfiltervorrichtung 51 kann ausgezeichnete HF-Charakteristika aufweisen, da Teile der Induktoren L1, L2 und die Gesamtheit des Induktors L3 aus Säuleninduktoren 67, 68 und dem Säuleninduktor 69 gebildet sind, die hohe Q-Werte aufweisen. Zusätzlich dazu, da die Gesamtheit des Induktors L3 der Bandsperrschaltung T aus dem Säuleninduktor 67 gebildet ist, kann ein Dämpfungspol, der eine hohe Dämpfung aufweist, in der Nähe des Durchlaßbandes der Hochpaßfilterschaltungen PHF1 und PHF2 gebildet sein, wodurch scharfe Filtercharakteristika implementiert werden. Fig. 13 zeigt die Übertragungscharakteristik S21 und die Reflexionscharakteristik der laminierten LC-Hochpaßfiltervorrichtung 51.
Fig. 14 zeigt eine laminierte LC-Hochpaßfiltervorrichtung 51A als ein viertes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist jeder der Induktoren L1 bis L3 zumindest teilweise in Spiralform gebildet. Genauer gesagt, wie in Fig. 14 gezeigt ist, kann der Induktor L3 der Bandsperrschaltung T durch Induktordurchgangslöcher oder Säuleninduktoren 80a, 80b und 80c aufgebaut sein, die in den Isolierlagen 75, 76 und 77 gebildet sind, und Spiralspulenleiter 79a und 79b. Die laminierte LC-Hochpaßfiltervorrichtung 51A weist scharfe Filtercharakteristika auf, aufgrund der hohen Q-Werte der Spiralspulenleiter 79a, 79b und der Säuleninduktoren 80a bis 80c.
Die vorliegende Erfindung schließt eine Vorrichtung ein, die eine laminierte Struktur aufweist, die eine Mehrzahl von Filtervorrichtungen einlagert, die von dem Typ sein können, der vorangehend hierin als die laminierte LC- Hochpaßfiltervorrichtung 1, 1A, 51 oder 51A beschrieben wurde, die einen Multiplexer implementiert, wie z. B. einen Duplexer oder einen Triplexer. Die vorliegende Erfindung bezieht sich ferner auf eine Funkkommunikationseinrichtung, die einen derartigen Multiplexer einlagert.
Fig. 14 zeigt beispielsweise eine Funkkommunikationseinrichtung, die allgemein durch 81 bezeichnet ist und einen Duplexer DPX aufweist, der ein Paar von Einheiten einer laminierten LC-Hochpaßfiltervorrichtung einlagert, die die laminierte LC-Hochpaßfiltervorrichtung 1 des ersten Ausführungsbeispiels sein kann. Genauer gesagt ist der Duplexer DPX aus einem Paar von Einheiten 1a, 1b der laminierten LC- Hochpaßfiltervorrichtung aufgebaut, die elektrisch miteinander verbunden sind, und weist drei Tore P1, P2 und P3 auf. Das Tor P1 des Duplexers DPX ist an einem Ende der laminierten LC-Hochpaßfiltervorrichtung 1a gebildet und ist mit einem Übertragungsabschnitt TX verbunden. Das Tor P2 des Duplexers ist an einem Ende der laminierten LC- Hochpaßfiltervorrichtung 1b gebildet und ist mit einem Empfangsabschnitt RX verbunden. Das Tor P3 des Duplexers DPX ist mit anderen Enden der laminierten LC- Hochpaßfiltervorrichtungseinheiten 1a, 1b verbunden und ist mit einer Antenne ANT verbunden.
Es ist somit möglich, einen Duplexer zu implementieren, der eine reduzierte Höhe aufweist, durch Verwenden des Einlagerns eines Paares von Einheiten der laminierten LC- Hochpaßfiltervorrichtung 1. Ein Multiplexer, wie z. B. ein Triplexer, der in der Lage ist, mit drei unterschiedlichen Frequenzen umzugehen, kann durch Verwenden einer Mehrzahl von Einheiten der laminierten LC-Hochpaßfiltervorrichtung 1 erhalten werden. Obwohl der Duplexer DPX bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel aus einem Paar von Einheiten der laminierten LC-Hochpaßfiltervorrichtung 1 gebildet ist, ist dies nicht einschränkend, und ein Duplexer kann ferner durch Kombinieren einer Einheit der laminierten LC- Hochpaßfiltervorrichtung 1 mit einem unterschiedlichen Typ von Filter, wie z. B. einem Oberflächenwellenfilter, implementiert werden.
Obwohl spezifische Ausführungsbeispiele im Hinblick auf die Hochpaßfilterschaltungsvorrichtung, die laminierte LC- Hochpaßfiltervorrichtung, den Multiplexer und die Funkkommunikationseinrichtung dargestellt und beschrieben wurden, wird darauf hingewiesen, daß diese Ausführungsbeispiele nicht einschränkend sind und verschiedene Änderungen und Modifikationen an denselben durchgeführt werden können, ohne von der Wesensart und dem Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Somit fallen HF-Zusammensetzungsvorrichtungen, wie z. B. ein HF-Diodenschalter, eine Sender-Empfänger-Vorrichtung, ein HF-Modul usw. in den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung, wenn dieselben als eine Komponente derselben eine Hochpaßfilterschaltungsvorrichtung oder eine laminierte LC- Hochpaßfiltervorrichtung einlagern, die die vorliegende Erfindung verkörpert.
Obwohl die laminierte LC-Hochpaßfiltervorrichtung vorangehend beschrieben wurde, um durch separates Vorbereiten von Isolierlagen, die Leiter und/oder Durchgangslöcher aufweisen, und Stapeln und Brennen dieser Lagen miteinander produziert zu werden, ist ein derartiger Produktionsprozeß nur darstellend. Die laminierte LC-Hochpaßfiltervorrichtung der vorliegenden Erfindung kann z. B. durch Stapeln von Isolierlagen hergestellt werden, die gebrannt wurden. Es ist ferner möglich, die laminierte LC-Hochpaßfiltervorrichtung der vorliegenden Erfindung durch einen Druck-/Anwendungs- Prozeß zu produzieren, der die Schritte des Bildens einer Isolierschicht aufweist, z. B. durch eine Drucktechnik aus einem Pasten-Typ-Isoliermaterial, durch Bilden eines Leiters an der Oberfläche der Isolierschicht durch Aufbringen eines leitfähigen Pasten-Typ-Materials und/oder durch Bilden eines Durchgangslochs durch die Isolierschicht, Anbringen des Pasten-Typ-Isoliermaterials, um eine überlagernde Isolierschicht zu bilden, und Wiederholen derartiger Schritte.
Wie aus der vorangehenden Beschreibung hervorgeht, werden gemäß der vorliegenden Erfindung ein Paar von Hochpaßfilterschaltungen und eine einzelne Bandsperrschaltung geeignet kombiniert, so daß der Dämpfungspol der Bandsperrschaltung in der Nähe des Durchlaßbandes der Hochpaßfilterschaltungen positioniert sein kann, wodurch eine LC- Hochpaßfilterschaltungsvorrichtung mit scharfen Charakteristika erhalten werden kann. Durch Verwenden einer derartigen Hochpaßfilterschaltungsvorrichtung ist es möglich, eine LC-Hochpaßfiltervorrichtung, einen Multiplexer und eine Funkkommunikationsvorrichtung zu erhalten, die reduzierte Bereiche und Höhen aufweisen. Gemäß der vorliegenden Erfindung werden Induktoren aus Induktordurchgangslöchern gebildet, die Achsen aufweisen, die sich in der Richtung des Stapels der Isolierschichten erstrecken. Dies ermöglicht hohe Q-Werte der Hochpaßfilterschaltungen und der Bandsperrschaltung. Da derartige Durchgangslöcher nur geringe Planarbereiche einnehmen ist es möglich, den Bereich der laminierten LC-Hochpaßfiltervorrichtung zu reduzieren.

Claims

1. LC-Hochpaßfilterschaltungsvorrichtung, die folgende Merkmale aufweist:
ein Paar von Anschlüssen, wobei einer derselben als ein Eingangsanschluß (26) dient und der andere als ein Ausgangsanschluß (27) dient;
zumindest zwei Hochpaßfilterschaltungen (HPF1, HPF2), die erste Kondensatoren, die in Reihe zwischen die Eingangs- und Ausgangs-Anschlüsse (26, 27) geschaltet sind, und die ersten Induktoren umfassen, die mit den Eingangs- und Ausgangs-Anschlüssen parallel zueinander und geerdet verbunden sind, wobei jede der Hochpaßfilterschaltungen (HPF1, HPF2) einen ersten Kondensator (C1) und einen ersten Induktor (L1) aufweist; und
eine Bandsperrschaltung (T), die eine Reihenschaltung aus einem zweiten Kondensator (C2) und einem zweiten Induktor (C2) umfaßt, wobei die Reihenschaltung an ihrem einen Ende geerdet ist und zwischen zwei benachbarte Hochpaßfilterschaltungen (HPF1, HPF2) geschaltet ist, um die Eingangs- und Ausgangs-Anschlüsse (26, 27) zu überbrücken.

2. Die LC-Hochpaßfilterschaltungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, die ferner dritte Kondensatoren (C3) aufweist, die zwischen die Eingangs- und Ausgangs- Anschlüsse (26, 27) geschaltet und mit dem Knoten zwischen dem zweiten Kondensator und dem zweiten Induktor (L2) der Bandsperrschaltung (T) verbunden sind, wobei die dritten Kondensatoren als Bandanpassungskondensatoren dienen.

3. LC-Hochpaßfilterschaltungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, bei der der erste Kondensator (C1) jeder Hochpaßfilterschaltung (HPF1, HPF2) zwischen den zugeordneten ersten Induktor (L1) und die Bandsperrschaltung (T) geschaltet ist.

4. Laminierte LC-Hochpaßfiltervorrichtung, die folgende Merkmale aufweist:
eine laminierte Struktur, die durch Stapeln einer Mehrzahl von Isolierschichten, einer Mehrzahl von kapazitiven Leitern und einer Mehrzahl von Spulenleitern gebildet ist;
einen Eingangsanschluß (26), einen Ausgangsanschluß (27) und einen Erdungsanschluß, die an Oberflächen der laminierten Struktur bereitgestellt sind;
eine Mehrzahl von Hochpaßfilterschaltungen (HPF1, HPF2), die in der laminierten Struktur gebildet sind, wobei jede der Hochpaßfilterschaltungen einen ersten Kondensator (C1), der durch einen der kapazitiven Leiter gebildet ist, und einen ersten Induktor (L1) aufweist, der durch einen der Spulenleiter gebildet ist; und
eine Bandsperre (T), die in der laminierten Struktur gebildet ist und eine Reihenschaltung aus einem zweiten Kondensator (C2) und einem zweiten Induktor (L2) aufweist, wobei der zweite Kondensator durch einen der kapazitiven Leiter gebildet ist und der zweite Induktor durch einen der Spulenleiter gebildet ist;
wobei die ersten Kondensatoren der Hochpaßfilterschaltungen (HPF1, HPF2) in Reihe zwischen den Eingangsanschluß (26) und den Ausgangsanschluß (27) geschaltet sind und die ersten Induktoren der Hochpaßfilterschaltungen mit dem Eingangsanschluß und dem Ausgangsanschluß parallel zueinander verbunden sind und ferner mit dem Erdungsanschluß verbunden sind; und
wobei die Bandsperre (T) zwischen zwei benachbarte Hochpaßfilterschaltungen (HPF1, HPF2) geschaltet ist, um den Eingangsanschluß und den Ausgangsanschluß zu überbrücken, wobei die Reihenschaltung des zweiten Kondensators und des zweiten Induktors mit dem Erdungsanschluß verbunden ist.

5. Laminierte LC-Hochpaßfiltervorrichtung gemäß Anspruch 4, bei der der Spulenleiter, der den ersten Induktor bildet, und der Spulenleiter, der den zweiten Induktor bildet, an unterschiedlichen Positionen in der Richtung des Stapels positioniert sind, der die laminierte Struktur bildet.

6. Laminierte LC-Hochpaßfiltervorrichtung gemäß Anspruch 4, bei der zumindest ein Teil des Spulenleiters, der den ersten Induktor (L1) bildet, und zumindest ein Teil des Spulenleiters, der den zweiten Induktor (L2) bildet, durch Induktordurchgangslöcher gebildet sind, die in den Isolierschichten gebildet sind.

7. Laminierte LC-Hochpaßfiltervorrichtung gemäß Anspruch 4, bei der zumindest ein Teil des Spulenleiters, der den ersten Induktor bildet, und zumindest ein Teil des Spulenleiters, der den zweiten Induktor bildet, durch Helixspulenleiter (41, 42) gebildet sind, die auf den Isolierschichten bereitgestellt sind.

8. Laminierte LC-Hochpaßfiltervorrichtung gemäß Anspruch 4, bei der zumindest ein Teil des Spulenleiters, der den ersten Induktor bildet, und zumindest ein Teil des Spulenleiters, der den zweiten Induktor bildet, durch Spiralspulenleiter gebildet sind, die auf den Isolierschichten bereitgestellt sind.

9. Laminierte LC-Hochpaßfiltervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 4 bis 8, bei der die Bandsperre (T) in der Richtung des Stapels der Isolierschichten an einer höheren Ebene angeordnet ist als die der Hochpaßfilterschaltungen (HPF1, HPF2).

10. Laminierte LC-Hochpaßfiltervorrichtung gemäß Anspruch 9, bei der der erste Induktor von jeder der Hochpaßfilterschaltungen (HPF1, HPF2) einen Hauptabschnitt, der durch ein Induktordurchgangsloch aufgebaut ist, das eine Achse aufweist, die sich in der Richtung des Stapels der Isolierschichten erstreckt, und einen Nebenabschnitt aufweist, der durch einen Helixspulenleiter (41, 42) oder einen Spiralspulenleiter aufgebaut ist, der auf der Oberfläche von einer der Isolierschichten bereitgestellt ist, wobei der Hauptabschnitt und der Nebenabschnitt elektrisch miteinander verbunden sind.

11. Multiplexer, der eine laminierte LC-Hochpaßfiltervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 4 bis 10 aufweist.

12. Funkkommunikationseinrichtung, die zumindest die laminierte LC-Hochpaßfiltervorrichtung gemäß Anspruch 4 oder den Multiplexer gemäß Anspruch 11 aufweist.