JP2000077905A5 - 高周波回路フィルタ - Google Patents
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Description
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ２つの直交した共振モードを有し、順番に結合したｎ個（ｎは２以上の整数）の円板状の平面回路共振器と、２つの結合端子とを備えた高周波回路フィルタであって、
前記２つの結合端子が第１番目の前記平面回路共振器が有する２つの共振モードとそれぞれ結合していることを特徴とする高周波回路フィルタ。
【請求項２】
第ｎ番目の平面回路共振器が有する２つの共振モード間に結合を生じさせる手段が備わった請求項１に記載の高周波回路フィルタ。
【請求項３】
各平面回路共振器が、基板と、前記基板の表面上に形成された円板状のストリップ導体と、前記基板の裏面上に形成されたグランドプレーンとからなる請求項１に記載の高周波回路フィルタ。
【請求項４】
平面回路共振器が、２枚の基板と、前記２枚の基板に挟まれた円板状のストリップ導体と、前記２枚の基板の前記ストリップ導体と接していない方の面上にそれぞれ形成されたグランドプレーンとからなる請求項１に記載の高周波回路フィルタ。
【請求項５】
各平面回路共振器がストリップ導体を備え、
ｎ個の前記ストリップ導体が間隙部を介して直線状に配置され、
ｎ個の前記ストリップ導体のうちの一端部に位置する第１番目のストリップ導体の輪郭上において、前記第１番目のストリップ導体の中心から見て、前記第１番目のストリップ導体に隣接する第２番目のストリップ導体と反対側の位置に第１の結合端子が結合され、前記第１の結合端子の結合位置とほぼ９０゜ずれた位置に第２の結合端子が結合された請求項１に記載の高周波回路フィルタ。
【請求項６】
ストリップ導体の形状が円板形状あるいは楕円形状である請求項５に記載の高周波回路フィルタ。
【請求項７】
フィルタの周囲が導体壁によって包囲された請求項１〜６のいずれかに記載の高周波回路フィルタ。
【請求項８】
平面回路共振器の導体材料として超伝導材料を用いる請求項１〜７のいずれかに記載の高周波回路フィルタ。
【請求項９】
平面回路共振器が、基板と、前記基板の表面上に形成されたストリップ導体と、前記基板の裏面上に形成されたグランドプレーンとからなり、
各平面回路共振器がストリップ導体を備え、
ｎ個の前記ストリップ導体が間隙部を介して直線状に配置され、
ｎ個の前記ストリップ導体のうちの一端部に位置する第１番目のストリップ導体の輪郭上において、前記第１番目のストリップ導体の中心から見て、前記第１番目のストリップ導体に隣接する第２番目のストリップ導体と反対側の位置に第１の結合端子が結合され、前記第１の結合端子の結合位置とほぼ９０゜ずれた位置に第２の結合端子が結合され、
第ｎ番目の平面回路共振器が有する２つの共振モード間に結合を生じさせる手段は、
（ａ）前記２つの共振モードのうち一方の共振モードと他方の共振モードの分極方向に対して４５°の方向に長軸を有する楕円形状の第ｎ番目のストリップ導体、
（ｂ）前記２つの共振モードのうち一方の共振モードと他方の共振モードの分極方向に対して４５°の方向に突起部を有する第ｎ番目のストリップ導体、又は
（ｃ）前記２つの共振モードのうち一方の共振モードと他方の共振モードの分極方向に対して４５°の方向に切り欠き部を有する第ｎ番目のストリップ導体
のいずれかである、請求項２に記載の高周波回路フィルタ。
【請求項１】
それぞれ２つの直交した共振モードを有し、順番に結合したｎ個（ｎは２以上の整数）の円板状の平面回路共振器と、２つの結合端子とを備えた高周波回路フィルタであって、
前記２つの結合端子が第１番目の前記平面回路共振器が有する２つの共振モードとそれぞれ結合していることを特徴とする高周波回路フィルタ。
【請求項２】
第ｎ番目の平面回路共振器が有する２つの共振モード間に結合を生じさせる手段が備わった請求項１に記載の高周波回路フィルタ。
【請求項３】
各平面回路共振器が、基板と、前記基板の表面上に形成された円板状のストリップ導体と、前記基板の裏面上に形成されたグランドプレーンとからなる請求項１に記載の高周波回路フィルタ。
【請求項４】
平面回路共振器が、２枚の基板と、前記２枚の基板に挟まれた円板状のストリップ導体と、前記２枚の基板の前記ストリップ導体と接していない方の面上にそれぞれ形成されたグランドプレーンとからなる請求項１に記載の高周波回路フィルタ。
【請求項５】
各平面回路共振器がストリップ導体を備え、
ｎ個の前記ストリップ導体が間隙部を介して直線状に配置され、
ｎ個の前記ストリップ導体のうちの一端部に位置する第１番目のストリップ導体の輪郭上において、前記第１番目のストリップ導体の中心から見て、前記第１番目のストリップ導体に隣接する第２番目のストリップ導体と反対側の位置に第１の結合端子が結合され、前記第１の結合端子の結合位置とほぼ９０゜ずれた位置に第２の結合端子が結合された請求項１に記載の高周波回路フィルタ。
【請求項６】
ストリップ導体の形状が円板形状あるいは楕円形状である請求項５に記載の高周波回路フィルタ。
【請求項７】
フィルタの周囲が導体壁によって包囲された請求項１〜６のいずれかに記載の高周波回路フィルタ。
【請求項８】
平面回路共振器の導体材料として超伝導材料を用いる請求項１〜７のいずれかに記載の高周波回路フィルタ。
【請求項９】
平面回路共振器が、基板と、前記基板の表面上に形成されたストリップ導体と、前記基板の裏面上に形成されたグランドプレーンとからなり、
各平面回路共振器がストリップ導体を備え、
ｎ個の前記ストリップ導体が間隙部を介して直線状に配置され、
ｎ個の前記ストリップ導体のうちの一端部に位置する第１番目のストリップ導体の輪郭上において、前記第１番目のストリップ導体の中心から見て、前記第１番目のストリップ導体に隣接する第２番目のストリップ導体と反対側の位置に第１の結合端子が結合され、前記第１の結合端子の結合位置とほぼ９０゜ずれた位置に第２の結合端子が結合され、
第ｎ番目の平面回路共振器が有する２つの共振モード間に結合を生じさせる手段は、
（ａ）前記２つの共振モードのうち一方の共振モードと他方の共振モードの分極方向に対して４５°の方向に長軸を有する楕円形状の第ｎ番目のストリップ導体、
（ｂ）前記２つの共振モードのうち一方の共振モードと他方の共振モードの分極方向に対して４５°の方向に突起部を有する第ｎ番目のストリップ導体、又は
（ｃ）前記２つの共振モードのうち一方の共振モードと他方の共振モードの分極方向に対して４５°の方向に切り欠き部を有する第ｎ番目のストリップ導体
のいずれかである、請求項２に記載の高周波回路フィルタ。
また、他の従来例として、平面回路構造を用いたものがある。その代表例としては、円板共振器を複数個並べたもの、あるいは、円板型共振器の外周の一部に突起部を設けてダイポールモードを結合させることにより、フィルタ特性を発揮させるものなどがある（『Low Loss Multiplexers with Planar Dual Mode HTS Resonators』 IEEE Trans actions on Microwave Theory and Techniques, Vol.44, No.7, pp.1248-1257, 『電子情報通信学会技術研究報告, 1993, Vol.93, No.363(SCE93 47-56)永井靖浩他』, 電子通信学会論文誌， 72/8 Vol.55-B No.8『マイクロ波平面回路の解析的取扱い(Analysis of Microwave Planar Circuit)』三好旦六、大越孝敬）。その他の従来例として、特開平６-０３７５０４号公報（特に図６）を挙げることができる。
本発明は、従来技術における前記課題を解決するためになされたものであり、低損失で、耐電力性に優れ、かつ、急峻なスカート特性をも実現することのできる高性能な高周波回路フィルタを提供することを目的とする。
前記目的を達成するため、本発明に係る高周波回路フィルタの構成は、それぞれ２つの直交した共振モードを有し、順番に結合したｎ個（ｎは２以上の整数）の円板状の平面回路共振器と、２つの結合端子とを備えた高周波回路フィルタであって、前記２つの結合端子が第１番目の前記平面回路共振器が有する２つの共振モードとそれぞれ結合していることを特徴とする。この高周波回路フィルタの構成によれば、複数個の平面回路共振器のそれぞれの直交した２つの共振モードが１つの共振器として共振器結合型フィルタとしての動作を行わせることができるため、多段構成の共振器フィルタを構成する際に、共振器の数を半分で構成できる。また、平面回路共振器は、通常の伝送線路共振器に比べて、電流分布が均一なために導体損失が小さいという特徴がある。そのため、小型で、低損失な多段共振器フィルタが構成できる。
また、前記本発明の高周波回路フィルタの構成においては、第ｎ番目の平面回路共振器が有する２つの共振モード間に結合を生じさせる手段が備わっているのが好ましい。また、この場合には、平面回路共振器が、基板と、前記基板の表面上に形成されたストリップ導体と、前記基板の裏面上に形成されたグランドプレーンとからなり、各平面回路共振器がストリップ導体を備え、ｎ個の前記ストリップ導体が間隙部を介して直線状に配置され、ｎ個の前記ストリップ導体のうちの一端部に位置する第１番目のストリップ導体の輪郭上において、前記第１番目のストリップ導体の中心から見て、前記第１番目のストリップ導体に隣接する第２番目のストリップ導体と反対側の位置に第１の結合端子が結合され、前記第１の結合端子の結合位置とほぼ９０゜ずれた位置に第２の結合端子が結合され、第ｎ番目の平面回路共振器が有する２つの共振モード間に結合を生じさせる手段は、（ａ）前記２つの共振モードのうち一方の共振モードと他方の共振モードの分極方向に対して４５°の方向に長軸を有する楕円形状の第ｎ番目のストリップ導体、（ｂ）前記２つの共振モードのうち一方の共振モードと他方の共振モードの分極方向に対して４５°の方向に突起部を有する第ｎ番目のストリップ導体、又は（ｃ）前記２つの共振モードのうち一方の共振モードと他方の共振モードの分極方向に対して４５°の方向に切り欠き部を有する第ｎ番目のストリップ導体
のいずれかであるのが好ましい。
のいずれかであるのが好ましい。
また、前記本発明の高周波回路フィルタの構成においては、各平面回路共振器が、基板と、前記基板の表面上に形成された円板状のストリップ導体と、前記基板の裏面上に形成されたグランドプレーンとからなるのが好ましい。この好ましい例によれば、基板の一方の面上に形成される導体パターンによって回路形状を決定することができるので、設計プロセス及び作製プロセスの簡略化が可能となる。
また、前記本発明の高周波回路フィルタの構成においては、平面回路共振器が、２枚の基板と、前記２枚の基板に挟まれた円板状のストリップ導体と、前記２枚の基板の前記ストリップ導体と接していない方の面上にそれぞれ形成されたグランドプレーンとからなるのが好ましい。この好ましい例によれば、電磁界の放射の影響をほとんど受けることなく、非常に安定で損失の少ない高周波回路フィルタを実現することができる。
また、前記本発明の高周波回路フィルタの構成においては、各平面回路共振器がストリップ導体を備え、ｎ個の前記ストリップ導体が間隙部を介して直線状に配置され、ｎ個の前記ストリップ導体のうちの一端部に位置する第１番目のストリップ導体の輪郭上において、前記第１番目のストリップ導体の中心から見て、前記第１番目のストリップ導体に隣接する第２番目のストリップ導体と反対側の位置に第１の結合端子が結合され、前記第１の結合端子の結合位置とほぼ９０゜ずれた位置に第２の結合端子が結合されているのが好ましい。この好ましい例によれば、共振モード間の結合をより正確に制御することができ、より優れた特性の多段の共振器結合型フィルタを実現することができる。また、この場合には、ストリップ導体の形状が円板形状あるいは楕円形状であるのが好ましい。この好ましい例によれば、ストリップ導体パターンの輪郭部における電流集中を効果的に減少させて、損失をより一層低減することが可能となる。
また、前記本発明の高周波回路フィルタの構成においては、フィルタの周囲が導体壁によって包囲されているのが好ましい。この好ましい例によれば、平面回路共振器からの放射損失を防止することができるため、損失をより一層低減することができる。しかも、導体壁によって囲まれた空間の形状を変えることによってモード結合量をより大きな自由度で調節することが可能となる。
また、前記本発明の高周波回路フィルタの構成においては、平面回路共振器の導体材料として超伝導材料を用いるのが好ましい。この好ましい例によれば、平面回路共振器における挿入損失が劇的に低減され、また、平面回路共振器中で電流分布が均一であることから、耐電力性能の優れた高周波回路フィルタを実現することができる。
次に、平面回路共振器４ｃにおいて、適当な方法により、共振モード９ａと共振モード９ｂとの間に結合を生じさせる。共振モード９ａと共振モード９ｂとの間に結合を生じさせる方法としては、例えば、図３（ａ）に示すように、第３のストリップ導体２ｃの形状を、共振モード９ａと共振モード９ｂの分極方向に対して４５゜の方向に長軸を有する楕円形状にしたり、図３（ｂ）、（ｃ）に示すように、その方向の輪郭部に突起部１０や切り欠き部１１などを形成する方法がある。
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1999
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