JP2001345601A - フィルタ回路 - Google Patents
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P1/00—Auxiliary devices
- H01P1/20—Frequency-selective devices, e.g. filters
-
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-
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- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
- Filters And Equalizers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 小型かつ耐電力特性に優れたフィルタ回路を
提供することである。 【解決手段】 、互いに共振周波数の異なる第１及び第
２共振器（１５，１６）と、前記第１共振器（１５）を
含む第１ブロック（１０１）と、前記第２共振器（１
６）を含む第２ブロック（１０２）と、入力信号を前記
第１ブロック及び第２ブロックへ分配する入力端子（１
１）と、前記第１ブロック及び第２ブロックを通過した
信号を合成して出力する出力端子（１２）を有し、前記
第１ブロックはさらに遅延器（１８）を備え、前記遅延
器は、前記第１ブロックを通過する信号と前記第２ブロ
ックを通過する信号との位相差をほぼ逆相にすることを
特徴とするフィルタ回路。
提供することである。 【解決手段】 、互いに共振周波数の異なる第１及び第
２共振器（１５，１６）と、前記第１共振器（１５）を
含む第１ブロック（１０１）と、前記第２共振器（１
６）を含む第２ブロック（１０２）と、入力信号を前記
第１ブロック及び第２ブロックへ分配する入力端子（１
１）と、前記第１ブロック及び第２ブロックを通過した
信号を合成して出力する出力端子（１２）を有し、前記
第１ブロックはさらに遅延器（１８）を備え、前記遅延
器は、前記第１ブロックを通過する信号と前記第２ブロ
ックを通過する信号との位相差をほぼ逆相にすることを
特徴とするフィルタ回路。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば無線を用い
る通信機（携帯無線端末、基地局など）の帯域制限を行
うためのフィルタ回路に関する。
る通信機（携帯無線端末、基地局など）の帯域制限を行
うためのフィルタ回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、帯域制限用フィルタ回路は、例え
ば図２３に示すように、共振器１５３ａ，１５３ｂ，１
５３ｃをカスケード（縦続）接続させることによって構
成されていた。図２３の共振器の等価回路はインダクタ
とキャパシタからなり、損失の効果を考慮する場合には
抵抗も追加される。
ば図２３に示すように、共振器１５３ａ，１５３ｂ，１
５３ｃをカスケード（縦続）接続させることによって構
成されていた。図２３の共振器の等価回路はインダクタ
とキャパシタからなり、損失の効果を考慮する場合には
抵抗も追加される。
【０００３】抵抗がほとんど無いと仮定した場合の共振
器の共振周波数f0は下式で与えられる。
器の共振周波数f0は下式で与えられる。
【０００４】f0=1/｛２π√(L・C)｝ ただし、L,Cはそれぞれ共振器のインダクタンスとキャ
パシタンスである。
パシタンスである。
【０００５】フィルタ回路では、共振器を縦続接続し、
それぞれの共振器の結合量を表す共振器間結合係数Ｍ2,
Ｍ3と、入出力部で共振器を励振する量を表す外部Ｑ(共
振器間結合係数Ｍ1，Ｍ4)の値を適当に決めることによ
って、フィルタ回路としての通過周波数範囲や阻止域減
衰量を決定できる。
それぞれの共振器の結合量を表す共振器間結合係数Ｍ2,
Ｍ3と、入出力部で共振器を励振する量を表す外部Ｑ(共
振器間結合係数Ｍ1，Ｍ4)の値を適当に決めることによ
って、フィルタ回路としての通過周波数範囲や阻止域減
衰量を決定できる。
【０００６】フィルタ回路の例として、マイクロストリ
ップ線路を用いた構成例を図２４に示す。マイクロスト
リップ導体１６１，１６２，１６３ａ，１６３ｂ及び１
６３ｃが誘電体基板１６４の表面に設けられている。誘
電体基板１６４の裏面には接地導体（不図示）が設けら
れている。これらマイクロストリップ導体、誘電体基板
及び接地導体によってマイクロストリップ線路が構成さ
れている。そして、入力端子及び出力端子のためのマイ
クロストリップ導体１６１，１６２を誘電体基板１６４
の主面に設け、さらに、この入力および出力側の励振用
の線路１６１，１６２間に使用周波数帯の半波長の長さ
を有する３つのマイクロストリップ導体１６３ａ，１６
３ｂ，１６３ｃを１／４波長毎ずらして配置することに
より、３つの共振器が構成される。すなわち、共振器の
構成要素は例えばマイクロストリップ導体１６３ａとこ
の周辺の誘電体（誘電体基板１６４及び露出している部
分（空気））である。それぞれの共振器の間隔が共振器
間結合係数の量を決定する。入力および出力側の励振用
の線路１６１，１６２は、共振器と所望の外部Qを実現
する距離に置かれて配置される。
ップ線路を用いた構成例を図２４に示す。マイクロスト
リップ導体１６１，１６２，１６３ａ，１６３ｂ及び１
６３ｃが誘電体基板１６４の表面に設けられている。誘
電体基板１６４の裏面には接地導体（不図示）が設けら
れている。これらマイクロストリップ導体、誘電体基板
及び接地導体によってマイクロストリップ線路が構成さ
れている。そして、入力端子及び出力端子のためのマイ
クロストリップ導体１６１，１６２を誘電体基板１６４
の主面に設け、さらに、この入力および出力側の励振用
の線路１６１，１６２間に使用周波数帯の半波長の長さ
を有する３つのマイクロストリップ導体１６３ａ，１６
３ｂ，１６３ｃを１／４波長毎ずらして配置することに
より、３つの共振器が構成される。すなわち、共振器の
構成要素は例えばマイクロストリップ導体１６３ａとこ
の周辺の誘電体（誘電体基板１６４及び露出している部
分（空気））である。それぞれの共振器の間隔が共振器
間結合係数の量を決定する。入力および出力側の励振用
の線路１６１，１６２は、共振器と所望の外部Qを実現
する距離に置かれて配置される。
【０００７】これらのフィルタ回路の多くは、すべての
共振器が縦続接続されて構成されており、フィルタ回路
を通過する電力は、すべての共振器をほぼ同じ電力量で
通過してしまう。
共振器が縦続接続されて構成されており、フィルタ回路
を通過する電力は、すべての共振器をほぼ同じ電力量で
通過してしまう。
【０００８】ただし共振器には損失効果があるため、そ
の損失によってわずかに通過電力量が異なる。そのため
大電力を通過させるフィルタ回路では損失による発熱が
生じ放熱構造を有することが重要となる。したがって、
マイクロストリップ線路のような分布定数回路をフィル
タ回路に用いた場合、回路構成を小さくできるという利
点はあるが、回路構成を小さくすると損失が大きくな
り、よって、放熱特性が悪くなるという問題があった。
の損失によってわずかに通過電力量が異なる。そのため
大電力を通過させるフィルタ回路では損失による発熱が
生じ放熱構造を有することが重要となる。したがって、
マイクロストリップ線路のような分布定数回路をフィル
タ回路に用いた場合、回路構成を小さくできるという利
点はあるが、回路構成を小さくすると損失が大きくな
り、よって、放熱特性が悪くなるという問題があった。
【０００９】このため、サイズが小型、かつ、低損失を
実現するために、マイクロストリップ導体に超伝導体を
用いたマイクロストリップラインフィルタ回路がある。
このマイクロストリップラインでは図２５に示すような
電気力線を生じる。即ち、マイクロストリップ導体１７
１と接地導体１７２の間の誘電体１７３に生じる電気力
線１７４は図示するようになり、信号電力が通過する線
路（マイクロストリップ導体１７１）の断面のエッジに
電界が集中する。
実現するために、マイクロストリップ導体に超伝導体を
用いたマイクロストリップラインフィルタ回路がある。
このマイクロストリップラインでは図２５に示すような
電気力線を生じる。即ち、マイクロストリップ導体１７
１と接地導体１７２の間の誘電体１７３に生じる電気力
線１７４は図示するようになり、信号電力が通過する線
路（マイクロストリップ導体１７１）の断面のエッジに
電界が集中する。
【００１０】このためこのエッジの部分に電流が集中し
てしまい、大きな電力を通す場合には、数ワットの電力
でエッジを流れる電流は超伝導体が持つ臨界電流密度の
限界値を超えてしまい、超伝導特性を破壊してしまうと
いう問題点があった。
てしまい、大きな電力を通す場合には、数ワットの電力
でエッジを流れる電流は超伝導体が持つ臨界電流密度の
限界値を超えてしまい、超伝導特性を破壊してしまうと
いう問題点があった。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、従
来のフィルタ回路では通過周波数範囲を変えるために複
数の共振器を縦続接続することによって構成していた。
しかしこのような縦続接続のフィルタ回路では大きな電
力が通過する場合に、全ての共振器を大きな電力が通過
してしまうために大きな耐電力特性をとる必要があると
いう問題点があった。
来のフィルタ回路では通過周波数範囲を変えるために複
数の共振器を縦続接続することによって構成していた。
しかしこのような縦続接続のフィルタ回路では大きな電
力が通過する場合に、全ての共振器を大きな電力が通過
してしまうために大きな耐電力特性をとる必要があると
いう問題点があった。
【００１２】また、特にマイクロストリップライン共振
器を用いたフィルタ回路では大きな電力が通過する際に
マイクロストリップ導体のエッジに電流が集中するた
め、超伝導体を使うと臨界電流密度を超えてしまい超伝
導特性を破壊する問題点があった。
器を用いたフィルタ回路では大きな電力が通過する際に
マイクロストリップ導体のエッジに電流が集中するた
め、超伝導体を使うと臨界電流密度を超えてしまい超伝
導特性を破壊する問題点があった。
【００１３】そこで、本発明では、上記のような従来技
術の欠点を除去し、小型かつ耐電力特性に優れたフィル
タ回路を提供することを目的とする。
術の欠点を除去し、小型かつ耐電力特性に優れたフィル
タ回路を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】第１の発明は、互いに共
振周波数の異なる第１及び第２共振器（１５，１６）
と、前記第１共振器（１５）を含む第１ブロック（１０
１）と、前記第２共振器（１６）を含む第２ブロック
（１０２）と、入力信号を前記第１ブロック及び第２ブ
ロックへ分配する入力端子（１１）と、前記第１ブロッ
ク及び第２ブロックを通過した信号を合成して出力する
出力端子（１２）を有し、前記第１ブロックはさらに遅
延器（１８）を備え、前記遅延器は、前記第１ブロック
を通過する信号と前記第２ブロックを通過する信号との
位相差をほぼ逆相にすることを特徴とするフィルタ回路
である。
振周波数の異なる第１及び第２共振器（１５，１６）
と、前記第１共振器（１５）を含む第１ブロック（１０
１）と、前記第２共振器（１６）を含む第２ブロック
（１０２）と、入力信号を前記第１ブロック及び第２ブ
ロックへ分配する入力端子（１１）と、前記第１ブロッ
ク及び第２ブロックを通過した信号を合成して出力する
出力端子（１２）を有し、前記第１ブロックはさらに遅
延器（１８）を備え、前記遅延器は、前記第１ブロック
を通過する信号と前記第２ブロックを通過する信号との
位相差をほぼ逆相にすることを特徴とするフィルタ回路
である。
【００１５】第２の発明は、前記遅延器は第１遅延器で
あり、前記第２ブロック（１０２）は第２遅延器（１
９）を備えることを特徴とする第１の発明記載のフィル
タ回路である。
あり、前記第２ブロック（１０２）は第２遅延器（１
９）を備えることを特徴とする第１の発明記載のフィル
タ回路である。
【００１６】第３の発明は、前記遅延器は、前記第１共
振器よりも前記入力端子側に設けられていることを特徴
とする第２の発明記載のフィルタ回路である。
振器よりも前記入力端子側に設けられていることを特徴
とする第２の発明記載のフィルタ回路である。
【００１７】第４の発明は、前記遅延器は、前記第１共
振器よりも前記出力端子側に設けられていることを特徴
とする第２の発明記載のフィルタ回路である。
振器よりも前記出力端子側に設けられていることを特徴
とする第２の発明記載のフィルタ回路である。
【００１８】第５の発明は、前記第１及び第２共振器
が、マイクロストリップ線路によって構成されているこ
とを特徴とする第２の発明記載のフィルタ回路である。
が、マイクロストリップ線路によって構成されているこ
とを特徴とする第２の発明記載のフィルタ回路である。
【００１９】第６の発明は、前記第１及び第２共振器
が、コプレーナー線路によって構成されていることを特
徴とする第２の発明記載のフィルタ回路である。
が、コプレーナー線路によって構成されていることを特
徴とする第２の発明記載のフィルタ回路である。
【００２０】第７の発明は、前記第１及び第２共振器
が、集中定数回路によって構成されていることを特徴と
する第２の発明記載のフィルタ回路である。
が、集中定数回路によって構成されていることを特徴と
する第２の発明記載のフィルタ回路である。
【００２１】第８の発明は、共振周波数を変更可能な第
１及び第２共振器と、前記第１共振器を含む第１ブロッ
クと、前記第２共振器を含む第２ブロックと、入力信号
を前記第１ブロック及び第２ブロックへ分配する入力端
子と、前記第１ブロック及び第２ブロックを通過した信
号を合成して出力する出力端子を有し、前記第１ブロッ
クはさらに遅延器を備え、前記第１及び第２共振器の少
なくとも一方の共振周波数が、外部から受け取る制御信
号によって変更されることを特徴とするフィルタ回路。
１及び第２共振器と、前記第１共振器を含む第１ブロッ
クと、前記第２共振器を含む第２ブロックと、入力信号
を前記第１ブロック及び第２ブロックへ分配する入力端
子と、前記第１ブロック及び第２ブロックを通過した信
号を合成して出力する出力端子を有し、前記第１ブロッ
クはさらに遅延器を備え、前記第１及び第２共振器の少
なくとも一方の共振周波数が、外部から受け取る制御信
号によって変更されることを特徴とするフィルタ回路。
【００２２】第９の発明は、前記第１及び第２共振器
は、接地導体と、この接地導体上に設けられた誘電体基
板と、この誘電体基板上に所定の形に形成された導体
と、この導体を覆う誘電体膜と、この誘電体膜上に設け
られ、かつ、前記制御信号に応じて電圧がかかる電圧印
加素子で構成されていることを特徴とする第８の発明記
載のフィルタ回路である。
は、接地導体と、この接地導体上に設けられた誘電体基
板と、この誘電体基板上に所定の形に形成された導体
と、この導体を覆う誘電体膜と、この誘電体膜上に設け
られ、かつ、前記制御信号に応じて電圧がかかる電圧印
加素子で構成されていることを特徴とする第８の発明記
載のフィルタ回路である。
【００２３】第１０の発明は、前記誘電体基板上には、
さらに前記導体と異なる他の導体（７０１，７０２,７
０４）が設けられ、この他の導体上にも前記誘電体膜を
介して前記電圧印加素子を設けることを特徴とする第９
の発明記載のフィルタ回路である。
さらに前記導体と異なる他の導体（７０１，７０２,７
０４）が設けられ、この他の導体上にも前記誘電体膜を
介して前記電圧印加素子を設けることを特徴とする第９
の発明記載のフィルタ回路である。
【００２４】本発明は、共振周波数が異なる共振器同士
（共振器が３つ以上の場合は共振周波数が隣接する共振
器同士）を所定の位相差を生ずる遅延器を設けることに
より、前記共振器同士がほぼ逆相の関係になるようにし
た。
（共振器が３つ以上の場合は共振周波数が隣接する共振
器同士）を所定の位相差を生ずる遅延器を設けることに
より、前記共振器同士がほぼ逆相の関係になるようにし
た。
【００２５】したがって、上記遅延器によりほぼ逆相の
関係が実現でき、分布定数回路や集中定数回路の共振器
を用いた場合でも共振器を並列接続して構成できる小型
かつ耐電力特性に優れたのフィルタ回路が得られる。
関係が実現でき、分布定数回路や集中定数回路の共振器
を用いた場合でも共振器を並列接続して構成できる小型
かつ耐電力特性に優れたのフィルタ回路が得られる。
【００２６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照しながら説明する。
図面を参照しながら説明する。
【００２７】（第１の実施形態）図１は、本発明の第１
の実施形態に係るフィルタ回路の概略ブロック図であ
る。説明の便宜上、共振周波数ｆ1を持つ共振器１５と
遅延器１８とが縦続接続したものを第１ブロック１０１
という。同様に、共振周波数ｆ 2を持つ共振器１６と遅
延器１９とが縦続接続したものを第２ブロック１０２、
共振周波数ｆ3を持つ共振器１７と遅延器２０とが縦続
接続したものを第３ブロック１０３とする。図１のフィ
ルタ回路は、入力端子１１と、出力端子１２と、この入
出力端子間の並列接続部に設けられた電力分配手段１３
及び電力合成手段１４に各々並列に接続された前記第１
乃至第３ブロック１０１〜１０３で構成されている。電
力分配手段１３は入力端子からの入力信号を第１,第２
及び第３ブロックへ分配し、電力合成手段は第１,第２
及び第３ブロックをそれぞれ通過した信号を合成し、出
力端子へ出力する。図１には、共振器が１５，１６，１
７の３つ描かれているが、本実施形態はこれに限定され
るものではなく、所望の通過帯域フィルタを作る場合に
は、この通過帯域内の共振周波数の数がｍ個であれば、
共振器はｍ個（ｍは２以上の整数）あればよい。同様に
遅延器もｍ個あればよい。
の実施形態に係るフィルタ回路の概略ブロック図であ
る。説明の便宜上、共振周波数ｆ1を持つ共振器１５と
遅延器１８とが縦続接続したものを第１ブロック１０１
という。同様に、共振周波数ｆ 2を持つ共振器１６と遅
延器１９とが縦続接続したものを第２ブロック１０２、
共振周波数ｆ3を持つ共振器１７と遅延器２０とが縦続
接続したものを第３ブロック１０３とする。図１のフィ
ルタ回路は、入力端子１１と、出力端子１２と、この入
出力端子間の並列接続部に設けられた電力分配手段１３
及び電力合成手段１４に各々並列に接続された前記第１
乃至第３ブロック１０１〜１０３で構成されている。電
力分配手段１３は入力端子からの入力信号を第１,第２
及び第３ブロックへ分配し、電力合成手段は第１,第２
及び第３ブロックをそれぞれ通過した信号を合成し、出
力端子へ出力する。図１には、共振器が１５，１６，１
７の３つ描かれているが、本実施形態はこれに限定され
るものではなく、所望の通過帯域フィルタを作る場合に
は、この通過帯域内の共振周波数の数がｍ個であれば、
共振器はｍ個（ｍは２以上の整数）あればよい。同様に
遅延器もｍ個あればよい。
【００２８】共振器１５，１６，１７は、異なる共振周
波数を有する共振器であり、それぞれｆ1，ｆ2，…，ｆ
mの共振周波数を有する。尚、各共振器の共振周波数
ｆ1，ｆ 2，…，ｆmは、等間隔であっても不等間隔であ
ってもよい。
波数を有する共振器であり、それぞれｆ1，ｆ2，…，ｆ
mの共振周波数を有する。尚、各共振器の共振周波数
ｆ1，ｆ 2，…，ｆmは、等間隔であっても不等間隔であ
ってもよい。
【００２９】ここで、共振周波数ｆ1，ｆ2，…，ｆ
mが、ｆ1＜ｆ2＜…＜ｆmの関係を満たす場合について説
明する。まず、ｆ1＜ｆ2＜…＜ｆmの関係の設計例につ
いて説明する。共振周波数ｆ0は共振器のインダクタン
スＬ及びキャパシタンスＣによって式（１）のように定
まる。ただし、抵抗はほとんど無いと仮定した。
mが、ｆ1＜ｆ2＜…＜ｆmの関係を満たす場合について説
明する。まず、ｆ1＜ｆ2＜…＜ｆmの関係の設計例につ
いて説明する。共振周波数ｆ0は共振器のインダクタン
スＬ及びキャパシタンスＣによって式（１）のように定
まる。ただし、抵抗はほとんど無いと仮定した。
【００３０】 ｆ0＝１／｛２π√（Ｌ・Ｃ）｝ …（１） 従って、複数の共振器のインダクタンスＬ又はキャパシ
タンスＣの少なくとも一方をそれぞれ適宜定めることに
よって、ｆ1＜ｆ2＜…＜ｆmの関係を満たすことができ
る。
タンスＣの少なくとも一方をそれぞれ適宜定めることに
よって、ｆ1＜ｆ2＜…＜ｆmの関係を満たすことができ
る。
【００３１】そして、遅延器１８，１９，２０は、共振
周波数が隣接するブロック同士（１０１と１０２，１０
２と１０３）の位相差の関係がほぼ逆相になるようにす
るための遅延器である。ここで、ほぼ逆相とはほぼ１８
０°を意味する。例えば、第１ブロック１０１に対し
て第２ブロック１０２は位相がほぼ１８０°遅れ、さら
に、第２ブロック１０２に対して第３ブロック１０３は
位相がほぼ１８０°遅れる場合、また、第２ブロック
１０２に対して第１ブロック１０１及び第３ブロック１
０３がそれぞれほぼ１８０°遅れる場合などがある。
周波数が隣接するブロック同士（１０１と１０２，１０
２と１０３）の位相差の関係がほぼ逆相になるようにす
るための遅延器である。ここで、ほぼ逆相とはほぼ１８
０°を意味する。例えば、第１ブロック１０１に対し
て第２ブロック１０２は位相がほぼ１８０°遅れ、さら
に、第２ブロック１０２に対して第３ブロック１０３は
位相がほぼ１８０°遅れる場合、また、第２ブロック
１０２に対して第１ブロック１０１及び第３ブロック１
０３がそれぞれほぼ１８０°遅れる場合などがある。
【００３２】尚、隣接するブロック間の位相差は、ほぼ
逆相の関係を満たしていれば、さらに３６０°×ｎ（ｎ
は０以上の整数）異なっていてもよい。また、ほぼ１８
０°とは後述するように１８０°±３０°の範囲をい
い、この範囲であればほぼ逆相として扱える。
逆相の関係を満たしていれば、さらに３６０°×ｎ（ｎ
は０以上の整数）異なっていてもよい。また、ほぼ１８
０°とは後述するように１８０°±３０°の範囲をい
い、この範囲であればほぼ逆相として扱える。
【００３３】したがって隣接するブロック間の位相差Ｘ
は一般的には式（２）で表すことができる。
は一般的には式（２）で表すことができる。
【００３４】 １５０°＋３６０°×ｎ≦Ｘ≦２１０°＋３６０°×ｎ …（２） ここでｎは０以上の整数である。
【００３５】各共振器の相互結合度Ｍi（ｉ＝１〜ｍ）
は全て同相結合とした。本実施形態は、逆相結合が無い
ので、立体回路以外の分布定数回路及び集中定数回路に
おいても結合を実現することができる。尚、図１では、
各共振器の入力側および出力側の結合量を同じにしてい
るが、異なる結合量においても本実施形態を適用でき
る。
は全て同相結合とした。本実施形態は、逆相結合が無い
ので、立体回路以外の分布定数回路及び集中定数回路に
おいても結合を実現することができる。尚、図１では、
各共振器の入力側および出力側の結合量を同じにしてい
るが、異なる結合量においても本実施形態を適用でき
る。
【００３６】図２は、図１のフィルタ回路の入力端子１
１から出力端子１２における周波数レスポンス特性の波
形図である。この波形２１は共振器の共振周波数帯ｆ1
〜ｆm間において通過特性を有する。
１から出力端子１２における周波数レスポンス特性の波
形図である。この波形２１は共振器の共振周波数帯ｆ1
〜ｆm間において通過特性を有する。
【００３７】図２において、フィルタ回路の周波数レス
ポンスの特性曲線２１における通過範囲と帯域外減衰量
は、各共振器１５，１６，１７の相互結合度ｍiの値を
それぞれ適当に選ぶことによって実現される。
ポンスの特性曲線２１における通過範囲と帯域外減衰量
は、各共振器１５，１６，１７の相互結合度ｍiの値を
それぞれ適当に選ぶことによって実現される。
【００３８】図３は、本実施形態に係るフィルタ回路の
動作原理を説明するための説明図である。ここでは、電
力分配手段３３，電力合成手段３４に各々並列に接続さ
れた２つの共振器１５，１６について説明する。
動作原理を説明するための説明図である。ここでは、電
力分配手段３３，電力合成手段３４に各々並列に接続さ
れた２つの共振器１５，１６について説明する。
【００３９】共振周波数ｆ1を持つ共振器１５に縦続接
続された遅延器１８と共振周波数ｆ2を持つ共振器１６
に縦続接続された遅延器１９とは、式（２）の位相差関
係を持っている。即ち、共振器１５と遅延器１８からな
る第１ブロック１０１と、共振器１６と遅延器１９から
なる第２ブロック１０２とは互いにほぼ逆相の関係であ
る（図３（ａ））。また、図３（ｂ）に示すように、第
２ブロック１０２に遅延器１９が無くても、第１ブロッ
ク１０１の遅延器１８’を通過する通過前後の信号の位
相差が式（２）の位相差関係を持つことによって、第１
ブロック１０１と第２ブロック１０２は式（２）の位相
差関係を持つことができる。
続された遅延器１８と共振周波数ｆ2を持つ共振器１６
に縦続接続された遅延器１９とは、式（２）の位相差関
係を持っている。即ち、共振器１５と遅延器１８からな
る第１ブロック１０１と、共振器１６と遅延器１９から
なる第２ブロック１０２とは互いにほぼ逆相の関係であ
る（図３（ａ））。また、図３（ｂ）に示すように、第
２ブロック１０２に遅延器１９が無くても、第１ブロッ
ク１０１の遅延器１８’を通過する通過前後の信号の位
相差が式（２）の位相差関係を持つことによって、第１
ブロック１０１と第２ブロック１０２は式（２）の位相
差関係を持つことができる。
【００４０】このほぼ逆相の場合の周波数レスポンス特
性を図４に示す。この場合のフィルタ回路全体の特性曲
線４１は、２つの遅延器１８，１９の位相差が式（２）
の条件を満たす場合には、共振器１５単体の周波数レス
ポンスの特性曲線４２と共振器１６単体の周波数レスポ
ンスの特性曲線４３との和として得られる。
性を図４に示す。この場合のフィルタ回路全体の特性曲
線４１は、２つの遅延器１８，１９の位相差が式（２）
の条件を満たす場合には、共振器１５単体の周波数レス
ポンスの特性曲線４２と共振器１６単体の周波数レスポ
ンスの特性曲線４３との和として得られる。
【００４１】フィルタ回路全体の特性曲線４１に見られ
るｆ1とｆ2の間のリップルは、ｆ1とｆ2の間隔及び１
５，１６の間の相互結合度Ｍ1、Ｍ2を適当な値にするこ
とにより好ましいフィルタ波形に求められるリップル量
に調整できる。例えば、リップル量を３ｄＢ以下にすれ
ば、共振周波数帯ｆ1〜ｆ2間において通過特性を有す
る。このリップル量を３ｄＢ以下にするためには、第１
ブロック１０１と第２ブロック１０２との位相差が式
（２）で示したように逆相（１８０°）から−３０°〜
＋３０°の範囲にあれば良い。
るｆ1とｆ2の間のリップルは、ｆ1とｆ2の間隔及び１
５，１６の間の相互結合度Ｍ1、Ｍ2を適当な値にするこ
とにより好ましいフィルタ波形に求められるリップル量
に調整できる。例えば、リップル量を３ｄＢ以下にすれ
ば、共振周波数帯ｆ1〜ｆ2間において通過特性を有す
る。このリップル量を３ｄＢ以下にするためには、第１
ブロック１０１と第２ブロック１０２との位相差が式
（２）で示したように逆相（１８０°）から−３０°〜
＋３０°の範囲にあれば良い。
【００４２】また、共振周波数ｆ1を有する共振器１５
に縦続接続された遅延器１８と共振周波数ｆ2を持つ共
振器１６に縦続接続された遅延器１９が、（３６０°×
ｎ）±３０°（ｎは０以上の整数）の範囲の位相差関係
を持つ場合、すなわち第１のブロック１０１と第２のブ
ロック１０２がほぼ同相の場合の周波数レスポンスを図
５に示す。
に縦続接続された遅延器１８と共振周波数ｆ2を持つ共
振器１６に縦続接続された遅延器１９が、（３６０°×
ｎ）±３０°（ｎは０以上の整数）の範囲の位相差関係
を持つ場合、すなわち第１のブロック１０１と第２のブ
ロック１０２がほぼ同相の場合の周波数レスポンスを図
５に示す。
【００４３】この場合のフィルタ回路全体の特性曲線５
１は、２つの遅延器１８，１９の位相差が上記条件（３
６０°×ｎ）±３０°（ｎは０以上の整数）の範囲を満
たす場合には、共振器１５単体の周波数レスポンスの特
性曲線５２と共振器１６単体の周波数レスポンス５３と
の差として得られる。相互結合度によるリップル量の調
整には限度があるため、ほぼ同相の場合は共振周波数帯
ｆ1〜ｆ2間全体において通過特性を有することはできな
い。
１は、２つの遅延器１８，１９の位相差が上記条件（３
６０°×ｎ）±３０°（ｎは０以上の整数）の範囲を満
たす場合には、共振器１５単体の周波数レスポンスの特
性曲線５２と共振器１６単体の周波数レスポンス５３と
の差として得られる。相互結合度によるリップル量の調
整には限度があるため、ほぼ同相の場合は共振周波数帯
ｆ1〜ｆ2間全体において通過特性を有することはできな
い。
【００４４】図１や図３のような回路構成にすることに
よって、共振器の通過電力を分割して通すことになるの
で、従来の共振器を縦続接続する場合に比べて耐電力特
性が優れる利点がある。このような特徴は、超伝導体を
用いたマイクロストリップライン型のフィルタ回路に適
用する場合に大きな優位性があり、従来不可能であっ
た、マイクロストリップライン型の小型フィルタで数ワ
ット以上の大きな耐電力特性を有するフィルタ回路を実
現することが可能となる。
よって、共振器の通過電力を分割して通すことになるの
で、従来の共振器を縦続接続する場合に比べて耐電力特
性が優れる利点がある。このような特徴は、超伝導体を
用いたマイクロストリップライン型のフィルタ回路に適
用する場合に大きな優位性があり、従来不可能であっ
た、マイクロストリップライン型の小型フィルタで数ワ
ット以上の大きな耐電力特性を有するフィルタ回路を実
現することが可能となる。
【００４５】（第１の実施形態の具体例）マイクロスト
リップライン型のフィルタ回路に本実施形態を適用した
場合の構成例を、図６および図７に示す。図６はエンド
カップル型のフィルタ回路であり、図７はサイドカップ
ル型のフィルタ回路である。
リップライン型のフィルタ回路に本実施形態を適用した
場合の構成例を、図６および図７に示す。図６はエンド
カップル型のフィルタ回路であり、図７はサイドカップ
ル型のフィルタ回路である。
【００４６】図６の例では、誘電体基板６０の主面に入
力端子６１，出力端子６２，電力分配手段６３，電力合
成手段６４が設けられている。誘電体基板（比誘電率ε
r＝２４）６０の裏面には接地導体（不図示）が設けら
れている。図１の共振器に相当するものは、使用波長帯
の半波長の長さで構成されているマイクロストリップ導
体６５，６６，６７とこれらの周辺の誘電体（誘電体基
板６０及び露出している部分（空気））である。図１の
遅延器に相当するものがマイクロストリップ導体６８，
６９，７０であり、隣接ライン（６８と６９、６９と７
０）の間で半波長の差を有する。
力端子６１，出力端子６２，電力分配手段６３，電力合
成手段６４が設けられている。誘電体基板（比誘電率ε
r＝２４）６０の裏面には接地導体（不図示）が設けら
れている。図１の共振器に相当するものは、使用波長帯
の半波長の長さで構成されているマイクロストリップ導
体６５，６６，６７とこれらの周辺の誘電体（誘電体基
板６０及び露出している部分（空気））である。図１の
遅延器に相当するものがマイクロストリップ導体６８，
６９，７０であり、隣接ライン（６８と６９、６９と７
０）の間で半波長の差を有する。
【００４７】これによって、ｆ2の共振周波数を持つ共
振器６６は、ｆ1の共振周波数を持つ共振器６５及びｆ3
の共振周波数を持つ共振器６７と１８０度の位相差を実
現している。また、入力端子６１から入った電力は電力
分配手段６３を経て、各共振器６５，６６，６７に入
り、再び電力合成手段６４を経て電力を合成し、出力端
子６２に接続される。
振器６６は、ｆ1の共振周波数を持つ共振器６５及びｆ3
の共振周波数を持つ共振器６７と１８０度の位相差を実
現している。また、入力端子６１から入った電力は電力
分配手段６３を経て、各共振器６５，６６，６７に入
り、再び電力合成手段６４を経て電力を合成し、出力端
子６２に接続される。
【００４８】尚、電力合成手段６４はマイクロストリッ
プ導体６８，６９，７０が出会う点として表せる。この
ように、図１のような等価回路図ではなく、図６のよう
な具体例では電力合成手段６４と出力端子６２はほぼ同
じものとみなせることに注意すべきである。同様に、電
力分配手段６３と入力端子６１もほぼ同じものとみなせ
ることに注意すべきである。
プ導体６８，６９，７０が出会う点として表せる。この
ように、図１のような等価回路図ではなく、図６のよう
な具体例では電力合成手段６４と出力端子６２はほぼ同
じものとみなせることに注意すべきである。同様に、電
力分配手段６３と入力端子６１もほぼ同じものとみなせ
ることに注意すべきである。
【００４９】ここで、使用周波数帯を２ＧＨｚとした場
合、マイクロストリップ導体の幅は全て０．２ｍｍであ
り、マイクロストリップ導体の長さは、６５が２０．０
２ｍｍ、６６が２０．１０ｍｍ、６７が２０．１８ｍ
ｍ、６８が２０ｍｍ、７０が２０ｍｍである。また、マ
イクロストリップ導体の材料としては、Ｃｕ，Ａｇ，Ａ
ｕ，超伝導体（ＹＢＣＯ）等が挙げられる。誘電体基板
の材料としては、サファイア，アルミナ，ＬａＡｌ
Ｏ3，ＭｇＯ，ＳｒＴｉＯ3等が挙げられる。
合、マイクロストリップ導体の幅は全て０．２ｍｍであ
り、マイクロストリップ導体の長さは、６５が２０．０
２ｍｍ、６６が２０．１０ｍｍ、６７が２０．１８ｍ
ｍ、６８が２０ｍｍ、７０が２０ｍｍである。また、マ
イクロストリップ導体の材料としては、Ｃｕ，Ａｇ，Ａ
ｕ，超伝導体（ＹＢＣＯ）等が挙げられる。誘電体基板
の材料としては、サファイア，アルミナ，ＬａＡｌ
Ｏ3，ＭｇＯ，ＳｒＴｉＯ3等が挙げられる。
【００５０】なお、電力分配手段及び電力合成手段の分
岐におけるインピーダンス整合を取る場合には図７に示
すようにマイクロストリップ導体の幅を変えることによ
り実現する。共振器や遅延器を構成するマイクロストリ
ップ導体の幅が図６と同じ０．２ｍｍであるのに対し、
入力端子７１及び出力端子７２となるマイクロストリッ
プ導体の幅は０．８ｍｍである。尚、主要なマイクロス
トリップ導体の長さは、７５が２０．０２ｍｍ、７６が
２０．１０ｍｍ、７８が２０ｍｍである。
岐におけるインピーダンス整合を取る場合には図７に示
すようにマイクロストリップ導体の幅を変えることによ
り実現する。共振器や遅延器を構成するマイクロストリ
ップ導体の幅が図６と同じ０．２ｍｍであるのに対し、
入力端子７１及び出力端子７２となるマイクロストリッ
プ導体の幅は０．８ｍｍである。尚、主要なマイクロス
トリップ導体の長さは、７５が２０．０２ｍｍ、７６が
２０．１０ｍｍ、７８が２０ｍｍである。
【００５１】図７の例では、共振器として半波長の共振
器７５，７６を用いており、遅延器としては隣接ライン
の間で半波長の差を有する伝送線路７８，７９を用いて
いる。
器７５，７６を用いており、遅延器としては隣接ライン
の間で半波長の差を有する伝送線路７８，７９を用いて
いる。
【００５２】これによって、ｆ2の共振周波数を持つ共
振器７６は、ｆ1の共振周波数を持つ共振器７５と１８
０度の位相差を実現している。入力端子７１から入った
電力は電力分配手段７３を経て、各共振器７５，７６に
入り、再び電力合成手段７４を経て電力を合成し、出力
端子７２から出力される。
振器７６は、ｆ1の共振周波数を持つ共振器７５と１８
０度の位相差を実現している。入力端子７１から入った
電力は電力分配手段７３を経て、各共振器７５，７６に
入り、再び電力合成手段７４を経て電力を合成し、出力
端子７２から出力される。
【００５３】図８は図６の変形例であり、図６の遅延器
６８の変わりに遅延器８１としてメアンダーラインを用
いている。このメアンダーラインを用いることによって
大きな遅延量を実現することができる。また、マイクロ
ストリップ導体等から構成されている各共振器６５，６
６，６７の共振周波数の高さの順番は式（２）の遅延差
条件を満足すればよく、任意の順番で構成してもよい。
６８の変わりに遅延器８１としてメアンダーラインを用
いている。このメアンダーラインを用いることによって
大きな遅延量を実現することができる。また、マイクロ
ストリップ導体等から構成されている各共振器６５，６
６，６７の共振周波数の高さの順番は式（２）の遅延差
条件を満足すればよく、任意の順番で構成してもよい。
【００５４】図９は、図６の変形例であり、コプレーナ
線路のフィルタ回路に本実施形態を適用した場合であ
る。図６と同じ符号については図６の説明を参照してい
ただき、ここでは省略する。図６と異なる点は、誘電体
基板６０の主面（導体６５等が設けられている側）に接
地導体８３を設けている点である。
線路のフィルタ回路に本実施形態を適用した場合であ
る。図６と同じ符号については図６の説明を参照してい
ただき、ここでは省略する。図６と異なる点は、誘電体
基板６０の主面（導体６５等が設けられている側）に接
地導体８３を設けている点である。
【００５５】図１０は、図７の変形例であり、プレーナ
線路のフィルタ回路に本実施形態を適用した場合であ
る。図７と同じ符号については図７の説明を参照してい
ただき、ここでは省略する。図７と異なる点は、線状の
導体７５，７６の代わりに円状の導体８５，８６を設け
ている点である。
線路のフィルタ回路に本実施形態を適用した場合であ
る。図７と同じ符号については図７の説明を参照してい
ただき、ここでは省略する。図７と異なる点は、線状の
導体７５，７６の代わりに円状の導体８５，８６を設け
ている点である。
【００５６】図１１は、図１のフィルタ回路を集中定数
回路で構成した場合の具体例を示す図である。半導体基
板（例えばＧａＡｓ基板）２０４上に、キャパシタとイ
ンダクタでそれぞれ構成された共振器（共振周波数
ｆ1）２０５及び共振器（共振周波数ｆ2）２０６、さら
にＡｕ配線等で構成された遅延器２０３が設けられてい
る。共振器２０５及び遅延器２０３を縦続接続したブロ
ックと共振器２０６を、入力端子２０１と出力端子２０
２の間で並列接続している。
回路で構成した場合の具体例を示す図である。半導体基
板（例えばＧａＡｓ基板）２０４上に、キャパシタとイ
ンダクタでそれぞれ構成された共振器（共振周波数
ｆ1）２０５及び共振器（共振周波数ｆ2）２０６、さら
にＡｕ配線等で構成された遅延器２０３が設けられてい
る。共振器２０５及び遅延器２０３を縦続接続したブロ
ックと共振器２０６を、入力端子２０１と出力端子２０
２の間で並列接続している。
【００５７】このように、共振器としては異なる形状の
共振器を用いて実現する場合、あるいは、分布定数回路
と集中定数回路を並列接続して組み合わせて実現する場
合にも本実施形態を適用することができる。
共振器を用いて実現する場合、あるいは、分布定数回路
と集中定数回路を並列接続して組み合わせて実現する場
合にも本実施形態を適用することができる。
【００５８】図１２は図１の変形例に係るフィルタ回路
の概略ブロック図である。図１では遅延器を出力側に設
けていたが、入力側に設けても良い。図１２では、図１
における遅延器を入力側に持つ場合であり、前記位相差
条件を満たすことで図１と同様にフィルタ回路を構成す
ることができる。即ち、入力端子１１と出力端子１２の
間に電力分配手段１３と電力合成手段１４が設けられて
いる。図１の第１ブロック１０１に相当するものが遅延
器９８と共振器９５を縦続接続したブロックであり、第
２ブロック１０２に相当するものが遅延器９９と共振器
９６を縦続接続したブロックであり、第３ブロック１０
３に相当するものが遅延器１００と共振器９７を縦続接
続したブロックである。
の概略ブロック図である。図１では遅延器を出力側に設
けていたが、入力側に設けても良い。図１２では、図１
における遅延器を入力側に持つ場合であり、前記位相差
条件を満たすことで図１と同様にフィルタ回路を構成す
ることができる。即ち、入力端子１１と出力端子１２の
間に電力分配手段１３と電力合成手段１４が設けられて
いる。図１の第１ブロック１０１に相当するものが遅延
器９８と共振器９５を縦続接続したブロックであり、第
２ブロック１０２に相当するものが遅延器９９と共振器
９６を縦続接続したブロックであり、第３ブロック１０
３に相当するものが遅延器１００と共振器９７を縦続接
続したブロックである。
【００５９】図１３は、図１２の例で、マイクロストリ
ップラインを用いたサイドカップル型のフィルタ回路に
適用した場合の構成例を示した図である。尚、遅延器と
共振器を縦続接続したブロックは２つの場合を示してい
る。
ップラインを用いたサイドカップル型のフィルタ回路に
適用した場合の構成例を示した図である。尚、遅延器と
共振器を縦続接続したブロックは２つの場合を示してい
る。
【００６０】入力端子１１から２つに電力を分配し、１
つはすぐに共振器９６（共振周波数ｆ2）に電磁界結合
を用いて接続され、もう一方は遅延量１８０°の遅延器
９８を介して共振器９５（共振周波数ｆ1）に同様に接
続されている。これらの出力は電力として合成され、出
力端子１２に出力される。
つはすぐに共振器９６（共振周波数ｆ2）に電磁界結合
を用いて接続され、もう一方は遅延量１８０°の遅延器
９８を介して共振器９５（共振周波数ｆ1）に同様に接
続されている。これらの出力は電力として合成され、出
力端子１２に出力される。
【００６１】図１４は、図１の変形例であり、遅延器１
１８，１１９，１２０を入力側と出力側の混在した位置
に配置した場合のフィルタ回路の概略ブロック図であ
る。部品番号１１５〜１２０の各部品は、図１２の部品
番号９５〜１００の各部品と同様である。
１８，１１９，１２０を入力側と出力側の混在した位置
に配置した場合のフィルタ回路の概略ブロック図であ
る。部品番号１１５〜１２０の各部品は、図１２の部品
番号９５〜１００の各部品と同様である。
【００６２】図１５は、図１に係るフィルタ回路の更に
他の変形例を示す。同図では、ａ番目とａ＋１番目の遅
延器（１２６と１２７）が３６０°×ｊ±３０°（ｊは
０以上の整数）の範囲の位相差関係にある場合、すなわ
ち第２ブロック１０２と第３ブロック１０３がほぼ同相
であり、他のブロックは隣接するブロック同士がほぼ逆
相になる場合である。このときの周波数レスポンス特性
は、図１６の１３１に示すように所望帯域内に不通過帯
域を実現することが可能となる。また、不通過帯域を複
数実現する場合には、上記条件を満たす組み合わせを複
数作ることによって実現できる。
他の変形例を示す。同図では、ａ番目とａ＋１番目の遅
延器（１２６と１２７）が３６０°×ｊ±３０°（ｊは
０以上の整数）の範囲の位相差関係にある場合、すなわ
ち第２ブロック１０２と第３ブロック１０３がほぼ同相
であり、他のブロックは隣接するブロック同士がほぼ逆
相になる場合である。このときの周波数レスポンス特性
は、図１６の１３１に示すように所望帯域内に不通過帯
域を実現することが可能となる。また、不通過帯域を複
数実現する場合には、上記条件を満たす組み合わせを複
数作ることによって実現できる。
【００６３】図１７は、図１に係るフィルタ回路の更に
他の変形例を示す概略ブロック図である。同図では、複
数の縦続接続された共振器１４５ａ，１４５ｂにさらに
遅延器１４８を縦続接続したブロックを図１の第１ブロ
ック１０１に相当するものとしている。共振周波数毎の
電力分布が判明している場合には、通過電力分布の大き
さに応じて、遅延器と縦続接続する共振器の数を変えて
構成することができる。この図のように構成することに
より、並列接続された共振器内の電力集中を少ない遅延
器数で平均化することができる利点がある。
他の変形例を示す概略ブロック図である。同図では、複
数の縦続接続された共振器１４５ａ，１４５ｂにさらに
遅延器１４８を縦続接続したブロックを図１の第１ブロ
ック１０１に相当するものとしている。共振周波数毎の
電力分布が判明している場合には、通過電力分布の大き
さに応じて、遅延器と縦続接続する共振器の数を変えて
構成することができる。この図のように構成することに
より、並列接続された共振器内の電力集中を少ない遅延
器数で平均化することができる利点がある。
【００６４】（第２の実施形態）図１８は本発明の第２
の実施形態に係るフィルタ回路の概略ブロック図であ
る。図１と同じ記号は図１の説明を参照していただき、
ここでは省略する。図１と異なる点は、共振器４１５，
４１６，４１７は周波数可変の機能を持ち、制御装置４
１１からの制御信号を受けて、それぞれ独立に共振周波
数を可変することができる点である。そして、図１と同
様に説明の便宜上、共振器４１５と遅延器４１８とが縦
続接続したものを第１ブロック５０１という。同様に、
共振器４１６と遅延器１９とが縦続接続したものを第２
ブロック５０２、共振器４１７と遅延器２０とが縦続接
続したものを第３ブロック５０３とする。
の実施形態に係るフィルタ回路の概略ブロック図であ
る。図１と同じ記号は図１の説明を参照していただき、
ここでは省略する。図１と異なる点は、共振器４１５，
４１６，４１７は周波数可変の機能を持ち、制御装置４
１１からの制御信号を受けて、それぞれ独立に共振周波
数を可変することができる点である。そして、図１と同
様に説明の便宜上、共振器４１５と遅延器４１８とが縦
続接続したものを第１ブロック５０１という。同様に、
共振器４１６と遅延器１９とが縦続接続したものを第２
ブロック５０２、共振器４１７と遅延器２０とが縦続接
続したものを第３ブロック５０３とする。
【００６５】図１９は図１８の構成例で第１の設定にし
た場合の周波数レスポンス特性図である。第１の設定
は、共振器の共振周波数を異なる値（f1，ｆ2，…，
ｆm）に調整し、かつ、図１と同様に隣接するブロック
間の位相差が式（２）で表せるようにした場合である。
この時の入力端子１１から出力端子１２における周波数
レスポンス特性６０１を図１９に示す。共振ピークを全
て異なる値（波形は６０２，６０３，６０４）にして周
波数軸上に並べたときにはフィルタ回路として最大の通
過帯域幅を得ることができる。
た場合の周波数レスポンス特性図である。第１の設定
は、共振器の共振周波数を異なる値（f1，ｆ2，…，
ｆm）に調整し、かつ、図１と同様に隣接するブロック
間の位相差が式（２）で表せるようにした場合である。
この時の入力端子１１から出力端子１２における周波数
レスポンス特性６０１を図１９に示す。共振ピークを全
て異なる値（波形は６０２，６０３，６０４）にして周
波数軸上に並べたときにはフィルタ回路として最大の通
過帯域幅を得ることができる。
【００６６】図２０は図１８の構成例で第２の設定にし
た場合の周波数レスポンス波形図である。第２の設定
は、フィルタ回路としての通過帯域幅を狭い方向に制御
するための設定である。例えば、（３６０°×ｎ）±３
０°の範囲の位相差を持つすなわちほぼ同相の共振器同
士（ｆ2，ｆ3）を共振器レベルの通過帯域幅の１０％の
範囲内に共振周波数ｆ2，ｆ3，ｆ4を調整すると、ほぼ
同相の波形が重なり合い、互いに打ち消される。さら
に、共振周波数ｆ４も重ね合わせる。すると、ｆ2，
ｆ3，ｆ4の波形は６１３のような一本の波形になる。他
の共振器（共振周波数がｆ2，ｆ3，ｆ4以外のもの）は
図１と同様に隣接するブロック間の位相差が式（２）で
表せるようにした（波形は６１２，６１４）場合であ
る。この時の入力端子１１から出力端子１２における周
波数レスポンス波形は６１１になる。すなわち、図１８
の制御装置４１１により共振周波数f2，ｆ3，ｆ4を重ね
合わせる（６１３）ことによってフィルタ回路としての
通過帯域幅を狭い方向に制御することが可能となる。
た場合の周波数レスポンス波形図である。第２の設定
は、フィルタ回路としての通過帯域幅を狭い方向に制御
するための設定である。例えば、（３６０°×ｎ）±３
０°の範囲の位相差を持つすなわちほぼ同相の共振器同
士（ｆ2，ｆ3）を共振器レベルの通過帯域幅の１０％の
範囲内に共振周波数ｆ2，ｆ3，ｆ4を調整すると、ほぼ
同相の波形が重なり合い、互いに打ち消される。さら
に、共振周波数ｆ４も重ね合わせる。すると、ｆ2，
ｆ3，ｆ4の波形は６１３のような一本の波形になる。他
の共振器（共振周波数がｆ2，ｆ3，ｆ4以外のもの）は
図１と同様に隣接するブロック間の位相差が式（２）で
表せるようにした（波形は６１２，６１４）場合であ
る。この時の入力端子１１から出力端子１２における周
波数レスポンス波形は６１１になる。すなわち、図１８
の制御装置４１１により共振周波数f2，ｆ3，ｆ4を重ね
合わせる（６１３）ことによってフィルタ回路としての
通過帯域幅を狭い方向に制御することが可能となる。
【００６７】図２１は図１８の構成例で第３の設定にし
た場合の周波数レスポンス波形図である。第３の設定
は、第２の設定同様フィルタ回路としての通過帯域幅を
狭い方向に調整するための方法であり、ほぼ同相の共振
器同士（ｆ2，ｆ4）を共振器レベルの通過帯域幅の１０
％の範囲内に調整すると、お互いをお互いが打ち消しあ
う効果を用いることで共振周波数ｆ2，ｆ4の共振波形の
効果を小さくする（波形は６２３）ことが可能となり、
他の共振器（共振周波数がｆ2，ｆ4以外のもの）は図１
と同様に隣接するブロック間の位相差が式（２）で表せ
るようにした（波形は６１２，６１４）場合である。こ
れにより周波数レスポンスに寄与する共振周波数の数を
減らすことで通過帯域幅を狭い方向に調整することが可
能となる。この時の入力端子１１から出力端子１２にお
ける周波数レスポンス波形は６２１になる。
た場合の周波数レスポンス波形図である。第３の設定
は、第２の設定同様フィルタ回路としての通過帯域幅を
狭い方向に調整するための方法であり、ほぼ同相の共振
器同士（ｆ2，ｆ4）を共振器レベルの通過帯域幅の１０
％の範囲内に調整すると、お互いをお互いが打ち消しあ
う効果を用いることで共振周波数ｆ2，ｆ4の共振波形の
効果を小さくする（波形は６２３）ことが可能となり、
他の共振器（共振周波数がｆ2，ｆ4以外のもの）は図１
と同様に隣接するブロック間の位相差が式（２）で表せ
るようにした（波形は６１２，６１４）場合である。こ
れにより周波数レスポンスに寄与する共振周波数の数を
減らすことで通過帯域幅を狭い方向に調整することが可
能となる。この時の入力端子１１から出力端子１２にお
ける周波数レスポンス波形は６２１になる。
【００６８】従来図である図２３のように共振器をｎ段
縦続接続したフィルタ回路で中心周波数と通過帯域幅を
可変するためには、各共振器の共振周波数と外部Ｑ及び
共振器間結合係数の２ｎ＋１個の調整が必要であった。
縦続接続したフィルタ回路で中心周波数と通過帯域幅を
可変するためには、各共振器の共振周波数と外部Ｑ及び
共振器間結合係数の２ｎ＋１個の調整が必要であった。
【００６９】しかし、本実施形態を適用することによっ
て各共振器の共振周波数の調整で通過帯域幅の調整が可
能であり、ｎ個の調整で実現することができる。そし
て、制御回路からの制御信号線も従来は２ｎ＋１個必要
であったものをｎ個と少なくすることができる。本実施
形態の適用例としては、基地局に超伝導体を用いたフィ
ルタ回路を使う場合が挙げられる。このフィルタ回路は
超伝導体を用いるため、冷凍機内に実装する必要があ
る。本実施形態を適用することにより、従来例に比べて
この冷凍機内に制御信号線からの熱侵入が小さくなり、
より小さな冷凍機で駆動することも可能となる。
て各共振器の共振周波数の調整で通過帯域幅の調整が可
能であり、ｎ個の調整で実現することができる。そし
て、制御回路からの制御信号線も従来は２ｎ＋１個必要
であったものをｎ個と少なくすることができる。本実施
形態の適用例としては、基地局に超伝導体を用いたフィ
ルタ回路を使う場合が挙げられる。このフィルタ回路は
超伝導体を用いるため、冷凍機内に実装する必要があ
る。本実施形態を適用することにより、従来例に比べて
この冷凍機内に制御信号線からの熱侵入が小さくなり、
より小さな冷凍機で駆動することも可能となる。
【００７０】また、第１の実施形態と同様にフィルタ回
路を構成する共振器は半波長マイクロストリップライン
型共振器や誘電体共振器など集中定数型、分布定数型の
どの方式の共振器においても同様にフィルタ回路を構成
することが可能である。
路を構成する共振器は半波長マイクロストリップライン
型共振器や誘電体共振器など集中定数型、分布定数型の
どの方式の共振器においても同様にフィルタ回路を構成
することが可能である。
【００７１】（第２の実施形態の具体例）図２２に周波
数可変機能を持つ半波長マイクロストリップライン型共
振器を用いた例を示す。図２２（ａ）は上面図であり、
図６に相当する（ただし誘電体膜７１４及び電圧印加素
子７１５は省略）。また、図２２（ｂ）は共振器７１１
周辺の断面図である。図２２（ｂ）の共振器７１１は図
２２（ａ）の導体７０５，７０６，７０７に相当する。
数可変機能を持つ半波長マイクロストリップライン型共
振器を用いた例を示す。図２２（ａ）は上面図であり、
図６に相当する（ただし誘電体膜７１４及び電圧印加素
子７１５は省略）。また、図２２（ｂ）は共振器７１１
周辺の断面図である。図２２（ｂ）の共振器７１１は図
２２（ａ）の導体７０５，７０６，７０７に相当する。
【００７２】誘電体基板７１３の両面につけられた導体
の一方を共振器７１１に加工し、共振器７１１上に電圧
を印加することによって誘電率の変化する誘電体膜７１
４をつけ、その上に電圧印加素子７１５（材料はSｒRuO
3）を配置させる。誘電体基板７１３として代表的な材
料はMgO, SrTiO3, LaAlO3などがあげられる。導体７１１
としては超伝導体を用いることで非常に低損失な特性の
フィルタ回路を実現することが可能となる。超伝導体と
して代表的なものはイットリウム系、ビスマス系、タリ
ウム系などの酸化物やNbSnなどが知られている。製造方
法としてはＭＯＣＶＤ法、スパッタリング法、レーザー
アブレーション法、液相成長法などがある。また、電圧
を印加することで誘電率の変わる誘電体膜７１４の材料
としては強誘電体が知られており、SrTiO3, BaxSr1-xTi
O3などがある。図１８の制御装置４１１からの制御信号
に応じて電圧印加素子７１５に電圧がかかり、共振器７
１１上の誘電体膜７１４の誘電率が変化し、共振器７１
１の伝播定数が変わることで共振周波数を変化させるこ
とが可能となる。このフィルタ回路を加工する手順の一
つの方法としては、誘電体基板の両面に導体をレーザー
アブレーション法で付け、一面を図２２（ａ）のレイア
ウトのようにパターンを加工する。その上に誘電体膜７
１４を同じレーザーアブレーション法により付け、最後
に電圧印加素子７１５をスパッタリング法で製膜し電極
として加工することによってフィルタ回路を製造するこ
とが可能となる。
の一方を共振器７１１に加工し、共振器７１１上に電圧
を印加することによって誘電率の変化する誘電体膜７１
４をつけ、その上に電圧印加素子７１５（材料はSｒRuO
3）を配置させる。誘電体基板７１３として代表的な材
料はMgO, SrTiO3, LaAlO3などがあげられる。導体７１１
としては超伝導体を用いることで非常に低損失な特性の
フィルタ回路を実現することが可能となる。超伝導体と
して代表的なものはイットリウム系、ビスマス系、タリ
ウム系などの酸化物やNbSnなどが知られている。製造方
法としてはＭＯＣＶＤ法、スパッタリング法、レーザー
アブレーション法、液相成長法などがある。また、電圧
を印加することで誘電率の変わる誘電体膜７１４の材料
としては強誘電体が知られており、SrTiO3, BaxSr1-xTi
O3などがある。図１８の制御装置４１１からの制御信号
に応じて電圧印加素子７１５に電圧がかかり、共振器７
１１上の誘電体膜７１４の誘電率が変化し、共振器７１
１の伝播定数が変わることで共振周波数を変化させるこ
とが可能となる。このフィルタ回路を加工する手順の一
つの方法としては、誘電体基板の両面に導体をレーザー
アブレーション法で付け、一面を図２２（ａ）のレイア
ウトのようにパターンを加工する。その上に誘電体膜７
１４を同じレーザーアブレーション法により付け、最後
に電圧印加素子７１５をスパッタリング法で製膜し電極
として加工することによってフィルタ回路を製造するこ
とが可能となる。
【００７３】尚、電圧印加素子７１５は共振器となる導
体（７０５，７０６，７０７）の上に設けると説明した
が、本実施形態はこれに限定されるものではなく、誘電
体基板７１３上に設けられた他の導体（入力端子となる
導体７０１，出力端子となる７０２，遅延器となる７０
４）の上に設けてもよい。このようにすることによっ
て、共振器となる導体と他の導体との間の強誘電体７１
４の比誘電率が変化することにより、相互結合度Ｍを変
えることができる。さらに、第１及び第２の実施形態は
適宜組み合せて実施しても良い。
体（７０５，７０６，７０７）の上に設けると説明した
が、本実施形態はこれに限定されるものではなく、誘電
体基板７１３上に設けられた他の導体（入力端子となる
導体７０１，出力端子となる７０２，遅延器となる７０
４）の上に設けてもよい。このようにすることによっ
て、共振器となる導体と他の導体との間の強誘電体７１
４の比誘電率が変化することにより、相互結合度Ｍを変
えることができる。さらに、第１及び第２の実施形態は
適宜組み合せて実施しても良い。
【００７４】
【発明の効果】本発明によれば、小型かつ耐電力特性に
優れたフィルタ回路を提供することができる。
優れたフィルタ回路を提供することができる。
【図１】 第１の実施形態に係るフィルタ回路の概略ブ
ロック図。
ロック図。
【図２】 図１の入力端子１１から出力端子１２におけ
る周波数レスポンス特性の波形図。
る周波数レスポンス特性の波形図。
【図３】 第１の実施形態に係るフィルタ回路の動作原
理を説明するための説明図。
理を説明するための説明図。
【図４】 図３が逆相である場合の周波数レスポンス特
性の波形図。
性の波形図。
【図５】 図３が同相である場合の周波数レスポンス特
性の波形図。
性の波形図。
【図６】 図１の具体例を示した図。
【図７】 図１の他の具体例を示した図。
【図８】 図６の変形例を示した図。
【図９】 図６の変形例を示した図。
【図１０】 図７の変形例を示した図。
【図１１】 図１の具体例を示した図。
【図１２】 図１の変形例に係るフィルタ回路の概略ブ
ロック図。
ロック図。
【図１３】 図１２の例をマイクロストリップラインに
より構成した場合を示す図。
より構成した場合を示す図。
【図１４】 図１の変形例に係るフィルタ回路の概略ブ
ロック図。
ロック図。
【図１５】 図１の変形例に係るフィルタ回路の概略ブ
ロック図。
ロック図。
【図１６】 図１５の場合の周波数レスポンス特性の波
形図。
形図。
【図１７】 図１の変形例に係るフィルタ回路の概略ブ
ロック図。
ロック図。
【図１８】 第２の実施形態に係るフィルタ回路の概略
ブロック図。
ブロック図。
【図１９】 図１８において入力端子１１から出力端子
１２における周波数レスポンスの特性図。
１２における周波数レスポンスの特性図。
【図２０】 図１８において入力端子１１から出力端子
１２における周波数レスポンスの特性図。
１２における周波数レスポンスの特性図。
【図２１】 図１８において入力端子１１から出力端子
１２における周波数レスポンスの特性図。
１２における周波数レスポンスの特性図。
【図２２】 図１８の具体例を示した図。
【図２３】 従来の共振器の概略ブロック図。
【図２４】 図２３の回路をマイクロストリップライン
により構成した例を示す図。
により構成した例を示す図。
【図２５】 図２４の構成における電気力線の状態を説
明するための図。
明するための図。
１１，６１，７１，２０１，７０１ 入力端子 １２，６２，７２，２０２，７０２ 出力端子 １３，３３，６３，７３ 電力分配手段 １４，３４，６４，７４ 電力合成手段 １５，１６，１７，６５，６６，６７，７５，７６，８
５，８６，９５，９６，９７，１１５，１１６，１１
７，１２１，１２２，１２３，１２４，１４５，１４
６，１４７，２０５，２０６，４１５，４１６，４１
７，７０５，７０６，７０７，７１１ 共振器 １８，１９，２０，６８，６９，７０，７８，７９，８
１，９８，９９，１００，１１８，１１９，１２０，１
２５，１２６，１２７，１２８，１４８，１４９，１５
０，２０３，７０４ 遅延器 ６０，７１３ 誘電体基板 ８３，７１２ 接地導体 １０１，１０２，１０３，１０４，５０１，５０２，５
０３ 共振器を含むブロック ２０４ 半導体基板 ４１１ 制御装置 ７１４ 誘電体膜 ７１５ 電圧印加素子
５，８６，９５，９６，９７，１１５，１１６，１１
７，１２１，１２２，１２３，１２４，１４５，１４
６，１４７，２０５，２０６，４１５，４１６，４１
７，７０５，７０６，７０７，７１１ 共振器 １８，１９，２０，６８，６９，７０，７８，７９，８
１，９８，９９，１００，１１８，１１９，１２０，１
２５，１２６，１２７，１２８，１４８，１４９，１５
０，２０３，７０４ 遅延器 ６０，７１３ 誘電体基板 ８３，７１２ 接地導体 １０１，１０２，１０３，１０４，５０１，５０２，５
０３ 共振器を含むブロック ２０４ 半導体基板 ４１１ 制御装置 ７１４ 誘電体膜 ７１５ 電圧印加素子
Claims (10)
- 【請求項１】 互いに共振周波数の異なる第１及び第２
共振器と、 前記第１共振器を含む第１ブロックと、 前記第２共振器を含む第２ブロックと、 入力信号を前記第１ブロック及び第２ブロックへ分配す
る入力端子と、 前記第１ブロック及び第２ブロックを通過した信号を合
成して出力する出力端子を有し、 前記第１ブロックはさらに遅延器を備え、 前記遅延器は、前記第１ブロックを通過する信号と前記
第２ブロックを通過する信号との位相差をほぼ逆相にす
ることを特徴とするフィルタ回路。 - 【請求項２】 前記遅延器は第１遅延器であり、 前記第２ブロックは第２遅延器を備えることを特徴とす
る請求項１記載のフィルタ回路。 - 【請求項３】 前記遅延器は、前記第１共振器よりも前
記入力端子側に設けられていることを特徴とする請求項
２記載のフィルタ回路。 - 【請求項４】 前記遅延器は、前記第１共振器よりも前
記出力端子側に設けられていることを特徴とする請求項
２記載のフィルタ回路。 - 【請求項５】 前記第１及び第２共振器が、マイクロス
トリップ線路によって構成されていることを特徴とする
請求項２記載のフィルタ回路。 - 【請求項６】 前記第１及び第２共振器が、コプレーナ
ー線路によって構成されていることを特徴とする請求項
２記載のフィルタ回路。 - 【請求項７】 前記第１及び第２共振器が、集中定数回
路によって構成されていることを特徴とする請求項２記
載のフィルタ回路。 - 【請求項８】 共振周波数を変更可能な第１及び第２共
振器と、 前記第１共振器を含む第１ブロックと、 前記第２共振器を含む第２ブロックと、 入力信号を前記第１ブロック及び第２ブロックへ分配す
る入力端子と、 前記第１ブロック及び第２ブロックを通過した信号を合
成して出力する出力端子を有し、 前記第１ブロックはさらに遅延器を備え、 前記第１及び第２共振器の少なくとも一方の共振周波数
が、外部から受け取る制御信号によって変更されること
を特徴とするフィルタ回路。 - 【請求項９】 前記第１及び第２共振器は、接地導体
と、この接地導体上に設けられた誘電体基板と、この誘
電体基板上に所定の形に形成された導体と、この導体を
覆う誘電体膜と、この誘電体膜上に設けられ、かつ、前
記制御信号に応じて電圧がかかる電圧印加素子で構成さ
れていることを特徴とする請求項８記載のフィルタ回
路。 - 【請求項１０】 前記誘電体基板上には、さらに前記導
体と異なる他の導体が設けられ、 この他の導体上にも前記誘電体膜を介して前記電圧印加
素子を設けることを特徴とする請求項９記載のフィルタ
回路。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001019479A JP2001345601A (ja) | 2000-03-30 | 2001-01-29 | フィルタ回路 |
| US09/810,479 US6518854B2 (en) | 2000-03-30 | 2001-03-19 | Filter circuit and a superconducting filter circuit |
| EP01302499A EP1148576A3 (en) | 2000-03-30 | 2001-03-19 | A filter circuit and a superconducting filter circuit |
| US10/210,084 US6759930B2 (en) | 2000-03-30 | 2002-08-02 | Filter circuit and a superconducting filter circuit |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000-95531 | 2000-03-30 | ||
| JP2000095531 | 2000-03-30 | ||
| JP2001019479A JP2001345601A (ja) | 2000-03-30 | 2001-01-29 | フィルタ回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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Family
ID=26588980
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001019479A Pending JP2001345601A (ja) | 2000-03-30 | 2001-01-29 | フィルタ回路 |
Country Status (3)
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|---|---|
| US (2) | US6518854B2 (ja) |
| EP (1) | EP1148576A3 (ja) |
| JP (1) | JP2001345601A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007174438A (ja) * | 2005-12-23 | 2007-07-05 | Toshiba Corp | フィルタ回路及びフィルタを備えた無線通信システム |
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