信號傳輸裝置、濾波器及基板間通信裝置的製作方法

2024-04-01 19:30:05 4

專利名稱：信號傳輸裝置、濾波器及基板間通信裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種使用分別形成有諧振器的多個基板進行信號傳輸的信號傳輸裝置、濾波器及基板間通信裝置。
背景技術：
以往，已知有使用分別形成有諧振器的多個基板進行信號傳輸的信號傳輸裝置。 例如，在專利文獻1中公開了一種在不同基板上分別構成諧振器，並使這些諧振器相互進行電磁耦合而構成2級濾波器進行信號傳輸的信號傳輸裝置。現有技術文獻專利文獻
專利文獻1 特開2008-67012號公報
當採用如上所述的使分別形成在不同基板上的諧振器之間發生電磁耦合的結構時，在各基板之間產生電場和磁場。這時，在現有結構中所存在的問題是，存在於基板之間的空氣層的厚度發生變動，諧振器之間的耦合係數或諧振頻率將大幅度變化，因此，用作濾波器時其中心頻率和帶寬將大幅度變動。

發明內容
本發明借鑑了上述問題點，目的在於提供一種能夠抑制因基板間距離的變動而引起的通過頻率和通頻帶的變動，從而能夠進行穩定的動作的信號傳輸裝置、濾波器及基板間通信裝置。本發明的信號傳輸裝置具有第一和第二基板，在第一方向隔開間隔地彼此對置配置；第一諧振器，形成在第一基板的第一區域，具有開路端；第一屏蔽電極，在第一諧振器和第二基板之間以至少覆蓋第一諧振器的開路端的方式部分地覆蓋所述第一諧振器；第二諧振器，形成在第二基板的與第一區域相對應的區域，並具有開路端，與第一諧振器電磁耦合；第二屏蔽電極，在第二諧振器和第一基板之間以至少覆蓋第二諧振器的開路端的方式部分地覆蓋所述第二諧振器；第一諧振部，通過第一諧振器和第二諧振器電磁耦合而形成；以及第二諧振部，相對於第一諧振部沿第二方向並列地配置，與第一諧振部電磁耦合， 從而與第一諧振部之間進行信號傳輸。本發明的濾波器採用與上述本發明的信號傳輸裝置相同的結構，作為濾波器進行動作。本發明的信號傳輸裝置和濾波器還可以具有第三諧振器，形成在第一基板的第二區域，具有開路端；第三屏蔽電極，在第三諧振器和所述第二基板之間以至少覆蓋第三諧振器的開路端的方式部分地覆蓋第三諧振器；第四諧振器，形成在第二基板的與第二區域對應的區域，具有開路端，與第三諧振器電磁耦合；以及第四屏蔽電極，在第四諧振器和第一基板之間以至少覆蓋第四諧振器的開路端的方式部分地覆蓋第四諧振器。另外，第二諧振部是通過第三諧振器與第四諧振器電磁耦合而形成的。
本發明的基板間通信裝置還可以在上述本發明的信號傳輸裝置的結構中進一步具有第一信號引出電極，其形成在第一基板上，並直接與第一諧振器物理式連接、或者與第一諧振部隔開間隔地電磁耦合；第二信號引出電極，其形成在第二基板上，並直接與第四諧振器物理式連接、或者與第二諧振部隔開間隔地電磁耦合，在第一基板和第二基板之間進行信號傳輸。在本發明的信號傳輸裝置、濾波器或基板間通信裝置中，在第一諧振器中當諧振時電場能量集中的開路端側被第一屏蔽電極覆蓋，因此，從第一諧振器向第二基板側產生的電場分布以第一屏蔽電極為邊界而大幅度減少。對於第二諧振器而言也同樣，在諧振時發生電場能量集中的開路端側被第二屏蔽電極覆蓋，因此，從第二諧振器向第一基板側產生的電場分布以第二屏蔽電極為邊界而大幅度減少。由此，通過最優化屏蔽電極的大小，就能夠使構成第一諧振部的第一諧振器與第二諧振器處於主要以磁場分量發生電磁耦合(磁場耦合)的狀態。在第一諧振部中，第一基板和第二基板之間的空氣層等之中的電場分布大幅度減少，因此，即使第一基板和第二基板之間的空氣層等基板間距離發生了變動，也可以抑制第一諧振部中的諧振頻率的變動。同樣地，第三諧振器中，當諧振時電場能量集中的開路端側被第三屏蔽電極覆蓋，因此，從第三諧振器向第二基板側產生的電場分布以第三屏蔽電極為邊界而大幅度減少。對於第四諧振器而言也同樣，當諧振時電場能量集中的開路端側被第四屏蔽電極覆蓋，因此，從第四諧振器向第一基板側產生的電場分布以第四屏蔽電極為邊界而大幅度減少。由此，通過最優化屏蔽電極的大小，就能夠使構成第二諧振部的第三諧振器與第四諧振器處於主要以磁場分量發生電磁耦合(磁場耦合)的狀態。在第二諧振部中，第一基板和第二基板之間的空氣層等之中的電場分布大幅度減少，因此，即使第一基板和第二基板之間的空氣層等基板間距離發生了變動，也可以抑制第二諧振部中的諧振頻率的變動。其結果是，基板間距離的變動導致的通過頻率和通頻帶的變動受到抑制。在本發明的信號傳輸裝置、濾波器或基板間通信裝置中，第一和第二諧振器也可以分別是線路型諧振器，其一端是開路端、另一端是短路端，並且開路端側與短路端側相比具有更寬的線路寬度。或者，第一和第二諧振器也可以分別是這樣的線路型諧振器，其兩端是開路端，並且開路端側與中央部相比具有更寬的線路寬度。此外，第一屏蔽電極也可以設置為至少覆蓋第一諧振器中的具有較寬的線路寬度的部分，而第二屏蔽電極也可以設置為至少覆蓋第二諧振器中的具有較寬的線路寬度的部分。另外，還可以具有第一電容器電極，與第一諧振器的開路端導通，並設置在第一諧振器的開路端和第一屏蔽電極之間；第二電容器電極，與第二諧振器的開路端導通，並設置在第二諧振器的開路端和第二屏蔽電極之間。另外，還可以具有第一耦合用窗口，設置在第一諧振器和第二基板之間，用於使第一諧振器和第二諧振器發生電磁耦合；以及第二耦合用窗口，設置在第二諧振器和第一基板之間，用於使第一諧振器和第二諧振器發生電磁耦合。進而，在本發明的信號傳輸裝置、濾波器或基板間通信裝置中，在第一諧振部中， 第一諧振器和第二諧振器以混合諧振模式進行電磁耦合從而作為整體構成以預定的諧振頻率進行諧振的一個耦合諧振器，並且在所述第一和第二基板以彼此不發生電磁耦合的方式分開的狀態下，第一諧振器和第二諧振器分別以不同於所述預定的諧振頻率的其他諧振頻率進行諧振；在第二諧振部中，第三諧振器和第四諧振器以混合諧振模式進行電磁耦合從而作為整體構成以預定的諧振頻率進行諧振的另一個耦合諧振器，並且在第一和第二基板以彼此不發生電磁耦合的方式分開的狀態下，第三諧振器和第四諧振器分別以不同於預定的諧振頻率的其他諧振頻率進行諧振。在採用這種結構的情況下，第一基板和第二基板以彼此不發生電磁耦合的方式分開的狀態下的頻率特性與第一基板和第二基板彼此電磁耦合的狀態下的頻率特性呈現出不同的狀態。因此，例如，在第一基板和第二基板彼此電磁耦合的狀態下以預定的諧振頻率進行信號傳輸，而在第一基板和第二基板以彼此不發生電磁耦合的方式分開的狀態下則不以預定的諧振頻率進行信號傳輸。由此能夠在使第一基板與第二基板分開的狀態下防止信號(電磁波)從形成在各基板上的各諧振器洩漏出去。另外，本發明的信號傳輸裝置或濾波器還可以具有第一信號引出電極，其形成在第一基板上，並直接與第一諧振器物理式連接、或者與第一諧振部隔開間隔地電磁耦合；第二信號引出電極，其形成在第二基板上，並直接與第四諧振器物理式連接、或者與第二諧振部隔開間隔地電磁耦合，在第一基板和第二基板之間進行信號傳輸。另外，本發明的信號傳輸裝置或濾波器還可以具有第一信號引出電極，其形成在第二基板上，並直接與第二諧振器物理式連接、或者與第一諧振部隔開間隔地電磁耦合；第二信號引出電極，其形成在第二基板上，並直接與第四諧振器物理式連接、或者與第二諧振部隔開間隔地電磁耦合，在第二基板內進行信號傳輸。此外，在本發明的信號傳輸裝置、濾波器或基板間通信裝置中，所謂的「信號傳輸」 並不限於進行模擬信號或數位訊號等的發送/接收信號這樣的信號傳輸，也包含電力的輸送/接收這樣的電力傳輸。發明效果
根據本發明的信號傳輸裝置、濾波器或基板間通信裝置，針對第一基板和第二基板上所形成的各諧振器，採用了藉助於屏蔽電極覆蓋住在諧振時電場能量集中的開路端側的諧振器結構，因此，通過最優化屏蔽電極的大小，能夠使第一基板和第二基板之間處於主要利用磁場分量發生電磁耦合的狀態，大幅度減少空氣層等之中的電場分布。由此，即使第一基板和第二基板之間的空氣層等基板間距離發生了變動，也可以抑制第一諧振部和第二諧振部之中的諧振頻率的變動。其結果是，基板間距離的變動導致的通過頻率和通頻帶的變動受到抑制。


圖1是表示本發明第1實施方式中的信號傳輸裝置(濾波器、基板間通信裝置)的一個結構實例的立體圖。圖2是從上面觀察圖1所示的信號傳輸裝置時得到的平面圖。圖3是將圖1所示的信號傳輸裝置中沿AA線部分的截面結構與基板各部分的電場向量E和電流向量i一起示出的剖視圖。圖4是將圖1所示的信號傳輸裝置中沿BB線部分的截面結構與基板各部分的諧振頻率一起示出的剖視圖。圖5是表示1/4波長諧振器中的電場強度分布和磁場強度分布的說明圖。圖6是表示具有比較例的諧振器結構的基板的剖視圖。
圖7是表示將2個圖6所示的基板對置配置的結構的剖視圖。圖8 (A)是表示由一個諧振器產生的諧振頻率的說明圖；(B)是表示由2個諧振器產生的諧振頻率的說明圖。圖9是表示比較例的諧振器結構的具體設計實例的剖視圖。圖10是表示圖9所示的諧振器結構中的諧振頻率特性的特性圖。圖11是表示圖1所示的信號傳輸裝置中的第1諧振部的具體設計實例的剖視圖。圖12是表示圖11所示的第1諧振部的具體設計值的剖視圖。圖13是表示圖11所示的第1諧振部的具體設計值的平面圖。圖14是表示圖11所示的第1諧振部中的諧振頻率特性的特性圖。圖15是表示圖11所示的第1諧振部中的第1基板和第2基板之間的電場強度分布的說明圖。圖16是表示使用了圖1所示的信號傳輸裝置的諧振器結構的濾波器的一個結構實例的立體圖。圖17 (A)是表示圖16所示的濾波器中的第1基板的表面側的結構的平面圖，(B) 是表示第1基板的背面側的結構的平面圖。圖18 (A)是表示圖16所示的濾波器中的第2基板的表面側的結構的平面圖，(B) 是表示第2基板的背面側的結構的平面圖。圖19是表示圖16所示的濾波器中的諧振器部分的具體設計值的平面圖。圖20是表示圖16所示的濾波器的濾波器特性的特性圖。圖21是表示本發明第2實施方式中的信號傳輸裝置的一個結構實例的剖視圖。圖22是表示本發明第3實施方式中的信號傳輸裝置的一個結構實例的剖視圖。圖23是表示1/2波長諧振器中的電場強度分布和磁場強度分布的說明圖。圖M是表示本發明第4實施方式中的信號傳輸裝置的一個結構實例的平面圖。圖25是表示本發明第4實施方式中的信號傳輸裝置的一個結構實例的剖視圖。圖沈是表示本發明第5實施方式中的信號傳輸裝置的一個結構實例的剖視圖。圖27是表示本發明的第6實施方式中的信號傳輸裝置的第1結構實例的剖視圖。圖觀是表示本發明第6實施方式中的信號傳輸裝置的第2結構實例的剖視圖。圖四是表示本發明第7實施方式中的信號傳輸裝置的一個結構實例的平面圖。圖30是表示本發明第8實施方式中的信號傳輸裝置的一個結構實例的剖視圖。
具體實施例方式下面，參照附圖詳細說明本發明的實施方式。
圖1表示出本發明第1實施方式中的信號傳輸裝置(基板間通信裝置或濾波器)的整體結構實例。圖2示出從上面觀察圖1所示的信號傳輸裝置所見的平面結構。圖3示出圖1 所示的信號傳輸裝置中沿AA線部分的截面結構。圖4示出圖1所示的信號傳輸裝置中沿 BB線部分的截面結構。本實施方式的信號傳輸裝置具有在第1方向(圖中的Z方向)上彼此對置配置的第1基板10和第2基板20。第1基板10和第2基板20是電介質基板，兩者包夾著由不同於基板材料的材料所製成的層(介電常數不同的層，例如空氣層)並隔開間隔(基板間距離Da) 而彼此對置配置。在第1基板10的表面側，在第1區域中形成有第一 1/4波長諧振器11，在第2區域中形成有第三1/4波長諧振器31。如圖1和圖2所示，第一 1/4波長諧振器11和第三 1/4波長諧振器31在第2方向(圖中的Y方向)上並列地形成。在第2基板20的背面側， 在與形成有第一 1/4波長諧振器11的第1區域相對應的區域內形成有第二 1/4波長諧振器21，在與形成有第三1/4波長諧振器31的第2區域相對應的區域內形成有第四1/4波長諧振器41。第二 1/4波長諧振器21和第四1/4波長諧振器41在第2方向(圖中的Y方向) 上並列地形成。各1/4波長諧振器11、21、31、41均由導體所形成的電極圖形構成，一端是開路端，另一端是短路端。此外，在圖1中省略了形成在第1基板10和第2基板20上的各電極圖形(第一 1/4波長諧振器11等)的厚度。如圖2所示，各1/4波長諧振器11、21、31、41是線路型諧振器，其開路端側與短路端側相比具有更寬的線路寬度，並分別在開路端側具有寬幅的導體部分11A、21A、31A、41A。 由此，各1/4波長諧振器11、21、31、41構成了階躍阻抗諧振器(S^)。第一 1/4波長諧振器11和第二 1/4波長諧振器21被配置為彼此的開路端之間和彼此的短路端之間彼此對置。同樣地，第三1/4波長諧振器31和第四1/4波長諧振器41被配置為彼此的開路端之間和彼此的短路端之間彼此對置。由此，在將第1基板10和第2基板20沿第1方向彼此對置配置的狀態下，第1基板10上的第一 1/4波長諧振器11和第2 基板20上的第二 1/4波長諧振器21就會沿第1方向彼此對置而發生電磁耦合，由此形成了第1諧振部1。另外，在將第1基板10和第2基板20沿第1方向彼此對置配置的狀態下， 第1基板10上的第三1/4波長諧振器31和第2基板20上的第四1/4波長諧振器41就會沿第1方向彼此對置而發生電磁耦合，由此形成了第2諧振部2。由此，在將第1基板10和第2基板20沿第1方向彼此對置配置的狀態下，第1和第2諧振部1、2在第2方向上並列配置。如圖4所示，第1和第2諧振部1、2分別以預定的諧振頻率(後文敘述的混合諧振模式下的第1諧振頻率π或第2諧振頻率f2)進行諧振，彼此發生電磁耦合。在第1和第 2諧振部1、2之間進行例如將預定的第1諧振頻率(後文敘述的混合諧振模式下的第1諧振頻率Π)作為通頻帶的信號傳輸。另一方面，在第1基板10和第2基板20以彼此不發生電磁耦合的方式分開的狀態下，形成了第1和第2諧振部1、2的各1/4波長諧振器11、21、 31,41以不同於預定的諧振頻率的其他諧振頻率f0進行諧振。在該信號傳輸裝置中，例如，在第1基板10側形成第1諧振部1用的第1信號引出電極，在第2基板20側形成第2諧振部2用的第2信號引出電極，由此，就能夠在第1基板10和第2基板20之間進行信號傳輸。例如，在第1基板10的表面側形成第1信號引出電極，直接與第一 1/4波長諧振器11物理式連接，使其與第一 1/4波長諧振器11直接導通。由此，能夠在第1信號引出電極和第1諧振部1之間進行信號傳輸。另外，在第2基板 20的背面側形成第2信號引出電極，直接與第四1/4波長諧振器41物理式連接，使其與第四1/4波長諧振器41直接導通。由此，能夠在第2信號引出電極和第2諧振部2之間進行信號傳輸。第1諧振部1和第2諧振部2發生了電磁耦合，因此，能夠在第1信號引出電極和第2信號引出電極之間進行信號傳輸。由此，能夠在第1基板10和第2基板20這2個基板之間進行信號傳輸。在第1基板10的背面側形成有第1屏蔽電極81。在第2基板20的表面側形成有第2屏蔽電極82。第1和第2屏蔽電極81、82整體處於接地電位。第1屏蔽電極81用於對第一 1/4波長諧振器11進行局部覆蓋。第1屏蔽電極81還具有用於對第三1/4波長諧振器31進行局部覆蓋的第3屏蔽電極的功能。第1屏蔽電極81設置在第一 1/4波長諧振器11、第三1/4波長諧振器31和第2基板20之間，至少覆蓋第一 1/4波長諧振器11和第三1/4波長諧振器31上的各自的開路端。第1屏蔽電極81特別優選被設置為整體覆蓋第一 1/4波長諧振器11和第三1/4波長諧振器31上的開路端側的寬幅的導體部分11A、31A。第2屏蔽電極82用於對第二 1/4波長諧振器21進行局部覆蓋。第2屏蔽電極82 還具有用於對第四1/4波長諧振器41進行局部覆蓋的第4屏蔽電極的功能。第2屏蔽電極82設置在第二 1/4波長諧振器21、第四1/4波長諧振器41和第1基板10之間，至少覆蓋第二 1/4波長諧振器21和第四1/4波長諧振器41上的各自的開路端。第2屏蔽電極82 特別優選被設置為整體覆蓋第二 1/4波長諧振器21和第四1/4波長諧振器41上的開路端側的寬幅的導體部分21A、41A。在第1基板10上的第一 1/4波長諧振器11和第2基板20之間設置有第1耦合用窗口 81A，用於使構成第1諧振部1的第一 1/4波長諧振器11和第二 1/4波長諧振器21 發生電磁耦合。第1耦合用窗口 81A也發揮在第三1/4波長諧振器31和第2基板20之間使構成第2諧振部2的第三1/4波長諧振器31和第四1/4波長諧振器41發生電磁耦合的耦合用窗口的作用。第1耦合用窗口 81A形成在第1基板10上未設置第1屏蔽電極81的區域。第1耦合用窗口 81A形成在至少與第一 1/4波長諧振器11和第三1/4波長諧振器 31上的各自的短路端相對應的區域。在第2基板10上的第二 1/4波長諧振器21和第1基板10之間設置有第2耦合用窗口 82A，用於使構成第1諧振部1的第一 1/4波長諧振器11和第二 1/4波長諧振器21 發生電磁耦合。第2耦合用窗口 82A也發揮在第四1/4波長諧振器41和第1基板10之間使構成第2諧振部2的第三1/4波長諧振器31和第四1/4波長諧振器41發生電磁耦合的耦合用窗口的作用。第2耦合用窗口 82A形成在第2基板20上未設置第2屏蔽電極82的區域。第2耦合用窗口 82A形成在至少與第二 1/4波長諧振器21和第四1/4波長諧振器 41上的各自的短路端相對應的區域。[動作和作用]
在該信號傳輸裝置中，第ι諧振部ι通過第ι基板10上的第一 1/4波長諧振器11和第2基板20上的第二 1/4波長諧振器21以後文敘述的混合諧振模式進行電磁耦合而構成了一個整體以預定的第1諧振頻率fl (或第2諧振頻率f2)進行諧振的耦合諧振器。並且在第1基板10和第2基板20以彼此不發生電磁耦合的方式充分分開的狀態下，第1基板 10上的第一 1/4波長諧振器11和第2基板20上的第二 1/4波長諧振器21各自的單獨的諧振頻率成為不同於預定的第1諧振頻率π (或第2諧振頻率f2)的其他諧振頻率f0。同樣地，第2諧振部2通過第1基板10上的第三1/4波長諧振器31和第2基板 20上的第四1/4波長諧振器41以後文敘述的混合諧振模式進行電磁耦合而構成了一個整體以預定的第1諧振頻率Π (或第2諧振頻率f2)進行諧振的耦合諧振器。並且在第1基板10和第2基板20以彼此不發生電磁耦合的方式充分分開的狀態下，第1基板10上的第三1/4波長諧振器31和第2基板20上的第四1/4波長諧振器41各自的單獨的諧振頻率成為不同於預定的第1諧振頻率Π (或第2諧振頻率f2)的其他諧振頻率f0。因而，第1基板10和第2基板20以彼此不發生電磁耦合的方式充分分開的狀態下的頻率特性與第1基板10和第2基板20彼此電磁耦合的狀態下的頻率特性呈現出不同的狀態。因此，例如，在第1基板10和第2基板20彼此電磁耦合的狀態下，以第1諧振頻率fl (或第2諧振頻率f2)進行信號傳輸。另一方面，在第1基板10和第2基板20以彼此不發生電磁耦合的方式充分分開的狀態下以單獨的其他諧振頻率f0進行諧振，因此，變為在第1諧振頻率fl (或第2諧振頻率f2)下不進行信號傳輸的狀態。由此，在第1基板 10和第2基板20充分分開的狀態下，即使輸入了與第1諧振頻率Π (或第2諧振頻率f2) 頻帶相同的信號，該信號也會被反射，故能夠防止信號(電磁波)從各諧振器11、12、21、22洩漏出去。(以混合諧振模式進行信號傳輸的原理)
這裡，說明以上述的混合諧振模式進行信號傳輸的原理。為了簡化說明，將圖6所示的在第1基板110的內部形成了 1個諧振器111的諧振器結構作為比較例。在該比較例的諧振器結構中，如圖8 (A)所示，變為以1個諧振頻率f0進行諧振的諧振模式。與此不同的是，如圖7所示，將具有與圖6所示的比較例諧振器結構相同的結構的第2基板120隔開基板間距離Da與第1基板110對置配置，並發生電磁耦合，針對該情形加以考慮。在第2基板120的內部形成有1個諧振器121。就第2基板120上的諧振器121而言，其與第1基板 110上的諧振器111結構相同，因此，在未與第1基板110電磁耦合的單獨的狀態下，如圖8 (A)所示，變為以1個諧振頻率f0進行諧振的單獨的諧振模式。但是，在如圖7所示的將2 個諧振器111、121電磁耦合的狀態下，由於電波的漂移效應(飛$移>9効果)，將形成由第1 諧振模式和第2諧振模式組成的混合諧振模式並進行諧振，而不是以單獨的諧振頻率f0進行諧振，其中第1諧振模式的第1諧振頻率fl比單獨的諧振頻率f0低，第2諧振模式的第 2諧振頻率f2比單獨的諧振頻率f0高。如果將圖7所示的在混合諧振模式下發生電磁耦合的2個諧振器111、121作為整體看作是一個耦合諧振器101，則通過並列配置同樣的諧振器結構，就能夠構成將第1諧振頻率Π (或第2諧振頻率f2)作為通頻帶的濾波器。輸入該第1諧振頻率Π (或第2諧振頻率f2)附近頻率的信號，就能夠進行信號傳輸。圖1 圖4所示的本實施方式的信號傳輸裝置採用的就是這種結構。在以上原理的基礎上，進一步詳細說明本實施方式的信號傳輸裝置中的諧振模式。如圖1的信號傳輸裝置所示，在第1諧振部1和第2諧振部2並列配置的情況下，第1 基板10和第2基板20以彼此不發生電磁耦合的方式充分分開的狀態下的頻率特性與第1 基板10和第2基板20隔著空氣層等彼此電磁耦合的狀態下的頻率特性也會呈現出不同的狀態。因此，例如，在第1基板10和第2基板20彼此電磁耦合的狀態下，以包含第1諧振頻率Π (或第2諧振頻率f2)在內的通頻帶的頻率進行信號傳輸。另一方面，在第1基板 10和第2基板20以彼此不發生電磁耦合的方式充分分開的狀態下以包含不同於信號傳輸頻率的單獨的其他諧振頻率fo在內的通頻帶的頻率進行諧振，因此，變為在第1諧振頻率 fl (或第2諧振頻率f2)下不進行信號傳輸的狀態。由此，在第1基板10和第2基板20被充分分開的狀態下，即使輸入了與第1諧振頻率Π (或第2諧振頻率f2)頻帶相同的信號， 該信號也會被反射，因而能夠防止信號(電磁波)從各諧振器11、12、21、22洩漏出去。然而，如圖5所示，線路寬度一致的一般性的1/4波長諧振器在諧振時的電場強度分布(E)和磁場強度分布(H)呈相位彼此相差180°的正弦波狀分布。因此，電場能量在開路端側增大，磁場能量反而在短路端側增大。特別地，在1/4波長諧振器的中央部到開路端之間集中了幾乎所有電場能量，相反，在中央部到短路端之間則集中了幾乎所有磁場能量。如本實施方式中的各1/4波長諧振器11、21、31、41所示，在開路端側具有較寬的線路寬度的階躍阻抗型諧振器的情況下，特別地，電場能量集中在寬幅的導體部分11A、21A、31A、 41A。這裡，圖3中示出了在上述第1諧振模式(諧振頻率fl)下的電荷分布和電場向量 E及電流向量i。在第1諧振模式下，如圖3所示，在各1/4波長諧振器11、21、31、41中，正電荷集中到開路端側，電流從短路端流向開路端側。這時，在第1基板10側，第1屏蔽電極 81被設置為與第一 1/4波長諧振器11和第三1/4波長諧振器31各自的開路端側相對置， 因此，負電荷分布到第1屏蔽電極81上。因而，在第1基板10側會產生從第一 1/4波長諧振器11和第三1/4波長諧振器31各自的開路端側指向第1屏蔽電極81的電場。如上所述，在1/4波長諧振器中電場能量集中於開路端側，因此，大部分電場會產生在第一 1/4波長諧振器11和第三1/4波長諧振器31各自的開路端側與第1屏蔽電極81之間。同樣地， 在第2基板20側，第2屏蔽電極82被設置為與第二 1/4波長諧振器21和第四1/4波長諧振器41各自的開路端側相對置，故負電荷分布到第2屏蔽電極82上。因此，在第2基板20 側會產生從第二 1/4波長諧振器21和第四1/4波長諧振器41各自的開路端側指向第2屏蔽電極82的電場。如上所述，在1/4波長諧振器中電場能量集中於開路端側，因此，大部分電場會產生在第二 1/4波長諧振器21和第四1/4波長諧振器41各自的開路端側與第2屏蔽電極82之間。根據以上原理，在該信號傳輸裝置中，第一 1/4波長諧振器11中，當諧振時電場能量集中的開路端側被第1屏蔽電極81覆蓋，由此，從第一 1/4波長諧振器11向第2基板20 側產生的電場分布就會以第1屏蔽電極81為邊界而大幅度減少(從第一 1/4波長諧振器11 向第2基板20側產生的電場的電場強度以第1屏蔽電極81為邊界而大幅度減少)。第二 1/4波長諧振器21也同樣，當諧振時電場能量集中的開路端側被第2屏蔽電極82覆蓋，由此，從第二 1/4波長諧振器21向第1基板10側產生的電場分布就會以第2屏蔽電極82為邊界而大幅度減少(從第二 1/4波長諧振器21向第1基板10側產生的電場的電場強度以第 2屏蔽電極82為邊界而大幅度減少)。由此，通過最優化屏蔽電極的大小，就能夠使構成第 1諧振部1的第一 1/4波長諧振器11與第2個第一 1/4波長諧振器21處於主要以磁場分量發生電磁耦合(磁場耦合)的狀態。在第1諧振部1中，第1基板10和第2基板20之間的空氣層等之中的電場分布大幅度減少，因此，即使第1基板10和第2基板20之間的空氣層等基板間距離Da發生了變動，也可以抑制第1諧振部1中的諧振頻率的變動。即，由於空氣層等的厚度的變化，第1基板10與第2基板20之間、以及第1基板10的第一 1/4波長諧振器11與第2基板20的第二 1/4波長諧振器之間的有效介電常數的變動受到抑制。同樣地，在第三1/4波長諧振器31中，當諧振時電場能量集中的開路端側被第1 屏蔽電極81覆蓋，由此，從第三1/4波長諧振器31向第2基板20側產生的電場分布就會以第1屏蔽電極81為邊界而大幅度減少(從第三1/4波長諧振器31向第2基板20側產生的電場的電場強度以第1屏蔽電極81為邊界而大幅度減少)。第四1/4波長諧振器41也同樣地，當諧振時電場能量集中的開路端側被第2屏蔽電極82覆蓋，由此，從第四1/4波長諧振器41向第1基板10側產生的電場分布就會以第2屏蔽電極82為邊界而大幅度減少 (從第四1/4波長諧振器41向第1基板10側產生的電場的電場強度以第2屏蔽電極82為邊界而大幅度減少)。由此，通過最優化屏蔽電極的大小，就能夠使構成第2諧振部2的第三1/4波長諧振器31與第四1/4波長諧振器41處於主要以磁場分量發生電磁耦合(磁場耦合)的狀態。在第2諧振部2中，第1基板10和第2基板20之間的空氣層等之中的電場分布大幅度減少，因此，即使第1基板10和第2基板20之間的空氣層等基板間距離Da發生了變動，也可以抑制第2諧振部2中的諧振頻率的變動。其結果是，基板間距離Da的變動導致的通過頻率和通頻帶的變動受到抑制。即，由於空氣層等的厚度的變化，第1基板10 與第2基板20之間、以及第1基板10的第三1/4波長諧振器31與第2基板20的第二 1/4 波長諧振器之間的有效介電常數的變動受到抑制。[具體設計實例及其特性]
接著，對本實施方式的信號傳輸裝置的具體設計實例及其特性與比較例的諧振器結構的特性加以比較說明。圖9示出比較例的諧振器結構201的具體設計實例。圖10示出圖 9所示的諧振器結構201中的諧振頻率特性。在該比較例的諧振器結構201中，第1基板 10的背面側形成有第一 1/4波長諧振器11，第2基板20的表面側形成有第二 1/4波長諧振器21。另外，在第1基板10的表面側和第2基板20的背面側上配置了接地電極91、92 作為接地層。第一 1/4波長諧振器11和第二 1/4波長諧振器21被配置為彼此的開路端和短路端隔著空氣層相對置，形成交叉指型耦合。在圖9的比較例的諧振器結構201中，第1基板10和第2基板20的平面尺寸分別是邊長為2mm，基板厚度為100 μ m，相對介電常數為3. 85。第一 1/4波長諧振器11和第二 1/4波長諧振器21分別由線路寬度相同的電極圖形構成，平面尺寸為X方向長為1.5mm、Y 方向長(寬度)為0. 2mm。在這種結構中，使基板之間的空氣層厚度(基板間距離Da)從10 μ m 變化到100 μ m，計算出此時的諧振頻率，結果如圖10所示。在該比較例的諧振器結構201 中，由圖10可知，相對於空氣層厚度的變化，諧振頻率發生最大約70%的變動。這是因為， 空氣層厚度的變化導致第1基板10和第2基板20之間的有效相對介電常數發生變化的緣故。圖11 圖13示出本實施方式的信號傳輸裝置中的第1諧振器1的具體設計實例。 圖14示出圖11 圖13所示的設計實例中的諧振頻率特性。在該設計實例中，第1基板10 和第2基板20的平面尺寸和基板厚度採用了與圖9所示的比較例的諧振器結構201相同的設計值。第1基板10和第2基板20的相對介電常數為3. 5。第1屏蔽電極81和第2屏蔽電極82各自的平面尺寸如圖13所示，X方向長度為1. 1mm，Y方向的長度(寬度)為2mm。 第一 1/4波長諧振器11和第二 1/4波長諧振器21各自的平面尺寸為短路端側的X方向長為lmm、Y方向長(寬度)為0. 15mm。在開路端側的X方向長為0. 5mm,Y方向長(寬度)為 0. 4mm。在這種結構中使基板之間的空氣層厚度(基板間距離Da)與比較例同樣地從10 μ m 變化到100 μ m，計算出此時的諧振頻率，結果如圖14所示。在本實施方式的諧振器結構中， 由圖14可知，諧振頻率的變化小，相對於空氣層厚度的變化，諧振頻率僅發生最大約4%左右的變動。此外，在圖14的特性圖表中，諧振頻率的數值隨著基板間距離Da的變化而上下變化，圖表呈折線狀，這只不過是計算上的誤差，實際上會形成諧振頻率隨著基板間距離Da 的增大而逐漸上升的平緩的曲線狀圖表。圖15示出了圖11 圖13所示的設計實例中的第1基板10和第2基板20之間的電場強度分布。根據圖15可知，在第1基板10和第2基板20之間基本不產生電場。這是因為，如上所述，在第1基板10和第2基板20之間，第一 1/4波長諧振器11和第二 1/4 波長諧振器21的開路端側被第1屏蔽電極81和第2屏蔽電極82所覆蓋。由於短路端側未被第1屏蔽電極81和第2屏蔽電極82覆蓋，因此，在第1基板10和第2基板20之間， 基本不存在電場分量，磁場分量成為主要分量。此外，圖15表示在前文敘述的混合諧振模式中的第1諧振模式下的電場分布。圖16 圖19示出使用了本實施方式的信號傳輸裝置的諧振器結構的濾波器的設計實例。特別地，圖17 (A)示出圖16所示的濾波器中的第1基板10的表面側的結構，圖 17 (B)示出第1基板10的背面側的結構。圖18 (A)示出圖16所示的濾波器中的第2基板20的表面側的結構，圖18 (B)示出第2基板20的背面側的結構。圖19示出圖16所示的濾波器中的諧振器部分的具體設計值。該濾波器的諧振器部分的基本結構與圖1 圖4所示的信號傳輸裝置相同。艮口， 在第1基板10的表面側並列地形成有第一 1/4波長諧振器11和第三1/4波長諧振器31。 在第2基板20的背面側並列地形成有第二 1/4波長諧振器21和第四1/4波長諧振器41。 各1/4波長諧振器11、21、31、41構成了在開路端側具有寬幅的導體部分11A、21A、31A、41A 的階躍阻抗諧振器(S^)。另外，在第1基板10的背面側形成有第1屏蔽電極81，在第2基板20的表面側形成有第2屏蔽電極82。在第1基板10的背面側的與第一 1/4波長諧振器 11和第三1/4波長諧振器31的短路端側相對應的位置處形成有第1耦合用窗口 81A。在第2基板20的表面側的與第二 1/4波長諧振器21和第四1/4波長諧振器41的短路端側相對應的位置處形成有第2耦合用窗口 82A。在第1基板10的表面側形成有共面(Coplanar)線路型的第1導體線路71。如圖 17 (A)所示，第1導體線路71在比寬幅的導體部分IlA更靠近短路端側的位置處直接與第一 1/4波長諧振器11物理式連接，與第一 1/4波長諧振器11直接導通，構成了第1諧振部 IA用的第1信號引出電極。在第1導體線路71、第一 1/4波長諧振器11和第三1/4波長諧振器31的周圍設置了貫穿第1基板10的表面和背面並使表面和背面導通的通孔73。在第2基板20的背面側形成有共面線路型的第2導體線路72。如圖18 (B)所示，第2導體線路72在比寬幅的導體部分41A更靠近短路端一側的位置處直接與第四1/4 波長諧振器41物理式連接，與第四1/4波長諧振器41直接導通，構成了第2諧振部2A用的第2信號引出電極。在第2導體線路72、第二 1/4波長諧振器21和第四1/4波長諧振器 41的周圍設置了貫穿第2基板20的表面和背面並使表面和背面導通的通孔74。在該濾波器中，例如，信號從形成在第1基板10的表面側的第1導體線路71 (第 1信號引出電極)輸入，經過第1諧振部IA和第2諧振部2A，從形成在第2基板20的背面側的第2導體線路72 (第2信號引出電極)輸出。在這種結構中，使基板之間的空氣層厚度(基板間距離Da)從50 μ m變化到100 μ m、再變化到150 μ m,計算出此時的頻率特性，結果如圖20所示。圖20中示出作為濾波器的通過特性和反射特性。由圖20可知，作為濾波器的通過特性基本不受基板間距離Da的變化的影響。[效果]
根據本實施方式的信號傳輸裝置，第1基板10和第2基板20上所形成的各諧振器採用了在諧振時電場能量集中的開路端側被第1屏蔽電極81和第2屏蔽電極82覆蓋的諧振器結構，因此，通過最優化屏蔽電極的大小，能夠使第1基板10和第2基板20之間處於主要利用磁場分量進行電磁耦合的狀態，大幅度減少空氣層等之中的電場分布。由此，即使第 1基板10和第2基板20之間的空氣層等基板間距離Da發生了變動，也可以抑制第1諧振部1和第2諧振部2中的諧振頻率的變動。其結果是，基板間距離Da的變動導致的通過頻率和通頻帶的變動受到抑制。〈第2實施方式〉
接著，說明本發明第2實施方式的信號傳輸裝置。其中，對於與上述第1實施方式的信號傳輸裝置實質上相同的構成部分標註相同的符號，並適當省略其說明。在上述第1實施方式中示出了由第1基板10和第2基板20這2個基板構成的諧振器結構的實例，但也可以採用將3個以上基板對置配置的多層結構。圖21示出將η個(η 是3以上的整數)基板隔開基板間距離Da而彼此對置配置的結構實例。在這種多層結構的情況下，就最上層的第1個基板10-1而言，只要在單側(背面)上形成第1個屏蔽電極81-1 即可。另外，就最下層的第η個基板10-η而言，只要在單側(表面)上形成第η個屏蔽電極 81-η即可。就從中間的第2個基板10-2到第η_1個基板10-n-l而言，則是在兩側(表面和背面)上形成第2個屏蔽電極81-2到第n-1個屏蔽電極81-n-l。由此，在第1個基板10_1 和第2個基板10-2之間，第1個1/4波長諧振器11-1的開路端側被第1個屏蔽電極81_1 覆蓋，第2個1/4波長諧振器11-2的開路端側被第2個屏蔽電極81-2覆蓋。由此，在第1 個基板10-1和第2個基板10-2之間，第1個1/4波長諧振器11-1和第2個1/4波長諧振器11-2隔著耦合用窗口 81Α-1、81Α-2處於主要以磁場分量進行電磁耦合(磁場耦合)的狀態。由此，在第1個基板10-1和第2個基板10-2之間即使空氣層等基板間距離Da發生了變動，也可以抑制諧振頻率的變動。對於從第2個基板10-2到第η個基板10-η也是如此， 在各基板之間處於主要以磁場分量進行電磁耦合(磁場耦合)的狀態，由此，在各基板之間即使空氣層等基板間距離Da發生了變動，也可以抑制諧振頻率的變動。另外，在這種多層結構的情況下，第1個1/4波長諧振器11-1到第η個1/4波長諧振器ll-η整體構成了一個耦合諧振器，並以具有多個諧振模式的混合諧振模式進行諧振。此外，在具有多個諧振模式之中的最低諧振頻率fl的諧振模式下，在各基板之間流過各1/4波長諧振器的電流的方向與圖3所示的情形同樣地為相同方向。另外，各基板以彼此不發生電磁耦合的方式充分分開的狀態下的頻率特性與各基板隔著空氣層等彼此電磁耦合的狀態下的頻率特性呈現出不同的狀態。
接著，說明本發明第3實施方式的信號傳輸裝置。其中，對於與上述第1或第2實施方式的信號傳輸裝置實質上相同的構成部分標註相同的符號，並適當省略說明。在上述第1實施方式中採用的是將第一 1/4波長諧振器11和第二 1/4波長諧振器21 (或者第三1/4波長諧振器31和第四1/4波長諧振器41)以彼此的開路端之間和彼此的短路端之間彼此對置的方式進行配置，但也可以採用使第一 1/4波長諧振器11和第二1/4波長諧振器21交叉指型耦合進行配置。此外，所謂交叉指型耦合指的是將一端作為短路端、另一端作為開路端的2個諧振器按照一個諧振器的開路端與另一個諧振器的短路端對置、並且一個諧振器的短路端與另一個諧振器的開路端對置的方式配置從而發生電磁耦合的耦合方法。圖22示出了這種交叉指型的諧振器結構的一個實例。第1個基板10-1上形成有第1個1/4波長諧振器11-1，在與第2個基板10-2對置的一側，開路端側被第1個屏蔽電極81-1所覆蓋。第2個基板10-2上形成有第2個1/4波長諧振器11_2，在與第1個基板 10-1對置的一側，開路端側被第2個屏蔽電極81-2所覆蓋。在第1個基板10-1和第2個基板10-2之間，第1個1/4波長諧振器11-1和第2個1/4波長諧振器11_2隔著耦合用窗口 81Α-1、81Α-2交叉指型耦合。該交叉指型耦合處於主要以磁場分量進行電磁耦合(磁場耦合)的狀態。在採用這種交叉指型的諧振器結構的情況下，第1個1/4波長諧振器11-1 和第2個1/4波長諧振器11-2也整體構成了一個耦合諧振器，並以具有多個諧振模式的混合諧振模式進行諧振。此外，在具有多個諧振模式之中的最低諧振頻率Π的諧振模式下， 在各基板之間流過各1/4波長諧振器的電流的方向相同。另外，各基板以彼此不發生電磁耦合的方式充分分開的狀態下的頻率特性與各基板隔著空氣層等彼此電磁耦合的狀態下的頻率特性呈現出不同的狀態。另外，也可以按照與圖21的結構實例同樣的方式將這種交叉指型的諧振器結構製作成多層結構。
接著，說明本發明的第4實施方式的信號傳輸裝置。其中，對於與上述第1至第3實施方式的信號傳輸裝置實質上相同的構成部分標註相同的符號，並適當省略其說明。在上述第1實施方式中示出了使用1/4波長諧振器的諧振器結構的實例，但本發明也可以是使用1/2波長諧振器的諧振器結構。例如，線路寬度一致的一般性的兩端開路型的1/2波長諧振器在諧振時的電場強度分布(E)和磁場強度分布(H)表現為圖23所示。 在兩端開路型的1/2波長諧振器中，電場能量在開路側增大，而在與短路端相當的中心部分則減弱。反之，磁場能量在與短路端相當的中心部分增大，而在開路端側則減弱。因而，在採用將1/2波長諧振器對置設置的諧振器結構的情況下，如圖M所示，利用屏蔽電極80A、 80B覆蓋兩端的開路端側，就能夠減小電場分量。圖M中示出開路端側比中央部具有更寬的線路寬度的階躍阻抗型1/2波長諧振器60的實例，兩端形成有寬幅的導體部分60A、60B。 在使用這種階躍阻抗型1/2波長諧振器60的情況下，與1/4波長諧振器的情形相同，電場能量會特別地集中於寬幅的導體部分60A、60B。因此，只要兩端的寬幅的導體部分60A、60B 被屏蔽電極80A、80B覆蓋、並且中央部上形成耦合用窗口 80C即可。圖25示出使用了 2個兩端開路型的1/2波長諧振器的情況下的諧振器結構的實例。在該結構實例中，第1個基板10-1上形成有第1個1/2波長諧振器60-1，在與第2個基板10-2對置的一側，兩端(開路端側)被第1個屏蔽電極80A-1、80B-1所覆蓋。第2個基板10-2上形成有第2個1/2波長諧振器60-2，在與第1個基板10_1對置的一側，兩端(開路端側)被第2個屏蔽電極80A-2、80B-2所覆蓋。在第1個基板10_1和第2個基板10_2 之間，第1個1/2波長諧振器60-1和第2個1/2波長諧振器60-2隔著中央的耦合用窗口 81C-l、81C-2主要以磁場分量發生電磁耦合(磁場耦合)。在這種諧振器結構的情況下，第1個1/2波長諧振器60-1和第2個1/2波長諧振器60-2也整體構成了一個耦合諧振器，並以具有多個諧振模式的混合諧振模式進行諧振。而且，在具有多個諧振模式內的最低諧振頻率fl的諧振模式下，在各基板之間流過各1/2波長諧振器的電流的方向在同一對置位置處於相同方向。另外，各基板以彼此不發生電磁耦合的方式充分分開的狀態下的頻率特性與各基板隔著空氣層等彼此電磁耦合的狀態下的頻率特性呈現出不同的狀態。〈第5實施方式〉
接著，說明本發明的第5實施方式的信號傳輸裝置。其中，對於與上述第1至第4實施方式的信號傳輸裝置實質上相同的構成部分標註相同的符號，並適當省略其說明。在上述第4實施方式中示出了在2個基板上設置了兩端開路型的1/2波長諧振器的諧振器結構的實例，與使用1/4波長諧振器的情形(圖21)相同，也可以是將3個以上基板對置配置而構成的多層結構。圖沈示出將η個(η是3以上的整數)基板隔開基板間距離Da而彼此對置配置的結構實例。在這種多層結構的情況下，就最上層的第1個基板10-1 而言，只要在單側(背面)上形成第1個屏蔽電極80Α-1、80Β-1即可。另外，就最下層的第 η個基板10-η而言，只要在單側(表面)上形成第η個屏蔽電極80Α-η、80Β-η即可。就中間的第2個基板10-2到第η-1個基板10-n-l而言，則在兩側(表面和背面)上形成第2個屏蔽電極80A-2、80B-2到第n-1個屏蔽電極80A-n-l、80B-n-l。由此，在第1個基板10_1 和第2個基板10-2之間，第1個1/2波長諧振器60-1的兩端(開路端側)被第1個屏蔽電極80A-1、80B-1覆蓋，第2個1/2波長諧振器60_2的兩端(開路端側)被第2個屏蔽電極 80A-2.80B-2覆蓋。由此，在第1個基板10_1和第2個基板10_2之間，第1個1/2波長諧振器60-1和第2個1/2波長諧振器60-2處於隔著中央的耦合用窗口 81C_1、81C_2主要以磁場分量發生電磁耦合(磁場耦合)的狀態。由此，在第1個基板10-1和第2個基板10-2 之間即使空氣層等基板間距離Da發生了變動，也可以抑制諧振頻率的變動。以下從第2個基板10-2到第η個基板10-η，同樣地處於在各基板之間主要以磁場分量進行電磁耦合(磁場耦合)的狀態，由此，在各基板之間即使空氣層等基板間距離Da發生了變動，也可以抑制諧振頻率的變動。另外，在這種多層結構的情況下，第1個1/2波長諧振器60-1到第η個1/2波長諧振器60-η整體構成了一個耦合諧振器，並以具有多個諧振模式的混合諧振模式進行諧振。此外，在具有多個諧振模式之中的最低諧振頻率fl的諧振模式下，在各基板之間流過各1/2波長諧振器的電流的方向在同一對置位置處於相同方向。另外，各基板以彼此不發生電磁耦合的方式充分分開的狀態下的頻率特性與各基板隔著空氣層等彼此電磁耦合的狀態下的頻率特性呈現出不同的狀態。
接著，說明本發明第6實施方式的信號傳輸裝置。其中，對於與上述第1至第5實施方式的信號傳輸裝置實質上相同的構成部分標註相同的符號，並適當省略其說明。在上述各實施方式中採用了在形成於各基板上的諧振器與屏蔽電極之間僅存在基板的電介質層的結構，特別地，在開路端側，也可以在諧振器與屏蔽電極之間設置電容器電極。由此，能夠使電場能量進一步集中到開路端側，利用屏蔽電極覆蓋該電場能量集中的部分，就能夠進一步減少基板之間的電場分量。另外，能夠實現諧振器的小型化。圖27示出了如下實例，即在使用了例如圖21所示的1/4波長諧振器的多層結構的第1個基板10-1上，在第1個1/4波長諧振器11-1與第1個屏蔽電極81-1之間設置了電容器電極91。電容器電極91經由接觸孔92與第1個1/4波長諧振器11_1的開路端側導通。就其他的第2個基板10-2到第η個基板10-η而言，也可以同樣地設置電容器電極。圖觀示出了如下實例，即在使用了例如圖26所示的1/2波長諧振器的多層結構的第1個基板10-1上，在第1個1/2波長諧振器60-1的兩端與第1個屏蔽電極80Α-1、 80Β-1之間設置了電容器電極91Α、91Β。電容器電極91Α、91Β經由接觸孔92Α、92Β與第1 個1/2波長諧振器60-1的兩端(開路端側)導通。就其他的第2個基板10-2到第η個基板 10-η而言，也可以同樣地設置電容器電極。
接著，說明本發明第7實施方式的信號傳輸裝置。其中，對於與上述第1至第6實施方式的信號傳輸裝置實質上相同的構成部分標註相同的符號，並適當省略其說明。如圖2所示，在上述第1實施方式中列舉了短路端側的線路寬度窄而開路端側的線路寬度寬的具有兩級線路寬度的階躍阻抗型1/4波長諧振器的結構實例，但1/4波長諧振器的形狀並不限於圖2所示的形狀。也可以是例如圖四所示的1/4波長諧振器50那樣， 從短路端側到開路端側線路寬度按照曲線狀變寬的形狀。在這種情況下也優選利用屏蔽電極51儘量覆蓋住包含從開路端到線路中央部在內的區域。在使用1/2波長諧振器的情況下，其形狀也不限於圖M所示的形狀，而是可以採用各種各樣的形狀。〈第8實施方式〉
接著，說明本發明第8實施方式的信號傳輸裝置。其中，對於與上述第1至第7實施方式的信號傳輸裝置實質上相同的構成部分標註相同的符號，並適當省略其說明。圖30示出本發明第8實施方式中的信號傳輸裝置的一個截面的結構。在上述第1 實施方式中說明的是用於信號輸入輸出的第1信號引出電極直接物理式連接到例如在第1 基板10上形成的第一 1/4波長諧振器11並導通的方式，但也可以象圖30所示那樣，設置與第一 1/4波長諧振器11隔開間隔進行配置的第1信號引出電極53。在這種情況下，利用以與第1諧振部1的諧振頻率fl相同的諧振頻率fl進行諧振的諧振器構成第1信號引出電極53。由此，第1信號引出電極53和第1諧振部1以諧振頻率fl發生電磁耦合。同樣地，在上述第1實施方式中說明了用於信號輸入輸出的第2信號引出電極直接物理式連接到例如在第2基板20上形成的第四1/4波長諧振器41並導通的方式，但也可以象圖30所示那樣，設置與第四1/4波長諧振器41隔開間隔配置的第2信號引出電極 M。在這種情況下，利用以與第2諧振部2的諧振頻率fl相同的諧振頻率fl進行諧振的諧振器構成第2信號引出電極M。由此，第2信號引出電極M和第2諧振部2以諧振頻率 fl發生電磁耦合。〈其他實施方式〉
本發明並不限於上述各實施方式，可以有各種變形實施方式。例如，在上述第1實施方式中利用了實質上相同的諧振器結構構成第1諧振部1 和第2諧振部2兩者，但例如也可以利用其他的諧振器結構構成第2諧振部2，其結構中只要在各基板之間所形成的諧振器的至少開路端側在各基板之間被屏蔽電極覆蓋即可。另外，在上述第1實施方式中，第1諧振部1和第2諧振部2這2個諧振部被並列配置，但也可以並列配置3個以上諧振部。進而，在上述各實施方式中列舉了在電介質基板上形成了λ /4波長諧振器或λ /2波長諧振器的實例，但並不限於此，也可以是3 λ /4波長諧振器或 λ波長諧振器等，只要是具有開路端且諧振器單獨的諧振頻率為fO的線路型諧振器即可。另外，在上述第1實施方式中，第1基板10和第2基板20的相對介電常數相等， 但第1基板10和第2基板20各自的相對介電常數也可以不相等，只要包夾著相對介電常數不同於第1基板10和第2基板20的至少一方的相對介電常數的層即可。對於其他實施方式來說也是如此。另外，本發明的信號傳輸裝置不僅包含用於發送接收模擬信號或數位訊號等的信號傳輸裝置，也包含用於發送接收電力的信號傳輸裝置。本發明的信號傳輸裝置技術可以應用於非接觸式供電、感應無線傳輸技術。進而，在上述第1實施方式中列舉了例如在第1基板10側形成第1信號引出電極、 在第2基板20側形成第2信號引出電極，從而在不同的基板之間進行信號傳輸的實例。但也可以在同一基板上形成各引出電極，從而在基板內進行信號傳輸。例如，也可以在第2基板20側的背面側形成第1信號引出電極並連接到第二 1/4波長諧振器21、在第2基板20 的背面側形成第2信號引出電極並連接到第四1/4波長諧振器41，從而在第2基板20內進行信號傳輸。在這種情況下，信號的傳輸方向雖然在第2基板20內，但也利用了第1基板10側的諧振器(利用了上下方向的體積)傳輸信號，因此，在例如作為濾波器來選擇特定的頻率進行信號傳輸的情況下，與僅使用第2基板20上的電極圖形進行傳輸的情形相比， 能夠控制平面方向的面積。即，既能夠控制平面方向的面積，又能夠作為濾波器在基板內進行信號傳輸。附圖標記說明 UlA……第1諧振部 2、2A……第2諧振部 10……第1基板 10-1……第1基板 10-2……第2基板
10-n……第η基板
11……第一 1/4波長諧振器
11-1……第1個1/4波長諧振器 11-2……第2個1/4波長諧振器 11-η……第η個1/4波長諧振器 11Α、21Α、31Α、41Α……寬幅的導體部分 20……第2基板
21……第二 1/4波長諧振器 31……第三1/4波長諧振器 41……第四1/4波長諧振器 50……1/4波長諧振器 51……屏蔽電極 53……第1信號引出電極 54……第2信號引出電極 60……1/2波長諧振器60A、60B……寬幅的導體部分
71……第1導體線路(第1信號引出電極)
72……第2導體線路(第2信號引出電極)
73,74……通孔
80A、80B……屏蔽電極
80C……耦合用窗口
80C-1……第1耦合用窗口
80C-2……第2耦合用窗口
80C-n……第η耦合用窗口
81……第1屏蔽電極
81-1……第1個屏蔽電極
81-2……第2個屏蔽電極
81-η……第η個屏蔽電極
82……第2屏蔽電極
81Α……第1耦合用窗口
82Α……第2耦合用窗口
81Α-1、81Α-2、81Α-η......耦合用窗口
91、91Α、91Β……電容器電極
92、92Α、92Β......接觸孔
101……耦合諧振器 110……第1基板 111、121……諧振器 120……第2基板
201……比較例的諧振器結構 Da……基板間距離。
權利要求
1.一種信號傳輸裝置，其中，具有第一和第二基板，隔開間隔地彼此對置配置；第一諧振部，包括第一諧振器和第二諧振器，其中所述第一諧振器形成在所述第一基板的第一區域，具有開路端，所述第二諧振器形成在所述第二基板的與所述第一區域對應的區域，具有開路端，並與所述第一諧振器發生電磁耦合；第二諧振部，與所述第一諧振部並列地形成在所述第一和第二基板上，並與所述第一諧振部發生電磁耦合，從而與所述第一諧振部之間進行信號傳輸；第一屏蔽電極，位於所述第一諧振器和所述第二基板之間，以至少覆蓋所述第一諧振器的開路端的方式部分地覆蓋所述第一諧振器；以及第二屏蔽電極，位於所述第二諧振器和所述第一基板之間，以至少覆蓋所述第二諧振器的開路端的方式部分地覆蓋所述第二諧振器。
2.如權利要求1所述的信號傳輸裝置，其中，所述第一和第二諧振器分別是一端被設為開路端、其它端被設為短路端，並且開路端側比短路端側具有寬的線路寬度的線路型諧振器；所述第一屏蔽電極被設置成至少覆蓋所述第一諧振器中的具有寬的線路寬度的部分；所述第二屏蔽電極被設置成至少覆蓋所述第二諧振器中的具有寬的線路寬度的部分。
3.如權利要求1所述的信號傳輸裝置，其中，所述第一和第二諧振器分別是兩端被設為開路端，並且開路端側比中央部具有寬的線路寬度的線路型諧振器；所述第一屏蔽電極被設置成至少覆蓋所述第一諧振器中的具有寬的線路寬度的部分；所述第二屏蔽電極被設置成至少覆蓋所述第二諧振器中的具有寬的線路寬度的部分。
4.如權利要求1至3的任一項所述的信號傳輸裝置，其中，還具有第一電容器電極，在所述第一諧振器的開路端被導通，並且設置在所述第一諧振器的開路端和所述第一屏蔽電極之間；以及第二電容器電極，在所述第二諧振器的開路端被導通，並且設置在所述第二諧振器的開路端和所述第二屏蔽電極之間。
5.如權利要求1至4中任意一項所述的信號傳輸裝置，其中，還具有第一耦合用窗口，設置在所述第一諧振器和所述第二基板之間，用於使所述第一諧振器和所述第二諧振器電磁耦合；以及第二耦合用窗口，設置在所述第二諧振器和所述第一基板之間，用於使所述第一諧振器和所述第二諧振器電磁耦合。
6.如權利要求1至5的任一項所述的信號傳輸裝置，其中，所述第二諧振部包括第三諧振器和第四諧振器，所述第三諧振器形成在所述第一基板的第二區域，具有開路端，所述第四諧振器形成在所述第二基板的與所述第二區域對應的區域，具有開路端，並與所述第三諧振器發生電磁耦合， 該信號傳輸裝置還具有第三屏蔽電極，位於所述第三諧振器和所述第二基板之間，以至少覆蓋所述第三諧振器的開路端的方式部分地覆蓋所述第三諧振器；以及第四屏蔽電極，位於所述第四諧振器和所述第一基板之間，以至少覆蓋所述第四諧振器的開路端的方式部分地覆蓋所述第四諧振器。
7.如權利要求6所述的信號傳輸裝置，其中，還具有第一信號引出電極，形成在所述第一基板，並且直接與所述第一諧振器物理式連接、或者與所述第一諧振部隔開間隔地電磁耦合；以及第二信號引出電極，形成在所述第二基板，並且直接與所述第四諧振器物理式連接、或者與所述第二諧振部隔開間隔地電磁耦合，在所述第一基板和所述第二基板之間進行信號傳輸。
8.如權利要求6所述的信號傳輸裝置，其中，還具有第一信號引出電極，形成在所述第二基板，並且直接與所述第二諧振器物理式連接、或者與所述第一諧振部隔開間隔地電磁耦合；以及第二信號引出電極，形成在所述第二基板，並且直接與所述第四諧振器物理式連接、或者與所述第二諧振部隔開間隔地電磁耦合， 在所述第二基板內進行信號傳輸。
9.如權利要求6至8的任一項所述的信號傳輸裝置，其中，在所述第一諧振部中，通過所述第一諧振器和所述第二諧振器以混合諧振模式進行電磁耦合從而作為整體構成以預定的諧振頻率諧振的一個耦合諧振器，並且在所述第一和第二基板以彼此不發生電磁耦合的方式而分開的狀態下，所述第一諧振器和所述第二諧振器分別以不同於所述預定的諧振頻率的其他諧振頻率進行諧振；在所述第二諧振部中，通過所述第三諧振器和所述第四諧振器以混合諧振模式發生電磁耦合從而作為整體構成以所述預定的諧振頻率諧振的另一個耦合諧振器，並且在所述第一和第二基板以彼此不發生電磁耦合的方式分開的狀態下，所述第三諧振器和所述第四諧振器分別以不同於所述預定的諧振頻率的其他諧振頻率進行諧振。
10.一種濾波器，其中，具有第一和第二基板，隔開間隔地彼此對置配置；第一諧振部，包括第一諧振器和第二諧振器，其中所述第一諧振器形成在所述第一基板的第一區域，具有開路端，所述第二諧振器形成在所述第二基板的與所述第一區域對應的區域，具有開路端，並與所述第一諧振器發生電磁耦合；第二諧振部，與所述第一諧振部並列地形成在所述第一和第二基板上，與所述第一諧振部發生電磁耦合，從而與所述第一諧振部之間進行信號傳輸；第一屏蔽電極，位於所述第一諧振器和所述第二基板之間，以至少覆蓋所述第一諧振器的開路端的方式部分地覆蓋所述第一諧振器；以及第二屏蔽電極，位於所述第二諧振器和所述第一基板之間，以至少覆蓋所述第二諧振器的開路端的方式部分地覆蓋所述第二諧振器。
11.一種基板間通信裝置，其中，具有第一和第二基板，隔開間隔地彼此對置配置；第一諧振部，包括第一諧振器和第二諧振器，其中所述第一諧振器形成在所述第一基板的第一區域，具有開路端，所述第二諧振器形成在所述第二基板的與所述第一區域對應的區域，具有開路端，並與所述第一諧振器發生電磁耦合；第二諧振部，與所述第一諧振部並列地形成在所述第一和第二基板上，與所述第一諧振部發生電磁耦合，從而與所述第一諧振部之間進行信號傳輸，並且包括第三諧振器和第四諧振器，其中所述第三諧振器形成在所述第一基板的第二區域，具有開路端，所述第四諧振器形成在所述第二基板的與所述第二區域對應的區域，具有開路端，並與所述第三諧振器發生電磁耦合；第一屏蔽電極，位於所述第一諧振器和所述第二基板之間，以至少覆蓋所述第一諧振器的開路端的方式部分地覆蓋所述第一諧振器；第二屏蔽電極，位於所述第二諧振器和所述第一基板之間，以至少覆蓋所述第二諧振器的開路端的方式部分地覆蓋所述第二諧振器；第三屏蔽電極，在所述第三諧振器和所述第二基板之間以至少覆蓋所述第三諧振器的開路端的方式部分地覆蓋所述第三諧振器；第四屏蔽電極，在所述第四諧振器和所述第一基板之間以至少覆蓋所述第四諧振器的開路端的方式部分地覆蓋所述第四諧振器；第一信號引出電極，形成在所述第一基板，並且直接與所述第一諧振器物理式連接、或者與所述第一諧振部隔開間隔地電磁耦合；以及第二信號引出電極，形成在所述第二基板，並且直接與所述第四諧振器物理式連接、或者與所述第二諧振部隔開間隔地電磁耦合，在所述第一基板和所述第二基板之間進行信號傳輸。
全文摘要
本發明涉及信號傳輸裝置、濾波器及基板間通信裝置，能夠抑制基板間距離的變動導致的通過頻率和通頻帶的變動，並進行穩定的動作。採用了如下諧振器結構利用屏蔽電極(81、82)覆蓋第1基板(10)和第2基板(20)中當諧振時電場能量集中的各諧振器(11、21、31、41)的開路端側。通過最優化屏蔽電極(81、82)的大小，使第1基板(10)和第2基板(20)之間處於主要利用磁場分量發生電磁耦合的狀態，大幅度減少空氣層等之中的電場分布。由此，即使第1基板和第2基板之間的空氣層等基板間距離發生了變動，也能夠抑制第1諧振部和第2諧振部中的諧振頻率的變動。其結果是，基板間距離的變動導致的通過頻率和通頻帶的變動受到抑制。
文檔編號H03H9/46GK102437829SQ20111028128
公開日2012年5月2日 申請日期2011年9月21日 優先權日2010年9月21日
發明者福永達也 申請人:Tdk株式會社