JP2002368565A - 集中定数フィルタ、アンテナ共用器、および通信装置 - Google Patents

集中定数フィルタ、アンテナ共用器、および通信装置

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JP2002368565A
JP2002368565A JP2002034374A JP2002034374A JP2002368565A JP 2002368565 A JP2002368565 A JP 2002368565A JP 2002034374 A JP2002034374 A JP 2002034374A JP 2002034374 A JP2002034374 A JP 2002034374A JP 2002368565 A JP2002368565 A JP 2002368565A
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capacitance
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 優れた帯域通過特性を有する簡素な構造の集
中定数フィルタを構成する。 【解決手段】 アルミナ基板１上に形成された誘電体膜
の上には、入力端子２、出力端子３および接地電極４が
形成されており、入力端子２と接地電極４との間にスパ
イラルインダクタ５が接続されている。一方、出力端子
３と接地電極４との間にも、スパイラルインダクタ６が
接続されている。入力端子２とスパイラルインダクタ５
との間、および出力端子３とスパイラルインダクタ６と
の間にはＭＩＭキャパシタ１５，１６がそれぞれ挿入さ
れている。また、スパイラルインダクタ５，６の間にス
パイラルインダクタ１４が挿入されている。スパイラル
インダクタは、自己インダクタンスと、隣り合う電極間
にキャパシタンスとを有し、これらにより自己共振をし
て、並列ＬＣ共振器としての機能を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、誘電体基板の表
面にスパイラルインダクタを回路形成した集中定数フィ
ルタ、アンテナ共用器、および通信装置に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】従来の集中定数フィルタについて、図１
４を参照して説明する。
【０００３】図１４の（ａ）は集中定数フィルタの平面
図であり、図１４の（ｂ）はその等価回路図である。
【０００４】図１４の（ａ）において、１はアルミナ基
板、２は入力端子、３は出力端子、４は接地電極、５、
６はスパイラルインダクタ、７〜１１はインターディジ
タルキャパシタ、１２，１３はＬＣ共振器である。ま
た、アルミナ基板１上には下部電極、誘電体膜、上部電
極が順に積層されており、図中の実線で描かれた斜線部
は上部電極を、破線で囲まれた部分は下部電極をそれぞ
れ示している。また、図１４の（ｂ）において、ＧA ，
ＧB は負荷コンダクタンス、Ｌ1 ，Ｌ 2 は並列インダク
タンス、Ｃ1 ，Ｃ2 は並列キャパシタンス、Ｃ01は入力
キャパシタンス、Ｃ23は出力キャパシタンス、Ｃ12は直
列キャパシタンスである。
【０００５】アルミナ基板１上に形成された誘電体膜の
上には、入力端子２、出力端子３および接地電極４が形
成されている。また、スパイラル形状に上部電極を形成
したスパイラルインダクタ５と、対向する電極同士が櫛
歯状に形成したインターディジタルキャパシタ７とが並
列に形成されてＬＣ共振器１２が形成されている。この
ＬＣ共振器１２は入力端子２と接地電極４との間に接続
されている。一方、出力端子３と接地電極４との間にも
同様に、スパイラルインダクタ６とインターディジタル
キャパシタ８とからなるＬＣ共振器１３が接続されてい
る。入力端子２とＬＣ共振器１２との間にはインターデ
ィジタルキャパシタ１０が挿入されており、出力端子３
とＬＣ共振器１３との間にもインターディジタルキャパ
シタ１１が挿入されている。また、ＬＣ共振器１２とＬ
Ｃ共振器１３との間にインターディジタルキャパシタ９
が挿入されている。
【０００６】このように回路を構成することにより、図
１４の（ｂ）に示すようにＬ1 ，Ｃ 1 からなるＬＣ共振
器とＬ2 ，Ｃ2 からなるＬＣ共振器とをキャパシタンス
Ｃ1 2 で容量結合し、入力キャパシタンスＣ01、出力キ
ャパシタンスＣ23を備えた、２段の共振器からなる集中
定数フィルタを構成する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
従来の集中定数フィルタについては、次に示す解決すべ
き課題があった。
【０００８】図１４に示す集中定数フィルタにおいて
は、フィルタを構成する回路素子数が多く、各回路素子
の構成要素である線路幅、線路間隔がフィルタの特性に
大きく影響する。それは、インターディジタルキャパシ
タでは櫛歯数、櫛歯を形成する線路幅、および線路間隔
であり、スパイラルインダクタでは、スパイラルの巻き
数、線路幅、および線路間隔である。このため、これら
複数の構成要素を所定の公差内で形成することは、構成
要素が増えるほど難しくなり、これらから構成されるフ
ィルタの歩留まりは悪かった。
【０００９】また、所定の通過特性は得られるものの、
フィルタのＱ値をさらに向上しようとする場合、通過周
波数帯域の高域側または低域側に減衰極を設ける方法が
ある。しかし、従来の集中定数フィルタにおいては、新
たに回路素子を形成しなければ、減衰極を設けることが
できなかった。
【００１０】この発明の目的は、優れた帯域通過特性を
有する簡素な構造の集中定数フィルタ、アンテナ共用器
およびこれらを備えた通信装置を構成することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】この発明は、入力端子お
よび出力端子と接地電極間に接続される複数の並列素子
を、スパイラル形状に形成した電極のインダクタンスと
スパイラル形状に形成した電極の互いに隣接する電極同
士の間に生じるキャパシタンスとによる並列ＬＣ共振器
で構成する。また、並列素子間に挿入される複数の直列
素子を、スパイラル形状に形成した電極のインダクタン
スとスパイラル形状に形成した電極の互いに隣接する電
極同士の間に生じるキャパシタンスとによる並列ＬＣ共
振器で構成して、これらの回路素子を備えて集中定数フ
ィルタを構成する。
【００１２】また、この発明は、直列素子を構成するス
パイラル形状に形成した電極の巻き数を所定の値に設定
することにより、並列ＬＣ共振器の自己共振により得ら
れる減衰極の周波数を定めて集中定数フィルタを構成す
る。
【００１３】また、この発明は、直列素子を構成するス
パイラル形状に形成した電極の線路幅と線路間隔を所定
の値に設定することにより、並列ＬＣ共振器の自己共振
により得られる減衰極の周波数を定めて集中定数フィル
タを構成する。
【００１４】また、この発明は、直列素子を構成するス
パイラル形状に形成した電極の巻き数を、直列素子に隣
り合う並列素子を構成するスパイラル形状に形成した電
極の巻き数よりも多くして集中定数フィルタを構成す
る。
【００１５】また、この発明は、入力端子および出力端
子と並列素子との間に挿入される直列素子の少なくとも
一つを、誘電体セラミック基板上に下部電極、誘電体
膜、上部電極を順次形成してなるキャパシタンス素子と
して集中定数フィルタを構成する。
【００１６】また、この発明は、スパイラル形状に形成
した電極を、超電導性を有する薄膜で形成して集中定数
フィルタを構成する。
【００１７】また、この発明は、前記集中定数フィルタ
を備えてアンテナ共用器を構成する。
【００１８】また、この発明は、前記集中定数フィルタ
または前記アンテナ共用器を備えて通信装置を構成す
る。
【００１９】
【発明の実施の形態】第１の実施形態に係る集中定数フ
ィルタの構成について、図１〜図１０を参照して説明す
る。
【００２０】図１の（ａ）は集中定数フィルタの平面図
であり、図１の（ｂ）はその等価回路図である。
【００２１】図１において、１は誘電体セラミック基板
であるアルミナ基板、２は入力端子、３は出力端子、４
は接地電極、５，６，１４はスパイラルインダクタ、１
５，１６はアルミナ基板１の表面に下部電極、誘電体
膜、上部電極を順次形成してなるキャパシタ（以下「Ｍ
ＩＭキャパシタ」という。）、１２，１３，１７はＬＣ
共振器である。また、アルミナ基板１上には下部電極、
誘電体膜、上部電極が順に積層されており、図中の実線
で描かれた斜線部は上部電極を、破線で囲まれた部分は
下部電極をそれぞれ示している。また、図１の（ｂ）に
おいて、ＧA ，ＧB は負荷コンダクタンス、Ｌ'1，Ｌ'2
は並列インダクタンス、Ｃ'1，Ｃ'2は並列キャパシタン
ス、Ｃ'01 は入力キャパシタンス、Ｃ'23 は出力キャパ
シタンス、Ｌ'12 は直列インダクタンス、Ｃ'12は直列
キャパシタンスである。
【００２２】アルミナ基板１上に形成した誘電体膜の上
には、入力端子２、出力端子３および接地電極４が形成
されている。また、上部電極をスパイラル形状に形成し
た４．７５巻きのスパイラルインダクタ５が形成され、
入力端子２と接地電極４との間に接続されている。一
方、出力端子３と接地電極４との間にも同様に、４．７
５巻きのスパイラルインダクタ６が接続されている。
【００２３】入力端子２とスパイラルインダクタ５との
間にはＭＩＭキャパシタ１５が挿入されており、出力端
子３とスパイラルインダクタ６との間にもＭＩＭキャパ
シタ１６が挿入されている。また、スパイラルインダク
タ５，６の間に６．５巻きのスパイラルインダクタ１４
が挿入されている。前記それぞれのスパイラルインダク
タのライン／スペース比（Ｌ／Ｓ）は２０μｍ／２０μ
ｍである。
【００２４】スパイラルインダクタは、自己インダクタ
ンスを有するとともに、巻いている隣り合う電極間の静
電容量に起因するキャパシタンスを有する。よって、ス
パイラルインダクタは、自己の持つインダクタンス成分
とキャパシタンス成分とにより自己共振をして、並列Ｌ
Ｃ共振器としての機能を有している。
【００２５】よって、図１の（ａ）に示した回路は、図
１の（ｂ）に示すようにＬ'1，Ｃ'1からなる並列ＬＣ共
振器と、Ｌ'2，Ｃ'2からなる並列ＬＣ共振器とを、Ｌ'
12 ，Ｃ'12 からなる並列ＬＣ共振器で結合し、入力キ
ャパシタンスＣ'01 、出力キャパシタンスＣ'23 を備え
た、２段の並列ＬＣ共振器からなるチェビシェフフィル
タを構成する。
【００２６】一般に、ｎ段の帯域通過フィルタを構成す
る場合、Ｊインバータを用いて表示すると、図２のよう
に表される。図２はＪインバータを用いたｎ段の帯域通
過フィルタ（ＢＰＦ）の回路図である。また、Ｊインバ
ータの各素子値は、以下のように表される。
【００２７】
【数１】
【００２８】
【数２】
【００２９】
【数３】
【００３０】ここで、ｎはフィルタの段数、ｆ0 は減衰
域の中心周波数、ＢＷは通過帯域幅、ｇr はプロトタイ
プフィルタの素子値、Ｂr （ω）は共振器のサセプタン
ス、ＧA は負荷コンダクタンスである。
【００３１】並列ＬＣ共振器の場合、[ 数１] のサセプ
タンススロープｂr は以下の式で表される。
【００３２】
【数４】
【００３３】ここで、並列共振器のキャパシタンスはＣ
r 、インダクタンスはＬr としている。
【００３４】一方、Ｊインバータを実現する回路とし
て、図３に示す回路が与えられる。
【００３５】図３の（ａ）はＪインバータを実現するイ
ンダクタンス素子を用いた回路を示した図であり、図３
の（ｂ）はキャパシタンス素子を用いた回路を示した図
である。
【００３６】共振器間の結合を誘導性結合として設計を
行うと、図２に示したＪインバータは図３の（ａ）に示
した回路に置き換えられる。また、入出力部と共振器間
の結合を容量性結合として設計を行うと、図２に示した
Ｊインバータは図３の（ｂ）に示した回路に置き換えら
れる。
【００３７】図４は変換後の回路図である。
【００３８】入出力部の並列容量−Ｃ01は負の値である
ため、このままでは実現することができない。ここで、
図４のＡ端から入力側をみたインピーダンスを等しくす
るように、以下に示す式で与えられる直列キャパシタン
スＣ’01と並列キャパシタンスＣ”01とに置き換える。
【００３９】
【数５】
【００４０】一段目の共振器では、入出力部の並列キャ
パシタンスＣ"01 は共振器を構成する並列キャパシタン
スＣ'1に合成することができ、共振器間の並列インダク
タンス−Ｍ1,2 は共振器を構成する並列インダクタンス
Ｌ'1に合成することができる。
【００４１】よって、並列キャパシタンスＣ'1と並列イ
ンダクタンスＬ'1を以下の式のように与えることによ
り、２段のフィルタを構成できる。
【００４２】
【数６】
【００４３】ここで、[ 数６] から、Ｍ1,2 ＜Ｌ1 であ
ると、Ｌ'1＜０となり、実際にフィルタを構成すること
ができない。よって、Ｍ1,2 ＞Ｌ1 の関係、すなわち、
直列素子を構成するスパイラルインダクタの巻き数を、
並列素子を構成するスパイラルインダクタの巻き数より
も多くしなければならない。
【００４４】このような変換を行うことにより、図４に
示す回路を図５に示す等価回路に変換することができ
る。図５は２段の並列共振器を誘導性結合させた帯域通
過フィルタの回路図である。
【００４５】このように構成した帯域通過フィルタは、
インダクタンス値が大きくなると、インダクタの影響を
受けやすくなり、高域通過フィルタとしての特性が強く
なる。このため、通過周波数帯域の高域側で減衰特性が
悪化する。
【００４６】ここで、共振器間に接続されたインダクタ
ンスに並列にキャパシタンスを接続することにより、こ
れらが共振器となり、入出力間に直列に挿入される共振
器を設ける。この共振器の中心周波数でのインピーダン
スは、前述のインダクタンスのインピーダンスと一致す
るように設定する。
【００４７】この共振器の自己共振周波数は以下の式で
与えられる。
【００４８】
【数７】
【００４９】ここで、ｆp は共振器の自己共振周波数で
ある。
【００５０】この直列共振器の共振周波数を所定の周波
数となるように設定することにより、通過帯域特性を改
善することができる。
【００５１】このように、図１の（ｂ）に示す２段の共
振器を用いた集中定数フィルタを構成する。
【００５２】一方、スパイラルインダクタの特性につい
て、以下に説明する。
【００５３】図６はスパイラルインダクタの巻き数と無
負荷Ｑとの関係を示した図である。ここで、測定周波数
は２ＧＨｚであり、スパイラルインダクタはアルミナ基
板状にＬ／Ｓが２０μｍ／２０μｍで形成されている。
【００５４】また、このスパイラルインダクタを使用し
て並列ＬＣ共振器を構成した場合のインダクタの巻き数
とインダクタの面積と無負荷Ｑの関係を表１に示す。
【００５５】
【表１】
【００５６】インダクタの巻き数を変化に対して、イン
ダクタの面積を変化させることでキャパシタンスを変化
させて、共振周波数を２ＧＨｚに固定して計算を行っ
た。これらの結果によれば、スパイラルインダクタの巻
き数が増加すると共振器の無負荷Ｑが増加することがわ
かる。
【００５７】ここで、インダクタの巻き数が少ない領域
でも共振器の無負荷Ｑが増加しているが、この領域では
スパイラルインダクタの線路間による浮遊容量がとれ
ず、実現が不可能である。
【００５８】次に、スパイラルインダクタの巻き数とイ
ンダクタンス、浮遊容量および自己共振周波数との関係
について示す。また、スパイラルインダクタの線間距離
とインダクタンス、浮遊容量および自己共振周波数との
関係について示す。
【００５９】図７の（ａ）はスパイラルインダクタの巻
き数と浮遊容量およびインダクタンスとの関係を示した
図であり、図７の（ｂ）はスパイラルインダクタの巻き
数と自己共振周波数との関係を示した図である。スパイ
ラルインダクタのＬ／Ｓはどの巻き数であっても同じ
（２０μｍ／２０μｍ）である。
【００６０】また、図８の（ａ）はスパイラルインダク
タの線間距離と浮遊容量およびインダクタンスとの関係
を示した図であり、図８の（ｂ）はスパイラルインダク
タの線間距離と自己共振周波数との関係を示した図であ
る。スパイラルインダクタの線幅は２０μｍである。
【００６１】図７に示すように、Ｌ／Ｓが一定であれ
ば、スパイラルインダクタの巻き数が増加すると、浮遊
容量、インダクタンスともに増加する。よって、スパイ
ラルインダクタの自己共振周波数は変化する。
【００６２】また、図８に示すように、線幅が２０μｍ
と一定で、線間距離を広くすると、浮遊容量、インダク
タンスともに増加する。よって、スパイラルインダクタ
の自己共振周波数は変化する。
【００６３】このように、スパイラルインダクタの巻き
数、Ｌ／Ｓを変化させることで、スパイラルインダクタ
の自己共振周波数を所望の特性となるように変化させる
ことができる。
【００６４】よって、スパイラルインダクタを前述のフ
ィルタにおける直列素子として用い、Ｌ／Ｓを定めるこ
とにより、減衰極周波数を定めることができる。
【００６５】前述の方法で所望の特性となるように設計
と構成とを行った２段の帯域通過フィルタの周波数特性
を図９および図１０に示す。
【００６６】図９は帯域通過フィルタの周波数特性のシ
ミュレーション結果であり、図１０は本発明によるフィ
ルタの周波数特性を実測した結果である。
【００６７】図９において、実線は直列素子がキャパシ
タンスのみのフィルタの特性曲線であり、破線は直列素
子が並列ＬＣ共振器であるフィルタの特性曲線である。
【００６８】図９に示すように、直列素子がキャパシタ
ンスのみのフィルタは、通過帯域の高域側の特性曲線が
なだらかになってしまい、高域側の信号を減衰しないた
め、高域通過の特性を発生してしまう。一方、直列素子
が並列ＬＣ共振器であるフィルタは、通過帯域の高域側
に減衰極が発生するため、高域側の減衰量が増加し、帯
域通過フィルタとしての周波数特性が向上する。
【００６９】また、前記減衰極は、直列素子である並列
ＬＣ共振器の自己共振周波数によって決定されるので、
この並列ＬＣ共振器を構成するスパイラルインダクタの
巻き数およびＬ／Ｓを所望の自己共振周波数が得られる
ように設定することにより、減衰極の位置を変化させ
て、通過帯域特性を制御することができる。
【００７０】このような構成とすることにより、少ない
回路素子で優れた特性を有する帯域通過フィルタを形成
することができる。
【００７１】また、入出力部のキャパシタンス素子をＭ
ＩＭキャパシタにすることにより、キャパシタンス素子
の面積を小さくすることができる。よって、フィルタ全
体を簡素で省スペースに形成することができる。
【００７２】なお、本実施例では、減衰極を通過帯域の
高域側に形成するように設計したが、直列素子であるス
パイラルインダクタの浮遊容量を増加するように設計す
ることにより、通過帯域の低域側に減衰極を形成するこ
とができる。よって、低域側の特性を改善することがで
きる。
【００７３】また、本実施例では、入出力部のキャパシ
タンス素子をＭＩＭキャパシタとしたが、インターディ
ジタル型のキャパシタを使用してもよい。また、入出力
部のＪインバータをインダクタ回路に変換し、そのイン
ダクタとしてスパイラルインダクタを用いてもよい。
【００７４】また、本実施例では、方形状のスパイラル
インダクタを用いているが、円状のスパイラルインダク
タを用いてもよい。
【００７５】また、上部電極および下部電極をＹＢ2 Ｃ
ｕ3 Ｏ7-x 等の酸化物超電導体で形成し、誘電体セラミ
ック基板および誘電体膜をＭｇＯ等の低誘電損失の基板
で形成することにより、超電導体を用いた集中定数フィ
ルタを構成することができる。このような集中定数フィ
ルタを、転移温度以下で使用することにより、電極の導
体損をなくすことができ、集中定数フィルタの挿入損失
を大幅に改善することができる。また、導体損失がなく
なることにより、スパイラルインダクタを小型化でき、
小型の集中定数フィルタを構成することができる。
【００７６】次に、第２の実施形態に係るアンテナ共用
器について、図１１を参照して説明する。
【００７７】図１１はアンテナ共用器の平面図である。
図１１において、１０１はアルミナ基板、１０２はＴＸ
端子、１０３はＲＸ端子、１０４はアンテナ端子、１０
５，１０６は接地電極、１０７〜１１２はスパイラルイ
ンダクタ、１１３〜１１６はＭＩＭキャパシタ、１１
７，１１８はフィルタ回路である。また、アルミナ基板
１０１の表面には下部電極、誘電体膜、上部電極が順に
積層されており、図中の実線で描かれた斜線部は上部電
極を、破線で囲まれた部分は下部電極をそれぞれ示して
いる。図１１に示すアンテナ共用器は、二つのフィルタ
１１７，１１８と、これにそれぞれ接続するアンテナ端
子１０４と、フィルタ１１７に接続するＴＸ端子１０２
と、フィルタ１１８に接続するＲＸ端子１０３とから構
成される。アンテナ端子１０４、ＴＸ端子１０２、ＲＸ
端子１０３はそれぞれ上面電極で形成されている。
【００７８】フィルタ１１７，１１８は、所望の特性が
得られるように、各スパイラルインダクタの巻き数、線
幅、線間距離が決められており。他の構成は第１の実施
形態に係るフィルタと同じ構成である。
【００７９】ＴＸ端子１０２から入力された信号は、Ｔ
Ｘ側フィルタ１１７にて不要周波数成分が除去され、ア
ンテナ端子１０４を介してアンテナから発信される。一
方、アンテナで受信され、アンテナ端子１０４から入力
された信号は、ＲＸ側フィルタ１１８にて不要周波数成
分が除去されて、ＲＸ端子から外部回路に伝送される。
このようにして、一つの回路網でＴＸ側、ＲＸ側の機能
を備えたアンテナ共用器を構成する。
【００８０】ここで、ＴＸ側フィルタ１１７における並
列接続された２段の共振器を構成するスパイラルインダ
クタ１０７，１０８の巻き数は、ＲＸ側フィルタ１１８
のスパイラルインダクタ１０９，１１０の巻き数よりも
多く設定する。このことにより、ＴＸ側フィルタ１１７
の通過帯域の中心周波数をＲＸ側フィルタ１１８よりも
低周波数側に設定する。
【００８１】一方、ＴＸ側フィルタ１１７における直列
素子であるスパイラルインダクタ１１１は、そのインダ
クタンス値が小さくなるように巻き数を少なく設定する
ことにより、減衰極を通過帯域の高域側に形成し、通過
帯域の高域側の減衰曲線を急峻にする。また、ＲＸ側フ
ィルタ１１８における直列素子であるスパイラルインダ
クタ１１２は、その浮遊容量が大きくなるように巻き数
を多く設定することにより、減衰極を通過帯域の低域側
に形成し、通過帯域の低域側の減衰曲線を急峻にする。
【００８２】図１２はアンテナ共用器の周波数特性図で
ある。図１２において、細線は直列素子がキャパシタン
スのみの場合であり、太線は直列素子が並列ＬＣ共振器
である場合である。
【００８３】図１２に示すように、ＴＸ側フィルタの通
過帯域が、ＲＸ側フィルタの通過帯域より低域となるよ
うに、ＴＸ側フィルタの通過帯域とＲＸ側フィルタの通
過帯域とが隣り合って設定される。ここで、ＴＸ側フィ
ルタは、通過帯域の高域側に減衰極Ａが存在するため、
高域側の減衰特性が急峻となり、ＲＸ側の信号を十分に
減衰する。一方、ＲＸ側フィルタは、逆に通過帯域の低
域側に減衰極Ｂが存在するため、低域側の減衰特性が急
峻となり、ＴＸ側の信号を十分に減衰する。
【００８４】このような構成とすることに、ＴＸ側フィ
ルタとＲＸ側フィルタとを備え、互いの通過帯域におけ
る周波数成分を十分に減衰するアンテナ共用器を構成す
ることができる。
【００８５】また、各フィルタの共振器がスパイラルイ
ンダクタのみで構成されているので、簡素な構造でアン
テナ共用器を構成できる。
【００８６】次に、第３の実施形態に係る通信装置につ
いて、図１３を参照して説明する。図１３は、通信装置
のブロック図である。
【００８７】図１３において、ＡＮＴは送受信アンテ
ナ、ＤＰＸはデュプレクサ、ＢＰＦａ，ＢＰＦｂ，ＢＰ
Ｆｃはそれぞれ帯域通過フィルタ、ＡＭＰａ，ＡＭＰｂ
はそれぞれ増幅回路、ＭＩＸａ，ＭＩＸｂはそれぞれミ
キサ、ＯＳＣは発振器、ＤＩＶは分周器（シンセサイザ
ー）である。ＭＩＸａはＤＩＶから出力される周波数信
号をＩＦ信号で変調し、ＢＰＦａは送信周波数の帯域の
みを通過させ、ＡＭＰａはこれを電力増幅してＤＰＸを
介しＡＮＴより送信する。ＡＭＰｂはＤＰＸから出力さ
れる信号を増幅させ、ＢＰＦｂはＡＭＰｂからの出力信
号のうち受信周波数帯域のみを通過させる。ＭＩＸｂは
ＢＰＦｃより出力される周波数信号と受信信号とをミキ
シングして中間周波信号ＩＦを出力する。
【００８８】図１３に示した帯域通過フィルタＢＰＦ
ａ，ＢＰＦｂ，ＢＰＦｃは、図１に示した構造の集中定
数フィルタを用いることができ、デュプレクサは図１１
に示した構造のアンテナ共用器を用いることができる。
このようにして全体に簡素な構造で優れた通信特性を有
する通信装置を構成することができる。
【００８９】
【発明の効果】この発明によれば、入力端子および出力
端子と接地電極間に接続される複数の並列素子を、スパ
イラル形状に形成した電極のインダクタンスとスパイラ
ル形状に形成した電極の互いに隣接する電極同士の間に
生じるキャパシタンスとによる並列ＬＣ共振器で構成
し、また、並列素子間に挿入される複数の直列素子を、
スパイラル形状に形成した電極のインダクタンスとスパ
イラル形状に形成した電極の互いに隣接する電極同士の
間に生じるキャパシタンスとによる並列ＬＣ共振器で構
成して、これらの回路素子を備えることにより、簡素な
構造で優れた通過帯域特性を有する集中定数フィルタを
構成することができる。
【００９０】また、この発明によれば、直列素子を構成
するスパイラル形状に形成した電極の巻き数、線路幅お
よび線路間隔を所定の値に設定することにより、所望の
位置に減衰極を生じさせて、所望の通過帯域特性を有す
る集中定数フィルタを構成することができる。
【００９１】また、この発明によれば、直列素子を構成
するスパイラル形状に形成した電極の巻き数を、直列素
子に隣り合う並列素子を構成するスパイラル形状に形成
した電極の巻き数よりも多くすることにより、簡素な構
造で優れた通過帯域特性を有する集中定数フィルタを構
成することができる。
【００９２】また、この発明によれば、入力端子および
出力端子と並列素子との間に挿入される直列素子の少な
くとも一つを誘電体セラミック基板上に下部電極、誘電
体膜、上部電極を順次形成してなるキャパシタンスとす
ることにより、簡素な構造の集中定数フィルタを構成す
ることができる。
【００９３】また、この発明によれば、スパイラル形状
に形成した電極を、超電導性を有する薄膜で形成するこ
とにより、転移温度以下の環境で、挿入損失の非常に少
ない集中定数フィルタを構成することができる。また、
電極の導体損が殆どなくなることにより、小型の集中定
数フィルタを構成することができる。
【００９４】また、この発明によれば、前記集中定数フ
ィルタを備えることにより、送信側と受信側とで互いの
通過帯域における減衰量を十分に得られる、優れた減衰
特性のアンテナ共用器を簡素な構造で構成することがで
きる。
【００９５】また、この発明によれば、前記集中定数フ
ィルタまたは前記アンテナ共用器を備えることにより、
優れた通信特性を有する通信装置を簡素な構造で構成す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態に係る集中定数フィルタの平面
図および等価回路図
【図２】Ｊインバータを用いたｎ段の帯域通過フィルタ
の回路図
【図３】Ｊインバータ回路を実現するインダクタンス素
子を用いた回路およびキャパシタンス素子を用いた回路
の回路図
【図４】Ｊインバータ回路をインダクタンス素子および
キャパシタンス素子に置き換えたｎ段の帯域通過フィル
タの回路図
【図５】２段の並列共振器が誘導性結合した帯域通過フ
ィルタの回路図
【図６】スパイラルインダクタの巻き数と無負荷Ｑとの
関係を示した図
【図７】スパイラルインダクタの巻き数と浮遊容量およ
びインダクタンスとの関係を示した図、およびスパイラ
ルインダクタの巻き数と自己共振周波数との関係を示し
た図
【図８】スパイラルインダクタの線間距離と浮遊容量お
よびインダクタンスとの関係を示した図、およびスパイ
ラルインダクタの線間距離と自己共振周波数との関係を
示した図
【図９】帯域通過フィルタの周波数特性のシミュレーシ
ョン結果を示した図
【図１０】帯域通過フィルタの周波数特性を実測した結
果を示した図
【図１１】第２の実施形態に係るアンテナ共用器の平面
図
【図１２】アンテナ共用器の周波数特性図
【図１３】第３の実施形態に係る通信装置のブロック図
【図１４】従来の集中定数フィルタの平面図および等価
回路図
【符号の説明】
１，１０１−アルミナ基板 ２−入力端子 ３−出力端子 ４，１０５，１０６−接地電極 ５，６，１４，１０７〜１１２−スパイラルインダクタ ７〜１１−インターディジタルキャパシタ １２，１３，１７−ＬＣ共振器 １５，１６，１１３〜１１６−ＭＩＭキャパシタ １０２−ＴＸ端子 １０３−ＲＸ端子 １０４−アンテナ端子 １１７，１１８−フィルタ回路

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 誘電体セラミック基板の表面に複数のイ
    ンダクタンス素子、、キャパシタンス素子、入力端子、
    出力端子および接地電極を回路形成してなる集中定数フ
    ィルタにおいて、 前記入力端子および出力端子と前記接地電極間に接続さ
    れる複数の並列素子を、スパイラル形状に形成した電極
    のインダクタンスと、該スパイラル形状に形成した電極
    の互いに隣接する電極同士の間に生じるキャパシタンス
    とによる並列ＬＣ共振器として構成し、 前記並列素子間に挿入される複数の直列素子を、スパイ
    ラル形状に形成した電極のインダクタンスと、該スパイ
    ラル形状に形成した電極の互いに隣接する電極同士の間
    に生じるキャパシタンスとによる並列ＬＣ共振器として
    構成した集中定数フィルタ。
  2. 【請求項２】 前記直列素子を構成するスパイラル形状
    に形成した電極の巻き数を所定の値に設定することによ
    り、前記並列ＬＣ共振器の自己共振により得られる減衰
    極の周波数を定めた請求項１に記載の集中定数フィル
    タ。
  3. 【請求項３】 前記直列素子を構成するスパイラル形状
    に形成した電極の線路幅と線路間隔を所定の値に設定す
    ることにより、前記並列ＬＣ共振器の自己共振により得
    られる減衰極の周波数を定めた請求項１または請求項２
    に記載の集中定数フィルタ。
  4. 【請求項４】 前記直列素子を構成するスパイラル形状
    に形成した電極の巻き数を、該直列素子に隣り合う二つ
    の前記並列素子を構成するスパイラル形状に形成した電
    極の巻き数よりも多くした請求項１〜３のいずれかに記
    載の集中定数フィルタ。
  5. 【請求項５】 前記入力端子および出力端子と前記並列
    素子との間に挿入される前記直列素子の少なくとも一つ
    を、前記誘電体セラミック基板上に下部電極、誘電体
    膜、上部電極を順次形成してなるキャパシタンス素子で
    構成した請求項１〜４のいずれかに記載の集中定数フィ
    ルタ。
  6. 【請求項６】 前記スパイラル形状に形成した電極が、
    超電導性を有する薄膜である請求項１〜５のいずれかに
    記載の集中定数フィルタ。
  7. 【請求項７】 請求項１〜６のいずれかに記載の集中定
    数フィルタを備えたアンテナ共用器。
  8. 【請求項８】 請求項１〜６のいずれかに記載の集中定
    数フィルタまたは請求項７に記載のアンテナ共用器を備
    えた通信装置。
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