JP2001111302A - Low pass filter and electronic equipment using the same - Google Patents

Low pass filter and electronic equipment using the same

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JP2001111302A
JP2001111302A JP28990399A JP28990399A JP2001111302A JP 2001111302 A JP2001111302 A JP 2001111302A JP 28990399 A JP28990399 A JP 28990399A JP 28990399 A JP28990399 A JP 28990399A JP 2001111302 A JP2001111302 A JP 2001111302A
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JP
Japan
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pass filter
line
low
layers
ground
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Japanese (ja)
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Teruhisa Tsuru
輝久 鶴
Kunihiro Watanabe
邦広 渡辺
Mitsuyoshi Nishide
充良 西出
Harufumi Bandai
治文 萬代
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a low pass filter that both transmission and reflection are reduced in an attenuating region and the power can be absorbed inside. SOLUTION: Inside a substrate 2 made of dielectric materials whose dielectric tangents in frequencies 1 MHz are >=0.001, two ground layers 3 and 5 and a line layer 4 interposed between the ground layers are included. In this case, ground electrodes 3a and 5a are formed over almost the whole face of the ground layers 3 and 5, and meandering line 4a is formed on the line layer 4 so that strip lines in a triplate structure can be constituted as a whole. Then, the both ends of the line 4a are connected with an input terminal 6 and an output terminal 7. In this case, the dielectric tangents of the dielectric materials are set larger than those of dielectric materials for general strip lines. Therefore, as the frequencies of a signal become higher, attenuating amounts due to the dielectric loss are increased so that a low pass filter that reflection in the attenuating area is reduced can be realized.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ローパスフィルタ
およびそれを用いた電子装置、特に移動体通信機器や高
周波デジタル信号を使用する機器の高調波成分抑制に用
いられるローパスフィルタおよびそれを用いた電子装置
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a low-pass filter and an electronic device using the same, and more particularly to a low-pass filter used for suppressing a harmonic component of a mobile communication device or a device using a high-frequency digital signal and an electronic device using the same. Related to the device.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、通信機器の高調波ノイズや高周
波発振器の高調波にはローパスフィルタが、また、デジ
タル回路の高調波除去にはノイズフィルタが用いられ
る。
2. Description of the Related Art Generally, a low-pass filter is used for harmonic noise of a communication device and a harmonic of a high-frequency oscillator, and a noise filter is used for removing a harmonic of a digital circuit.

【0003】一般的なインダクタンス成分や容量成分を
組み合わせて構成したローパスフィルタにおいては、通
過域(通過周波数帯域)の信号は低損失で通過させ、で
きるだけ反射させないように構成されている。一方、減
衰域(非通過周波数帯域)の信号は、ほとんどを反射さ
せて、できるだけ通過しないように構成されている。そ
のため、通過域の信号においても減衰域の信号において
も、ローパスフィルタ内部で損失として消費されるエネ
ルギーはほとんどない。
In a low-pass filter configured by combining general inductance components and capacitance components, a signal in a pass band (pass frequency band) is passed with low loss and is not reflected as much as possible. On the other hand, the signal in the attenuation band (non-pass frequency band) is configured to reflect most of the signal and pass through as little as possible. Therefore, there is almost no energy consumed as a loss inside the low-pass filter in both the pass band signal and the attenuation band signal.

【0004】また、ノイズフィルタにおいては、内部に
抵抗成分を有しているために、減衰域の信号のエネルギ
ーは一部が内部で消費されるために減衰して出力され
る。
[0004] Further, since the noise filter has a resistance component inside, the energy of the signal in the attenuation region is attenuated and output because part of the energy is consumed internally.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、インダ
クタンス成分や容量成分を組み合わせて構成したローパ
スフィルタにおいては内部損失が少ないため、減衰域
(非通過帯域)においてはほとんどの信号が反射され
る。そして、これらの反射された信号は、回路の中で不
要輻射の原因になるという問題がある。
However, in a low-pass filter formed by combining an inductance component and a capacitance component, almost all signals are reflected in an attenuation band (non-pass band) because the internal loss is small. Then, there is a problem that these reflected signals cause unnecessary radiation in the circuit.

【0006】また、ノイズフィルタにおいては、入力イ
ンピーダンスを接続相手の特性インピーダンスと同じに
した場合には、内部の抵抗成分が接続相手の特性インピ
ーダンスと等しい値になるため、減衰域の信号の電力を
50%しか内部で吸収することができず、残りの50%
の電力が出力される。そのため、高調波の減衰を十分に
行うことができないという問題がある。そして、内部の
抵抗成分を大きくしても小さくしても不整合による反射
が大きくなって、フィルタ内部における吸収が減少す
る。さらには、反射が大きくなると不要輻射の原因にな
るという問題もある。
In the noise filter, when the input impedance is set to be the same as the characteristic impedance of the connection partner, the internal resistance component becomes equal to the characteristic impedance of the connection partner. Only 50% can be absorbed internally, the remaining 50%
Is output. For this reason, there is a problem that the harmonic cannot be sufficiently attenuated. Then, even if the internal resistance component is increased or decreased, the reflection due to the mismatch increases, and the absorption inside the filter decreases. Further, there is a problem that an increase in reflection causes unnecessary radiation.

【0007】そこで、本発明においては、減衰域におけ
る透過と反射の両方を少なくして、その電力を内部で吸
収することのできるローパスフィルタおよびそれを用い
た電子装置を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a low-pass filter capable of reducing both transmission and reflection in an attenuation region and absorbing its power inside, and an electronic device using the same. .

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明のローパスフィルタにおいては、周波数1M
Hzにおける誘電正接が0.001以上の誘電体材料を
挟んで複数のグランド層を設け、該グランド層にグラン
ド電極を形成し、前記複数のグランド層の間に1つ以上
の線路層を設け、該線路層に線状の線路を形成してなる
ことを特徴とする。
To achieve the above object, a low-pass filter according to the present invention has a frequency of 1M.
Providing a plurality of ground layers with a dielectric tangent at Hz sandwiching a dielectric material of 0.001 or more, forming a ground electrode on the ground layers, and providing one or more line layers between the plurality of ground layers; It is characterized in that a linear line is formed on the line layer.

【0009】また、本発明のローパスフィルタにおいて
は、複数の前記線路層を有し、該複数の線路層に形成さ
れた前記線路を互いに接続してなることを特徴とする。
Further, the low-pass filter according to the present invention is characterized in that the low-pass filter has a plurality of the line layers and connects the lines formed on the plurality of the line layers to each other.

【0010】また、本発明のローパスフィルタにおいて
は、前記線路層に形成された線路をスパイラル状とした
ことを特徴とする。
The low-pass filter according to the present invention is characterized in that the line formed in the line layer has a spiral shape.

【0011】また、本発明のローパスフィルタにおいて
は、隣接して設けられた前記線路層にそれぞれスパイラ
ル状に形成された前記線路の、中心軸と巻方向を同じに
したことを特徴とする。
Further, in the low-pass filter according to the present invention, the lines formed spirally on the adjacent line layers have the same central axis and the same winding direction.

【0012】また、本発明のローパスフィルタにおいて
は、前記線路が自己共振し、該自己共振により周期的に
発生する極を有することを特徴とする。
Further, in the low-pass filter according to the present invention, the line is self-resonant and has a pole periodically generated by the self-resonance.

【0013】また、本発明の電子装置は、上記のいずれ
かに記載のローパスフィルタを用いたことを特徴とす
る。
Further, an electronic device according to the present invention uses any one of the low-pass filters described above.

【0014】このように構成することにより、本発明の
ローパスフィルタにおいては、減衰域におけるフィルタ
内部での損失を増加させ、透過信号と反射信号の両方を
減衰させることができる。
With such a configuration, in the low-pass filter of the present invention, it is possible to increase the loss inside the filter in the attenuation region and attenuate both the transmission signal and the reflection signal.

【0015】また、本発明の電子装置においては、不必
要な高調波信号を低減し、電子装置内部での不要輻射の
発生を低減することができる。
Further, in the electronic device according to the present invention, unnecessary harmonic signals can be reduced, and generation of unnecessary radiation inside the electronic device can be reduced.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】図1ないし図3に、本発明のロー
パスフィルタの一実施例を示す。図1は本発明の一実施
例のローパスフィルタの斜視図で、図2は図1のローパ
スフィルタの平面図である。図1および図2は一部を透
視した図である。そして、図3は図2に示したローパス
フィルタのA−A断面図である。
1 to 3 show one embodiment of a low-pass filter according to the present invention. FIG. 1 is a perspective view of a low-pass filter according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a plan view of the low-pass filter of FIG. 1 and 2 are partially see-through views. FIG. 3 is a sectional view taken along line AA of the low-pass filter shown in FIG.

【0017】図1ないし図3において、ローパスフィル
タ1は基体2を有する。ここで、基体2を構成する材料
としては、周波数1MHzにおける誘電正接が0.00
1以上の誘電体材料が用いられている。このような誘電
体材料は、例えば銅粉などの金属粉を混合したセラミッ
クスなどで実現が可能である。
1 to 3, a low-pass filter 1 has a base 2. Here, the material constituting the base 2 has a dielectric loss tangent at a frequency of 1 MHz of 0.00.
One or more dielectric materials are used. Such a dielectric material can be realized by, for example, ceramics mixed with metal powder such as copper powder.

【0018】また、基体2は、その内部に2つのグラン
ド層3および5を有し、さらに、グランド層3と5の間
に1つの線路層4を有している積層多層基板である。グ
ランド層3および5には、それぞれそのほぼ全面に渡っ
てグランド電極3aおよび5aが形成されている。ただ
し、図1においては、その表示を省略している。また、
線路層4には、線路4aが略ミアンダ状に形成されてい
る。その結果、線路4aとグランド電極3aおよび5a
とで、トリプレート構造のストリップ線路を形成してい
ることになる。この場合、誘電体材料の比誘電率と、線
路4aの幅と、線路4aと2つのグランド電極3aおよ
び5aとの間隔でストリップ線路の特性インピーダンス
が決まる。そのため、ローパスフィルタ1の接続相手
(例えば信号処理回路など)の特性インピーダンス(例
えば50オーム)に合わせて、ストリップ線路の特性イ
ンピーダンスを決定することができる。
The base 2 is a laminated multilayer substrate having two ground layers 3 and 5 therein, and one line layer 4 between the ground layers 3 and 5. On the ground layers 3 and 5, ground electrodes 3a and 5a are formed over almost the entire surface, respectively. However, the display is omitted in FIG. Also,
In the line layer 4, the line 4a is formed in a substantially meandering shape. As a result, the line 4a and the ground electrodes 3a and 5a
Thus, a strip line having a triplate structure is formed. In this case, the characteristic impedance of the strip line is determined by the relative permittivity of the dielectric material, the width of the line 4a, and the distance between the line 4a and the two ground electrodes 3a and 5a. Therefore, the characteristic impedance of the strip line can be determined according to the characteristic impedance (for example, 50 ohms) of the connection partner of the low-pass filter 1 (for example, a signal processing circuit or the like).

【0019】そして、基体2の端面には、線路4aの両
端に接続された入力端子6および出力端子7と、グラン
ド電極3aおよび5aの両者に接続された6つのグラン
ド端子8が形成されている。ここで、入力端子6および
出力端子7はグランド電極3aおよび5aとは絶縁され
ている。
On the end face of the base 2, there are formed an input terminal 6 and an output terminal 7 connected to both ends of the line 4a, and six ground terminals 8 connected to both the ground electrodes 3a and 5a. . Here, the input terminal 6 and the output terminal 7 are insulated from the ground electrodes 3a and 5a.

【0020】このように構成されたローパスフィルタ1
において、ストリップ線路の誘電体損失による減衰量
は、 αd=(27.3/λg)×tanδ[dB/m] 但し λg=λ/sqrt(εr) となる。ここで、λgは誘電体材料中での信号の波長
を、λは真空中での信号の波長を、εrは誘電体材料の
比誘電率を、tanδは誘電体材料の誘電正接を表して
いる。また、λ、λgは信号の周波数に反比例し、ta
nδとεrも周波数依存性を持つ場合がある。この式よ
り、ストリップ線路においては、基本的に信号の周波数
が高いほど誘電体損失による減衰量が多くなり、減衰域
において反射の少ないローパスフィルタとなることが分
かる。そして、一般的なストリップ線路に用いられる誘
電体材料の誘電正接が0.0005程度(1MHzにお
いて)であるのに対して、本発明のローパスフィルタに
おいては誘電正接を0.001(1MHzにおいて)以
上に設定しているため、この傾向は顕著になり、減衰域
における反射の少ないローパスフィルタが実現できる。
The low-pass filter 1 configured as described above
, The attenuation due to the dielectric loss of the strip line is αd = (27.3 / λg) × tan δ [dB / m] where λg = λ / sqrt (εr). Here, λg represents the wavelength of the signal in the dielectric material, λ represents the wavelength of the signal in vacuum, εr represents the relative permittivity of the dielectric material, and tanδ represents the dielectric loss tangent of the dielectric material. . Further, λ and λg are inversely proportional to the frequency of the signal.
nδ and εr may also have frequency dependence. From this equation, it can be seen that in a stripline, basically, the higher the frequency of the signal, the greater the amount of attenuation due to dielectric loss, and a low-pass filter with less reflection in the attenuation region. The dielectric loss tangent of a dielectric material used for a general strip line is about 0.0005 (at 1 MHz), whereas the dielectric loss tangent of the low-pass filter of the present invention is 0.001 (at 1 MHz) or more. , This tendency becomes remarkable, and a low-pass filter with less reflection in the attenuation region can be realized.

【0021】また、ローパスフィルタの内部がストリッ
プ線路構造であるため、線路の幅や線路とグランド電極
との間隔などを変えることによって入力インピーダンス
や出力インピーダンスを自由に設計可能となり、減衰域
においてだけでなく、通過域においても信号の不必要な
反射を少なくして、不要輻射を減少させることができ
る。
Further, since the inside of the low-pass filter has a strip line structure, the input impedance and the output impedance can be freely designed by changing the width of the line, the interval between the line and the ground electrode, and the like. In addition, unnecessary reflection of signals can be reduced even in a pass band, and unnecessary radiation can be reduced.

【0022】ここで、図4ないし図6に、1MHzにお
ける誘電正接が0.0008、0.0013、0.00
16の3つの材料A、B、Cを用いて作成したローパス
フィルタの周波数特性をそれぞれ示す。図4ないし図6
において、横軸は周波数を示し、縦軸は反射特性(S1
1、反射損失)および透過特性(S21、挿入損失)を
示している。S11は1目盛で10dB、S21は1目
盛で1dBである。ただし、図6のみは、S21は1目
盛で2dBである。なお、各ローパスフィルタの入出力
のインピーダンスは測定系のインピーダンスである50
オームになるように設定してある。
Here, FIGS. 4 to 6 show that the dielectric loss tangent at 1 MHz is 0.0008, 0.0013, 0.00.
The frequency characteristics of a low-pass filter made using 16 materials A, B, and C are shown. 4 to 6
, The horizontal axis indicates frequency, and the vertical axis indicates the reflection characteristics (S1
1, reflection loss) and transmission characteristics (S21, insertion loss). S11 is 10 dB on one scale, and S21 is 1 dB on one scale. However, in FIG. 6 only, S21 is 2 dB on one scale. The input and output impedance of each low-pass filter is the impedance of the measurement system.
It is set to be ohm.

【0023】図4ないし図6を比較して分かるように、
誘電正接が0.0008の材料AではS21はあまり大
きくないが、誘電正接が0.0013の材料Bで少し大
きくなり、誘電正接が0.0016の材料Cでは大幅に
大きくなっている。また、S11もほぼ10dB以上あ
り、フィルタ内部でエネルギーが消費されていることが
分かる。具体的には、例えば9.6GHzにおいて、材
料AではS11=−13dB、S21=−2.6dBで
吸収量が約40%である。これに対して。材料BではS
11=−16dB、S21=−3.6dBで吸収量が約
54%となり、材料CではS11=−7dB、S21=
−10dBで吸収量が約70%となり、50%以上のエ
ネルギーがフィルタ内部で吸収されていることになる。
これより、誘電体材料の誘電正接を0.001(1MH
z)以上に設定することによって、減衰域における反射
が少なく、減衰量の大きいローパスフィルタを実現でき
ることが分かる。
As can be seen by comparing FIGS. 4 to 6,
In the material A having a dielectric tangent of 0.0008, S21 is not so large, but in the material B having a dielectric tangent of 0.0013, it is slightly larger, and in the material C having a dielectric tangent of 0.0016, it is significantly larger. Also, S11 is about 10 dB or more, which indicates that energy is consumed inside the filter. Specifically, for example, at 9.6 GHz, the material A has S11 = −13 dB and S21 = −2.6 dB, and the absorption amount is about 40%. On the contrary. S for material B
11 = −16 dB, S21 = −3.6 dB, the absorption amount becomes about 54%, and in the material C, S11 = −7 dB, S21 =
At -10 dB, the amount of absorption is about 70%, and more than 50% of the energy is absorbed inside the filter.
Accordingly, the dielectric loss tangent of the dielectric material is set to 0.001 (1 MH).
It can be seen that by setting z) or more, a low-pass filter with little reflection in the attenuation region and a large amount of attenuation can be realized.

【0024】図7および図8に、本発明のローパスフィ
ルタの別の実施例を示す。図7は別の実施例のローパス
フィルタの一部を透視した平面図で、図8は図7に示し
たローパスフィルタのB−B断面図である。なお、図
7、8に示したローパスフィルタの斜視図については、
ここでは省略している。図7および図8において、図1
ないし図3と同一もしくは同等の部分には同じ記号を付
し、その説明を省略する。
FIGS. 7 and 8 show another embodiment of the low-pass filter of the present invention. FIG. 7 is a plan view of a part of a low-pass filter according to another embodiment, and FIG. 8 is a cross-sectional view of the low-pass filter shown in FIG. The perspective views of the low-pass filter shown in FIGS.
It is omitted here. 7 and 8, FIG.
The same or equivalent parts as those in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【0025】図7および図8において、ローパスフィル
タ10は、グランド層3と5の間にもう1つのグランド
層12を有している。そして、グランド層3と12の間
に線路層11を、グランド層12と5の間に線路層13
を有している。線路層11には、スパイラル状で、一端
が入力端子6に接続された線路11aが形成されてい
る。グランド層12には、ほぼ全面に渡ってグランド電
極12aが形成されている。線路層13には、直線状
で、一端が出力端子7に接続された線路13aが形成さ
れている。そして、線路11aの他端と線路13aの他
端はビアホール14を介して接続されている。なお、グ
ランド電極12aはビアホール14の貫通する部分には
形成されておらず、両者は絶縁されている。
In FIGS. 7 and 8, the low-pass filter 10 has another ground layer 12 between the ground layers 3 and 5. The line layer 11 is provided between the ground layers 3 and 12, and the line layer 13 is provided between the ground layers 12 and 5.
have. The line layer 11 has a spiral line 11 a having one end connected to the input terminal 6. On the ground layer 12, a ground electrode 12a is formed over almost the entire surface. In the line layer 13, a line 13a having a straight line and one end connected to the output terminal 7 is formed. The other end of the line 11a and the other end of the line 13a are connected via a via hole 14. Note that the ground electrode 12a is not formed at a portion where the via hole 14 penetrates, and both are insulated.

【0026】このように構成されたローパスフィルタ1
0においては、グランド電極3aおよび12aと線路1
1aからなるストリップ線路とグランド電極5aおよび
12aと線路13aからなるストリップ線路が2層に形
成されているが、大きな誘電体損失を有するという効果
に関しては図1ないし図3に示したローパスフィルタ1
と全く同様であり、同様の作用効果を奏するものであ
る。しかも、ローパスフィルタ10においては、線路1
1aがスパイラル状に形成されているために、線路11
aのインダクタンス成分が増加しており、そのインダク
タンス成分によるチョーク効果で高周波信号を通りにく
くして減衰域における減衰量をさらに大きくすることが
できる。
The low-pass filter 1 thus configured
0, the ground electrodes 3a and 12a and the line 1
Although the strip line composed of the strip line 1a, the ground electrodes 5a and 12a, and the strip line composed of the line 13a are formed in two layers, the low pass filter 1 shown in FIGS.
Are exactly the same as those described above, and have the same effect. Moreover, in the low-pass filter 10, the line 1
1a is formed in a spiral shape, so that the line 11
The inductance component of “a” increases, and the choke effect of the inductance component makes it difficult to pass a high-frequency signal, so that the amount of attenuation in the attenuation region can be further increased.

【0027】図9および図10に、本発明のローパスフ
ィルタのさらに別の実施例を示す。図9はさらに別の実
施例のローパスフィルタの一部を透視した平面図で、図
10は図9に示したローパスフィルタのC−C断面図で
ある。なお、図9、10に示したローパスフィルタの斜
視図については、ここでは省略している。図9および図
10において、図1ないし図3と同一もしくは同等の部
分には同じ記号を付し、その説明を省略する。
FIGS. 9 and 10 show still another embodiment of the low-pass filter of the present invention. FIG. 9 is a plan view of a part of a low-pass filter according to still another embodiment, and FIG. 10 is a cross-sectional view taken along line CC of the low-pass filter shown in FIG. The perspective views of the low-pass filters shown in FIGS. 9 and 10 are omitted here. 9 and 10, the same or equivalent parts as those in FIGS. 1 to 3 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【0028】図9および図10において、ローパスフィ
ルタ20は、グランド層3と5の間に隣接する2つの線
路層21および22を有している。線路層21には、ス
パイラル状で、一端が入力端子6に接続された線路21
aが形成されている。線路層22には、スパイラル状
で、一端が出力端子7に接続された線路22aが形成さ
れている。そして、線路21aの他端と線路22aの他
端はビアホール23を介して接続されている。
9 and 10, the low-pass filter 20 has two line layers 21 and 22 adjacent between the ground layers 3 and 5. The line layer 21 has a spiral shape, one end of which is connected to the input terminal 6.
a is formed. The line layer 22 has a spiral line 22 a having one end connected to the output terminal 7. The other end of the line 21a and the other end of the line 22a are connected via a via hole 23.

【0029】図9では分かりにくいので、図11に線路
層21と22のみを抜き出したものを示す。図11
(a)は線路層21を、図11(b)は線路層22を示
す。図11に示すように、線路21aと線路22aはビ
アホール23を同じ中心軸として、しかも同じ方向に巻
かれている。
FIG. 11 shows only the line layers 21 and 22 extracted because they are difficult to understand in FIG. FIG.
FIG. 11A shows the line layer 21, and FIG. 11B shows the line layer 22. As shown in FIG. 11, the line 21a and the line 22a are wound in the same direction with the via hole 23 as the same central axis.

【0030】このように構成されたローパスフィルタ2
0においては、グランド電極3aと5aの間にスパイラ
ル状の線路21aと22aが同じ方向に巻かれているた
め、線路21aと線路22aが磁気的に結合し、線路2
1aおよび線路22aのインダクタンス成分がさらに強
くなっている。そのため、線路21aおよび線路22a
のインダクタンス成分によるチョーク効果がさらに大き
くなり、これに誘電体損失による減衰が加わって、減衰
域における減衰特性をさらに大きくすることができる。
The low-pass filter 2 configured as described above
At 0, since the spiral lines 21a and 22a are wound in the same direction between the ground electrodes 3a and 5a, the lines 21a and 22a are magnetically coupled, and
The inductance components of 1a and the line 22a are further increased. Therefore, the line 21a and the line 22a
The choke effect due to the inductance component described above further increases, and attenuation due to dielectric loss is added to the choke effect, so that the attenuation characteristics in the attenuation region can be further increased.

【0031】また、線路21aと線路22aは互いにほ
ぼ対向する位置関係にあるため、その間で容量成分が生
じる。この容量成分は線路21aおよび線路22aのイ
ンダクタンス成分とともに自己共振する。そして、これ
らのインダクタンス成分や容量成分は分布定数的に発生
しているために、周期的に自己共振し、反射特性や透過
特性に周期的な極が生じ、これによって減衰域における
減衰特性がさらに大きくなっている。
Further, since the line 21a and the line 22a are in a positional relationship substantially opposed to each other, a capacitance component is generated therebetween. This capacitance component self-resonates with the inductance components of the line 21a and the line 22a. Since these inductance components and capacitance components are generated as distributed constants, they self-resonate periodically, and periodic poles are generated in reflection characteristics and transmission characteristics, thereby further reducing the attenuation characteristics in the attenuation region. It is getting bigger.

【0032】なお、線路層が1層しかなくても、例えば
ミアンダ状やスパイラル状にすることによって線路自身
に容量成分が生じ、ローパスフィルタ20と同様の効果
を奏する。ただ、容量値が小さいために共振周波数が高
くなり、またその周期も広がるため、図4ないし図6で
は明確には現れていない。
Even if there is only one line layer, a capacitance component is generated in the line itself by, for example, a meandering or spiral shape, and the same effect as that of the low-pass filter 20 can be obtained. However, since the resonance frequency is increased due to the small capacitance value and the period thereof is also widened, it is not clearly shown in FIGS.

【0033】ここで、図12に、1MHzにおける誘電
正接が0.0016の材料Cを用いて作成したローパス
フィルタ20の周波数特性を示す。図12において、横
軸は周波数を示し、縦軸は反射特性(S11、反射損
失)および透過特性(S21、挿入損失)を示してい
る。S11は1目盛で10dB、S21は1目盛で5d
Bである。なお、各ローパスフィルタの入出力のインピ
ーダンスは測定系のインピーダンスである50オームに
なるように設定してある。
FIG. 12 shows the frequency characteristics of the low-pass filter 20 made of the material C having a dielectric loss tangent of 0.0016 at 1 MHz. 12, the horizontal axis indicates frequency, and the vertical axis indicates reflection characteristics (S11, reflection loss) and transmission characteristics (S21, insertion loss). S11 is 10 dB on one scale, and S21 is 5 dB on one scale.
B. The input / output impedance of each low-pass filter is set to be 50 ohm, which is the impedance of the measurement system.

【0034】図12を、同じ材料Cで作ったローパスフ
ィルタの特性である図6と比較して分かるように、線路
のインダクタンス成分を大きくすることによって、減衰
域におけるS21が大幅に小さくなっている。これよ
り、インダクタンス成分を大きくすることによって、減
衰域における反射が少なく、減衰量のさらに大きいロー
パスフィルタを実現できることが分かる。
As can be seen by comparing FIG. 12 with FIG. 6, which is a characteristic of a low-pass filter made of the same material C, S21 in the attenuation region is significantly reduced by increasing the inductance component of the line. . From this, it can be seen that by increasing the inductance component, a low-pass filter with less reflection in the attenuation region and a larger attenuation can be realized.

【0035】なお、ローパスフィルタ20においては、
グランド層3と5の間に隣接する2つの線路層21およ
び22を有しているが、隣接する3つ以上の線路層を有
していて、線路層にそれぞれ形成されたスパイラル状の
線路が互いに接続されるとともに磁気的に結合していて
も構わないものである。
In the low-pass filter 20,
Although two adjacent line layers 21 and 22 are provided between the ground layers 3 and 5, three or more adjacent line layers are provided, and spiral lines formed on the respective line layers are formed by spiral lines. They may be connected to each other and magnetically coupled.

【0036】また、上記の各実施例において、2つのグ
ランド層に挟まれて線路層の形成された部分を1つの層
として、それを1層(図1ないし図3に示したローパス
フィルタ1、および図7および図8に示したローパスフ
ィルタ10)、または2層(図9ないし図11に示した
ローパスフィルタ20)としたが、これは3層以上であ
っても構わず、同様の作用効果を奏するものである。
In each of the above-described embodiments, the portion where the line layer is formed between the two ground layers is regarded as one layer, and is formed as one layer (the low-pass filters 1 and 2 shown in FIGS. 1 to 3). And the low-pass filter 10) shown in FIGS. 7 and 8 or the two layers (the low-pass filter 20 shown in FIGS. 9 to 11). However, the number of layers may be three or more. Is played.

【0037】また、上記の各実施例において、最も外側
のグランド層(グランド層3および5)は基体2の内部
に形成されているが、それぞれ基体2の上面および底面
に形成されていても構わないものである。
In each of the above embodiments, the outermost ground layers (ground layers 3 and 5) are formed inside the base 2, but they may be formed on the top and bottom surfaces of the base 2, respectively. Not something.

【0038】また、ローパスフィルタ1においては、入
力端子と出力端子と両者を接続する線路をそれぞれ1つ
ずつ有しているが、複数個の入力端子や出力端子とそれ
らを接続する複数の線路を有していても構わないもので
ある。
The low-pass filter 1 has one input terminal, one output terminal, and one line connecting the two terminals. However, the low-pass filter 1 has a plurality of input terminals and output terminals and a plurality of lines connecting them. You may have it.

【0039】さらには、線路層に形成される線路は、ミ
アンダ状やスパイラル状に限られるものではなく、直線
状を含めてどのような形状でも構わないものである。
Further, the line formed on the line layer is not limited to a meandering or spiral shape, but may have any shape including a linear shape.

【0040】図13に、本発明の電子装置の一実施例を
示す。図13において、電子装置30は無線通信機器の
出力段などに用いられる周波数変換装置を示しており、
入力端子31、アンプ32、本発明のローパスフィルタ
1、局部発振器33、ミキサ34、帯域通過フィルタ3
5、アンプ36、出力端子37で構成されている。ここ
で、入力端子31はアンプ32とローパスフィルタ1を
順に介してミキサ34の一方の入力に接続されている。
また、局部発振器33はミキサ34の他方の入力に接続
されている。そして、ミキサ34の出力は帯域通過フィ
ルタ35とアンプ36を順に介して出力端子37に接続
されている。
FIG. 13 shows an embodiment of the electronic device of the present invention. In FIG. 13, an electronic device 30 shows a frequency conversion device used for an output stage or the like of a wireless communication device.
Input terminal 31, amplifier 32, low-pass filter 1 of the present invention, local oscillator 33, mixer 34, band-pass filter 3
5, an amplifier 36, and an output terminal 37. Here, the input terminal 31 is connected to one input of the mixer 34 via the amplifier 32 and the low-pass filter 1 in this order.
The local oscillator 33 is connected to the other input of the mixer 34. The output of the mixer 34 is connected to an output terminal 37 via a band-pass filter 35 and an amplifier 36 in this order.

【0041】このように構成された電子装置30におい
て、入力端子31から入力された信号は、アンプ32で
増幅され、ローパスフィルタ1で不必要な高調波が取り
除かれ、ミキサ34で局部発振器33からの信号と掛け
合わされて周波数変換され、帯域通過フィルタ35で必
要な周波数だけが取り出され、アンプ36で増幅されて
出力端子37から出力される。ここで、アンプ32の出
力側に本発明のローパスフィルタ1を設けているため
に、アンプ32で発生する不必要な高調波を効率よく取
り除くことができる。しかも、ローパスフィルタ1での
信号の反射が少ないために、アンプ32とローパスフィ
ルタ1の間で不要輻射がほとんど発生しない。
In the electronic device 30 configured as described above, the signal input from the input terminal 31 is amplified by the amplifier 32, unnecessary harmonics are removed by the low-pass filter 1, and the signal from the local oscillator 33 is output by the mixer 34. The frequency is converted by multiplying the signal by the bandpass filter 35, and only the required frequency is extracted by the band-pass filter 35, amplified by the amplifier 36, and output from the output terminal 37. Here, since the low-pass filter 1 of the present invention is provided on the output side of the amplifier 32, unnecessary harmonics generated in the amplifier 32 can be efficiently removed. In addition, since there is little signal reflection at the low-pass filter 1, unnecessary radiation hardly occurs between the amplifier 32 and the low-pass filter 1.

【0042】このように、電子装置30においては、本
発明のローパスフィルタを用いることによって、高調波
と不要輻射の発生を少なくすることができる。
As described above, in the electronic device 30, the use of the low-pass filter of the present invention can reduce the generation of harmonics and unnecessary radiation.

【0043】なお、電子装置30においては、高周波信
号を扱うアナログ回路に本発明のローパスフィルタを用
いた場合について説明したが、高い周波数のデジタル信
号を扱う電子装置においてノイズフィルタとして本発明
のローパスフィルタを用いたものでも構わないもので、
同様の作用効果を奏するものである。
In the electronic device 30, the case where the low-pass filter of the present invention is used for an analog circuit that handles high-frequency signals has been described. May be used,
The same operation and effect can be obtained.

【0044】[0044]

【発明の効果】本発明のローパスフィルタによれば、周
波数1MHzにおける誘電正接が0.001以上の誘電
体材料を挟んで複数のグランド層を設け、そこにグラン
ド電極を形成し、複数のグランド層の間に1つ以上の線
路層を設け、その線路層に線状の線路を形成することに
よって、誘電体損失による内部での損失が大きくなり、
減衰域における反射を少なくして減衰量を大きくするこ
とができる。
According to the low-pass filter of the present invention, a plurality of ground layers are provided with a dielectric material having a dielectric loss tangent of 0.001 or more at a frequency of 1 MHz, and a ground electrode is formed thereon. By providing one or more line layers between them and forming a linear line in the line layer, the internal loss due to dielectric loss increases,
The amount of attenuation can be increased by reducing reflection in the attenuation region.

【0045】また、複数の線路層を有し、その複数の線
路層に形成された線路を互いに接続することによって、
内部での損失をさらに大きくして、減衰域における反射
や透過をさらに少なくすることができる。
Further, by having a plurality of line layers and connecting the lines formed on the plurality of line layers to each other,
By further increasing the internal loss, reflection and transmission in the attenuation region can be further reduced.

【0046】また、線路層に形成された線路をスパイラ
ル状とすることによって、インダクタンス成分が大きく
なり、減衰域における減衰量をさらに大きくすることが
できる。
Further, by forming the line formed in the line layer into a spiral shape, the inductance component is increased, and the amount of attenuation in the attenuation region can be further increased.

【0047】また、隣接する線路層にスパイラル状に形
成された線路の、中心軸と巻方向を同じとすることによ
って、インダクタンス成分がさらに大きくなり、減衰域
における減衰量をさらに大きくすることができる。
Further, by making the spiral direction of the line formed in the adjacent line layer the same as that of the center axis, the inductance component is further increased, and the attenuation in the attenuation region can be further increased. .

【0048】また、線路が自己共振し、それにより周期
的に発生する極を有することによって、減衰域における
減衰量をさらに大きくすることができる。
In addition, since the line has self-resonance and thus has a periodically generated pole, the amount of attenuation in the attenuation region can be further increased.

【0049】そして、本発明の電子装置によれば、本発
明のローパスフィルタを用いることによって、高調波と
不要輻射の発生を少なくすることができる。
According to the electronic device of the present invention, the use of the low-pass filter of the present invention can reduce the generation of harmonics and unnecessary radiation.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のローパスフィルタの一実施例を示す一
部透視斜視図である。
FIG. 1 is a partially transparent perspective view showing one embodiment of a low-pass filter of the present invention.

【図2】図1のローパスフィルタの平面図である。FIG. 2 is a plan view of the low-pass filter of FIG.

【図3】図2のローパスフィルタのA−A断面図であ
る。
FIG. 3 is a sectional view taken along line AA of the low-pass filter of FIG. 2;

【図4】図1のローパスフィルタの反射特性および透過
特性を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing reflection characteristics and transmission characteristics of the low-pass filter of FIG.

【図5】図1のローパスフィルタの反射特性および透過
特性を示す別の図である。
FIG. 5 is another diagram showing reflection characteristics and transmission characteristics of the low-pass filter of FIG. 1;

【図6】図1のローパスフィルタの反射特性および透過
特性を示すさらに別の図である。
FIG. 6 is still another diagram illustrating the reflection characteristics and the transmission characteristics of the low-pass filter of FIG. 1;

【図7】本発明のローパスフィルタの別の実施例を示す
平面図である。
FIG. 7 is a plan view showing another embodiment of the low-pass filter of the present invention.

【図8】図7のローパスフィルタのB−B断面図であ
る。
8 is a cross-sectional view of the low-pass filter of FIG. 7 taken along line BB.

【図9】本発明のローパスフィルタのさらに別の実施例
を示す平面図である。
FIG. 9 is a plan view showing still another embodiment of the low-pass filter of the present invention.

【図10】図9のローパスフィルタのC−C断面図であ
る。
FIG. 10 is a cross-sectional view of the low-pass filter of FIG. 9 taken along line CC.

【図11】図9のローパスフィルタの線路層を示す図で
ある。
FIG. 11 is a diagram illustrating a line layer of the low-pass filter of FIG. 9;

【図12】図9のローパスフィルタの反射特性および透
過特性を示す図である。
12 is a diagram showing reflection characteristics and transmission characteristics of the low-pass filter of FIG.

【図13】本発明の電子装置の一実施例を示すブロック
図である。
FIG. 13 is a block diagram showing one embodiment of the electronic device of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、10、20…ローパスフィルタ 2…基体 3、5、12…グランド層 3a、5a、12a…グランド電極 4、11、13、21、22…線路層 4a、11a、13a、21a、22a…線路 6…入力端子 7…出力端子 8…グランド端子 14、23…ビアホール 30…電子装置 1, 10, 20: low-pass filter 2: base 3, 5, 12: ground layer 3a, 5a, 12a: ground electrode 4, 11, 13, 21, 22: line layer 4a, 11a, 13a, 21a, 22a: line 6 input terminal 7 output terminal 8 ground terminal 14, 23 via hole 30 electronic device

フロントページの続き (72)発明者 萬代 治文 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株式 会社村田製作所内 Fターム(参考) 5J006 HB03 HB15 HD07 HD11 JA03 LA05 LA11 LA12 5J024 AA01 BA11 CA09 DA21 DA29 DA32 EA01 EA08 Continued on the front page (72) Inventor Haruhumi Bandai 2-26-10 Tenjin, Nagaokakyo-shi, Kyoto F-term in Murata Manufacturing Co., Ltd. (Reference) 5J006 HB03 HB15 HD07 HD11 JA03 LA05 LA11 LA12 5J024 AA01 BA11 CA09 DA21 DA29 DA32 EA01 EA08

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 周波数1MHzにおける誘電正接が0.
001以上の誘電体材料を挟んで複数のグランド層を設
け、該グランド層にグランド電極を形成し、前記複数の
グランド層の間に1つ以上の線路層を設け、該線路層に
線状の線路を形成してなることを特徴とするローパスフ
ィルタ。
1. The dielectric loss tangent at a frequency of 1 MHz is 0.
A plurality of ground layers are provided with 001 or more dielectric materials interposed therebetween, a ground electrode is formed on the ground layers, and one or more line layers are provided between the plurality of ground layers. A low-pass filter characterized by forming a line.
【請求項2】 複数の前記線路層を有し、該複数の線路
層に形成された前記線路を互いに接続してなることを特
徴とする、請求項1に記載のローパスフィルタ。
2. The low-pass filter according to claim 1, comprising a plurality of said line layers, wherein said lines formed on said plurality of line layers are connected to each other.
【請求項3】 前記線路をスパイラル状としたことを特
徴とする、請求項1または2に記載のローパスフィル
タ。
3. The low-pass filter according to claim 1, wherein the line has a spiral shape.
【請求項4】 隣接して設けられた前記線路層にそれぞ
れスパイラル状に形成された前記線路の、中心軸と巻方
向を同じにしたことを特徴とする、請求項3に記載のロ
ーパスフィルタ。
4. The low-pass filter according to claim 3, wherein the lines formed spirally in the line layers provided adjacent to each other have the same central axis and the same winding direction.
【請求項5】 前記線路が自己共振し、該自己共振によ
り周期的に発生する極を有することを特徴とする、請求
項1ないし4のいずれかに記載のローパスフィルタ。
5. The low-pass filter according to claim 1, wherein the line self-resonates and has a pole periodically generated by the self-resonance.
【請求項6】 請求項1ないし5のいずれかに記載のロ
ーパスフィルタを用いたことを特徴とする電子装置。
6. An electronic device using the low-pass filter according to claim 1.
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