JP2003234602A - チップフィルタ - Google Patents

チップフィルタ

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JP2003234602A
JP2003234602A JP2002034948A JP2002034948A JP2003234602A JP 2003234602 A JP2003234602 A JP 2003234602A JP 2002034948 A JP2002034948 A JP 2002034948A JP 2002034948 A JP2002034948 A JP 2002034948A JP 2003234602 A JP2003234602 A JP 2003234602A
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JP
Japan
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dielectric coaxial
chip
winding
type
coupling
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JP2002034948A
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English (en)
Inventor
Hiroyuki Yabuki
博幸 矢吹
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 無線通信システムに使用されるRF帯フィルタ
において、SAWフィルタは圧電体材料自身が高価であ
り、また電極間の微細加工技術が必要であるため部品単
価が高く、積層セラミックフィルタは回路が二次元的に
形成されるためサイズが大きいという課題を有してい
た。 【解決手段】 内部に接地導体を設けた円筒型の誘電体
同軸101の表面層に、ストリップ線路共振器として巻
線型マイクロストリップ線路102を複数形成した三次
元的な回路形成を行うことで、安価で、かつ小型のRF帯
フィルタが実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は高周波用の各種無線
機器、通信機器、測定器等の無線部に適用されるフィル
タ、方向性結合器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】現在、携帯電話、PHS等の公衆通信、衛
星、地上波等の放送、ETC等のITSを始めとした様々な無
線システムが運用されている。図5に一般的な無線部の
構成を示す。401は、直交変調器402、アップミキ
サ403、RF帯フィルタ404、406、ドライバアン
プ405、パワーアンプ407で構成される送信系、4
11は、RF帯フィルタ412、414、低雑音増幅器4
13、ダウンミキサ415、IF帯フィルタ416、直交
復調器417で構成される受信系、420は、送受信を
切り替えるスイッチ、421は第1局部発振器、422
は第2局部発振器である。
【0003】送信系では、アップミキサ403から出力
されるイメージおよび第1局部発振器の周波数成分をRF
帯フィルタ404、406で除去することで、外部に対
する不要電波の送出を抑圧している。受信系では、イメ
ージ等の受信スプリアス成分をRF帯フィルタ412、4
14で除去することで、所望の電波のみを受信し、不要
波が受信帯域に落ち込んでくることを抑制している。こ
れらの無線システムに使用されるRF帯フィルタには高Q
特性が要求され、SAWフィルタ、積層セラミックフィル
タが多用されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記フ
ィルタにおいて、SAWフィルタは圧電体材料自身が高価
であり、また電極間の微細加工技術が必要であるため部
品単価が高く、積層セラミックフィルタは多層回路構成
であるが、個々の回路自体は二次元的に形成されるた
め、サイズが大きいという課題を有していた。
【0005】本発明は上記課題を解決するもので、内部
に接地導体を設けた円筒型あるいは角型誘電体同軸の表
面層に、ストリップ線路共振器として巻線型マイクロス
トリップ線路を複数形成した三次元的な回路形成を行う
ことで、安価で、かつ小型のRF帯フィルタを実現するこ
とを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明は、誘電体同軸表面層の全面に導体を形成した
後に、レーザートリミング等を用いて巻線型のマイクロ
ストリップ線路を形成し、共振器を立体構造としたもの
である。
【0007】これにより、チップ部品と同程度のサイズ
と価格で、VHF帯〜マイクロ波帯に至るまでのフィルタ
が実現できる。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の発明
は、内部に接地導体を設けた円筒型又は角型の誘電体同
軸と、前記誘電体同軸の表面に設置された複数の巻線型
マイクロストリップ線路と、前記複数の巻線型マイクロ
ストリップ線路を互いに結合する段間結合容量と、前記
結合された複数の巻線型マイクロストリップ線路の両端
に結合された入出力結合容量とを有するチップフィルタ
であり、多段フィルタの小型化が図れるという作用を有
する。
【0009】本発明の請求項2に記載の発明は、巻線型
マイクロストリップ線路を1/2波長共振器とする請求
項1記載のチップフィルタであり、マイクロストリップ
線路共振器の接地端が不要になるという作用を有する。
【0010】本発明の請求項3に記載の発明は、複数の
巻線型マイクロストリップ線路が、その終端が互いに同
一方向となる如く形成され、段間結合容量及び入出力結
合容量が、誘電体同軸上に実装されている請求項1又は
2記載のチップフィルタであり、入出力および段間容量
を誘電体同軸上に実装することが可能になるという作用
を有する。
【0011】本発明の請求項4に記載の発明は、内部に
接地導体を設けた円筒型又は角型の誘電体同軸と、前記
誘電体同軸の表面に、その終端が同一方向となる如く設
置された複数の巻線型マイクロストリップ線路と、容量
アレイを形成した基板とを有し、前記巻線型マイクロス
トリップ線路の入出力及び段間に前記容量が接続される
如く、前記誘電体同軸を前記基板に実装するチップフィ
ルタであり、フィルタの実装が容易になるという作用を
有する。
【0012】本発明の請求項5に記載の発明は、内部に
接地導体を設けた円筒型又は角型の誘電体同軸と、前記
誘電体同軸の表面に設置された複数の巻線型マイクロス
トリップ線路とを有し、前記巻線型マイクロストリップ
線路をヘアピン構造共振器とし、隣接するヘアピン構造
共振器を互いに逆向きに配置したチップフィルタであ
り、結合度の調整が容易になるという作用を有する。
【0013】本発明の請求項6に記載の発明は、前記複
数の巻線型マイクロストリップ線路を互いに結合する段
間結合回路と、前記結合された複数の巻線型マイクロス
トリップ線路の両端にタップ結合された入出力結合回路
とを有する請求項5記載のチップフィルタであり、全回
路のパターン化が図れるという作用を有する。
【0014】本発明の請求項7に記載の発明は、内部に
接地導体を設けた円筒型又は角型誘電体同軸と、前記誘
電体同軸の表面層に形成された巻線型マイクロストリッ
プ線路構造による平行結合線路を有するチップ型方向性
結合器であり、方向性結合器の小型化が図れるという作
用を有する。
【0015】本発明の請求項8に記載の発明は、複数の
巻線型マイクロストリップ線路が、その終端が互いに同
一方向となる如く形成され請求項7記載のチップ型方向
性結合器であり、主基板への実装が容易になるという作
用を有する。
【0016】本発明の請求項9に記載の発明は、誘電体
同軸の表面層の全面に導体を形成し、前記導体をレーザ
ートリミングを用いて加工することにより巻線型マイク
ロストリップ線路を形成するチップフィルタの製造方法
であり、任意形状の線路を精度良く加工できるという作
用を有する。
【0017】本発明の請求項10に記載の発明は、誘電
体同軸の表面層の全面に導体を形成し、前記導体をレー
ザートリミングを用いて加工することにより巻線型マイ
クロストリップ線路を形成するチップ型方向性結合器の
製造方法であり、任意形状の線路を精度良く加工できる
という作用を有する。
【0018】本発明の請求項11に記載の発明は、請求
項1乃至6のいずれか記載のチップフィルタ又は請求項
7又は8記載のチップ型方向性結合器を用いた無線回路
であり、無線回路の小型、高性能化を実現するという作
用を有する。
【0019】本発明の請求項12に記載の発明は、請求
項11記載の無線回路を用いた無線装置であり、無線装
置の小型、高性能化を実現するという作用を有する。
【0020】本発明の請求項13に記載の発明は、請求
項12記載の無線装置を用いた無線システムであり、無
線システムの小型、高性能化を実現するという作用を有
する。
【0021】以下、本発明の実施の形態について、図1
から図4を用いて説明する。
【0022】(実施の形態1)図1に、実施の形態1に
おけるチップフィルタの構成図を示す。図1において、
101は内部に接地導体を設けた誘電体同軸、102は
第1の、103は第2の、104は第3のマイクロスト
リップ線路、105は段間結合容量、106は入出力結
合容量、107は入出力端子であり、(a)は段間結合部
分が隣接するように、(b)は段間結合部分が対面するよ
うにマイクロストリップ線路102〜104を形成した
例である。
【0023】本フィルタの等価回路は(c)で表せること
から、回路設計手法は、通常の分布定数型フィルタの設
計と同一である。ここで、1GHz帯で1/2波長線路共振
器を形成する場合を考える。誘電率が50の誘電体基板
を使用しても、マイクロストリップ線路の線路長は約3
0mmとなるため、回路を平面的に形成した場合に占有面
積は極めて大きい。これに対し、誘電体同軸上に形成す
れば、直径を3mmとした場合でも3ターン程度で良く、
回路サイズの大幅な小型化が図れる。また、終端が同一
方向となるように巻線型マイクロストリップ線路102
〜104を形成することで、段間結合容量105、入出
力結合容量106を誘電体同軸上101に実装可能とな
る。
【0024】なお、図1では、誘電体同軸を円筒型で示
したが角型でも良く、またフィルタの段数が3段の例を
示したが、段数に制約がないことは言うまでもない。
【0025】(実施の形態2)図2に実施の形態2にお
けるチップフィルタの構成図を示す。図2において、1
01〜104、107の番号を付した構成要素は図1と
同一のため、説明は省略する。110は誘電体基板、1
11は誘電体基板上に実装した容量アレイである。誘電
体同軸101に、終端が同一方向となるように巻線型マ
イクロストリップ線路102〜104を形成すること
で、チップ誘電体同軸を誘電体基板上に実装可能とな
り、容量アレイ111に、マイクロストリップ線路型共
振器の入出力結合、段間結合機能を持たせ、チップ誘電
体同軸と組み合わせることで、フィルタ回路が構成でき
る。
【0026】上述のように、本方式を用いれば、多段フ
ィルタの小型化を保ちつつ、実施の形態1の場合よりも
実装の容易性の向上が図れる。
【0027】なお、図2では、誘電体同軸を円筒型で示
したが角型でも良く、またフィルタの段数が3段の例を
示したが、段数に制約がないことは言うまでもない。
【0028】(実施の形態3)図3に実施の形態3にお
けるチップフィルタの構成図を示す。図3において、1
01、107の番号を付した構成要素は図1と同一のた
め、説明は省略する。113〜115はヘアピン構造共
振器であり、116は入出力のタップ結合回路である。
共振器にヘアピン構造を採用し、隣接するヘアピンを互
いに逆向きに配置した場合、同方向に配置した場合と比
較して結合度が強まるため、段間結合が可能となる。ま
た、入出力にタップ結合を用いれば、入出力結合用のチ
ップ容量が不要となる。
【0029】上述のように、本方式を用いれば、外付け
チップ部品を用いることなく、誘電体同軸上に形成した
回路のみでフィルタが構成でき、チップフィルタの小型
化、低価格化が図れる。
【0030】なお、図3では、誘電体同軸を円筒型で示
したが角型でも良く、またフィルタの段数が3段の例を
示したが、段数に制約がないことは言うまでもない。ま
た、外付け部品を許容すれば、入出力を容量結合として
も構わない。
【0031】(実施の形態4)図4に実施の形態4にお
けるチップ型方向性結合器の構成図を示す。図4におい
て、101、107の番号を付した構成要素は図1と同
一のため、説明は省略する。120はマイクロストリッ
プ線路型平行結合線路である。通常、平行結合線路型の
方向性結合器では、結合線路長はλ/4程度となるた
め、1GHz帯に適用した場合、誘電率が50の誘電体基
板を使用しても、マイクロストリップ線路の線路長は約
15mmとなり、回路を平面的に形成すると占有面積は極
めて大きい。これに対し、誘電体同軸上に形成すれば、
直径を3mmとした場合でも1.5ターン程度で良く、回
路サイズの大幅な小型化が図れる。
【0032】なお、図4では、誘電体同軸を円筒型で示
したが角型でも良いことは言うまでもない。
【0033】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、内部に接
地導体を設けた円筒型あるいは角型誘電体同軸の表面層
に、ストリップ線路共振器として巻線型マイクロストリ
ップ線路を複数形成した三次元的な回路形成を行うこと
で、安価で、かつ小型のRF帯フィルタを実現できるもの
である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1におけるチップフィルタ
を示す図
【図2】本発明の実施の形態2におけるチップフィルタ
を示す図
【図3】本発明の実施の形態3におけるチップフィルタ
を示す図
【図4】本発明の実施の形態4におけるチップ型方向性
結合器を示す図
【図5】従来の無線機を示す図
【符号の説明】
101誘電体同軸 102、103、104 マイクロストリップ線路 105 段間結合容量 106 入出力結合容量 107 入出力端子 110 誘電体基板 111 容量アレイ 113、114、115 ヘアピン構造共振器 120 マイクロスト

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内部に接地導体を設けた円筒型又は角型
    の誘電体同軸と、前記誘電体同軸の表面に設置された複
    数の巻線型マイクロストリップ線路と、前記複数の巻線
    型マイクロストリップ線路を互いに結合する段間結合容
    量と、前記結合された複数の巻線型マイクロストリップ
    線路の両端に結合された入出力結合容量とを有するチッ
    プフィルタ。
  2. 【請求項2】 巻線型マイクロストリップ線路を1/2
    波長共振器とする請求項1記載のチップフィルタ。
  3. 【請求項3】 複数の巻線型マイクロストリップ線路
    が、その終端が互いに同一方向となる如く形成され、段
    間結合容量及び入出力結合容量が、誘電体同軸上に実装
    されている請求項1又は2記載のチップフィルタ。
  4. 【請求項4】 内部に接地導体を設けた円筒型又は角型
    の誘電体同軸と、前記誘電体同軸の表面に、その終端が
    同一方向となる如く設置された複数の巻線型マイクロス
    トリップ線路と、容量アレイを形成した基板とを有し、
    前記巻線型マイクロストリップ線路の入出力及び段間に
    前記容量が接続される如く、前記誘電体同軸を前記基板
    に実装するチップフィルタ。
  5. 【請求項5】 内部に接地導体を設けた円筒型又は角型
    の誘電体同軸と、前記誘電体同軸の表面に設置された複
    数の巻線型マイクロストリップ線路とを有し、前記巻線
    型マイクロストリップ線路をヘアピン構造共振器とし、
    隣接するヘアピン構造共振器を互いに逆向きに配置した
    チップフィルタ。
  6. 【請求項6】 前記複数の巻線型マイクロストリップ線
    路を互いに結合する段間結合回路と、前記結合された複
    数の巻線型マイクロストリップ線路の両端にタップ結合
    された入出力結合回路とを有する請求項5記載のチップ
    フィルタ。
  7. 【請求項7】 内部に接地導体を設けた円筒型又は角型
    誘電体同軸と、前記誘電体同軸の表面層に形成された巻
    線型マイクロストリップ線路構造による平行結合線路を
    有するチップ型方向性結合器。
  8. 【請求項8】 複数の巻線型マイクロストリップ線路
    が、その終端が互いに同一方向となる如く形成され請求
    項7記載のチップ型方向性結合器。
  9. 【請求項9】 誘電体同軸の表面層の全面に導体を形成
    し、前記導体をレーザートリミングを用いて加工するこ
    とにより巻線型マイクロストリップ線路を形成するチッ
    プフィルタの製造方法。
  10. 【請求項10】 誘電体同軸の表面層の全面に導体を形
    成し、前記導体をレーザートリミングを用いて加工する
    ことにより巻線型マイクロストリップ線路を形成するチ
    ップ型方向性結合器の製造方法。
  11. 【請求項11】 請求項1乃至6のいずれか記載のチッ
    プフィルタ又は請求項7又は8記載のチップ型方向性結
    合器を用いた無線回路。
  12. 【請求項12】 請求項11記載の無線回路を用いた無
    線装置。
  13. 【請求項13】 請求項12記載の無線装置を用いた無
    線システム。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7397330B2 (en) 2005-09-29 2008-07-08 Kabushiki Kaisha Toshiba Filter and radio communication device using the same

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