【发明授权】复合电子部件_TDK株式会社_201811098771.3 

申请/专利权人:TDK株式会社

申请日:2018-09-20

发明/设计人:芦田裕太;原康之;楯俊纪

公开(公告)日:2021-01-12

代理机构:北京尚诚知识产权代理有限公司

公开(公告)号:CN109546271B

代理人:杨琦

主分类号:H01P1/203(20060101)

地址:日本东京都

分类号:H01P1/203(20060101);H01Q1/38(20060101);H01Q1/48(20060101);H01Q21/06(20060101)

优先权:["20170922 JP 2017-181879"]

专利状态码:有效-授权

法律状态:2021.01.12#授权;2019.04.23#实质审查的生效;2019.03.29#公开

摘要:本发明涉及一种复合电子部件,其具备层叠体、滤波器以及天线。滤波器在层叠体内位于第一接地导体层和第二接地导体层之间。天线包含辐射元件。辐射元件相对于第二接地导体层配置于与第一接地导体层相反侧。在与层叠体的层叠方向平行的方向观察时,辐射元件整体位于第二接地导体层的外缘的内侧。层叠体配置于滤波器的周围,并且包含将第一接地导体层和第二接地导体层连接的多个连接导体部。

主权项:1.一种复合电子部件,其特征在于,具备:层叠体,其包含沿第一方向层叠的多个电介质层和多个导体层;和一个以上的滤波器及一个以上的天线,其构成一个以上的滤波器-天线对,各滤波器-天线对由所述一个以上的滤波器中的一个和所述一个以上的天线中的一个构成,该一个滤波器和该一个天线电连接,所述多个导体层包含分别与地面连接的第一接地导体层及第二接地导体层,所述第一接地导体层和所述第二接地导体层在所述第一方向上配置于相互不同的位置,所述滤波器位于从所述第一接地导体层至所述第二接地导体层的空间范围内,所述天线包含由所述多个导体层中的一个构成的辐射元件,所述辐射元件相对于所述第二接地导体层配置于与所述第一接地导体层相反侧,在与所述第一方向平行的方向观察时,所述辐射元件整体位于所述第二接地导体层的外缘的内侧,所述层叠体还包含将所述第一接地导体层和所述第二接地导体层连接的多个连接导体部,所述滤波器包含多个谐振器,在将与所述第一方向正交并且相互正交的两个方向设为第二方向及第三方向时,所述多个连接导体部以一个以上的连接导体部分别存在于所述第二方向上的所述滤波器的前方及后方和所述第三方向上的所述滤波器的前方及后方的方式配置于所述多个谐振器的周围。

全文数据:复合电子部件技术领域本发明涉及一种包含滤波器和天线的复合电子部件。背景技术目前,第五代移动通信系统以下称为5G。的标准化正在进展。5G中,为了扩大频段,对10GHz以上的频段、特别是10~30GHz的准毫米波段或30~300GHz的毫米波段的利用正在进行研究。在通信装置中,有时采用相对于天线电连接了滤波器的结构。在这种结构的通信装置中,例如,如日本专利申请公开2001-94336号公报、中国专利申请公开第1666380A号说明书中记载的,有时采用包含使用层叠体一体化的滤波器和天线的复合电子部件。层叠体包含层叠的多个电介质层和多个导体层。在这样的复合电子部件中,具有不需要调整滤波器和天线之间的匹配,并且能够减小滤波器及天线的占有面积的优点。在日本专利申请公开2001-94336号公报、中国专利申请公开第1666380A号说明书中记载的复合电子部件中,滤波器配置于分别与地面连接的两个接地导体层之间,天线的辐射元件相对于一接地导体层配置于与滤波器相反侧。在这样的构造的复合电子部件中,通过利用两个接地导体层形成与平行板波导类似的构造,产生一个以上的电磁波的传播模式,有时因该一个以上的电磁波的传播模式而产生一个以上的不需要的共振。在复合电子部件中,有时因该一个以上的不需要的共振而滤波器的特性恶化。例如,在滤波器为在准毫米波段或毫米波段存在通频带的带通滤波器的情况下,即使是一个以上的不需要共振的一个以上的共振频率中最低的共振频率,也比较接近通频带。因此,该情况下,产生在比通频带高的频率区域中的带通滤波器的衰减特性恶化的问题。另外,在上述构造的复合电子部件中,存在有时因介于辐射元件和滤波器之间的接地导体层而天线的辐射方向图Radiationpattern紊乱的问题点。发明内容本发明的目的在于提供一种复合电子部件,其包含相互电连接的滤波器和天线,能够防止滤波器的特性恶化或者天线的辐射方向图紊乱。本发明的复合电子部件具备:层叠体,其包含沿第一方向层叠的多个电介质层和多个导体层;和一个以上的滤波器及一个以上的天线,其构成一个以上的滤波器-天线对。各滤波器-天线对由所述一个以上的滤波器中的一个和所述一个以上的天线中的一个构成,该一个滤波器和该一个天线电连接。多个导体层包含分别与地面连接的第一接地导体层及第二接地导体层。第一接地导体层和第二接地导体层在第一方向上配置于相互不同的位置。滤波器位于从第一接地导体层至第二接地导体层的空间范围内。天线包含由多个导体层中的一个构成的辐射元件。辐射元件相对于第二接地导体层配置于与第一接地导体层相反侧。在与第一方向平行的方向观察时,辐射元件整体位于第二接地导体层的外缘的内侧。层叠体还包含将第一接地导体层和第二接地导体层连接的多个连接导体部。在将与第一方向正交并且相互正交的两个方向设为第二方向及第三方向时,多个连接导体部以一个以上的连接导体部分别存在于第二方向上的滤波器的前方及后方和第三方向上的滤波器的前方及后方的方式配置于滤波器的周围。在本发明的复合电子部件中,也可以多个连接导体部各自包含串联连接的多个通孔。另外,在本发明的复合电子部件中,滤波器也可以是包含多个谐振器的带通滤波器。在该情况下,多个连接导体部也可以以相邻的两个连接导体部的间隔成为与带通滤波器的通频带的中心频率对应的波长的14以下的方式配置。另外,多个谐振器也可以分别具有在与第一方向交叉的方向上具有长的形状的谐振器导体部。另外,多个连接导体部也可以各自以与最接近其的谐振器导体部之间的距离成为与带通滤波器的通频带的中心频率对应的波长的14以下的方式配置。另外,在本发明的复合电子部件中,多个连接导体部也可以以相邻的两个连接导体部的间隔成为1.25mm以下的方式配置。另外,在本发明的复合电子部件中,一个以上的滤波器-天线对也可以为多个滤波器-天线对。该情况下,一个以上的滤波器为多个滤波器,一个以上的天线为多个天线,多个连接导体部以与多个滤波器-天线对对应的方式设置有多组。另外,多个天线包含多个辐射元件,在与第一方向平行的方向观察时,所述多个辐射元件全部整体位于第二接地导体层的外缘的内侧。另外,第一接地导体层也可以包含与多个滤波器-天线对对应的多个部分导体层。多个部分导体层相互分离。在本发明的复合电子部件中,层叠体包含多个连接导体部。由此,根据本发明,能够防止因第一接地导体层及第二接地导体层而滤波器的特性恶化。另外,在本发明中,在与第一方向平行的方向观察时,辐射元件整体位于第二接地导体层的外缘的内侧。由此,根据本发明,能够防止因第二接地导体层而天线的辐射方向图紊乱。本发明的其它目的、特征及益处将以以下的说明而变得充分明了。附图说明图1是表示本发明的一个实施方式的复合电子部件的构造的立体图。图2是将图1的一部分放大表示的立体图。图3是图1所示的复合电子部件的侧视图。图4是将图3的一部分放大表示的侧视图。图5是图1所示的复合电子部件的俯视图。图6是将图5的一部分放大表示的俯视图。图7是表示本发明的一个实施方式的复合电子部件的一个滤波器-天线对的电路结构的电路图。图8A及图8B是表示图1所示的层叠体中的第1层的电介质层的图案形成面的说明图。图9A及图9B是表示图1所示的层叠体中的第2层的电介质层的图案形成面的说明图。图10A及图10B是表示图1所示的层叠体中的第3层~第8层的电介质层的图案形成面的说明图。图11A及图11B是表示图1所示的层叠体中的第9层的电介质层的图案形成面的说明图。图12A及图12B是表示图1所示的层叠体中的第10层的电介质层的图案形成面的说明图。图13A及图13B是表示图1所示的层叠体中的第11层的电介质层的图案形成面的说明图。图14A及图14B是表示图1所示的层叠体中的第12层~第17层的电介质层的图案形成面的说明图。图15A及图15B是表示图1所示的层叠体中的第18层的电介质层的图案形成面的说明图。图16A及图16B是表示图1所示的层叠体中的第19层~第23层的电介质层的图案形成面的说明图。图17A及图17B是表示图1所示的层叠体中的第24层的电介质层的图案形成面的说明图。图18A及图18B是表示图1所示的层叠体中的第36层的电介质层的图案形成面的说明图。图19是第一比较例的复合电子部件的主要部分的俯视图。图20是表示本发明的一个实施方式的复合电子部件和第一比较例的复合电子部件的特性的特性图。图21是第二比较例的复合电子部件的主要部分的俯视图。图22是第二比较例的复合电子部件的主要部分的侧视图。图23是表示第二比较例的复合电子部件的辐射方向图的特性图。图24是表示本发明的一个实施方式的复合电子部件的辐射方向图的特性图。具体实施方式以下,参照附图详细地说明本发明的一个实施方式的复合电子部件。首先,参照图1~图6,说明本实施方式的复合电子部件的构造。图1是表示复合电子部件的构造的立体图。图2是将图1的一部分放大表示的立体图。图3是图1所示的复合电子部件的侧视图。图4是将图3的一部分放大表示的侧视图。图5是图1所示的复合电子部件的俯视图。图6是将图5的一部分放大表示的俯视图。如图1及图3所示,本实施方式的复合电子部件1具备层叠体30。之后详细说明,但层叠体30包含沿第一方向层叠的多个电介质层和多个导体层。复合电子部件1还具备构成一个以上的滤波器-天线对的一个以上的滤波器10及一个以上的天线20。各滤波器-天线对由上述一个以上的滤波器10中的一个和上述一个以上的天线20中的一个构成,该一个滤波器10和该一个天线20电连接。在本实施方式中,特别地,复合电子部件1具备构成多个滤波器-天线对的多个滤波器10及多个天线20。具体而言,滤波器-天线对、滤波器10及天线20的数量均为4个。图2、图4及图6将层叠体30中包含一个滤波器-天线对的一部分放大表示。在图3及图5中以虚线表示该一部分的范围。在此,如图1所示,定义X方向、Y方向及Z方向。X方向、Y方向及Z方向相互正交。Z方向是多个电介质层的层叠方向,并且与上述的第一方向对应。X方向与本发明的第二方向对应,Y方向与本发明的第三方向对应。层叠体30具有长方体形状。层叠体30具有在将复合电子部件1安装于安装基板等被安装体上时与被安装体相对的底面30A、与底面30A相反侧的上表面30B、将底面30A与上表面30B连接的4个侧面30C、30D、30E、30F。底面30A和上表面30B位于Z方向上的层叠体30的两端。侧面30C、30D位于Y方向上的层叠体30的两端。侧面30E、30F位于X方向上的层叠体30的两端。层叠体30的多个导体层包含分别与地面连接的底面接地导体层310、第一接地导体层321及第二接地导体层481。底面接地导体层310在底面30A露出。第一接地导体层321和第二接地导体层481在Z方向上配置于相互不同的位置。具体而言,第一接地导体层321配置于比第二接地导体层481更接近底面30A的位置。滤波器10位于从第一接地导体层321至第二接地导体层481的空间范围内。天线20包含分别由多个导体层中的一个构成的供电导体层21和辐射元件22。辐射元件22相对于第二接地导体层481配置于与第一接地导体层321相反侧。供电导体层21在Z方向上配置于第二接地导体层481和辐射元件22之间。辐射元件22与供电导体层21相对。在本实施方式中,特别是因为滤波器-天线对的数量为4个,所以层叠体30包含4个辐射元件22。另外,在本实施方式中,特别地,第一接地导体层321包含与4个滤波器-天线对对应的4个部分导体层321P。4个部分导体层321P相互分离。第二接地导体层481由一个导体层构成。在与Z方向平行的方向进行观察时,辐射元件22整体位于第二接地导体层481的外缘的内侧。在本实施方式中,特别地,如图5所示,在与Z方向平行的方向观察时,4个辐射元件22全部整体位于第二接地导体层481的外缘的内侧。图7是表示复合电子部件1中的一个滤波器-天线对的电路结构的电路图。复合电子部件1具备构成4个滤波器-天线对的4个滤波器10及4个天线20。另外,复合电子部件1具备与4个滤波器10连接的4个输入输出端子T1。图7表示4个输入输出端子T1中的一个。在本实施方式中,特别地滤波器10是带通滤波器。以下,将滤波器10称为带通滤波器10。如图7所示,带通滤波器10具备与输入输出端子T1连接的第一输入输出端口P1、第二输入输出端口P2、多个谐振器。多个谐振器在电路结构上设置于第一输入输出端口P1和第二输入输出端口P2之间。此外,在本申请中,“电路结构上”的表述不是物理上的结构的配置,而是用于指出电路图上的配置。在本实施方式中,特别地,多个谐振器在电路结构上包含从第一输入输出端口P1侧起依次配置的第一级谐振器11、第二级谐振器12、第三级谐振器13及第四级谐振器14。谐振器11~14构成为在电路结构上相邻的2个谐振器电磁耦合。如果具体地进行说明,则谐振器11~14构成为谐振器11、12在电路结构上邻接且电磁耦合,谐振器12、13在电路结构上邻接且电磁耦合,谐振器13、14在电路结构上邻接且电磁耦合。谐振器11~14各自具有在电路结构上位于相互相反侧的第一端和第二端。谐振器11~14各自的第二端与地面连接。带通滤波器10还具备设置于第一输入输出端口P1与第一级谐振器11之间的电容器C1、设置于第二输入输出端口P2与第四级谐振器14之间的电容器C2。图7中,标注了记号C3的电容器的记号表示谐振器11、12间的电容耦合。另外,标注了记号C4的电容器的记号表示谐振器13、14间的电容耦合。另外,标注了记号M的曲线表示谐振器12、13间的磁耦合。在本实施方式中,第一级谐振器11和第四级谐振器14以进行电容耦合的方式构成。在图7中,标注了记号C5的电容器的记号表示谐振器11、14间的电容耦合。如图6所示,谐振器11、12、13、14分别具有在与Z方向交叉的方向上具有长的形状的谐振器导体部401、402、403、404。如图6所示,层叠体30还包含屏蔽导体部405、406、407。屏蔽导体部405、406、407与地面连接。谐振器导体部401和屏蔽导体部405是一个导体层的相互不同的部分。谐振器导体部402、403和屏蔽导体部406是另一个导体层的相互不同的部分。谐振器导体部404和屏蔽导体部407是再另一个导体层的相互不同的部分。图6中,谐振器导体部401和屏蔽导体部405的边界、谐振器导体部402和屏蔽导体部406的边界、谐振器导体部403和屏蔽导体部406的边界、及谐振器导体部404和屏蔽导体部407的边界分别以虚线表示。谐振器导体部401和谐振器导体部404在X方向上具有长的形状,谐振器导体部402和谐振器导体部403在Y方向上具有长的形状。谐振器导体部401、402、403、404各自具有位于长边方向的两端的第一端和第二端。谐振器导体部401、402、403、404各自的第一端开放。谐振器导体部401的第二端通过与屏蔽导体部405连接而与地面连接。谐振器导体部402、403各自的第二端通过与屏蔽导体部406连接而与地面连接。谐振器导体部404的第二端通过与屏蔽导体部407连接而与地面连接。谐振器导体部401、402、403、404各自具有与带通滤波器10的通频带的中心频率对应的波长的14以下的长度。在本实施方式中,特别地,谐振器导体部401、402、403、404各自的长度为与带通滤波器10的通频带的中心频率对应的波长的14。层叠体30还包含将第一接地导体层321和第二接地导体层481连接的多个连接导体部71。多个连接导体部71各自包含串联连接的多个通孔。在图4及图6中,为了便于说明,对多个连接导体部71标注剖面线来表示。多个连接导体部71以与多个滤波器-天线对对应的方式设置有多组。在本实施方式中,特别是因为滤波器-天线对的数量为4个,所以多个连接导体部71设置有4组。如图6所示,在屏蔽导体部405、406、407各自上连接有多个连接导体部71中的几个。剩余的多个连接导体部71均不与屏蔽导体部405、406、407的任一个连接。层叠体30还包含在与Z方向平行的方向观察时位于谐振器导体部402、403之间且将第一接地导体层321和第二接地导体层481连接的多个分隔导体部72。多个分隔导体部72各自包含串联连接的多个通孔。多个分隔导体部72以与4个带通滤波器10对应的方式设置有4组。如图1~图4所示,层叠体30还含有将底面接地导体层310和第二接地导体层481连接的多个通孔列80。在与Z方向平行的方向观察时,多个通孔列80配置于4个带通滤波器10的周边。多个通孔列80各自包含串联连接的多个通孔。层叠体30还包含与4个滤波器-天线对对应的4个通孔列75。之后详细地进行说明,但4个通孔列75分别将电容器C2和供电导体层21连接。通孔列75包含串联连接的多个通孔。在此,对本实施方式的复合电子部件1的作用进行说明。带通滤波器10使施加于第一输入输出端口P1和第二输入输出端口P2的一方的高频信号中通频带内的频率的信号选择性地通过,从第一输入输出端口P1和第二输入输出端口P2的另一方输出。带通滤波器10例如以通频带存在于10~30GHz的准毫米波段或30~300GHz的毫米波段的方式设计及构成。天线20的供电导体层21与第二输入输出端口P2连接。辐射元件22与供电导体层21电磁耦合。如果将从带通滤波器10的第二输入输出端口P2输出的高频信号赋予给供电导体层21,则供电导体层21和辐射元件22将高频信号转换成电磁波,并将该电磁波从辐射元件22辐射。另外,如果辐射元件22接收到电磁波,则辐射元件22和供电导体层21将电磁波转换成高频信号,并将该高频信号传送到第二输入输出端口P2。本实施方式的复合电子部件1具备多个、具体而言为4个滤波器-天线对。该复合电子部件1能够用于构成阵列天线。接着,参照图8A~图18B说明构成层叠体30的多个电介质层和形成于该多个电介质层的多个导体层及多个通孔的结构。图nAn为8以上18以下的整数表示电介质层的图案形成面,图nB将图nA中以虚线的四角形表示的部分放大表示。该部分与图2、图4及图6所示的部分对应。另外,图mBm为9以上14以下的整数中,为了便于说明,将用于构成多个连接导体部71的多个通孔标注剖面线表示。层叠体30具有层叠的36层的电介质层。以下,将该36层的电介质层从下开始依次称为第1层~第36层的电介质层。另外,将第1层~第36层的电介质层用符号31~66表示。如图8A及图8B所示,在第1层的电介质层31的图案形成面上形成有底面接地导体层310和4个输入输出端子T1。在底面接地导体层310上形成有4个圆形的孔310a。4个输入输出端子T1配置于4个孔310a的内侧,并且不与底面接地导体层310相接。在电介质层31上形成有与4个输入输出端子T1连接的4个通孔31T3。另外,在电介质层31上形成有与底面接地导体层310连接的多个通孔31T0。多个通孔31T0用于构成多个通孔列80。另外,在电介质层31形成有4组多个通孔31T4。各组的多个通孔31T4配置于4个孔310a各自的周围,并且与底面接地导体层310连接。如图9A及图9B所示,在第2层的电介质层32的图案形成面形成有构成第一接地导体层321的4个部分导体层321P。在4个部分导体层321P形成有4个圆形的孔321a。在电介质层32上形成有配置于4个孔321a的内侧的4个通孔32T3。形成于电介质层31的4个通孔31T3与4个通孔32T3连接。另外,在电介质层32上形成有用于构成多个通孔列80的多个通孔32T0。形成于电介质层31的多个通孔31T0与多个通孔32T0连接。另外,在电介质层32上形成有4组多个通孔32T1。4组通孔32T1用于构成4组连接导体部71。另外,在电介质层32上形成有4组多个通孔32T2。4组通孔32T2用于构成4组分隔导体部72。形成于电介质层31的4组通孔31T4与4个部分导体层321P连接。如图10A及图10B所示,在第3层~第8层的电介质层33~38上分别形成有用于构成多个通孔列80的多个通孔33T0。另外,在电介质层33~38上分别形成有4组多个通孔33T1。4组通孔33T1用于构成4组连接导体部71。另外,在电介质层33~38上分别形成有4组多个通孔33T2。4组通孔33T2用于构成4组分隔导体部72。另外,在电介质层33~38上分别形成有4个通孔33T3。形成于电介质层32的多个通孔32T0与形成于第3层的电介质层33的多个通孔33T0连接。形成于电介质层32的4组通孔32T1与形成于电介质层33的4组通孔33T1连接。形成于电介质层32的4组通孔32T2与形成于电介质层33的4组通孔33T2连接。形成于电介质层32的4个通孔32T3与形成于电介质层33的4个通孔33T3连接。形成于第8层的电介质层38的4个通孔33T3各自与第一输入输出端口P1对应。在电介质层33~38中,上下相邻的相同符号的通孔彼此相互连接。如图11A及图11B所示,在第9层的电介质层39的图案形成面形成有用于构成4个带通滤波器10中的4个电容器C1的4个导体层391。形成于第8层的电介质层38的4个通孔33T3与4个导体层391连接。另外,在电介质层39形成有用于构成多个通孔列80的多个通孔39T0。另外,在电介质层39形成有4组多个通孔39T1。4组通孔39T1用于构成4组连接导体部71。另外,在电介质层39形成有4组多个通孔39T2。4组通孔39T2用于构成4组分隔导体部72。形成于电介质层38的多个通孔33T0与多个通孔39T0连接。形成于电介质层38的4组通孔33T1与4组通孔39T1连接。形成于电介质层38的4组通孔33T2与4组通孔39T2连接。如图12A及图12B所示,在第10层的电介质层40的图案形成面,以与4个带通滤波器10对应的方式形成有构成谐振器导体部401和屏蔽导体部405的导体层、构成谐振器导体部402、403和屏蔽导体部406的导体层、构成谐振器导体部404和屏蔽导体部407的导体层的组4组。形成于第9层的电介质层39的图案形成面的4个导体层391经由电介质层39与4个谐振器导体部401相对。另外,在电介质层40形成有用于构成多个通孔列80的多个通孔40T0。另外,在电介质层40形成有4组多个通孔40T1。4组通孔40T1用于构成4组连接导体部71。另外,在电介质层40形成有4组多个通孔40T2。4组通孔40T2用于构成4组分隔导体部72。形成于电介质层39的多个通孔39T0与多个通孔40T0连接。形成于电介质层39的4组通孔39T1与4组通孔40T1连接。形成于电介质层39的4组通孔39T2与4组通孔40T2连接。在屏蔽导体部405、406、407上分别连接有多个通孔40T1中的几个。剩余的多个通孔40T1均未与屏蔽导体部405、406、407的任一个连接。如图13A及图13B所示,在第11层的电介质层41的图案形成面形成有用于构成4个带通滤波器10中的4个电容器C2的4个导体层411。4个导体层411经由电介质层40与4个带通滤波器10的4个谐振器导体部404相对。另外,在电介质层41形成有用于构成多个通孔列80的多个通孔41T0。另外,在电介质层41形成有4组多个通孔41T1。4组通孔41T1用于构成4组连接导体部71。另外,在电介质层41形成有4组多个通孔41T2。4组通孔41T2用于构成4组分隔导体部72。另外,在电介质层41形成有用于构成4个通孔列75的4个通孔41T5。4个通孔41T5与4个导体层411连接。4个通孔41T5各自与第二输入输出端口P2对应。形成于电介质层40的多个通孔40T0与多个通孔41T0连接。形成于电介质层40的4组通孔40T1与4组通孔41T1连接。形成于电介质层40的4组通孔40T2与4组通孔41T2连接。如图14A及图14B所示,在第12层~第17层的电介质层42~47上分别形成有构成多个通孔列80的多个通孔42T0。另外,在电介质层42~47上分别形成有4组多个通孔42T1。4组通孔42T1用于构成4组连接导体部71。另外,在电介质层42~47上分别形成有4组多个通孔42T2。4组通孔42T2用于构成4组分隔导体部72。另外,在电介质层42~47上分别形成有用于构成4个通孔列75的4个通孔42T5。形成于电介质层41的多个通孔41T0与形成于第12层的电介质层42的多个通孔42T0连接。形成于电介质层41的4组通孔41T1与形成于电介质层42的4组通孔42T1连接。形成于电介质层41的4组通孔41T2与形成于电介质层42的4组通孔42T2连接。形成于电介质层41的4个通孔41T5与形成于电介质层42的4个通孔42T5连接。在电介质层42~47中,上下相邻的相同符号的通孔彼此相互连接。如图15A及图15B所示,在第18层的电介质层48的图案形成面形成有第二接地导体层481。在第二接地导体层481形成有4个圆形的孔481a。另外,在电介质层48形成有用于构成4个通孔列75的4个通孔48T5。4个通孔48T5配置于4个孔481a的内侧。形成于电介质层47的4个通孔42T5与4个通孔48T5连接。如图16A及图16B所示,在第19层~第23层的电介质层49~53上分别形成有用于构成4个通孔列75的4个通孔49T5。形成于电介质层48的4个通孔48T5与形成于第19层的电介质层49的4个通孔49T5连接。在电介质层49~53中,上下相邻的通孔49T5彼此相互连接。如图17A及图17B所示,在第24层的电介质层54形成有4个供电导体层21。形成于电介质层53的4个通孔49T5与4个供电导体层21连接。在第25层~第35层的电介质层55~65未形成导体层及通孔。如图18A及图18B所示,在第36层的电介质层66的图案形成面形成有4个辐射元件22。4个辐射元件22经由电介质层54~65与4个供电导体层21相对。层叠体30以第36层的电介质层66的与图案形成面相反侧的面成为上表面30B的方式将第1层~第36层的电介质层31~66层叠而构成。以下,关于1个滤波器-天线对,对图7所示的电路的构成要素和图8A~图18B所示的层叠体30的构成要素的对应关系进行说明。带通滤波器10的谐振器11、12、13、14分别具有图12B所示的谐振器导体部401、402、403、404。输入输出端子T1经由通孔31T3、32T3及形成于电介质层33~38的6个通孔33T3与图11B所示的导体层391连接。形成于电介质层38的通孔33T3与第一输入输出端口P1对应。导体层391经由电介质层39与图12B所示的谐振器导体部401相对。图7所示的电容器C1由导体层391和谐振器导体部401和它们之间的电介质层39构成。图13B所示的导体层411经由电介质层40与图12B所示的谐振器导体部404相对。图7所示的电容器C2由导体层411和谐振器导体部404和它们之间的电介质层40构成。天线20包含图17B所示的供电导体层21和图18B所示的辐射元件22。通孔41T5、形成于电介质层42~47的6个通孔42T5、通孔48T5、形成于电介质层49~53的5个通孔49T5构成将电容器C2和供电导体层21连接的通孔列75。通孔41T5与第二输入输出端口P2对应。接着,对本实施方式的复合电子部件1的构造上的第一及第二特征和由它们产生的效果进行说明。首先,对第一特征进行说明。第一特征是层叠体30包含多个连接导体部71。在本实施方式的复合电子部件1中,层叠体30的多个导体层包含在Z方向上配置于相互不同的位置的第一接地导体层321和第二接地导体层481。带通滤波器10位于从第一接地导体层321至第二接地导体层481的空间范围内。天线20的辐射元件22相对于第二接地导体层481配置于与第一接地导体层321相反侧。层叠体30包含将第一接地导体层321和第二接地导体层481连接的多个连接导体部71。多个连接导体部71各自包含串联连接的通孔32T1、33T1、39T1、40T1、41T1、42T1。多个连接导体部71以在作为第二方向的X方向上的带通滤波器10的前方及后方和作为第三方向的Y方向上的带通滤波器10的前方及后方分别存在一个以上的连接导体部71的方式配置于带通滤波器10的周围。此外,X方向上的带通滤波器10的前方及后方是相对于带通滤波器10为X方向的前面的位置和-X方向的前面的位置。同样地,Y方向上的带通滤波器10的前方及后方是相对于带通滤波器10为Y方向的前面的位置和-Y方向的前面的位置。根据本实施方式,通过设置有多个连接导体部71,能够防止带通滤波器10的特性因第一接地导体层321及第二接地导体层481而恶化。以下,说明其理由。在层叠体30中,在没有多个连接导体部71的情况下,通过利用第一接地导体层321和第二接地导体层481形成与平行板波导相似的构造,从而产生一个以上的电磁波的传播模式,有时因该一个以上的电磁波的传播模式而产生一个以上的不需要的共振。该一个以上的不需要的共振的共振频率通常存在于比带通滤波器10的通频带高的频率区域。如果不需要的共振的共振频率比较接近带通滤波器10的通频带,则会产生比通频带高的频率区域中的带通滤波器10的衰减特性恶化的问题。上述不需要的共振的共振频率依赖于由包含第一及第二接地导体层321、481的导体包围的空间的形状。通常,该空间越小,则不需要的共振的共振频率越高。根据本实施方式,通过层叠体30含有多个连接导体部71,与在没有多个连接导体部71的情况下由包含第一及第二接地导体层321、481的导体包围的空间相比,能够减小由多个连接导体部71、第一及第二接地导体层321、481包围的空间。由此,根据本实施方式,与没有多个连接导体部71的情况相比,能够提高不需要的共振的共振频率。由此,根据本实施方式,能够防止因第一及第二接地导体层321、481而在比通频带高的频率区域中的带通滤波器10的衰减特性恶化。在本实施方式中,通过层叠体30还含有多个分隔导体部72,由此,能够进一步减小由包含第一及第二接地导体层321、481的导体包围的空间。由此,根据本实施方式,能够更可靠地防止因第一及第二接地导体层321、481而在比通频带高的频率区域中的带通滤波器10的衰减特性恶化。相邻的2个连接导体部71的间隔越小,则越可靠地发挥由多个连接导体部71带来的上述效果。从该观点出发,多个连接导体部71优选配置成相邻的2个连接导体部71的间隔成为与带通滤波器10的通频带的中心频率对应的波长的14以下、即谐振器导体部401、402、403、404各自的长度以下。从同样的观点出发,多个连接导体部71优选以相邻的2个连接导体部71的间隔成为1.25mm以下的方式配置,更优选以相邻的2个连接导体部71的间隔成为500μm以下的方式配置。与30GHz对应的自由空间的波长约为10mm。1.25mm为与30GHz对应的自由空间的波长的约18,500μm为与30GHz对应的自由空间的波长的约120。另外,多个连接导体部71越接近带通滤波器10,则越可靠地发挥由多个连接导体部71带来的上述的效果。从该观点出发,多个连接导体部71各自优选配置成与最接近其的谐振器导体部之间的距离成为与带通滤波器10的通频带的中心频率对应的波长的14以下。在此,对表示由第一特征带来的效果的第一模拟的结果进行说明。在第一模拟中,将本实施方式的复合电子部件1和第一比较例的复合电子部件的特性进行比较。图19是第一比较例的复合电子部件的主要部分的俯视图。图19与图6对应。如图19所示,在第一比较例的复合电子部件中,未设置本实施方式的多个连接导体部71中与屏蔽导体部405、406、407均不连接的多个连接导体部71。因此,在第一比较例中,在Y方向上的带通滤波器10的前方一个连接导体部71也不存在。另外,在第一比较例中,屏蔽导体部405与屏蔽导体部406之间和屏蔽导体部407与屏蔽导体部406之间分别成为不存在导体的大的间隙。第一比较例的多个连接导体部71不满足本发明的多个连接导体部的必要条件。另外,在第一比较例中,未设置多个通孔列80。第一比较例的复合电子部件的其它结构与本实施方式的复合电子部件1相同。图20表示第一模拟的结果。对于本实施方式的复合电子部件1和第一比较例的复合电子部件,图20表示天线20的Z方向的指向性增益的频率特性。图20中,横轴表示频率,纵轴表示天线20的Z方向的指向性增益。另外,图20中,标注符号91的线表示本实施方式的复合电子部件1的特性,标注符号92的线表示第一比较例的复合电子部件的特性。此外,图20所示的天线20的Z方向的指向性增益的频率特性与带通滤波器10的插入损耗的频率特性对应。在图20所示的例子中,在本实施方式的复合电子部件1和第一比较例的复合电子部件的任一个中,带通滤波器10的通频带均为约27.5~29.5GHz,通频带的中心频率均为约28.5GHz。如图20所示,在第一比较例的复合电子部件的特性92中,在约35GHz下存在增益变大的峰。认为这是因为,在第一比较例中产生具有约35GHz的共振频率的不需要的共振。在特性92中,因存在上述的峰,从而在比通频带高的频率区域中的带通滤波器10的衰减特性恶化。与之相对,在本实施方式的复合电子部件1的特性91中,不存在如特性92中产生的峰,与特性92相比,比通频带高的频率区域中的带通滤波器10的衰减特性良好。根据图20可知,根据本实施方式,能够防止因第一及第二接地导体层321、481而在比通频带高的频率区域中的带通滤波器10的衰减特性恶化。接着,说明第二特征。第二特征是,从与Z方向平行的方向观察时,辐射元件22整体位于第二接地导体层481的外缘的内侧。通过该特征,根据本实施方式,能够防止因第二接地导体层481而天线20的辐射方向图紊乱。以下说明其理由。在本实施方式中,从辐射元件22以Z方向成为主辐射方向的方式辐射电磁波,该电磁波从层叠体30的上表面30B向层叠体30的外部辐射。从辐射元件22向带通滤波器10侧也辐射电磁波,该电磁波的一部分被第二接地导体层481反射,从层叠体30的上表面30B向层叠体30的外部辐射。以下,将由第二接地导体层481反射并向层叠体30的外部辐射的电磁波称为反射波。该反射波对天线20的辐射方向图带来影响。在此,对表示由第二特征带来的效果的第二模拟的结果进行说明。在第二模拟中,将本实施方式的复合电子部件1和第二比较例的复合电子部件的特性进行比较。图21是第二比较例的复合电子部件的主要部分的俯视图。图22是第二比较例的复合电子部件的主要部分的侧视图。图21与图6对应。图22与图4对应。如图21及图22所示,在第二比较例的复合电子部件中,代替本实施方式的第二接地导体层481而设置有接地导体层481P。如图21所示,在与Z方向平行的方向观察得到的接地导体层481P的形状比在与Z方向平行的方向观察得到的部分导体层321P的形状小。在与Z方向平行的方向观察时,接地导体层481P相对于辐射元件22的中心偏离存在。即,在与Z方向平行的方向观察时,接地导体层481P的中心和辐射元件22的中心不一致,接地导体层481P的一部分与辐射元件22的一部分重叠。在与Z方向平行的方向观察时,接地导体层481P的外缘的一部分位于辐射元件22的外缘的外侧,但接地导体层481P的外缘的剩余部分不位于辐射元件22的外缘的外侧。另外,在第二比较例中,未设置多个通孔列80。第二比较例的复合电子部件的其它结构与本实施方式的复合电子部件1相同。图23及图24表示第二模拟的结果。图23是表示第二比较例的复合电子部件的辐射方向图的特性图。图24是表示本实施方式的复合电子部件1的辐射方向图的特性图。图23及图24均表示包含辐射元件22的上表面的中心的XZ平面上的天线20的辐射方向图。在图23及图24中,圆周方向的刻度表示放射方向相对于Z方向所成的角度。在图23及图24中,从Z方向沿顺时针方向观察时的角度以正值表示,从Z方向沿逆时针方向观察时的角度以负值表示。在图23及图24中,半径方向的刻度表示指向性增益。如图23所示,在第二比较例的复合电子部件的辐射方向图中,从0°到90°的范围的辐射方向图与从0°到-90°的范围的辐射方向图的对称性差。这表现出天线20的辐射方向图紊乱。其原因认为如下。在第二比较例中,如上所述,在与Z方向平行的方向观察时,形状小的接地导体层481P相对于辐射元件22的中心偏离存在。因此,在通过辐射元件22的上表面的中心假定与Z方向平行的中心轴的情况下,在第二比较例中,在包含中心轴的截面上,中心轴的两侧的反射波的强度及相位的对称性差。因此,在第二比较例中,认为天线20的辐射方向图紊乱。与之相对,如图24所示,在本实施方式的复合电子部件1的辐射方向图中,从0°到90°的范围的辐射方向图与从0°到-90°的范围的辐射方向图的对称性好。认为这是因为,在与Z方向平行的方向观察时,辐射元件22整体位于第二接地导体层481的外缘的内侧。即,由此,在本实施方式中,在包含上述中心轴的截面上,中心轴的两侧的反射波的强度及相位的对称性好,其结果,认为防止了天线20的辐射方向图的紊乱。另外,在本实施方式中,通过第二特征,在与Z方向平行的方向观察时,第二接地导体层481的形状比辐射元件22的形状大。这适用于实现第一特征。即,与Z方向平行的方向观察时的第二接地导体层481的形状大,由此能够充分确保在第二接地导体层481中用于连接多个连接导体部71的区域,并且多个连接导体部71的数量或配置的设计的自由度增大。另外,在本实施方式中,在与Z方向平行的方向观察时,4个辐射元件22全部整体位于第二接地导体层481的外缘的内侧。由此,能够进一步增大在与Z方向平行的方向观察时的第二接地导体层481的形状,能够更可靠地确保上述的由第二接地导体层481带来的效果。此外,本发明不限于上述实施方式,可以进行各种变更。例如,本发明的复合电子部件也可以具备滤波器和天线各一个。另外,带通滤波器的结构不限于实施方式所示的结构。例如,带通滤波器也可以是包含2、3或5以上的谐振器的结构。另外,天线的结构不限于实施方式所示的结构。例如,天线也可以是向辐射元件直接供电的结构。另外,本发明的复合电子部件中的滤波器也可以是带通滤波器以外的滤波器。基于以上的说明,明确了可以实施本发明的各种实施方式及变形例。因此,在权利要求的均等的范围内,即使是上述最佳实施方式以外的实施方式,也能够实施本发明。

权利要求:1.一种复合电子部件,其特征在于,具备:层叠体,其包含沿第一方向层叠的多个电介质层和多个导体层;和一个以上的滤波器及一个以上的天线,其构成一个以上的滤波器-天线对,各滤波器-天线对由所述一个以上的滤波器中的一个和所述一个以上的天线中的一个构成,该一个滤波器和该一个天线电连接,所述多个导体层包含分别与地面连接的第一接地导体层及第二接地导体层,所述第一接地导体层和所述第二接地导体层在所述第一方向上配置于相互不同的位置,所述滤波器位于从所述第一接地导体层至所述第二接地导体层的空间范围内,所述天线包含由所述多个导体层中的一个构成的辐射元件,所述辐射元件相对于所述第二接地导体层配置于与所述第一接地导体层相反侧,在与所述第一方向平行的方向观察时,所述辐射元件整体位于所述第二接地导体层的外缘的内侧,所述层叠体还包含将所述第一接地导体层和所述第二接地导体层连接的多个连接导体部,在将与所述第一方向正交并且相互正交的两个方向设为第二方向及第三方向时,所述多个连接导体部以一个以上的连接导体部分别存在于所述第二方向上的所述滤波器的前方及后方和所述第三方向上的所述滤波器的前方及后方的方式配置于所述滤波器的周围。2.根据权利要求1所述的复合电子部件,其特征在于,所述多个连接导体部各自包含串联连接的多个通孔。3.根据权利要求1所述的复合电子部件,其特征在于,所述滤波器是包含多个谐振器的带通滤波器。4.根据权利要求3所述的复合电子部件,其特征在于,所述多个连接导体部以相邻的两个连接导体部的间隔成为与所述带通滤波器的通频带的中心频率对应的波长的14以下的方式配置。5.根据权利要求3所述的复合电子部件,其特征在于,所述多个谐振器分别具有在与所述第一方向交叉的方向上具有长的形状的谐振器导体部。6.根据权利要求5所述的复合电子部件,其特征在于,所述多个连接导体部各自以与最接近其的谐振器导体部之间的距离成为与所述带通滤波器的通频带的中心频率对应的波长的14以下的方式配置。7.根据权利要求1所述的复合电子部件,其特征在于,所述多个连接导体部以相邻的两个连接导体部的间隔成为1.25mm以下的方式配置。8.根据权利要求1所述的复合电子部件,其特征在于,所述一个以上的滤波器-天线对为多个滤波器-天线对,所述一个以上的滤波器为多个滤波器,所述一个以上的天线为多个天线,所述多个连接导体部以与所述多个滤波器-天线对对应的方式设置有多组。9.根据权利要求8所述的复合电子部件,其特征在于,所述多个天线包含多个辐射元件,在与所述第一方向平行的方向观察时,所述多个辐射元件全部整体位于所述第二接地导体层的外缘的内侧。10.根据权利要求8所述的复合电子部件,其特征在于,所述第一接地导体层包含与所述多个滤波器-天线对对应的多个部分导体层,所述多个部分导体层相互分离。

百度查询: TDK株式会社 复合电子部件