JP2008098700A

JP2008098700A - 反射型バンドパスフィルター

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Publication number: JP2008098700A
Application number: JP2006274322A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Kan; 寧官
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 2006-10-05
Filing date: 2006-10-05
Publication date: 2008-04-24
Also published as: CN101165965A

Abstract

【課題】ＦＣＣの規格を満たすことができる高性能なＵＷＢ用反射型バンドパスフィルターの提供。
【解決手段】導体層と誘電体層とが積層された基板の該誘電体層上に、不均一な幅を有する導体からなるマイクロストリップ線路が設けられた超広帯域無線情報通信用の反射型バンドパスフィルターであって、周波数ｆがｆ＜３．１ＧＨｚとｆ＞１０．６ＧＨｚの領域での反射率と、３．７ＧＨｚ≦ｆ≦１０．０ＧＨｚの領域での反射率との差の絶対値が１０ｄＢ以上になり、３．７ＧＨｚ≦ｆ≦１０．０ＧＨｚの領域で群遅延の変動が±０．２ｎｓ以内になるように前記マイクロストリップ線路の幅の長手方向分布が設定されたことを特徴とする反射型バンドパスフィルター。
【選択図】図１

Description

本発明は、超広帯域（Ultra Wide Band：ＵＷＢ）無線情報通信用（以下、ＵＷＢ用と記す。）の反射型バンドパスフィルターに関するものである。このＵＷＢ用反射型バンドパスフィルターを使用することにより、米国連邦通信委員会（ＦＣＣ）が定めたスペクトルマスクを満足させることができる。

本発明に係る従来技術としては、例えば特許文献１〜９に開示された技術が知られている。
米国特許第２４１１５５５号明細書特開昭５６−６４５０１号公報特開平９−１７２３１８号公報特開平９−２３２８２０号公報特開平１０−６５４０２号公報特開平１０−２４２７４６号公報特開２０００−４１０８号公報特開２０００−１０１３０１号公報特開２００２−４３８１０号公報 A.V.Oppenheim and R.W.Schafer,"Discrete-time signal processing,"pp.465-478,Prenticehall,1998 G-B.Xiao,K.Yashiro,N,Guan,andS.Ohokawa,"An effective method for designing nonuniformly coupled transmission-line filters," IEEE Trans. Microwave Theory tech.,vol.49,pp.1027-1031,June2001.

従来技術によるフィルターにあっては、設計段階のストップバンドリジェクション（パスバンドの反射率とストップバンドの反射率の差）が不十分であったため、製造誤差などでＦＣＣの規定を満たさなくなるおそれがある。
例えば、マイクロストリップ線路の幅の長手方向分布が図２に示すような分布を有する図１のようなマイクロストリップ線路を使用すると（厚さｈ＝０．６３５ｍｍ、非誘電率ε_ｒ＝１０．２の基板を使用）、図３に示されるように、周波数ｆが３．４ＧＨｚ≦ｆ≦１０．３ＧＨｚの帯域での反射率と、ｆ＜３．１ＧＨあるいはｆ＞１０．６ＧＨｚの領域での反射率との差の絶対値、すなわちストップバンドリジェクションは１０ｄＢ程度となり、わずかの製造誤差でストップバンドリジェクションが１０ｄＢ以下に下がってしまうおそれがある。また、図４に示すように、群遅延特性も遷移周波数付近では変動が大きくなっている。

本発明は、前記事情に鑑みてなされ、ＦＣＣの規格を満たすことができる高性能なＵＷＢ用反射型バンドパスフィルターの提供を目的とする。

前記目的を達成するため、本発明は、導体層と誘電体層とが積層された基板の該誘電体層上に、不均一な幅を有する導体からなるマイクロストリップ線路が設けられた超広帯域無線情報通信用の反射型バンドパスフィルターであって、周波数ｆがｆ＜３．１ＧＨｚとｆ＞１０．６ＧＨｚの領域での反射率と、３．７ＧＨｚ≦ｆ≦１０．０ＧＨｚの領域での反射率との差の絶対値が１０ｄＢ以上になり、３．７ＧＨｚ≦ｆ≦１０．０ＧＨｚの領域で群遅延の変動が±０．２ｎｓ以内になるように前記マイクロストリップ線路の幅の長手方向分布が設定されたことを特徴とする反射型バンドパスフィルターを提供する。

また本発明は、導体層と誘電体層とが積層された基板の該誘電体層上に、不均一な幅を有する導体からなるマイクロストリップ線路が設けられた超広帯域無線情報通信用の反射型バンドパスフィルターであって、周波数ｆがｆ＜３．１ＧＨｚとｆ＞１０．６ＧＨｚの領域での反射率と、４．０ＧＨｚ≦ｆ≦９．８ＧＨｚの領域での反射率との差の絶対値が１０ｄＢ以上になり、４．０ＧＨｚ≦ｆ≦９．８ＧＨｚの領域で群遅延の変動が±０．１ｎｓ以内になるように前記マイクロストリップ線路の幅の長手方向分布が設定されたことを特徴とする反射型バンドパスフィルターを提供する。

また本発明は、導体層と誘電体層とが積層された基板の該誘電体層上に、不均一な幅を有する導体からなるマイクロストリップ線路が設けられた超広帯域無線情報通信用の反射型バンドパスフィルターであって、周波数ｆがｆ＜３．１ＧＨｚとｆ＞１０．６ＧＨｚの領域での反射率と、３．５ＧＨｚ≦ｆ≦１０．１ＧＨｚの領域での反射率との差の絶対値が１０ｄＢ以上になり、３．５ＧＨｚ≦ｆ≦１０．１ＧＨｚの領域で群遅延の変動が±０．２ｎｓ以内になるように前記マイクロストリップ線路の幅の長手方向分布が設定されたことを特徴とする反射型バンドパスフィルターを提供する。

また本発明は、導体層と誘電体層とが積層された基板の該誘電体層上に、不均一な幅を有する導体からなるマイクロストリップ線路が設けられた超広帯域無線情報通信用の反射型バンドパスフィルターであって、周波数ｆがｆ＜３．１ＧＨｚとｆ＞１０．６ＧＨｚの領域での反射率と、４．０ＧＨｚ≦ｆ≦９．６ＧＨｚの領域での反射率との差の絶対値が１０ｄＢ以上になり、４．０ＧＨｚ≦ｆ≦９．６ＧＨｚの領域で群遅延の変動が±０．０７ｎｓ以内になるように前記マイクロストリップ線路の幅の長手方向分布が設定されたことを特徴とする反射型バンドパスフィルターを提供する。

また本発明は、導体層と誘電体層とが積層された基板の該誘電体層上に、不均一な幅を有する導体からなるマイクロストリップ線路が設けられた超広帯域無線情報通信用の反射型バンドパスフィルターであって、周波数ｆがｆ＜３．１ＧＨｚとｆ＞１０．６ＧＨｚの領域での反射率と、４．２ＧＨｚ≦ｆ≦９．５ＧＨｚの領域での反射率との差の絶対値が１０ｄＢ以上になり、４．２ＧＨｚ≦ｆ≦９．５ＧＨｚの領域で群遅延の変動が±０．２ｎｓ以内になるように前記マイクロストリップ線路の幅の長手方向分布が設定されたことを特徴とする反射型バンドパスフィルターを提供する。

本発明の反射型バンドパスフィルターにおいて、入力端伝送線路の特性インピーダンスＺｃが１０Ω≦Ｚｃ≦２００Ωであることが好ましい。

本発明の反射型バンドパスフィルターにおいて、終端で前記特性インピーダンスと同じ値をもつ抵抗あるいは無反射終端で終端されたことが好ましい。

本発明の反射型バンドパスフィルターにおいて、前記基板の導体層及びマイクロストリップ線路の導体が、ｆ＝１ＧＨｚ時のスキンデップス以上の厚さの金属板からなることが好ましい。

本発明の反射型バンドパスフィルターにおいて、前記基板の誘電体層は、厚さｈが０．５ｍｍ≦ｈ≦５ｍｍ、比誘電率ε_ｒが１≦ε_ｒ≦２００、幅Ｗが２ｍｍ≦Ｗ≦１００ｍｍ、長さＬが２ｍｍ≦Ｌ≦３００ｍｍであることが好ましい。

本発明の反射型バンドパスフィルターにおいて、Ｚａｋｈａｒｏｖ−Ｓｈａｂａｔ方程式における、スペクトルデータからポテンシャルを導く逆問題に基づく設計法を用いて前記マイクロストリップ線路の幅の長手方向分布が設定されたことが好ましい。

本発明の反射型バンドパスフィルターにおいて、窓関数法を用いて前記マイクロストリップ線路の幅の長手方向分布が設定されたことが好ましい。

本発明の反射型バンドパスフィルターにおいて、Ｋａｉｓｅｒ窓関数法を用いて前記マイクロストリップ線路の幅の長手方向分布が設定されたことが好ましい。

本発明の反射型バンドパスフィルターは、ストップバンドリジェクションが１０ｄＢ以上、かつ群遅延の変動が±０．２ｎｓ以内となり、ＦＣＣが規定するＵＷＢ用フィルターを実現できる。
本発明の反射型バンドパスフィルターは、窓関数の手法を応用し、不均一マイクロストリップ線路で構成された反射型バンドパスフィルターを設計することにより、製造誤差の許容が大きくても、従来のフィルターと比べると、ストップリジェクションが大きく、透過帯域内の群遅延の変動が小さくなる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
図１は、本発明の反射型バンドパスフィルターの概略構成を示す斜視図である。図中符号１は反射型バンドパスフィルター、２は基板、３は導体層、４は誘電体層、５はマイクロストリップ線路である。

本実施形態の反射型バンドパスフィルター１は、導体層３と誘電体層４とが積層された基板２の該誘電体層４上に、不均一な幅を有する導体からなるマイクロストリップ線路５が設けられたＵＷＢ用の反射型バンドパスフィルターであり、
（１）周波数ｆがｆ＜３．１ＧＨｚとｆ＞１０．６ＧＨｚの領域での反射率と、３．７ＧＨｚ≦ｆ≦１０．０ＧＨｚの領域での反射率との差の絶対値が１０ｄＢ以上になり、３．７ＧＨｚ≦ｆ≦１０．０ＧＨｚの領域で群遅延の変動が±０．２ｎｓ以内になり、又は
（２）周波数ｆがｆ＜３．１ＧＨｚとｆ＞１０．６ＧＨｚの領域での反射率と、４．０ＧＨｚ≦ｆ≦９．８ＧＨｚの領域での反射率との差の絶対値が１０ｄＢ以上になり、４．０ＧＨｚ≦ｆ≦９．８ＧＨｚの領域で群遅延の変動が±０．１ｎｓ以内になり、又は
（３）周波数ｆがｆ＜３．１ＧＨｚとｆ＞１０．６ＧＨｚの領域での反射率と、３．５ＧＨｚ≦ｆ≦１０．１ＧＨｚの領域での反射率との差の絶対値が１０ｄＢ以上になり、３．５ＧＨｚ≦ｆ≦１０．１ＧＨｚの領域で群遅延の変動が±０．２ｎｓ以内になり、又は
（４）周波数ｆがｆ＜３．１ＧＨｚとｆ＞１０．６ＧＨｚの領域での反射率と、４．０ＧＨｚ≦ｆ≦９．６ＧＨｚの領域での反射率との差の絶対値が１０ｄＢ以上になり、４．０ＧＨｚ≦ｆ≦９．６ＧＨｚの領域で群遅延の変動が±０．０７ｎｓ以内になり、又は
（５）周波数ｆがｆ＜３．１ＧＨｚとｆ＞１０．６ＧＨｚの領域での反射率と、４．２ＧＨｚ≦ｆ≦９．５ＧＨｚの領域での反射率との差の絶対値が１０ｄＢ以上になり、４．２ＧＨｚ≦ｆ≦９．５ＧＨｚの領域で群遅延の変動が±０．２ｎｓ以内になる、ように前記マイクロストリップ線路５の幅の長手方向分布を設定したことを特徴とする。

本発明の反射型バンドパスフィルターは、デジタルフィルター設計で使用される窓関数の手法（非特許文献１参照）を用いることにより、ストップバンドリジェクションを増やす構成とした。これにより、遷移周波数領域（パスバンドの境界とストップバンドの境界の間の領域）が拡大する替わりに、リジェクションを増やすことができる。その結果、製造誤差の許容を拡大させることができる。また、パスバンド内に群遅延の変動がより小さくなる。

具体的な実施方法の一例を以下に説明する。
このフィルターを設計するには、まず不均一伝送線路の等価回路から次式（１）のようなＺａｋｈａｒｏｖ−Ｓｈａｂａｔ方程式を導く。

Ｚａｋｈａｒｏｖ−Ｓｈａｂａｔの逆問題はスペクトルデータからポテンシャルｑ（ｘ）を求めることであるが（非特許文献３参照）、そのプロセスの中、スペクトルデータ反射係数Ｒ（ω）から次式（２）によりｘ空間の反射係数ｒ（ｘ）

が計算され、ｒ（ｘ）よりｑ（ｘ）が求められる。
ここで提案する方法は理想スペクトルデータのＲ（ω）から得られるｒ（ｘ）の替わりに次式（３）のように窓関数を掛ける。

ここに、ω（ｘ）は窓関数である。窓関数を適切に選ぶと、ストップバンドリジェクションのレベルを制御することができる。ここでは一例としてＫａｉｓｅｒ窓を使用することにする。Ｋａｉｓｅｒ窓は次式（４）のように定義されている（非特許文献１参照）。

ただしα＝Ｍ／２、また、βは次式（５）のように経験的に決められる。

ただし、Ａ＝−２０ｌｏｇ_１０δ，δはパスバンド内およびストップバンド内におけるピーク近似誤差を表す。
以下、本発明に係る実施例に基づいて、本発明を更に詳細に説明する。以下に記す各実施例は、あくまでも本発明の例示に過ぎず、本発明はこれらの実施例の記載にのみ限定されるものではない。

周波数ｆが３．４ＧＨｚ≦ｆ≦１０．３ＧＨｚの領域で反射率が１で、その他の領域で０とし、Ａ＝３０としたＫａｉｓｅｒ窓を使用した。また、導波路長が１ＧＨｚ時１波長として、システムの特性インピーダンスが５０Ωとして、設計を行った。図５は厚さｈ＝０．６３５ｍｍ、比誘電率ε_ｒ＝１０．２の基板（例えば、ＲＴ／ｄｕｒｏｉｄ（登録商標）６０１０ＬＭ）を使用した場合のストリップ線路の幅を、Ｋａｉｓｅｒ窓を使用しない場合の幅とともに示す。また表１〜３はその寸法リストを示す。

図６は、本実施例で作製した反射型バンドパスフィルターにおけるマイクロストップラインの形状を表す。この反射型バンドパスフィルターの終端（位置（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ）が１１３．９５ｍｍの端面）以降には、無反射終端、あるいはＲ＝５０Ωの抵抗で終端されている。また、マイクロストリップ線路を構成する導体および基板の導体層に用いる金属は、ｆ＝１ＧＨｚでスキンデップスδ_ｓ＝√２／（ωμ_０σ）より十分厚いものとする。ここでω、μ_０、σはそれぞれ角周波数、真空内の透磁率、金属の誘電率を表す。たとえば、銅を使用した場合、厚さが２．１μｍ以上とする。また、この反射型バンドパスフィルターは特性インピーダンスが５０Ωのシステムで使用するものとする。

図７と図８はそれぞれデバイス反射波（Ｓ_１１）の振幅特性と群遅延性を表す。比較のため、Ｋａｉｓｅｒ窓を使用していない場合の特性も示した。図示のように、周波数ｆは３．７ＧＨｚ≦ｆ≦１０．０ＧＨｚの帯域では、反射率は−１ｄＢ以上であり、群遅延の変動は±０．０５ｎｓ以内である。ｆ＜３．１ＧＨｚあるいはｆ＞１０．６ＧＨｚの領域では、反射率は−１７ｄＢ以下である。Ｋａｉｓｅｒ窓を使用していない場合に比べると、遷移領域が広くなるが、ストップバンドリジェクションが１５ｄＢに増え、パスバンド内の群遅延の変動が少なくなっている。

周波数ｆが３．６ＧＨｚ≦ｆ≦１０．１ＧＨｚの領域で反射率が１で、その他の領域で０とし、Ａ＝４０としたＫａｉｓｅｒ窓を使用した。また導波路長が１ＧＨｚ時１波長として、システムの特性インピーダンスが５０Ωとして、設計を行った。図９は厚さｈ＝０．６３５ｍｍ、比誘電率ε_ｒ＝１０．２の基板（例えば、ＲＴ／ｄｕｒｏｉｄ（登録商標）６０１０ＬＭ）を使用した場合のストリップ線路の幅を、Ｋａｉｓｅｒ窓を使用しない場合の幅とともに示す。表４〜６はその寸法リストを示す。

図１０は、本実施例で作製した反射型バンドパスフィルターにおけるマイクロストップラインの形状を表す。この反射型バンドパスフィルターの終端（位置（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ）が１１３．９２ｍｍの端面）以降に無反射終端、あるいはＲ＝５０Ωの抵抗で終端されている。また、マイクロストップラインを構成する導体および基板の導体層に用いる金属は、ｆ＝１ＧＨｚでスキンデップスより十分厚いものとする。たとえば、銅を使用した場合、厚さが２．１μｍ以上とする。また、この反射型バンドパスフィルターは特性インピーダンスが５０Ωのシステムで使用するものとする。

図１１と１２はそれぞれデバイス反射波（Ｓ_１１）の振幅特性を表す。比較のため、Ｋａｉｓｅｒ窓を使用していない場合の特性も示した。図示のように、周波数ｆは４．０ＧＨｚ≦ｆ≦９．８ＧＨｚの帯域では、反射率は−２ｄＢ以上であり、群遅延の変動は±０．０３ｎｓ以下である。ｆ＜３．１あるいはｆ＞１０．６ＧＨｚの領域では、−２０ｄＢ以下である。Ｋａｉｓｅｒ窓を使用しない場合に比べると、遷移領域が広くなるが、ストップリジェクションが１８ｄＢに増え、パスバンド内のへ群遅延の変動が少なくなっている。

周波数ｆが３．４ＧＨｚ≦ｆ≦１０．３ＧＨｚの領域で反射率が１で、その他の領域で０とし、Ａ＝２５としたＫａｉｓｅｒ窓を使用した。また、導波路長が１ＧＨｚ時１波長として、システムの特性インピーダンスが３０Ωとして、設計を行った。図１３は厚さｈ＝０．６３５ｍｍ、比誘電率ε_ｒ＝１０．２の基板（例えば、ＲＴ／ｄｕｒｏｉｄ（登録商標）６０１０ＬＭ）を使用した場合のストリップ線路の幅を、Ｋａｉｓｅｒ窓を使用していない場合の幅とともに示す。表７〜９はその寸法のリストを示す。

図１４は、本実施例で作製した反射型バンドパスフィルターにおけるマイクロストップラインの形状を表す。この反射型バンドパスフィルターの終端（位置（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ）が１０９．０６ｍｍの端面）以降に無反射終端、あるいはＲ＝３０Ωの抵抗で終端されている。また、マイクロストップラインを構成する導体および基板の導体層に用いる金属は、ｆ＝１ＧＨｚでスキンデップスより十分厚いものとする。たとえば、銅を使用した場合、厚さが２．１μｍ以上とする。また、この反射型バンドパスフィルターは特性インピーダンスが３０Ωのシステムで使用するものとする。

図１５と１６はそれぞれデバイス反射波（Ｓ_１１）の振幅特性と群遅延特性を表す。比較のため、Ｋａｉｓｅｒ窓を使用していない場合の特性も示した。図示のように、周波数ｆは３．５ＧＨｚ≦ｆ≦１０．１ＧＨｚの帯域では、反射率は−１ｄＢ以上であり、群遅延の変動は±０．１ｎｓ以内である。ｆ＜３．１ＧＨｚあるいはｆ＞１０．６ＧＨｚの領域では、反射率は−１５ｄＢ以下である。Ｋａｉｓｅｒ窓を使用していない場合に比べると、遷移領域が広くなるが、ストップリジェクションが１３ｄＢに増え、バスバンド内の群遅延の変動が少なくなっている。

周波数ｆが３．６ＧＨｚ≦ｆ≦１０．１ＧＨｚの領域で反射率が１で、その他の領域で０とし、Ａ＝３５としたＫａｉｓｅｒ窓を使用した。また、導波路長が１ＧＨｚ時１波長として、システムの特性インピーダンスが３０Ωとして、設計を行った。図１７は厚さｈ＝０．６３５ｍｍ、比誘電率ε_ｒ＝１０．２の基板（例えば、ＲＴ／ｄｕｒｏｉｄ（登録商標）６０１０ＬＭ）を使用した場合のストリップ線路の幅を、Ｋａｉｓｅｒ窓を使用していない場合の幅とともに示す。表１０〜１２はその寸法のリストを示す。

図１８は、本実施例で作製した反射型バンドパスフィルターにおけるマイクロストップラインの形状を表す。この反射型バンドパスフィルターの終端（位置（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ）が１０９．００ｍｍの端面）以降に無反射終端、あるいはＲ＝３０Ωの抵抗で終端されている。また、マイクロストリップ線路を構成する導体および基板の導体層に用いる金属は、ｆ＝１ＧＨｚでスキンデップスより十分厚いものとする。たとえば、銅を使用した場合、厚さが２．１μｍ以上とする。また、この反射型バンドパスフィルターは特性インピーダンスが３０Ωのシステムで使用するものとする。

図１９と２０はそれぞれデバイス反射波（Ｓ_１１）の振幅特性と群遅延特性を表す。比較のため、Ｋａｉｓｅｒ窓を使用していない場合の特性も示した。図示のように、周波数ｆは４．０ＧＨｚ≦ｆ９．７≦ＧＨｚの帯域では、反射率は−２ｄＢ以上であり、群遅延の変動は±０．１ｎｓ以内である。ｆ＜３．１ＧＨｚあるいはｆ＞１０．６ＧＨｚの領域では、反射率は−２０ｄＢ以下である。Ｋａｉｓｅｒ窓を使用していない場合に比べると、遷移領域が広くなるが、ストップリジェクションが１８ｄＢに増え、パスバンド内の群遅延の変動が少なくなっている。

周波数ｆが３．６ＧＨｚ≦ｆ≦１０．１ＧＨｚの領域で反射率が０．９５で、その他の領域で０とし、Ａ＝４０としたＫａｉｓｅｒ窓を使用した。また、導波路長が１ＧＨｚ時１波長として、システムの特性インピーダンスが５０Ωとして、設計を行った。図２１は厚さｈ＝１．２７ｍｍ、比誘電率ε_ｒ＝６．１５の基板を使用した場合のストリップ線路の幅を示す。表１３〜１５はその寸法のリストを示す。

図２２は、本実施例で作製した反射型バンドパスフィルターにおけるマイクロストップラインの形状を表す。この反射型バンドパスフィルターの終端（位置（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ）が１４１．５７ｍｍの端面）以降に無反射終端、あるいはＲ＝５０Ωの抵抗で終端されている。また、マイクロストリップ線路を構成する導体および基板の導体層に用いる金属は、ｆ＝１ＧＨｚでスキンデップスより十分厚いものとする。たとえば、銅を使用した場合、厚さが２．１μｍ以上とする。また、この反射型バンドパスフィルターは特性インピーダンスが５０Ωのシステムで使用するものとする。

図２３と２４はそれぞれデバイス反射波（Ｓ_１１）の振幅特性と群遅延特性を表す。図示のように、周波数ｆは４．０ＧＨｚ≦ｆ≦９．６ＧＨｚの帯域では、反射率は−１ｄＢ以上であり、群遅延の変動は±０．０５ｎｓ以内である。

周波数ｆが３．７ＧＨｚ≦ｆ≦１０．０ＧＨｚの領域で反射率が１で、その他の領域で０とし、Ａ＝３０としたＫａｉｓｅｒ窓を使用した。また、導波路長が１ＧＨｚ時０．３波長として、システムの特性インピーダンスが５０Ωとして、設計を行った。図２５は厚さｈ＝０．６３５ｍｍ、比誘電率ε_ｒ＝１０．２の基板を使用した場合のストップラインの幅を示す。表１６はその寸法のリストを示す。

図２６は、本実施例で作製した反射型バンドパスフィルターにおけるマイクロストップラインの形状を表す。この反射型バンドパスフィルターの終端（位置（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ）が３４．１５ｍｍの端面）以降に無反射終端、あるいはＲ＝５０Ωの抵抗で終端されている。また、マイクロストリップ線路を構成する導体および基板の導体層に用いる金属は、ｆ＝１ＧＨｚでスキンデップスより十分厚いものとする。たとえば、銅を使用した場合、厚さが２．１μｍ以上とする。また、この反射型バンドパスフィルターは特性インピーダンスが５０Ωのシステムで使用するものとする。

図２７と２８はそれぞれデバイス反射波（Ｓ_１１）の振幅特性と群遅延特性を表す。図示のように、周波数ｆはＧＨｚ４．２≦ｆ≦９．６ＧＨｚの帯域では、反射率は−２ｄＢ以上であり、群遅延の変動は±０．１５ｎｓ以内である。ｆ＜３．１ＧＨｚあるいはｆ＞１０．６ＧＨｚの領域では、反射率は−１５ｄＢ以下である。

本発明の反射型バンドパスフィルターの一実施形態を示す斜視図である。従来の設計法に基づいて設計したマイクロストリップ線路の幅分布を例示するグラフである。図２に示すマイクロストリップ線路における反射波の振幅特性を示すグラフである。図２に示すマイクロストリップ線路における反射波の群遅延特性を示すグラフである。実施例１の反射型バンドパスフィルターにおけるマイクロストリップ線路の幅方向分布を示すグラフである。実施例１の反射型バンドパスフィルターにおけるマイクロストリップ線路の平面形状を示すグラフである。実施例１の反射型バンドパスフィルターにおける反射波の振幅特性を示すグラフである。実施例１の反射型バンドパスフィルターにおける反射波の群遅延特性を示すグラフである。実施例２の反射型バンドパスフィルターにおけるマイクロストリップ線路の幅方向分布を示すグラフである。実施例２の反射型バンドパスフィルターにおけるマイクロストリップ線路の平面形状を示すグラフである。実施例２の反射型バンドパスフィルターにおける反射波の振幅特性を示すグラフである。実施例２の反射型バンドパスフィルターにおける反射波の群遅延特性を示すグラフである。実施例３の反射型バンドパスフィルターにおけるマイクロストリップ線路の幅方向分布を示すグラフである。実施例３の反射型バンドパスフィルターにおけるマイクロストリップ線路の平面形状を示すグラフである。実施例３の反射型バンドパスフィルターにおける反射波の振幅特性を示すグラフである。実施例３の反射型バンドパスフィルターにおける反射波の群遅延特性を示すグラフである。実施例４の反射型バンドパスフィルターにおけるマイクロストリップ線路の幅方向分布を示すグラフである。実施例４の反射型バンドパスフィルターにおけるマイクロストリップ線路の平面形状を示すグラフである。実施例４の反射型バンドパスフィルターにおける反射波の振幅特性を示すグラフである。実施例４の反射型バンドパスフィルターにおける反射波の群遅延特性を示すグラフである。実施例５の反射型バンドパスフィルターにおけるマイクロストリップ線路の幅方向分布を示すグラフである。実施例５の反射型バンドパスフィルターにおけるマイクロストリップ線路の平面形状を示すグラフである。実施例５の反射型バンドパスフィルターにおける反射波の振幅特性を示すグラフである。実施例５の反射型バンドパスフィルターにおける反射波の群遅延特性を示すグラフである。実施例６の反射型バンドパスフィルターにおけるマイクロストリップ線路の幅方向分布を示すグラフである。実施例６の反射型バンドパスフィルターにおけるマイクロストリップ線路の平面形状を示すグラフである。実施例６の反射型バンドパスフィルターにおける反射波の振幅特性を示すグラフである。実施例６の反射型バンドパスフィルターにおける反射波の群遅延特性を示すグラフである。

符号の説明

１…反射型バンドパスフィルター、２…基板、３…導体層、４…誘電体層、５…マイクロストリップ線路。

Claims

導体層と誘電体層とが積層された基板の該誘電体層上に、不均一な幅を有する導体からなるマイクロストリップ線路が設けられた超広帯域無線情報通信用の反射型バンドパスフィルターであって、
周波数ｆがｆ＜３．１ＧＨｚとｆ＞１０．６ＧＨｚの領域での反射率と、３．７ＧＨｚ≦ｆ≦１０．０ＧＨｚの領域での反射率との差の絶対値が１０ｄＢ以上になり、３．７ＧＨｚ≦ｆ≦１０．０ＧＨｚの領域で群遅延の変動が±０．２ｎｓ以内になるように前記マイクロストリップ線路の幅の長手方向分布が設定されたことを特徴とする反射型バンドパスフィルター。
導体層と誘電体層とが積層された基板の該誘電体層上に、不均一な幅を有する導体からなるマイクロストリップ線路が設けられた超広帯域無線情報通信用の反射型バンドパスフィルターであって、
周波数ｆがｆ＜３．１ＧＨｚとｆ＞１０．６ＧＨｚの領域での反射率と、４．０ＧＨｚ≦ｆ≦９．８ＧＨｚの領域での反射率との差の絶対値が１０ｄＢ以上になり、４．０ＧＨｚ≦ｆ≦９．８ＧＨｚの領域で群遅延の変動が±０．１ｎｓ以内になるように前記マイクロストリップ線路の幅の長手方向分布が設定されたことを特徴とする反射型バンドパスフィルター。
導体層と誘電体層とが積層された基板の該誘電体層上に、不均一な幅を有する導体からなるマイクロストリップ線路が設けられた超広帯域無線情報通信用の反射型バンドパスフィルターであって、
周波数ｆがｆ＜３．１ＧＨｚとｆ＞１０．６ＧＨｚの領域での反射率と、３．５ＧＨｚ≦ｆ≦１０．１ＧＨｚの領域での反射率との差の絶対値が１０ｄＢ以上になり、３．５ＧＨｚ≦ｆ≦１０．１ＧＨｚの領域で群遅延の変動が±０．２ｎｓ以内になるように前記マイクロストリップ線路の幅の長手方向分布が設定されたことを特徴とする反射型バンドパスフィルター。
導体層と誘電体層とが積層された基板の該誘電体層上に、不均一な幅を有する導体からなるマイクロストリップ線路が設けられた超広帯域無線情報通信用の反射型バンドパスフィルターであって、
周波数ｆがｆ＜３．１ＧＨｚとｆ＞１０．６ＧＨｚの領域での反射率と、４．０ＧＨｚ≦ｆ≦９．６ＧＨｚの領域での反射率との差の絶対値が１０ｄＢ以上になり、４．０ＧＨｚ≦ｆ≦９．６ＧＨｚの領域で群遅延の変動が±０．０７ｎｓ以内になるように前記マイクロストリップ線路の幅の長手方向分布が設定されたことを特徴とする反射型バンドパスフィルター。
導体層と誘電体層とが積層された基板の該誘電体層上に、不均一な幅を有する導体からなるマイクロストリップ線路が設けられた超広帯域無線情報通信用の反射型バンドパスフィルターであって、
周波数ｆがｆ＜３．１ＧＨｚとｆ＞１０．６ＧＨｚの領域での反射率と、４．２ＧＨｚ≦ｆ≦９．５ＧＨｚの領域での反射率との差の絶対値が１０ｄＢ以上になり、４．２ＧＨｚ≦ｆ≦９．５ＧＨｚの領域で群遅延の変動が±０．２ｎｓ以内になるように前記マイクロストリップ線路の幅の長手方向分布が設定されたことを特徴とする反射型バンドパスフィルター。
入力端伝送線路の特性インピーダンスＺｃが１０Ω≦Ｚｃ≦２００Ωであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の反射型バンドパスフィルター。
終端で前記特性インピーダンスと同じ値をもつ抵抗あるいは無反射終端で終端されたことを特徴とする請求項６に記載の反射型バンドパスフィルター。
前記基板の導体層及びマイクロストリップ線路の導体が、ｆ＝１ＧＨｚ時のスキンデップス以上の厚さの金属板からなることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の反射型バンドパスフィルター。
前記基板の誘電体層は、厚さｈが０．５ｍｍ≦ｈ≦５ｍｍ、比誘電率ε_ｒが１≦ε_ｒ≦２００、幅Ｗが２ｍｍ≦Ｗ≦１００ｍｍ、長さＬが２ｍｍ≦Ｌ≦３００ｍｍであることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の反射型バンドパスフィルター。
Ｚａｋｈａｒｏｖ−Ｓｈａｂａｔ方程式における、スペクトルデータからポテンシャルを導く逆問題に基づく設計法を用いて前記マイクロストリップ線路の幅の長手方向分布が設定されたことを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の反射型バンドパスフィルター。
窓関数法を用いて前記マイクロストリップ線路の幅の長手方向分布が設定されたことを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の反射型バンドパスフィルター。
Ｋａｉｓｅｒ窓関数法を用いて前記マイクロストリップ線路の幅の長手方向分布が設定されたことを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の反射型バンドパスフィルター。