JP2006352245A

JP2006352245A - フィルタ回路

Info

Publication number: JP2006352245A
Application number: JP2005172418A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Sasaki; 宏佐々木
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2005-06-13
Filing date: 2005-06-13
Publication date: 2006-12-28

Abstract

【目的】小型で良好な帯域特性の得られるフィルタ回路の提供を課題とする。
【構成】入出力端にストリップ線による半波長共振器１４，１７を備える共振回路と、特性インピーダンスＺ_０の入力線路を特性インピーダンス√（２）Ｚ_０の線路１１により２分岐して後、１／４波長のところで該分岐部同士を特性インピーダンス２Ｚ_０の抵抗１３で結合すると共に、該分岐線の各延長部１２ｃ，１２ｄを前記入力側半波長共振器１４の両側面に１／４波長に渡ってエッジ結合させた電力分配器と、特性インピーダンスＺ_０の出力線路を特性インピーダンス√（２）Ｚ_０の線路１９により２分岐して後、１／４波長のところで該分岐部同士を特性インピーダンス２Ｚ_０の抵抗２０で結合すると共に、該分岐線の各延長部１８ｃ，１８ｄを前記出力側半波長共振器１７の両側面に１／４波長に渡ってエッジ結合させた電力合成器と、を備えた。
【選択図】図１

Description

本発明はフィルタ回路に関し、更に詳しくは、誘電体基板を挟んでストリップ線路と背面の接地板とを備えるマイクロ波のフィルタ回路に関する。

近年における電子機器（携帯電話等）の小型化に伴い、マイクロ波フィルタにも一層の小型化が要求される。

図３は従来技術を説明する図で、マイクロストリップ線による半波長共振器を使用した帯域通過フィルタの例を示している。なお、誘電体基板及び背面の接地板は図を省略している。

図において、入出力の伝送線５２，５７によって複数の半波長ストリップ線共振器５３〜５６を挟むと共に、これらの各側面を長さ１／４波長（λ／４）に渡りギャップを介してエッジ結合させている。

この種のフィルタ回路の結合度を増すには、各結合部におけるギャップを狭くすれば良いが、ストリップ線の加工精度には限界があるため、特に、入出力線路５２，５７と共振器５３，５６との間の結合度を所定以上に強くすることができない。このため、良好な帯域通過特性が得られない問題があった。

なお、特許文献１には、左，右の結合線路３，３間に配置すると共に、これらのエッジに結合させたストリップ導体２の開放端２Ａと対面する位置に複数個の島状導体４〜８を設け、共振器の製造時には、これらの島状導体４〜８を必要に応じて１個ずつ除去することにより、共振周波数の調整作業の効率化、信頼性向上を図ったマイクロストリップ共振器が示されている。
特開２００２−２９９９２３（要約，図）

しかし、上記従来の様に、中間のストリップ線共振器を入出力線路で挟む方式では、これらの間に十分な結合が得られないため、良好な帯域通過特性が得られない問題があった。

本発明は上記従来技術の問題点に鑑みなされたものであって、その目的とする所は、小型で良好な帯域特性の得られるフィルタ回路を提供することにある。

上記の課題は例えば図１の構成により解決される。即ち、本発明（１）のフィルタ回路は、誘電体基板を挟んでストリップ線路と背面の接地板とを備えるマイクロ波のフィルタ回路であって、入出力端にストリップ線による半波長共振器１４，１７を備える共振回路と、特性インピーダンスＺ_０の入力線路を特性インピーダンス√（２）Ｚ_０の線路１１により２分岐して後、１／４波長のところで該分岐部同士を特性インピーダンス２Ｚ_０の抵抗１３で結合すると共に、該分岐線の各延長部１２ｃ，１２ｄを前記入力側半波長共振器１４の両側面にそれぞれ１／４波長に渡ってエッジ結合させた電力分配器と、特性インピーダンスＺ_０の出力線路を特性インピーダンス√（２）Ｚ_０の線路１９により２分岐して
後、１／４波長のところで該分岐部同士を特性インピーダンス２Ｚ_０の抵抗２０で結合すると共に、該分岐線の各延長部１８ｃ，１８ｄを前記出力側半波長共振器１７の両側面にそれぞれ１／４波長に渡ってエッジ結合させた電力合成器と、を備えたものである。

本発明（１）においては、電力分配器と電力合成器の各延長部１２ｃ，１２ｄ／１８ｃ，１８ｄを半波長共振器１４，１７に両側面からエッジ結合させたことにより、フィルタ回路入出力端における結合度が大幅に改善され、よって帯域通過特性が改善される。

また、特性インピーダンスＺ_０の入力線路を特性インピーダンス√（２）Ｚ_０の線路１１により２分岐するので、入力の信号電力を同位相で等しい電力に分割でき、よって効率よくエッジ結合できる。同様にして、出力側では同位相で合成できる。

また、２分岐後、１／４波長のところで該分岐部同士を特性インピーダンス２Ｚ_０の抵抗１３で結合するので、延長部１２側から投入された電力はすべて短絡抵抗１３に吸収され、他の端子には現われない。このことは、出力側でも同様である。

本発明（２）では、上記本発明（１）において、分岐線の各延長部１２ｃ，１２ｄ／１８ｃ，１８ｄを出力変成器１２ａ，１２ｂ／１８ａ，１８ｂを介して特性インピーダンスＺ_０に戻して後、１／４波長に渡って半波長共振器１４，１７の両側面にエッジ結合させたものである。従って、延長部がわを無反射にでき、よって、投入電力を半分ずつに分配できる。一方、出力側では結合電力を合成できる。

以上述べた如く本発明によれば、入出力線路と共振器間の結合を強くできるため、通過損失を少なくできる。また、より強い結合が得られることから、より比誘電率が高い基板、又は、より薄い基板上にフィルタ回路を構成できるため、回路の小型化が図れる。

以下、添付図面に従って本発明に好適なる実施の形態を詳細に説明する。なお、全図を通して同一符号は同一又は相当部分を示すものとする。

図１は実施の形態によるフィルタ回路を説明する図で、共振回路が複数の半波長ストリップ線共振器を各１／４波長の側面エッジで結合させた場合を示している。なお、誘電体基板及び背面の接地板は図を省略している。

入力側において、入力の分岐部１１からエッジ結合部１２ｃ，１２ｄまでは電力分割器（ウィルキンソン型）を構成している。即ち、特性インピーダンスＺ_０の入力線路を特性インピーダンス√（２）Ｚ_０の線路１１で２分岐することにより、入力の信号電力は同位相で等しい電力に２分割される。更に、この分岐部同士を１／４波長（λ／４）のところで特性インピーダンス２Ｚ_０の吸収抵抗１３で結合することにより、出力側から投入された電力の全てを吸収抵抗１３で吸収する。従って、出力側から投入された電力は他の端子には現われない。

更に、この分岐線１１を延長すると共に、インピーダンス変成器１２ａ，１２ｂを介して特性インピーダンスＺ_０の線路に戻して、その端部を特性インピーダンスＺ_０のエッジ結合部１２ｃ，１２ｄとする。これにより延長部１２の側を無反射にすると共に、入力からの投入電力をエッジ結合部１２ｃ，１２ｄに２分配できる。

一方、この例のマイクロ波共振回路は、複数の半波長ストリップ線共振器１４〜１７をそれぞれ１／４波長の側面でエッジ結合させている。そして、エッジ結合部１２ｃ，１２
ｄの内側エッジを入力側の半波長ストリップ線共振器１４の両側面にそれぞれ１／４波長に渡ってエッジ結合させることにより、共振回路の入力側で強い結合を得ている。

出力側において、出力の分岐部１９からエッジ結合部１８ｃ，１８ｄまでは電力合成器を構成している。即ち、特性インピーダンスＺ_０の出力線路を特性インピーダンス√（２）Ｚ_０の線路１９で２分岐することにより、延長部１８における同位相の信号電力は同位相で出力線路に合成される。更に、この分岐部同士を１／４波長のところで特性インピーダンス２Ｚ_０の吸収抵抗２０で結合することにより、エッジ結合部１８ｃ，１８ｄから投入された位相の異なる電力を吸収抵抗２０で全て吸収する。従って、エッジ結合部１８ｃ，１８ｄから投入された位相の異なる電力は他の端子には現われない。

更に、この分岐線１９を延長すると共に、インピーダンス変成器１８ａ，１８ｂを介して特性インピーダンスＺ_０の線路に戻して、その端部を特性インピーダンスＺ_０のエッジ結合部１８ｃ，１８ｄとする。そして、エッジ結合部１８ｃ，１８ｄの内側エッジを出力側の半波長ストリップ線共振器１７の両側面にそれぞれ１／４波長に渡ってエッジ結合させることにより、共振回路の出力側でも強い結合を得ている。

係る構成により、一例の寸法を具体的に言うと、誘電体基板の厚さは０.２ｍｍ、比誘電率は３.４８である。半波長ストリップ線共振器１４〜１７の長さは中心周波数１１ＧＨzの半波長に相当する８ｍｍであり、それぞれは１/４波長に相当する４ｍｍの長さで互いにエッジ結合するよう、平行に配置されている。ストリップ共振器１４と１５の間及びストリップ共振器１６と１７の間の間隔（ギャップ）は０.２２ｍｍ、また、ストリップ共振器１５と１６の間の間隔（ギャップ）は０.３３ｍｍである。

更に、入力側のエッジ結合部１２ｃ，１２ｄとストリップ共振器１４の間の間隔（ギャップ）は０．２ｍｍであり、これらは４ｍｍの長さでエッジ結合している。同様にして、出力側のエッジ結合部１８ｃ，１８ｄとストリップ共振器１７の間の間隔（ギャップ）も０．２ｍｍであり、これらは４ｍｍの長さでエッジ結合している。

図２に実施の形態によるフィルタ回路の周波数特性を示す。なお、中心周波数は１１ＧＨｚである。図において、特性ａ（実線）は従来のフィルタ回路の帯域通過特性、特性ｂ（点線）は本実施の形態によるフィルタ回路の帯域通過特性を示しており、本実施の形態では、フィルタ回路の入出力端部における結合度が増したことにより、帯域通過特性が大幅に改善されている。

また、特性ｃは従来のフィルタ回路のリターンロス特性、特性ｄは本実施の形態によるフィルタ回路のリタ−ンロス特性を示しており、本実施の形態では、リターンロスも大幅に改善されている。

なお、上記実施の形態では、半波長ストリップ線共振器を使用した帯域通過フィルタへの適用例を述べたが、これに限らない。例えば、中間部に誘電体共振器などが含まれていても良い。

また、上記実施の形態では分岐部１１／１９と結合部１２ｃ，１２ｄ／１８ｃ，１８ｄとの間にそれぞれ出力変成部１２ａ，１２ｂ／１８ｃ，１８ｄを設けたが、特に小型化が要求される場合などには、出力変成部１２ａ，１２ｂ及び又は１８ｃ，１８ｄを省略しても良い。

また、上記本発明に好適なる実施の形態を述べたが、本発明思想を逸脱しない範囲内で各部の構成及びこれらの組合せの様々な変更が行えることは言うまでも無い。

図１は実施の形態によるフィルタ回路を説明する図である。実施の形態によるフィルタ回路の周波数特性を示す図である。従来技術を説明する図である。

符号の説明

１１、１９分岐部
１２ａ，１２ｂ、１８ａ，１８ｂインピーダンス変成器
１２ｃ，１２ｄ、１８ｃ，１８ｄエッジ結合部
１３，２０吸収抵抗
１４〜１７半波長ストリップ線共振器

Claims

誘電体基板を挟んでストリップ線路と背面の接地板とを備えるマイクロ波のフィルタ回路であって、
入出力端にストリップ線による半波長共振器を備える共振回路と、
特性インピーダンスＺ_０の入力線路を特性インピーダンス√（２）Ｚ_０の線路により２分岐して後、１／４波長のところで該分岐部同士を特性インピーダンス２Ｚ_０の抵抗で結合すると共に、該分岐線の各延長部を前記入力側半波長共振器の両側面にそれぞれ１／４波長に渡ってエッジ結合させた電力分配器と、
特性インピーダンスＺ_０の出力線路を特性インピーダンス√（２）Ｚ_０の線路により２分岐して後、１／４波長のところで該分岐部同士を特性インピーダンス２Ｚ_０の抵抗で結合すると共に、該分岐線の各延長部を前記出力側半波長共振器の両側面にそれぞれ１／４波長に渡ってエッジ結合させた電力合成器と、
を備えたことを特徴とするフィルタ回路。
分岐線の各延長部を出力変成器を介して特性インピーダンスＺ_０に戻して後、１／４波長に渡って半波長共振器の両側面にエッジ結合させたことを特徴とする請求項１記載のフィルタ回路。